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Sicurezza Elettrica Protezione contro i contatti

Protezione contro i contatti diretti:


Le misure di protezione contro i contatti diretti possono essere costituiti da:
-        isolamento dei conduttori attivi e delle parti in tensione;
-        involucri con diversi gradi di protezione contro la penetrazione di corpi estranei e di liquidi (grado di protezione IPXX);
-        barriere
-        distanziamenti
-        ostacoli
-        limitazione della carica elettrica.
Gli isolamenti sono costituiti da materiali isolanti solidi, liquidi o gassosi. I conduttori delle linee a bassa tensione sono generalmente isolati in gomma o materie plastiche in grado di mantenere le loro caratteristiche isolanti e meccaniche alla temperatura di funzionamento.
Gli involucri possono essere metallici o in materiale isolante e sono classificati mediante le lettere IP seguite da due numeri, di cui il primo indica la possibilità di penetrazione di corpi solidi di determinate dimensioni,  il secondo riguarda la possibilità di penetrazione di liquidi, in diverse condizioni.  Ad esempio il grado di protezione IP 65 corrisponde ad un involucro che non dà luogo a depositi visibili di polvere all’interno ed al cui interno getti d’acqua , in tutte le direzioni non provocano effetti dannosi. La designazione di “apparecchiatura stagna” è priva di significato perché troppo generica.

Barriere, distanziamenti ed ostacoli servono ad impedire l’avvicinamento alle parti attive a distanze minori di quella di sicurezza, funzione della tensione di esercizio.
La limitazione della carica elettrica viene realizzata in modo che quando si viene a contatto con le parti attive si trovi interposta una impedenza limitatrice della corrente, “impedenza di protezione” che limita la corrente a qualche mA.

 Protezione contro i contatti indiretti
Le protezioni contro i contatti indiretti sono costituite da:
a)     collegamento a terra delle masse o impiego di componenti ad isolamento doppio o rinforzato;
b)     interruzione automatica del circuito.
c)     separazione elettrica, mediante trasformatore di isolamento;

Definizione di massa elettrica


8. Contatti accidentali con parti in tensione – definizione di “massa”

Il contatto con parti in tensione può essere del tipo “diretto”, quando si viene a contatto con una parte dell’impianto normalmente in tensione (Fig. 6 a) o del tipo “indiretto” attraverso la “massa” (Fig. 6 b).







a)   contatto diretto                                b)  contatto indiretto
(con parte normalmente in tensione)                                 (con parte accidentalmente in tensione)

  Fig. 6 – Contatti accidentali


La norma definisce la massa come “una parte conduttrice, facente parte dell’impianto elettrico, che può essere toccata e che non è in tensione in condizioni ordinarie di isolamento, ma che può andare in tensione in caso di cedimento dell’isolamento principale”.
Esempi di massa: carcasse di motori elettrici, parte metallica del lampadario, canale metallico contenente cavi a semplice isolamento, etc.
Una parte metallica che non fa parte dell’impianto elettrico non è una massa, ma può essere una “massa estranea” se può introdurre un potenziale, anche se questo è il potenziale zero della terra.
Esempi di masse estranee: impianto idrico, del gas, dei termosifoni, serbatoio metallico interrato, strutture metalliche estese, etc.

Pericolo di contatto elettrico


Poiché è più semplice valutare il valore della tensione che può far circolare una corrente pericolosa nel corpo umano, osservando che, per correnti  alla frequenza di 50-60 Hz e per tensioni di contatto di circa 200 V, il corpo umano presenta, per il 95% degli individui, una impedenza di circa 2000 W (1000 W per il 5% ), sono state individuate  delle curve limiti tensione-tempo, a cui corrispondono situazioni di sicurezza o di pericolo (Fig. 4).
grafico tensione-tempo


