IL COORDINAMENTO IL COORDINAMENTO DELL’ISOLAMENTODELL’ISOLAMENTO

PER LA PROTEZIONE CONTRO LE PER LA PROTEZIONE CONTRO LE SOVRATENSIONI E LA SICUREZZA ELETTRICASOVRATENSIONI E LA SICUREZZA ELETTRICA

Parte I: Sicurezza delle persone

Testi alla base del corso:

“Fondamenti di Sicurezza elettrica” – Ed. TNE

“IL COORDINAMENTO DELL’ISOLAMENTO per la protezione contro le sovratensioni e la sicurezza elettrica “ – Ed. CIFI

www.eliatartaglia.it

22

TENSIONE ?TENSIONE ?

CORRENTE ?CORRENTE ?

Chi è Chi è l’assassino ?l’assassino ?

Sicurezza delle persone

33

SORGENTE CARICO

CONDUTTORE DI ANDATA

CONDUTTORE DI RITORNO

Circuito elettrico

44

Parliamo di Parliamo di

RESISTENZARESISTENZA

Impianto di Impianto di

TerraTerra

Corpo UmanoCorpo UmanoRB =

RE =

deldel

55

88

00

77

66

55

44

33

22

11

00

kk

5050 100100 150150 200200 UUTT (V) (V)

RRBB (c.c.)(c.c.)

ZZBB (50/60 Hz)(50/60 Hz)

95%95%

50%50%5%5%

Valori statistici Valori statistici dell’impedenza dell’impedenza totale del corpo totale del corpo

umano umano

(percorso mano-mano o (percorso mano-mano o mano-piede)mano-piede)

figura da “Fondamenti di sicurezza elettrica”

Valore di riferimento normativo

66

IL TERRENOIL TERRENO CONDUTTORE ELETTRICO CONDUTTORE ELETTRICO Ogni volta il terreno è interessato dal Ogni volta il terreno è interessato dal

passaggio di una corrente elettrica (es. passaggio di una corrente elettrica (es. corrente di fulmine) tra due suoi punti si corrente di fulmine) tra due suoi punti si

localizza una differenza di potenziale.localizza una differenza di potenziale.

Ogni volta applichiamo tra due suoi Ogni volta applichiamo tra due suoi punti una differenza di potenziale il punti una differenza di potenziale il terreno è percorso da una corrente.terreno è percorso da una corrente.

77

Anello di guasto nel Sistema TTAnello di guasto nel Sistema TT

rete pubblica di distribuzione impianto utilizzatore

RNRE

RB

R

U0

SO

RG

EN

TE

CONDUTTORE DI ANDATA

CONDUTTORE DI RITORNO

UST

EB

88

L

E

NE

ENST U

RR

UR

RR

UU

1

00

Se poniamo U0 = 230 V, RN = 1 Ω, RE = 20 Ω le masse assumono la tensione UST = 219 V.RN

RE

RB

REBU0

UST

Tensione di contatto UTensione di contatto USTST (Sistema TT) (Sistema TT)

Ma non deve essere UST ≤ UL , cioè ≤ 50 V ?

99

Schema di principio Schema di principio di un interruttore differenzialedi un interruttore differenziale

CARICOCARICO

EB

impianto utilizzatore

RESTU

R

R

BId

I = I - I d 1 2

2I

1I

Taratura differenzialeTaratura differenziale

RE ∙ I d ≤ 50 V

1010

5%50%

Tempi massimi di

interruzione degli

interruttori differenziali

IIdndn t (s)t (s)

Idn0,3

2 Idn0,15

5 Idn0,04

ZONA DI INTERVENTO

1111

Anello di guasto nel Anello di guasto nel Sistema TNSistema TN

cabina di trasformazione impianto utilizzatore

RN

RB

REB

conduttore di fase ( R )F

conduttore di protezione ( R )P

UST

U0

1212

R

R

R

R

U

R

U

F

0

NST

P

EB

B

L

F

P

P

FP

PFST U

S

SU

R

RU

RRR

UU

11

000

Ai fini della protezione contro Ai fini della protezione contro i contatti indiretti, con Ui contatti indiretti, con UOO = =

230 V se la sezione del 230 V se la sezione del conduttore di protezione conduttore di protezione RpRp è è ≥ ≥ 3,63,6 volte il conduttore di volte il conduttore di

fase fase RRFF, non è necessario, , non è necessario,

l’intervento delle protezioni.l’intervento delle protezioni.

Tensione di contatto UTensione di contatto USTST (Sistema TN)(Sistema TN)

Zs · Ia ≤ Uo

1313

5%50%

Tempi massimi di

interruzionenel

Sistema TN

Uo t (s)

120 0,8

230 0,4

400 0,2Se non si riesce a rispettare i tempi di interruzione … (?)

