Indice 5 INDICE Parte prima: Introduzione alla sicurezza 17 Capitolo 1 - Generalità 21 1.1 Le basi legislative della sicurezza 21 1.2 Gli enti normatori nazionali e internazionali 23 1.3 La conformità alle norme 24 1.3.1 Conformità alle norme dei componenti elettrici 24 1.3.2 La direttiva comunitaria per il materiale elettrico a bassa tensione 26 1.3.3 Marcatura CE 31 1.3.4 Conformità alle norme degli impianti 34 1.4 Alcune considerazioni sulle norme CEI 36 1.4.1 Norme CEI e regola d arte 36 1.4.2 Norme CEI e norme di legge 36 1.4.3 Applicabilità delle norme CEI agli impianti preesistenti 37 1.5 Alcuni dati statistici 38 Capitolo 2 - Princìpi generali di sicurezza 41 2.1 Definizioni 41 2.1.1 Sicurezza 41 2.1.2 Rischio 44 2.2 Sicurezza di un sistema 44 2.3 Affidabilità e sicurezza 46 2.4 Il livello di sicurezza accettabile 47 2.5 Criteri per l individuazione del livello di sicurezza accettabile 51 2.6 Il rischio indebito 55 2.7 L errore umano 55
6 Fondamenti di sicurezza elettrica Parte seconda: Contatti diretti e indiretti 57 Capitolo 3 - Corrente elettrica e corpo umano 61 3.1 Brevi richiami di elettrofisiologia 61 3.1.1 Il potenziale di riposo 61 3.1.2 Il potenziale d azione 63 3.1.3 La soglia di sensibilità 66 3.2 Effetti fisiopatologici della corrente elettrica sul corpo umano 66 3.2.1 Tetanizzazione 67 3.2.2 Arresto della respirazione 69 3.2.3 Fibrillazione ventricolare 69 3.2.4 Ustioni 74 3.3 Limiti di pericolosità della corrente elettrica 76 3.3.1 Pericolosità della corrente in funzione del tempo 76 3.3.2 Correnti ad alta frequenza 80 3.3.3 Pericolosità delle correnti non sinusoidali 82 3.3.4 Correnti impulsive 84 3.4 Resistenza elettrica del corpo umano 86 3.4.1 Le variabili 89 3.4.2 I valori 96 3.5 Pericolosità del percorso 97 Capitolo 4 - Il terreno conduttore elettrico 99 4.1 Premessa 99 4.2 La resistenza di terra 99 4.3 I potenziali del terreno 103 4.4 Dispersori in parallelo 105 4.5 Resistenza verso terra di una persona 106 4.6 Tensione totale e tensione di contatto 108 4.7 Considerazioni sulla tensione di contatto 111 Capitolo 5 - Generalità sulla protezione contro i contatti indiretti 113 5.1 Definizioni 113 5.1.1 Tipi di isolamento 113 5.1.2 Contatti diretti e indiretti 114 5.1.3 Massa 115 5.1.4 Distinzione tra contatti diretti e indiretti 118 5.2 Misure di protezione contro i contatti indiretti e classificazione degli apparecchi elettrici 119 5.3 La curva di sicurezza 122
Indice 7 5.4 Massa estranea 127 5.5 Pericolosità della tensione al variare della frequenza 128 5.6 Classificazione dei sistemi elettrici in relazione alla tensione 129 5.7 Classificazione dei sistemi elettrici in relazione alla messa a terra 132 5.8 Classificazione degli apparecchi in relazione alla mobilità 134 Capitolo 6 - Protezione contro i contatti indiretti nei sistemi TT 137 6.1 Requisiti della protezione 137 6.2 Protezione mediante dispositivi a massima corrente 141 6.2.1 Coordinamento tra resistenza di terra e dispositivi di protezione 141 6.2.2 Limiti della protezione 144 6.3 L interruttore differenziale 145 6.4 Protezione mediante interruttori differenziali 149 6.4.1 Una protezione razionale ed efficace 149 6.4.2 Impianto di terra comune a più derivazioni 151 6.4.3 Scelta dell interruttore differenziale. Selettività 154 6.4.4 Dispositivi toroidali 160 6.5 L equipotenzialità nei sistemi TT 162 6.6 Il relè di tensione 164 6.7 Il neutro nei sistemi TT 166 Capitolo 7 - Protezione contro i contatti indiretti nei sistemi TN 169 7.1 Circuito equivalente 169 7.2 Circuiti di distribuzione e terminali 176 7.3 La sicurezza fuori dell area equipotenziale 182 7.4 Tensioni sul neutro in condizioni anomale del circuito 184 7.4.1 Tensioni che hanno