Per luoghi asciutti e condizioni normali viene ritenuto praticamente sicuro un valore di tensione alternata, a frequenza industriale, di 50 V, che viene ridotto alla metà (25 V) per luoghi bagnati, all'aperto, in ambienti ristretti in cui i movimenti sono impediti e all'interno di grandi masse metalliche.
Tuttavia la resistenza del corpo umano varia molto in funzione di:
-        stato della pelle (asciutta o umida, etc., di uomo, donna o bambino);



tipo di contatto (mano-mano o mani-piedi etc.);
-        superficie e pressione del contatto;
-        durata del contatto;
-        natura della corrente (alternata, continua, ad alta frequenza, etc.);
-        tasso di alcool nel sangue;
-        tensione di contatto
Nel considerare il circuito equivalente del contatto si deve tener conto anche delle resistenze di contatto con il terreno (presenza e tipo di calzature) e con il conduttore attivo; la resistenza del terreno viene considerata quasi sempre trascurabile

Pericolosità della corrente elettrica


7. Limiti di pericolosità della corrente elettrica:

Corrente di rilascio: 
-        si intende il valore di corrente per cui il soggetto sottoposto ad “elettrocuzione” è ancora in grado di rilasciare la presa.  Valori limite in corrente continua:
§  uomini:            76 mA
§  donne   51 mA

Questi valori dipendono, però, fortemente da:
-        età:                               sono inferiori nei bambini;
-        sesso:                    "        "     per le donne (circa 10 mA contro i 16 mA per gli uomini);
-        peso corporeo:     "        "     se il peso corporeo è basso;
-        condizioni fisiche:           "        "     se il corpo è umido.
                      
§  Una corrente di intensità maggiore della corrente di rilascio produce danni tanto più gravi quanto più elevata è la sua intensità e quanto più a lungo dura l'elettrocuzione: si ha nell'ordine:
svenimento °  asfissia °  collasso °  incoscienza ° decesso

§  Una corrente continua di intensità e durata elevate può produrre tetanizzazione.
§  Una corrente alternata, a frequenza industriale, di intensità elevata ma di breve durata, non produce tetanizzazione, quindi è meno pericolosa di una analoga corrente più debole ma di maggiore durata.
§  A frequenze elevate la corrente tende a interessare la superficie esterna del corpo.
7.1    Interventi di primo soccorso

Nel caso di arresto della respirazione:
1)     aprire l'interruttore;  oppure, se non può essere raggiunto l’interruttore in qualche minuto:
-        cortocircuitare a terra la linea,
-        eliminare il contatto mediante un mezzo isolante.
2) eseguire immediatamente la respirazione artificiale
Nel caso di fibrillazione cardiaca (non si sente il battito nell’arteria giugulare) non è possibile intervenire sul posto, tuttavia può risultare efficace ed è necessario eseguire:
- il massaggio cardiaco esterno;
- la respirazione artificiale.
Occorre proseguire le suddette manovre fino all'arrivo in ospedale, dove i medici potranno adoperare il defribillatore.

7.2   Curve limiti di pericolosità della corrente e della tensione

E' stata definita in campo internazionale una famiglia di curve,  corrente-tempo (Fig. 3), in base alle quali può essere valutata la pericolosità di una corrente che attraversa il corpo di un individuo adulto di sesso maschile. Le zone indicate con i numeri da 1 a 4 indicano pericolosità crescente:
1 = pericolo trascurabile,                            
2 = sensibilità al passaggio della corrente,
3 = pericolo di tetanizzazione,                     
4 = pericolo grave (fibrillazione cardiaca - decesso)


sensibilità al passaggio della corrente

Definizione e valutazione del Rischio


5.   Definizione e valutazione del "Rischio"

Il verificarsi di un guasto, non comporta necessariamente il verificarsi di un incidente, ma insorge la probabilità "k"  che l'incidente si verifichi e che comporti un danno "d".
Possiamo allora definire il  Rischio  "R(t)" come prodotto delle probabilità prima definite, per l'entità del danno che si può verificare:

                                          R(t)  =  k .  [1-S(t)] . d

Ridurre il rischio significa, quindi, ridurre i tre fattori che lo determinano.

