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SICUREZZA ELETTRICA

1. Elementi di elettrofisiologia (effetti della corrente sul corpo umano).

2. Correnti e tensioni pericolose.

3. Contatti pericolosi

4. Metodi di protezione

SICUREZZA ELETTRICA

1. Elementi di elettrofisiologia (effetti della corrente sul corpo umano)

L’attività biologica del corpo umano è controllata da segnali elettrici che

vengono trasmessi dai neuroni del sistema nervoso.

Uno stimolo elettrico esterno, può interferire con il funzionamento elettrico del

corpo umano, provocando effetti pericolosi.

Esiste una soglia “di eccitabilità” superata la quale gli stimoli elettrici esterni

risultano pericolosi.

La pericolosità degli stimoli elettrici esterni dipende:

1. dall’intensità, dalla natura e dalla durata della corrente che riescono a far

circolare nel corpo umano;

2. dalla costituzione fisica della persona (massa corporea e stato di salute).

SICUREZZA ELETTRICA

1. Elementi di elettrofisiologia (effetti della corrente sul corpo umano)

Una corrente elettrica nel corpo umano, con caratteristiche che la pongono al di

sopra della soglia di eccitabilità, può produrre effetti che possono essere

particolarmente pericolosi e/o mortali:

Tetanizzazione

Si contraggono i muscoli interessati al passaggio della corrente, risulta difficile

staccarsi dalla parte in tensione con cui si è venuti in contatto. Il valore più grande

di corrente per cui una persona é ancora in grado di staccarsi della sorgente

elettrica si chiama “corrente di rilascio” ed é compreso tra i 10mA e i 15mA (a

50Hz).

Arresto della 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. 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. SICUREZZA ELETTRICA

1. Elementi di elettrofisiologia (effetti della corrente sul corpo umano)

Fibrillazione ventricolare

Contrazioni scoordinate del cuore. E’ particolarmente pericolosa quando si verifica

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 (viene impiegato il “defibrillatore”).

Ustioni

Sono prodotte dal calore che si sviluppa per effetto Joule a causa della corrente

elettrica che fluisce attraverso il corpo (per esempio, se attraverso la pelle si innesca

un flusso di corrente la cui densità è di circa 60 milliampere al mm2, questa verrà

carbonizzata in pochi secondi).

SICUREZZA ELETTRICA

2. Correnti pericolose

Limiti di pericolosità della corrente elettrica

I limiti convenzionali di pericolosità della corrente elettrica, in funzione del tempo per

cui fluisce attraverso il corpo umano, sono stati riassunti, dalle Norme, in un grafico

tempo-corrente. Zona 1 - La corrente esterna si

percepisce appena;

Zona 2 - Non si hanno

normalmente effetti pericolosi;

Zona 3 – Effetti quasi sempre

reversibili che possono divenire

pericolosi a causa della

tetanizzazione;

Zona 4 - Si può innescare la

fibrillazione, arresto della

respirazione o ustioni.

Pericolosità della corrente elettrica alternata a 50, 60 Hz

SICUREZZA ELETTRICA

2. Correnti pericolose Fattori di percorso Fattore di

Percorso percorso

Il percorso seguito dalla corrente Mani - Piedi 1

ha una grande influenza sulla Mano sinistra - Piede sinistro 1

probabilità d’innesco della Mano sinistra - Piede destro 1

fibrillazione, per questo motivo è

stato definito un “fattore di Mano sinistra - Entrambi i piedi 1

percorso” che indica la Mano sinistra - Mano destra 0,4

pericolosità dei diversi percorsi Mano sinistra - Dorso 0,7

seguiti dalla corrente Mano sinistra - Torace 1,5

considerando come riferimento il Mano destra - Piede sinistro 0,8

percorso

mano sinistra - piedi. Mano destra - Piede destro 0,8

Mano destra - Dorso 0,3

Mano destra - Torace 1,3

Glutei - Mani 0,7

SICUREZZA ELETTRICA

3. Tensioni pericolose

Limiti di pericolosità della tensione elettrica

Ai fini pratici, è più conveniente riferirsi ai valori di “tensione pericolosa” per il corpo

umano, piuttosto che non direttamente ai valori di corrente.

Per arrivare a definire i valori di tensione pericolosa, è necessaria una stima - statistica

– del valore della resistenza del corpo umano.

SICUREZZA ELETTRICA

3. Tensioni pericolose Limiti di pericolosità della tensione elettrica

SICUREZZA ELETTRICA

3. Tensioni pericolose Resistenza del corpo umnao

Dare dei valori precisi alla resistenza elettrica del

corpo umano risulta piuttosto difficoltoso essendo

questa influenzata da molte variabili: percorso della

corrente, stato della pelle (presenza di calli, sudore,

umidità, tagli, abrasioni ecc..), superficie di contatto,

tensione di contatto (sperimentalmente si è visto che

all’aumentare della tensione diminuisce la

resistenza). Come tale è possibile valutarla solo

statisticamente e quindi le norme CEI fanno

riferimento a valori convenzionali riferiti ad un

campione medio di popolazione.