origine sull impianto di terra del neutro 184 7.4.2 Tensioni che hanno origine sul conduttore di neutro 186 7.5 Il guasto non franco a terra 188 7.6 Interruttori differenziali nel sistema TN 189 7.7 Collegamento equipotenziale supplementare 189 7.8 Il sistema TN e le reti pubbliche di distribuzione in bassa tensione 191 7.9 Confronto tra i sistemi TN e TT 193 Capitolo 8 - Protezione contro i contatti indiretti nei sistemi IT 195 8.1 Caratteristiche del sistema IT 195 8.2 La situazione normativa 199 8.3 Le sovratensioni 203 8.3.1 Guasto resistivo a terra 203 8.3.2 Guasto induttivo a terra 205
8 Fondamenti di sicurezza elettrica Capitolo 9 - Protezione contro i contatti indiretti senza interruzione automatica del circuito 209 9.1 Introduzione 209 9.2 Protezione con l impiego di apparecchi di classe II 209 9.2.1 L isolamento 210 9.2.2 Requisiti degli apparecchi di classe II 212 9.2.3 Condutture di classe II 214 9.3 Protezione per separazione elettrica 216 9.4 Protezione per mezzo di locali non conduttori 220 9.5 Collegamento equipotenziale locale non connesso a terra 222 9.6 Altri sistemi di protezione 222 Capitolo 10 - Protezione contro i contatti indiretti in alta tensione 223 10.1 Premessa 223 10.2 Andamento del potenziale sulla superficie del terreno 223 10.2.1 Elettrodo emisferico 223 10.2.2 Elettrodo sferico profondo 226 10.2.3 Rete magliata 229 10.3 La tensione di passo 229 10.4 La corrente convenzionale di terra 231 10.5 Tensioni ammissibili per un guasto a terra in alta tensione 234 Capitolo 11 - Sicurezza nell interfaccia con sistemi a tensione superiore 241 11.1 Generalità 241 11.2 Guasto a terra sull alta tensione 243 11.3 Le situazioni più comuni 245 Capitolo 12 - Esecuzione dell impianto di terra 249 12.1 Premessa 249 12.2 Il dispersore 249 12.2.1 Resistenza di terra del dispersore 250 12.2.2 Collocazione dei dispersori. Terre artificiali 252 12.2.3 Geometria del dispersore 253 12.2.4 L impianto di terra di fondazione 257 12.2.5 I dispersori di fatto esterni 258 12.2.6 La corrosione del dispersore 261 12.3 Conduttori di terra e di protezione 263 12.3.1 Sezioni minime convenzionali 263 12.3.2 Sezioni minime calcolate 263 12.3.3 Altri requisiti 266
Indice 9 12.4 Il conduttore PEN 271 12.5 L impedenza dell anello di guasto 274 12.6 I conduttori equipotenziali 276 Capitolo 13 - Protezione contro i contatti diretti 277 13.1 Generalità 277 13.2 Misure di protezione totali 277 13.2.1 Isolamento 278 13.2.2 Involucri, barriere e gradi di protezione 278 13.2.3 Rimozione di involucri e di barriere 287 13.3 Misure di protezione parziali 288 13.4 Protezione per limitazione della carica elettrica e della corrente 290 13.5 Norme particolari 290 Capitolo 14 - Interruttori differenziali e protezione contro i contatti diretti 293 14.1 Premessa 293 14.2 Confronto tra la protezione contro i contatti diretti e indiretti 293 14.3 Limiti protettivi in particolari condizioni circuitali 296 14.4 Una misura di protezione addizionale 304 14.5 Dispositivi di prova e di regolazione 306 14.6 Affidabilità degli interruttori differenziali 309 Capitolo 15 - Sistemi a bassissima tensione 311 15.1 Premessa 311 15.2 Bassissima tensione di sicurezza (SELV) 311 15.3 Bassissima tensione di protezione (PELV) 314 15.4 Apparecchi di classe III e protezione contro i contatti diretti e indiretti 316 15.5 Bassissima tensione funzionale (FELV) 318 Capitolo 16 - Applicazione delle misure di protezione contro i contatti diretti e indiretti 321 16.1 Premessa 321 16.2 Considerazioni sul rischio relativo ai contatti diretti e indiretti 321 16.2.1 Limiti di sicurezza diversi 321 16.2.2 Classificazione degli apparecchi 322 16.2.3 Sul divieto di collegare a terra apparecchi di classe II 327 16.2.4 Gli apparecchi di classe IV 328 16.3 Confronto tra le misure di protezione contro i contatti indiretti 329 16.4 Necessità della protezione contro i contatti diretti e indiretti 333 16.5 Le condizioni ambientali di maggior rischio elettrico 334 16.6 Luoghi a maggior rischio elettrico 335