Ci occuperemo essenzialmente della sicurezza elettrica nelle installazioni, nell’uso delle apparecchiature e nel mantenimento dell’efficienza degli organi di protezione; osserviamo, in particolare, che il pericolo elettrico non è quasi mai evidente, come invece può esserlo, ad esempio,  l'abbagliamento di un faro mal posizionato o il danneggiamento di un sostegno.
Come ultima considerazione di carattere generale diremo che i fattori di rischio possono essere ridotti operando in modo corretto, costantemente, in tutte le fasi dell'esistenza dell'impianto:
- progettazione
- realizzazione
- impiego
- manutenzione
- smantellamento 

5.1.  Riduzione della probabilità di guasto   [1-S(t)] del sistema elettrico:

Aumentando la sicurezza S dei singoli elementi dell'impianto, fino a valori quanto più possibile prossimi a 1, la probabilità di guasto si riduce a valori sempre più prossimi a zero.
A tal fine occorre:
a)     progettare correttamente l'impianto elettrico:
-        scegliendo schemi elettrici semplici;
-        dimensionando correttamente i singoli elementi dell'impianto;
-        prevedendo organi di protezione adeguati;
-        rispettando la normativa tecnica e di legge;
b)     diminuire il tempo di esposizione "t" mediante:
-        verifiche periodiche;
-        manutenzione programmata;
-        manutenzione straordinaria;
c)     impiegare tecniche automatiche di:
-        monitoraggio dei singoli elementi;
-        gestione e controllo mediante opportuni strumenti informatici;
-        intervento automatico in situazioni di pericolo.
Per quanto si possa operare correttamente, la probabilità che avvenga un guasto non può essere ridotta a zero, anzi, aumentando il tempo di funzionamento, sappiamo che il guasto tende a verificarsi con probabilità sempre più vicina alla certezza. Si potrebbe ridurre adeguatamente il tempo di funzionamento, rinnovando frequentemente l'impianto; ma ciò comporta spesso costi inaccettabili.
Occorre, invece, fare in modo che, al verificarsi di un guasto, la probabilità che insorga  una situazione di pericolo sia resa minima, quindi bisogna ridurre il fattore "k", cioè la probabilità che avvenga un incidente.

5.2.  Riduzione della probabilità " k " che in presenza di un guasto avvenga un incidente:

Il rispetto della normativa è fondamentale perché, al verificarsi di un guasto, la probabilità che si determini una situazione di pericolo sia minima. Infatti:
-        le norme tecniche forniscono criteri e prescrizioni che, compatibilmente con i costi, assicurano un livello di sicurezza accettabile;
-        la corretta realizzazione  dell'impianto e l'impiego di materiali  conformi alla normativa, riduce la probabilità che  un guasto possa causare pericolo;
-        il corretto impiegodell'impianto, nei limiti e per gli scopi per cui  è stato progettato e costruito, evita il verificarsi di sollecitazioni anomale, con conseguenti probabili deterioramenti;
-        le verificheperiodiche tendono a rilevare che, nel tempo si mantenga il livello di sicurezza iniziale dell'impianto;
-        la manutenzioneprogrammata e quella straordinaria hanno lo scopo di mantenere invariate le caratteristiche tecniche dell'impianto e quindi la sua  sicurezza iniziale;
-        il monitoraggio continuo e la gestione automatica, oggi realizzabili con mezzi elettronici ed informatici, risultano estremamente efficaci nel segnalare, in tempo reale, l'insorgere di una situazione di guasto e, se  necessario, per eliminare rapidamente  il pericolo intervenendo direttamente sugli organi di manovra dell’impianto.

5.3.    Limitazione dell'entità  " d " del danno

Avendo operato in modo da ridurre al minimo il pericolo di guasti, ed avendo adottati tutti i provvedimenti previsti dalla normativa per limitare la probabilità che, in presenza di un guasto avvenga un incidente, non resta che scegliere strutture di impianto tali da ridurre l'entità dell'eventuale danno:
-        scegliendo strutture del sistema modulari, e proteggendo singolarmente i vari moduli;
-        segregando le parti di impianto più soggette a guasti pericolosi;
-        apprestando attrezzature e mezzi idonei agli interventi di emergenza prevedibili.
5. 4. Smantellamento degli impianti
      
Non sempre viene posta la necessaria cura nello smantellamento di un impianto, in questa fase, infatti, possono insorgere pericoli di varia natura:
-        parti che possono rimanere sotto tensione, a portata di mano;
-        ostacoli meccanici, costituiti  da residui di impianto affioranti dal terreno, etc;
-        materiali ingombranti, inquinanti, etc.

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