Circuito equivalente

del corpo umano SICUREZZA ELETTRICA

3. Tensioni pericolose Resistenza del corpo umano

Valori di R non superati

Tensione di c

dal 5% della popolazione

contatto (percorso mani - piedi)

875

25 V Ω

725

50 V

75 V Ω

625

100 V Ω

600

125 V Ω

562

220 V Ω

500

700 V Ω

375

Circuito equivalente

del corpo umano SICUREZZA ELETTRICA

3. Tensioni pericolose Valori di RT,u

Condizioni Condizioni

Ordinarie Non ordinarie

Ω Ω

1000 200

Valori di Rc + RT,u

Tensione di Condizioni Condizioni

Contatto [V] Ordinarie Non ordinarie

25 Ω Ω

1875 1075

50 Ω Ω

1725 925

75 Ω Ω

1625 825

100 Ω Ω

1600 800

SICUREZZA ELETTRICA

3. Tensioni pericolose Condizioni ordinarie

Tensione di Tempo

contatto sopp.zione

infinito

< 50 V 5 s

50 V 1 s

75 V 0.5 s

90 V 0.2 s

110 V 0.1 s

150 V 0.05 s

220 V 0.03 s

280 V

Curve di sicurezza tensione-tempo

SICUREZZA ELETTRICA

4. Contatti pericolosi

4.1 Contatti diretti

Si parla di contatto diretto quando si entra in contatto con una parte attiva dell’impianto

e cioè con conduttori che sono normalmente in tensione, ad esempio i conduttori di una

linea elettrica compreso il neutro (ma escluso il conduttore PEN).

4.2 Contatti indiretti

Un contatto indiretto è il contatto di una persona con una massa o con una parte

conduttrice a contatto con una massa durante un guasto all’isolamento (ad esempio la

carcassa di un elettrodomestico).

Il contatto indiretto è più “insidioso” del contatto diretto.

Infatti, mentre nel caso del contatto diretto il pericolo è “visibile”, nel contatto indiretto

il pericolo è “invisibile” ed inaspettato, perché si presenta, a causa di un guasto, in

situazioni che si è abituati a considerare non pericolose.

SICUREZZA ELETTRICA

4. Contatti pericolosi

Contatto diretto Contatto indiretto

SICUREZZA ELETTRICA

4. Protezioni contro i contatti diretti

4.1 Protezione totale (persone non addestrate ed ambienti ordinari)

• Isolamento

Le parti attive devono essere ricoperte completamente da un isolante di spessore adeguato

alla tensione nominale verso terra del sistema elettrico, resistente agli sforzi meccanici,

termici e alle alterazioni chimiche.

• Involucri e barriere

L’involucri e barriere garantiscono la protezione dai contatti diretti quando esistono parti

attive (ad es. morsetti elettrici) che devono essere accessibili e quindi non possono essere

completamente isolate.

Essi assicurano un certo grado di protezione contro la penetrazione di solidi e di liquidi

(gradi di protezione IP).

Le barriere e gli involucri devono essere saldamente fissati, rimovibili solo con attrezzi,

apribili da personale addestrato oppure solo dopo avere aperto un dispositivo di

sezionamento elettrico. SICUREZZA ELETTRICA

4. Protezioni contro i contatti diretti

4.2 Protezione parziale (persone addestrate ed ambienti ad accesso limitato)

• Ostacoli o distanziamenti

Sono destinati ad impedire il contatto accidentale (non intenzionale) con parti attive.

Possono essere rimossi intenzionalmente anche senza l’uso di attrezzi, ma non devono

poter essere rimossi accidentalmente.

(Un esempio sono le griglie usate nelle cabine elettriche per tenere lontano le persone che

possono entrarvi dalle parti attive del trasformatore).

4.3 Altra Protezione

• Sistemi elettrici a bassissima tensione di sicurezza: “Safety Extra Low Voltage”

I sistemi “Protection Extra Low Voltage” e “Functional Extra Low Voltage”

non sono considerati idonei sistemi di protezione contro i contatti diretti

4.4 Protezione addizionale

• Interruttori differenziali ad alta sensibilità

SICUREZZA ELETTRICA

5. Protezioni contro i contatti indiretti

La scelta del sistema di protezione dipende dal tipo di sistema elettrico

CLASSIFICAZIONE DEI SISTEMI ELETTRICI

Riferendosi alla tensione nominale:

· Sistema di categoria 0 con U < = 50 V in C.a. e 120 V in C.c.

· Sistemi di categoria I con U > 50V < = 1000 in C.a. e > 75V < = 1550V in C.c.

· Sistemi di categoria II con U > 1000V < = 30000V in C.a.

e > 1500V < = 30000V in C.c.

· Sistemi di categoria III con U > 30000 V sia in C.a. che in C.c.

SICUREZZA ELETTRICA

5. Protezioni contro i contatti indiretti

La scelta del sistema di protezione dipende dal tipo di sistema elettrico

CLASSIFICAZIONE DEI SISTEMI ELETTRICI

Riferendosi alla messa a terra del NEUTRO e delle MASSE:

1) Sistema TT

2) Sistema TN

3) Sistema IT


PAGINE

42

PESO

1.37 MB

AUTORE

Atreyu

PUBBLICATO

+1 anno fa


DESCRIZIONE DISPENSA

Questo materiale didattico costituisce una presentazione in power point del corso di Sistemi elettrici per l'energia. In essa vengono trattati i seguenti argomenti. Sicurezza elettrica. Elementi di elettrofisiologia (effetti della corrente sul corpo umano). Correnti e tensioni pericolose. Contatti pericolosi. Metodi di protezione.


DETTAGLI
Corso di laurea: Corso di laurea in ingegneria elettronica
SSD:
A.A.: 2011-2012

I contenuti di questa pagina costituiscono rielaborazioni personali del Publisher Atreyu di informazioni apprese con la frequenza delle lezioni di Sistemi elettrici per l’energia e studio autonomo di eventuali libri di riferimento in preparazione dell'esame finale o della tesi. Non devono intendersi come materiale ufficiale dell'università Mediterranea - Unirc o del prof Carbone Rosario.

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