ZONA DI INTERVENTO

1414

Se l’interruzione automatica non Se l’interruzione automatica non può essere ottenuta nei tempi può essere ottenuta nei tempi

prestabiliti si devono realizzare prestabiliti si devono realizzare collegamenti equipotenziali collegamenti equipotenziali

supplementari e verificare il rispetto supplementari e verificare il rispetto della condizionedella condizione

R ≤ UR ≤ ULL/I/Iaa

tra ogni massa ed ogni massa estranea tra ogni massa ed ogni massa estranea simultaneamente accessibilesimultaneamente accessibile.

1515

sbarra equipotenziale

sbarra equipotenziale

Sistema ITSistema IT

Il Sistema IT evolve in un Sistema TT

Il Sistema IT evolve in un Sistema TN

1616

Protezione mediante componenti di Classe II (doppio isolamento) o con isolamento equivalente

Principali misure di protezione che Principali misure di protezione che nonnon prevedono l’interruzione prevedono l’interruzione

automatica dell’alimentazione:automatica dell’alimentazione:

Protezione mediante separazione elettrica

Protezione mediante collegamento equipotenziale locale non connesso a terra

nelle quali è vietata la messa a terra !nelle quali è vietata la messa a terra !

1717Sis

tem

a di

al

imen

tazi

one

dell

a tr

azio

ne e

lett

rica

1818

Punto più alto della

Zona della lineaAsse del binario

Piano

aerea di contatto

linea aerea di contatto

del ferro

X X

Y Y

ZZona del pantografo

X = Y = 3 m

ZONA DI RISPETTO

TE

Z = 1 m 3 m 3 m

1 m

1919

A B

S.S.E.

I

linea di contatto

rotaie

schema di principio del sistema elettrico di trazione

Sistema TN o Sistema TT ?

2020

Rc

R B

REB

Vcc

r

UR

+

-

R

R A

T

R

RrRc

VccRr

RrRc

VccUR

1

Dato che il rapporto Rc/Rr è > 3,5 per Dato che il rapporto Rc/Rr è > 3,5 per costruzione, la costruzione, la tensione di rotaia rientra tensione di rotaia rientra

nei valori di tensione ammissibili. nei valori di tensione ammissibili. Pertanto il sistema elettrico di trazione Pertanto il sistema elettrico di trazione

in corrente continua è un sistema in corrente continua è un sistema intrinsecamente sicuro.intrinsecamente sicuro.

Tensione di rotaiaTensione di rotaia UURRPonendo nel circuito equivalente Rd = ∞ (conduttanza di dispersione = 0)Ponendo nel circuito equivalente Rd = ∞ (conduttanza di dispersione = 0)

e trascurando Rct (che deve avere una sezione adeguata)e trascurando Rct (che deve avere una sezione adeguata)

2121

Nor

ma

CE

I E

N 5

0122

-1 (

CE

I 9-

6)

UUTT ≤ Tensione di contatto ammissibili U ≤ Tensione di contatto ammissibili UTpTp

t(s)

in c.c.(V)

in c.a.(V)

0,02 940 9400,05 770 9350,1 660 8420.2 535 6700,3 480 4970,4 435 3050,5 395 2250,6 310 1600,7 270 1300,8 240 1100,9 200 901 170 80

300 150 65 120 50

2222

tensione di rotaiaTU

> 100

distanza dalla rotaia (in m)

R

UU ST

20

00

5

40

60

10080

100

U

1510

UR

della tensione Umisura

Decremento del potenziale di binario in direzione perpendicolare al tracciato della linea ferroviaria

Per la sicurezza si

fa riferimento

alla effettiva

tensione di contatto

(UT) a cui è soggetta la persona.

Zona asservita : fino a circa 20 mZona asservita : fino a circa 20 m

2323

Iguaina metallica cavo

RE

U - U E A

UA

potenziali nel terrenoUE

RE

d.d.p.la d.d.p.coincide con UE

M

BA

Chi è in pericolo: A B o M ?

Trasferimento di potenzialiTrasferimento di potenziali

2424

Nel caso della Nel caso della protezione con interruzione protezione con interruzione automatica dell’alimentazioneautomatica dell’alimentazione c’èc’è passaggio passaggio

di corrente nel corpo umano, per il tempo di corrente nel corpo umano, per il tempo intercorrente tra il guasto e l’interruzione del intercorrente tra il guasto e l’interruzione del circuito da parte del dispositivo di protezione.circuito da parte del dispositivo di protezione.

Diventa molto importante verificare l’efficienza del dispositivo di protezione!

