SICUREZZA ELETTRICA. La molteplicità delle apparecchiature e condizioni di impiego possono essere origine di

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1 SICUREZZA ELETTRICA La molteplicità delle apparecchiature e condizioni di impiego possono essere origine di passaggio di corrente elettrica pericolosa per il corpo umano (ELETTROCUZIONE); elevate temperature o archi elettrici che possono provocare incendi o ustioni. Per diversi fattori di rischio elettrico tra cui:garantire l uso sicuro delle apparecchiature elettriche e degli impianti è necessaria la presenza di sistemi e dispositivi di protezione contro: contatti diretti; contatti indiretti; effetti termici; sovracorrenti e sovratensioni. EFFETTI DELL ELETTRICITÀ SUL CORPO UMANO Quando una corrente elettrica attraversa un corpo umano può produrre effetti pericolosi consistenti generalmente in alterazioni delle varie funzioni vitali, in lesioni al sistema nervoso, ai vasi sanguigni, all apparato visivo e uditivo, all epidermide ecc.. Alcuni tra questi effetti risultano essere particolarmente pericolosi. Tetanizzazione Si contraggono i muscoli interessati al passaggio della corrente, risulta difficile staccarsi dalla parte in tensione prolungando quindi il contatto e provocando effetti ancora più dannosi - Il valore più grande di corrente per cui una persona é ancora in grado di staccarsi della sorgente elettrica si chiama corrente di rilascio e mediamente é compreso tra i 10mA e i 15mA per una corrente di frequenza 50Hz. Da notare che correnti molto elevate non producono solitamente la tetanizzazione perché quando il corpo entra in contatto con esse, l eccitazione muscolare é talmente elevata che i movimenti muscolari involontari generalmente staccano il soggetto della sorgente.

2 Arresto della respirazione Una complicanza dovuta alla tetanizzazione è la paralisi dei centri nervosi che controllano la respirazione. Se la corrente elettrica attraversa i muscoli che controllano il movimento dei polmoni, la contrazione involontaria di questi muscoli altera il normale funzionamento del sistema respiratorio e il soggetto può morire soffocato o subire le conseguenze di traumi dovuti all asfissia. In questi casi il fenomeno è reversibile solo se si provvede con prontezza, anche con l ausilio della respirazione artificiale, al soccorso dell infortunato per evitare danni al tessuto cerebrale. Fibrillazione ventricolare E l effetto più pericoloso ed è dovuto alla sovrapposizione delle correnti provenienti dall esterno con quelle fisiologiche che fanno perdere il giusto ritmo al cuore. Il cuore, proprio a causa della natura elettrica del suo funzionamento, è particolarmente sensibile a qualunque corrente elettrica che proviene dall esterno, sia essa causata da uno shock elettrico o introdotta volontariamente come nel caso del pacemaker. La corrente generata dal pace-maker non produce anomalie nel normale funzionamento del cuore ma lo aiuta a correggere certe disfunzioni. Una corrente esterna che attraversa il cuore potrebbe in questo caso avere effetti molto gravi per l infortunato perché potrebbero alterarsi la sincronizzazione è il coordinamento nei movimenti del cuore con la paralisi dell'operazione di pompaggio del sangue. Questa anomalia si chiama fibrillazione ed é particolarmente pericolosa nella zona ventricolare perché diventa un fenomeno non reversibile in quanto il fenomeno persiste anche se lo stimolo é cessato. Meno pericolosa, grazie alla sua natura reversibile, è invece la fibrillazione atriale. La fibrillazione ventricolare é reversibile entro i primi due o tre minuti soltanto se il cuore é sottoposto ad una scarica elettrica molto violenta. Solo così si possono evitare gravi danni al tessuto del cuore stesso, al cervello e nel peggiore dei casi la morte dell infortunato. Per raggiungere lo scopo viene impiegato il defibrillatore, un'apparecchiatura medica che applica un impulso elettrico al torace dell'infortunato tramite due elettrodi. I fattori che possono rendere probabile l innesco della fibrillazione ventricolare sono diversi. I più significativi sono: L intensità della corrente che attraversa il corpo di cui una piccola parte passa attraverso il cuore e causa la fibrillazione. E molto difficile la determinazione di risultati affidabili poiché nonostante i numerosi studi che sono stati realizzati per valutare il minimo valore di corrente che può dare inizio a questo fenomeno, l impossibilità di realizzare esperimenti diretti con l'uomo rendono molto difficoltosa una raccolta di dati sufficientemente attendibili. Ogni individuo reagisce in modo diverso al passaggio della corrente per cui la quantità di corrente necessaria ad innescare la fibrillazione può variare da caso a caso ; nonostante questo,

