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CASO CORRENTE CONTINUA I
CASO CORRENTE ALTERNATA
Aspetti di sicurezza elettrica
: Protezione dai contattidiretti ed indiretti. Sistemi TT, TN, IT.
CONTATTI DIRETTI E INDIRETTI
:
- Contatto diretto
: contatto con una parte attiva dell’impiantocon conduttori che sono in
tensione. Il contatto diretto può avvenire anche tramite una parte conduttrice purché non
sia una massa o in contatto con una massa.
- Contatto indiretto
: contatto di una persona con unamassa o una parte conduttrice a
contatto con una massa durante un guasto all’isolamento (ad esempio la carcassa di un
elettrodomestico).
Si definisce convenzionalmentetensione di contattola tensione per il contatto mano-piedi, con
la mano a contatto con la massa in esame, e i piedi alla distanza di 1 m dalla proiezione verticale
del punto considerato.
OSS: mentre ci si può difendere dal contatto diretto, mantenendosi distanti dal pericolo visibile,
nel contatto indiretto, essendo un pericolo invisibile, ci si può difendere solo con un adeguato
sistema di protezione.
PROTEZIONI
:
- Protezioni da contatti diretti
: le misure di protezionecontro i contatti diretti possono
suddividersi in protezioni passive (1 e 2) e attive (3)
1. Protezioni di grado totale(contro il contatto volontario)sono ottenute mediante
a. isolamento delle parti attive senza possibilità di rimozione
b. involucri/barriere rimovibili tramite utenze, interblocchi o barriere intermedie
2. Protezioni di grado parziale(contro il contatto involontario)sono ottenute mediante
a. allontanamento delle parti a tensione diversa simultaneamente accessibili
3. Protezioni addizionalisono ottenute mediante:
a. relè differenziali ad alta sensibilità
- Protezioni da contatti indiretti
: le misure di protezione contro i contatti indiretti possono
suddividersi in due categorie: protezioni attive (1) e passive (2)
1. Protezione mediante interruzione automatica dell’alimentazione
2. Protezioni senza interruzione automatica del circuito (doppio isolamento,
separazione elettrica,...)
SISTEMA DI DISTRIBUZIONE IN BT:
Il generico sistema di distribuzione in BT posto a valle della cabina di trasformazione MT/BT è
composto da tre conduttori di fase più un conduttore di neutro collegato al centro stella del
trasformatore.
In relazione allo stato del neutro ed alla situazione delle masse, i sistemi di distribuzione in BT sono
individuati da due lettere: la prima lettera dipende dallo stato neutro del trasformatore MT/BT
(I=isolamento da terra, T=collegato a terra), la seconda definisce lo stato delle masse delle
utenze (T=collegamento diretto a terra, N=masse connesse al neutro).
SISTEMA TT
:
Obbligatorio in Italia per utenze domestiche a bassa tensione (BT).
È costituito da due impianti a terra separati:
- Centro stella del secondario connesso all’impianto di terra in cabina (T1)
- Le masse sono collegate a terra mediante il conduttore di protezione (PE) all’impianto di
terra d’utenza T2.
La normativa CEI 64-8, nel caso di sistemi TT prevede che per attivare la protezione dai contatti
50
indiretti deve essere soddisfatta la condizione ≤
dove
- R
è la somma delle resistenze di terra dei dispersorie dei conduttori (PE),
A
- 50V è la tensione di contatto (limite convenzionale),
- I è la corrente che provoca l’intervento automaticodell’interruttore
A
SISTEMI TN
:
- TN-C
Centro stella del secondario connesso all’impianto di terra in cabina, le masse sono connesse al
neutro e quindi le funzioni di neutro e di protezione sono combinate in uno stesso conduttore. Per
questo il quarto conduttore è detto PEN
- TN-S
Centro stella del secondario connesso all’impianto di terra in cabina. Partono 5 conduttori: 3 di
fase, 1 di neutro e 1 di protezione. Non ho impianti di terra d’utenza. Conduttore di neutro e di
protezione sono separati e le masse sono connesse al conduttore di protezione che parte dalla
cabina ed è distribuito insieme a tutti i conduttori di fase e al neutro.
SISTEMI IT
:
Non ho l’impianto di terra in cabina ma ho un impianto di terra d’utenza.