Sicurezza delle persone

2525

Nelle altre misure di protezione non Nelle altre misure di protezione non c’èc’è passaggio di corrente nel corpo umano, passaggio di corrente nel corpo umano,

perché si basano su accorgimenti circuitali o perché si basano su accorgimenti circuitali o costruttivi che evitano il contatto di tensioni costruttivi che evitano il contatto di tensioni

pericolose. pericolose.

Diventa molto importante verificare che tali condizioni siano conservate nel tempo!

Sicurezza delle persone

IL COORDINAMENTO IL COORDINAMENTO DELL’ISOLAMENTODELL’ISOLAMENTO

PER LA PROTEZIONE CONTRO LE PER LA PROTEZIONE CONTRO LE SOVRATENSIONI E LA SICUREZZA ELETTRICASOVRATENSIONI E LA SICUREZZA ELETTRICA

Parte II: Sicurezza dei beni

Testi alla base del corso:

“Fondamenti di Sicurezza elettrica” – Ed. TNE

“IL COORDINAMENTO DELL’ISOLAMENTO per la protezione contro le sovratensioni e la sicurezza elettrica “ – Ed. CIFIwww.eliatartaglia.it

2727

TENSIONE ?TENSIONE ?

CORRENTE ?CORRENTE ?

Chi è Chi è l’assassino ?l’assassino ?

Sicurezza dei beni

2828

Come proteggere le Come proteggere le apparecchiature dalla tensione?apparecchiature dalla tensione?

Innanzi tutto,con un isolamento adeguato:

al proprio sistema di alimentazione

ed in Zona di rispetto TE, al sistema di alimentazione

della trazione elettrica

2929

Protezione mediante componenti con isolamento adeguato alla tensione della linea di contatto.

In alternativa all’intervento dell’extrarapido di SSE, per le apparecchiature di segnalamento e

telecomunicazione si possono adottare altre misure per proteggersi dal guasto TE:

Protezione mediante involucri o barriere

e … nelle quali è vietata la messa a terra e … nelle quali è vietata la messa a terra (al binario) dell’apparecchiatura.(al binario) dell’apparecchiatura.

3030

Protezione contro le sovratensioniProtezione contro le sovratensioni

I livelli di isolamento prescritti in generale dalle specifiche tecniche per le apparecchiature IS e TLC sono riferiti

alla propria tensione di alimentazione e, in zona di rispetto, a quella del sistema elettrico della trazione. Tali livelli non sono sufficienti ad assicurare anche la

protezione contro le sovratensioni dovute a fulminazioni.

3131

Per la protezione contro le sovratensioni degli impianti di segnalamento e telecomunicazione è prescritta:

lala separazione elettrica dei separazione elettrica dei componenti dell’apparato o componenti dell’apparato o

dell’impianto dalla rete dell’impianto dalla rete pubblica, dalla campagna e fra pubblica, dalla campagna e fra

loro;loro; l’isolamento da terra.l’isolamento da terra.

3232

La d.d.p. si localizza sul trasformatore e non sollecita l’isolamento delle apparecchiature

A B C

sbarra equipotenziale

Rete di distribuzioneRete di distribuzione ferroviaria

R

S

T

RR

N E

d.d.p.

T

S

R

d.d.p.pubblica

SEPARAZIONE ELETTRICA

DALLA RETE

3333

alla tensione nominale

e, in zona di rispetto TE,

in AProtezione mediante doppio isolamento

in B

e/ o doppio isolamento

Protezione mediante

A

B

d.d.p.

isolamento adeguato

togliere i collegamenti di terra

a sovratensioni provenienti da rete

a fulminazioni dirette

a differenze di potenziale (d.d.p.) tra gli impianti di terra

NO NO

SI

separazione elettrica

della linea di contatto

A e Btra

alla tensione nominale

e, in zona di rispetto TE,

in AProtezione mediante doppio isolamento

in B

e/ o doppio isolamento

Protezione mediante

A

B

d.d.p.

isolamento adeguato

togliere i collegamenti di terra

a sovratensioni provenienti da rete

a fulminazioni dirette

a differenze di potenziale (d.d.p.) tra gli impianti di terra

NO NO

SI

separazione elettrica

della linea di contatto

A e Btra

3434

In ambiente ferroviarioIn ambiente ferroviario, per , per proteggere le persone ci proteggere le persone ci sono diverse misure di sono diverse misure di

protezione …protezione …

per proteggere gli impianti per proteggere gli impianti … bisogna soprattutto … bisogna soprattutto isolarsi da terra!isolarsi da terra!

3535

per proteggere le persone per proteggere le persone bisogna utilizzare misure bisogna utilizzare misure

che non richiedono la che non richiedono la messa a terra!messa a terra!

Se per proteggere gli Se per proteggere gli impianti è necessario impianti è necessario isolarsi da terra …isolarsi da terra …