3 il percorso seguito dalla corrente ha una grande influenza sulla probabilità d innesco. Per questo motivo è stato definito un fattore di percorso che indica la pericolosità dei diversi percorsi seguiti dalla corrente considerando come riferimento il percorso mano sinistra-piedi Zone di pericolosità convenzionali IEC della corrente elettrica continua Conseguenze del passaggio della corrente elettrica alternata nel corpo umano

4 La pericolosità della corrente diminuisce all'aumentare della frequenza poiché ad alte frequenze la corrente tende a passare solo attraverso la pelle. Il fenomeno si chiama appunto effetto pelle e le lesioni provocate dal passaggio della corrente elettrica sono solo superficiali e non interessano organi vitali. Dalla figura si può notare come le correnti a frequenza di 50 cicli al secondo si trovino nella fascia di frequenze più pericolose. Mentre nella figura successiva, sono indicate la soglia di percezione e quella di dolore per scariche impulsive (considerando il valore della tensione di picco dell'impulso, sempre minore di 10 ms, e la quantità di carica trasferita). Pericolosità della corrente elettrica al variare della frequenza Pericolosità delle correnti impulsive (durata dell'impulso minore di 10 ms)

5 COMPONENTI DI UN IMPIANTO ELETTRICO : TENSIONE CORRENTE, CIRCUITI ELETTRICI La circolazione di corrente elettrica avviene collegando due punti a differente potenziale elettrico (TENSIONE). Il collegamento dei due punti crea un circuito elettrico chiuso. Il circuito elettrico è composto da cavi di differente resistenza elettrica. La quantità di corrente trasportata sarà tanto maggiore quanto minore sarà la resistenza del circuito elettrico. A parità di differenza di potenziale si avranno correnti diverse in circuiti differenti. LEGGE di OHM : V = R x i. MASSA Parte conduttrice facente parte dell impianto elettrico che può essere toccata e che non è normalmente in tensione ma che può andarci se si ha un cedimento dell isolamento principale. Una parte conduttrice che avvolge una parte a doppio isolamento non è da considerare una massa. Una parte conduttrice che può andare in tensione durante un guasto d isolamento solo perché è a contatto con una massa, non è da considerare una massa. SISTEMA ELETTRICO Si definisce SISTEMA ELETTRICO la parte di un impianto elettrico costituita dall insieme delle apparecchiature, delle macchine e delle linee aventi una determinata tensione nominale. In base al valore di quest ultima i sistemi elettrici sono classificati in sistemi di: CATEGORIA 0: tensione nominale di 50 V c.a 75 V c.c; CATEGORIA 1: tensione nominale da 51 V a 1000 V c.a. e da 76 a 1500 c.c; CATEGORIA 2: tensione nominale da 1001 V a 30 kv c.a e da 1501 V a 30 kv c.c; CATEGORIA 3: tensione nominale > di 30 kv sia in c.a che c.c.

6 COMPONENTI DI UN IMPIANTO ELETTRICO Un impianto elettrico è costituito dai seguenti componenti principali: Quadro elettrico Tubi e cavi Prese a spina Apparecchi di manovra e comando Lampade Sistemi e Apparecchi di Protezione Quadro elettrico In ogni impianto elettrico, a valle del contatore, si trova un quadro di distribuzione costituito da materiale plastico a doppio isolamento, nel caso di piccole dimensioni, e da materiale metallico negli altri casi. Nel quadro elettrico vi sono degli interruttori che hanno principalmente due funzioni: protezione; sezionamento.