10 Fondamenti di sicurezza elettrica 16.6.1 Generalità 335 16.6.2 Luoghi conduttori-ristretti 337 16.6.3 Locali contenenti bagni o docce 338 16.6.4 Piscine 341 16.6.5 Cantieri edili 343 16.7 Gruppi elettrogeni: protezione contro i contatti indiretti 347 16.8 Requisiti di sicurezza delle prese a spina 351 16.9 Saldatura ad arco 357 16.10 Messa a terra di apparecchi elettronici 363 Capitolo 17 - Sicurezza elettrica del paziente in ospedale 367 17.1 Premessa 367 17.2 Microshock 368 17.2.1 Paziente con il cuore in collegamento elettrico con l esterno 368 17.2.2 Nodo equipotenziale e trasformatore d isolamento 371 17.2.3 Simmetria verso terra 375 17.3 Sicurezza degli apparecchi elettromedicali 377 17.3.1 Correnti di dispersione 377 17.3.2 Correnti di dispersione al primo guasto 378 17.3.3 Limiti delle correnti di dispersione 379 17.4 Elettrobisturi 381 17.4.1 Principio di funzionamento 381 17.4.2 Pericoli per il paziente 382 17.4.3 Sistemi di protezione 383 17.4.4 Misure di sicurezza nell uso 385 17.5 Manutenzione, verifiche periodiche ed errore umano 386 Parte terza: Sezionamento e comando 387 Capitolo 18 - Sezionamento, comando d emergenza e comando funzionale 391 18.1 Premessa 391 18.2 Sezionamento 391 18.2.1 Generalità 391 18.2.2 Sezionamento del conduttore di neutro 393 18.2.3 Il sezionatore 398 18.2.4 Altri dispositivi di sezionamento 400 18.2.5 Quando il sezionamento non è sufficiente 401 18.3 Interruzione per motivi non elettrici 402 18.4 Comando d emergenza 404 18.5 Il comando funzionale: alcuni aspetti di sicurezza 405 18.5.1 Interruttori di comando unipolari 405
Indice 11 18.5.2 Comando motori 405 18.5.3 Prese a spina come dispositivo di manovra 406 18.6 L interruttore generale 407 18.7 Installazione degli interruttori 408 18.8 Tabelle sinottiche 411 Capitolo 19 - Circuiti di comando 413 19.1 Premessa 413 19.2 Circuito di comando a sicurezza positiva 413 19.3 Requisiti del contatto di sicurezza 416 19.4 Protezione contro il funzionamento intempestivo per guasti a terra 419 19.5 Tensione di alimentazione dei circuiti di comando 426 19.6 Il doppio contattore 426 19.7 Colori per pulsanti di comando e indicatori luminosi 426 Parte quarta: Protezione contro le sovracorrenti 429 Capitolo 20 - Scelta dei dispositivi di protezione delle condutture contro il sovraccarico 433 20.1 Portata di un cavo 433 20.2 Sovracorrenti e transitorio termico del cavo 440 20.3 Curva di sovraccaricabilità di un cavo 443 20.4 Caratteristiche d intervento dei dispositivi di protezione 445 20.4.1 Interruttori automatici 445 20.4.2 Fusibili 449 20.5 Definizioni 449 20.6 Requisiti del dispositivo di protezione contro il sovraccarico 451 20.6.1 Corrente nominale 451 20.6.2 Caratteristica d intervento 455 Capitolo 21 - Scelta dei dispositivi di protezione delle condutture contro il cortocircuito 459 21.1 Brevi richiami sulla corrente di cortocircuito 459 21.2 Potere d interruzione e di chiusura 463 21.3 Sollecitazione termica di un cavo in condizioni di cortocircuito 467 21.4 Requisiti del dispositivo di protezione contro il cortocircuito 470 21.4.1 Fusibili 472 21.4.2 Interruttori automatici 473 21.4.3 Quale cortocircuito 475