Il neutro del secondario del trasformatore risulta essere isolato.
Un unico PE collega a terra le masse.
Il sistema IT viene utilizzato per garantire la continuità del servizio in caso di guasto in sale
operatorie, aeroporti,...).
Un guasto a terra provoca il passaggio di una corrente prevalentemente capacitiva valore
⇒
modesto. Il valore modesto della corrente permette di ottenere valori modesti di tensione di
contatto servizio non interrotto
⇒
OSS: Il sistema IT non presenta alcun vantaggio nel caso di contatto diretto (la corrente che
attraversa il corpo è modesta).
OSS: È necessario eliminare il guasto in tempo ragionevole per evitare i problemi dovuti
all’insorgere di un secondo guasto.
Il teorema di Thevenin per l'analisi dei circuiti elettrici
: enunciato, dimostrazione ed
esempio di applicazione.
Data una rete lineare costituita da componenti attivi e passivi, accessibile da due morsetti, la
rete risulta essere equivalente a un circuito semplice costituito da un generatore ideale di
tensione in serie con un resistore.
Dove il generatore ideale di tensione corrisponde alla tensione a vuoto V tra i morsetti e il
0
resistore è la resistenza equivalente cortocircuitando tutti i generatori R eq
DIM:
Consideriamo una rete qualsiasi, accessibile da due morsetti A e B
Connettiamo ai morsetti A e B un generatore di corrente.
Applichiamo la sovrapposizione degli effetti per trovare V=f(I)
Considero due sottocircuiti:
1) Metto a vuoto i morsetti
2) Spengo questa volta tutti i generatori nella rete
dove R è la resistenza equivalente che vedo aimorsetti A e B quando passivo la rete
AB
Quindi ottengo che: = ' + '' =
−
'
' = −
0 0
è l’equazione costitutiva di un ramo con un generatore di tensione V in serie con un resistore di
AB0
resistenza R
AB
Esempio di applicazione:
Applico il Thm di Thevenin per calcolare la corrente che scorre in R
2
Il metodo dei nodi e il metodo delle maglie per l’analisi dei circuiti elettrici
: Ricavare il metodo
di analisi matriciale a partire dalle LKC e LKV. Esempio di applicazione.
METODO DELLE MAGLIE
:
È un metodo sistematico di analisi circuitale che ci permette di ridurre le equazioni necessarie
alla risoluzione, utilizzabile in presenza di generatori ideali di tensione e generatori reali di
corrente. Il metodo si basa sulla legge delle tensioni di Kirchoff con cui posso attribuire ad ogni
maglia una corrente fittizia e successivamente esprimere le correnti di lato come combinazione
lineare delle correnti di maglia. [ ] [ ] [ ]
Si arriva ad un sistema che in forma matriciale è: =
1
1
dove [ ]
- = matrice delle resistenze di maglia
[ ]
- = vettore dei termini noti
[ ]
- = vettore delle correnti di maglia
IPOTESI
:
1. La rete deve essere planare, i circuiti non si incrociano
2. Considero solo la presenza di generatori ideali di tensione e generatori reali di corrente,
altrimenti non posso linearizzare il metodo.
APPLICAZIONE DEL METODO
:
1. Considero il seguente circuito, in cui individuo nodi e lati con correnti incogniteI
I
I
I I
I
1
2
3
4 5
6
n=4, l=6, m=3
2. Identifico le correnti incognite di lato
3. Trasformo la rete in modo da avere solo generatori ideali di tensione
4. Individuo le maglie indipendenti e assegno una corrente virtuale di maglia con lo stesso verso.
Ogni corrente può essere espressa come combinazione lineare delle correnti di maglia
facendo distinzione ai lati che appartengono ad una sola maglia e quelli che appartengono a più
maglie.
5. Applico a ciascuna maglia la LKV esprimendo la tensione ai capi delle resistenze tramite la
legge costitutiva in funzione delle correnti di lato.
− = −
−
+
1
1
1 4
4 3 3
=
'
− −
2
2 2
2
3 3 5 5
0 =
− +
4
4 6 6 5
5
6. Sostituiamo alle correnti di lato le equazioni con le correnti di maglia
[ ] [ ] [ ]
7. Rappresentiamo in forma matriciale del tipo =
−1
Domande e risposte
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