7 Tubi e Cavi I tubi servono per proteggere i cavi elettrici e possono essere posati a vista, sotto intonaco o sotto pavimento. Possono essere di tipo flessibile in Polivinile, di tipo rigido in PVC (cloruro di polivinile), o in acciaio zincato. I cavi servono per raggiungere con la corrente elettrica i vari punti dell impianto. Nei cavi si possono distinguere i seguenti componenti: Conduttore (la parte metallica percorsa da corrente); Isolante (parte che circonda il conduttore in PVC o gomma); Anima (insieme di conduttore e isolante); Guaina (rivestimento protettivo esterno). I cavi sono contraddistinti da un idoneo colore: GIALLO-VERDE per la terra BLU CHIARO per il neutro DIVERSI COLORI per la fase I cavi possono essere classificati in funzione del comportamento nei confronti del fuoco: non propaganti fiamma; non propaganti l incendio; non propaganti l incendio e a ridotta emissione di fumo e gas tossici, resistenti al fuoco e per ambienti ad elevate temperature. I cavi sono contraddistinti da una tensione di isolamento : Uo= indica la tensione massima che l isolamento del cavo può sopportare verso terra

8 Prese - Spine Sul mercato sono presenti differenti tipologie di prese a spina, in funzione della massima intensità di corrente da cui una presa può essere attraversata, cui equivale una certa potenza massima che può sopportare. Per evitare contatti accidentali con le parti in tensione sono da preferire prese con alveoli protetti, che si aprono solo inserendo la giusta spina.

9 Esempio : Linee elettriche - linee aeree

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11 TIPOLOGIE DI PRESE TIPOLOGIE DI SPINE

12 Molto spesso si parla indifferentemente di "spine" o di "prese" senza rendersi conto della differenza sostanziale che invece esiste fra le une e le altre; occorre poi considerare che esistono non pochi tipi di prese e relative spine, per cui la confusione diventa anche maggiore. Cerchiamo allora di capire meglio le differenze tra un tipo e l'altro, in modo da usare possibilmente sempre l'accessorio più adatto alle varie esigenze che possono presentarsi quotidianamente nell'ambito della vita domestica. La prima distinzione da fare è la seguente: Le prese sono quelle dotate di soli fori, da dove la corrente esce: parliamo quindi delle prese di corrente che si trovano sulle pareti delle noste case. Le spine sono quelle dotate di perni metallici che possono essere infilati nei fori delle prese; pertanto, ogni apparecchiatura che deve funzionare con la corrente elettrica è dotata di un cavo che termina con una spina. A questo punto osserviamo che è piuttosto ovvio che, dove la corrente è sempre presente, si usi un dispositivo dotato di fori; immaginate cosa succederebbe se la corrente fosse presente su dei perni sporgenti come quelli delle spine: sarebbe sufficiente sfiorare per errore uno dei perni per restare folgorati da una scarica elettrica! Naturalmente, sui perni delle spine dei nostri elettrodomestici non c'è corrente, quindi non si corre pericolo a toccarli: solo quando essi vengono inseriti in una presa, la corrente vi entra ed attraverso il cavo arriva all'elettrodomestico. A tutti noi è capitato più volte di dover collegare alla corrente un'apparecchiatura e di non poterlo fare perchè la sua spina non entrava nella presa di cui disponevamo! Questo succede perchè, a seconda di dove l'apparecchiatura è costruita, il cavo viene dotato della spina in uso in quel certo paese; vediamo allora alcune di queste spine, perlomeno le più comuni. Tutti conosciamo le spine di standard italiano (figura 1), con tre perni (o spinotti) allineati: i due laterali presentano il metallo in vista solo nelle estremità, mentre per il resto della lunghezza risultano coperti da un materiale plastico isolante (che nell'immagine è di colore rosso); lo spinotto centrale, il cui metallo è tutto scoperto, garantisce il collegamento della "terra" e quindi la sicurezza dell'utilizzatore (i due spinotti laterali sono parzialmente ricoperti con isolante per evitare che, mentre si infila la spina nella presa, le dita dell'utente possano venire a contatto di uno spinotto quando su questo è già presente la tensione di rete).