12 Fondamenti di sicurezza elettrica 21.5 Coordinamento tra interruttori e fusibili 476 21.6 Dispositivi limitatori di corrente 478 Capitolo 22 - Applicazione dei dispositivi di protezione contro le sovracorrenti 485 22.1 Necessità e ubicazione del dispositivo di protezione 485 22.1.1 Sovraccarico 485 22.1.2 Cortocircuito 487 22.2 Protezione contro il sovraccarico e il cortocircuito 489 22.2.1 Dispositivo di protezione unico 489 22.2.2 Dispositivi di protezione distinti 490 22.2.3 Considerazioni finali 490 22.3 Comportamento dell interruttore differenziale, senza sganciatori di sovracorrente, in condizioni di sovracorrente 491 22.4 Protezione dei conduttori di fase e di neutro 493 22.4.1 Sistemi TT e TN 493 22.4.2 Sistemi IT 497 Capitolo 23 - Protezione dei motori contro le sovracorrenti 505 23.1 Introduzione 505 23.2 Avviamento del motore e protezione contro il sovraccarico 506 23.3 Dispositivi di protezione del motore contro il sovraccarico 507 23.4 Dispositivi di protezione del motore contro il cortocircuito 513 Parte quinta: Alimentazione dei servizi di sicurezza 517 Capitolo 24 - Alimentazione dei servizi di sicurezza 521 24.1 Definizioni e classificazione 521 24.2 Sorgenti 522 24.3 Requisiti dei circuiti di sicurezza 523 24.4 Illuminazione di sicurezza 524 Parte sesta: Impianti elettrici nei luoghi con pericolo di esplosione 531 Capitolo 25 - Classificazione dei luoghi pericolosi 535 25.1 Definizioni 535 25.2 Tipi di luoghi pericolosi 537 25.3 Luoghi pericolosi per la presenza di gas 539 25.3.1 Gradi di emissione 539 25.3.2 Grado e disponibilità della ventilazione 540
Indice 13 25.3.3 Tipo ed estensione delle zone pericolose 540 25.4 Luoghi pericolosi per la presenza di polveri 543 25.5 Luoghi pericolosi per la presenza di sostanze esplosive 544 25.6 Le direttive europee 544 Capitolo 26 - Apparecchiature elettriche per atmosfere esplosive. Modi di protezione 553 26.1 Introduzione 553 26.2 Modo di protezione a prove d esplosione d 554 26.3 Modo di protezione a sovrapressione interna p 558 26.4 Modo di protezione a sicurezza intrinseca i 560 26.5 Modi di protezione a immersione in olio o e sotto sabbia q 566 26.6 Modo di protezione a sicurezza aumentata e 567 26.7 Modi di protezione m e n 570 26.8 Modo di protezione op 571 26.9 Modo di protezione mediante custodie t 571 Capitolo 27 - Luoghi con pericolo di esplosione e a maggior rischio in caso di incendio 573 27.1 Impianti elettrici nei luoghi con pericolo di esplosione 573 27.2 Impianti elettrici nei luoghi a maggior rischio in caso d incendio 577 Capitolo 28 - Elettricità statica 583 28.1 Formazione e accumulo delle cariche elettrostatiche 583 28.2 Pericolosità delle cariche elettrostatiche 584 28.3 Energia elettrostatica accumulata 584 28.4 Protezione contro le cariche elettrostatiche 586 Parte settima: Controllare la sicurezza 591 Capitolo 29 - Misure e verifiche per la sicurezza 595 29.1 Misura della resistenza di terra 595 29.2 Misura della resistività del terreno 601 29.3 Misura della resistenza dell anello di guasto nel terreno 604 29.4 Verifica dell efficacia dell impianto di terra nei sistemi TT 606 29.5 Misura dell impedenza dell anello di guasto 608 29.6 Misura delle tensioni di contatto 609 29.7 Prova degli interruttori differenziali 613 29.8 Verifica del collegamento delle masse all impianto di terra 614 29.9 Misura della resistenza di isolamento verso terra 615 29.10 Misura delle correnti di dispersione negli apparecchi elettromedicali 615
14 Fondamenti di sicurezza elettrica Appendici 622 Appendice 1 - Calcolo approssimato delle correnti di cortocircuito 623 Appendice 2 - Alcuni segni grafici e segnali per la sicurezza elettrica 631 Appendice 3 - Radiazioni ionizzanti 637 Appendice 4 - Il fascio laser 679 Appendice 5 - Radiofrequenze e microonde 689 Appendice 6 - Campi elettrici e magnetici a bassissima frequenza 699 Appendice 7 - Videoterminali 705 Indice analitico 709