13 Figura Spine di standard italiano, da 10A e da 16A Le spine di destra, dette "a squadra", grazie al minor spessore ed al filo che esce di lato, sono da preferire nei casi in cui alla parete ove è inserita la spina debba essere addossato un mobile Queste spine si trovano nelle versioni da 10 ampere e da 16 ampere: fra un tipo e l'altro cambia sia la distanza fra gli spinotti che lo stesso diametro degli spinotti. Una spina del tipo da 10 ampere può essere usata per utilizzatori la cui potenza non superi 1500 W; anche se viene proposta per potenze maggiori, in pratica è bene prevedere un certo margine di sicurezza, per evitare che, nei punti di contatto con la presa, la spina possa surriscaldarsi e fondere. Per potenze superiori ai 1500 W è bene quindi usare una spina da 16 A, che ha spinotti più grossi e quindi può meglio sopportare il passaggio di correnti più forti. Un'altra spina utilizzata su molti apprecchi è quella di tipo tedesco/francese, detta anche "Shuko".Tale spina ha due spinotti che, pur essendo distanziati fra loro come quelli della spina italiana da 10 A, sono più grossi e quindi non entrano nelle prese di tipo italiano; il collegamento con la terra avviene tramite due linguette laterali. Spina "Shuko" (standard franco/tedesco)

14 Per tali motivi queste spine richiedono apposite prese a "pozzetto", dotate di contatti laterali per la terra; in alternativa, le spine tedesche possono essere collegate ad una normale presa italiana da 16 ampere, usando un adattatore come quello di figura 3. Già che si parla di adattatori, è bene considerare che ne esistono tanti, ma che solo alcuni possono essere usati in condizioni di sicurezza. Tanto per fare un esempio, mentre può essere utile, e tollerabile, usare un adattatore che consente di collegare una spina da 10 A ad una presa più grossa, da 16 A, Figura - Adattatori: quello a sinistra per collegare una spina tedesca ad una presa italiana da 16 A; quello a destra consente di collegare ad una presa da 16 A una spina italiana sia da 16 A che da 10 A è assolutamente da evitare l'uso di adattatori da piccolo a grande, ovvero di quelli che consentono di collegare una spina grande ad una presa piccola, poiché la corrente elevata, passando nei contatti incerti della spina e dell'adattatore, può facilmente portare alla fusione delle varie parti, con pericolo di incendio. In considerazione delle tante spine che esistono, conviene disporre nelle nostre case di prese di vario tipo; si trovano poi in commercio delle prese multistandard, che si adattano a diversi tipi di spine. Figura 4 - Prese a parete di vario tipo In figura 4 si vede per esempio un allestimento di prese da parete, formato, a sinistra, da due prese adatte a spine italiane sia da 10 che da 16 ampere, e a destra da una presa a pozzetto per spine shuko

15 franco-tedesche; è senz'altro consigliabile attrezzare bene le prese a parete, piuttosto che ricorrere ad una serie di adattatori, magari infilati uno nell'altro. In figura si vede come viene montato un normale cavo elettrico all'interno di una spina (l'immagine è solo dimostrativa: si sconsiglia la realizzazione pratica a chi non abbia un minimo di dimestichezza con tali operazioni) Figura Montaggio del cavo all'interno di una spina Un cavo elettrico contiene al suo interno tre conduttori: in genere uno è di colore azzurro, uno marrone ed uno giallo-verde. Il filo azzurro e quello marrone sono quelli che portano effettivamente la corrente all'apparecchio utilizzatore, sia esso un frigorifero, un frullatore o altro. Il filo gialloverde ha una funzione di sicurezza; è della massima importanza che venga collegato allo spinotto centrale della spina: in tal modo, qualunque dispersione di corrente presente sull'elettrodomestico viene inviata alla presa di terra, tramite il contatto centrale della presa ove risulta collegata la spina. Sarebbe pericolosissimo collegare nella spina i tre conduttori in modo errato, poichè la tensione di 220V potrebbe risultare presente direttamente sulle parti metalliche del nostro elettrodomestico!