FACOLTA’ DI INGEGNERIA - FIRENZE
SICUREZZA NEGLI STABILIMENTI
PRODUTTIVI E NEI CANTIERI
TEMPORANEI E MOBILI
Elementi di sicurezza
elettrica
Firenze, giugno 2009
Ing. Massimo Bartoli ([email protected])
Argomenti trattati:
I) Richiami legislativi e normativi
II) Richiami di elettrotecnica
III) Sicurezza degli impianti elettrici
IV) Impianti elettrici di cantiere
V) Protezione dalle scariche atmosferiche
2
Parte I:
Richiami legislativi
e normativi
TESTO UNICO SULLA SICUREZZA D.LGS. 81/08
D.M. 37/08 – NORMATIVA IMPIANTI
NORMATIVA TECNICA CEI
3
TESTO UNICO SULLA SICUREZZA D.LGS. 81/08
In vigore dal in vigore dal 15
maggio 2008 NUOVO TESTO
UNICO SULLA SICUREZZA D.LGS.
81/08
Sono aboliti:
Out
ABOLISCE IL DPR 547/55, IL DPR 164/56,
D.LGS.626/94, D.LGS.494/94
ABOLISCE LA DISTANZA DI 5 MT DA IMPIANTI
ACCESSIBILI IN TENSIONE (DPR 164/56)
4
Capo III
Impianti e apparecchiature elettriche
Art. 80.
Obblighi del datore di lavoro
Punto 1:
Il datore di lavoro prende le misure necessarie affinchè i
materiali, le apparecchiature e gli impianti elettrici messi a
disposizione dei lavoratori siano progettati, costruiti,
installati, utilizzati e mantenuti in modo da salvaguardare i
lavoratori da tutti i rischi di natura elettrica.
elettrica
5
Rischi di natura elettrica
a)
contatti elettrici diretti;
b)
contatti elettrici indiretti;
c)
innesco e propagazione di incendi e di ustioni dovuti
a sovratemperature pericolose, archi elettrici e radiazioni;
d) innesco di esplosioni;
e) fulminazione diretta ed indiretta;
f) sovratensioni;
g) altre condizioni di guasto ragionevolmente prevedibili.
6
Punto 2:
A tale fine il datore di lavoro esegue una valutazione dei
rischi di cui al precedente comma 1, tenendo in
considerazione:
a)
le condizioni e le caratteristiche specifiche del
lavoro, ivi comprese eventuali interferenze;
b)
i rischi presenti nell'ambiente di lavoro;
c)
tutte le condizioni di esercizio prevedibili.
7
Punto 3:
A seguito della valutazione del rischio elettrico il datore di
lavoro adotta le misure tecniche ed organizzative necessarie
ad eliminare o ridurre al minimo i rischi presenti, ad
individuare i dispositivi di protezione collettivi ed individuali
necessari alla conduzione in sicurezza del lavoro ed a
predisporre le procedure di uso e manutenzione atte a
garantire nel tempo la permanenza del livello di sicurezza
raggiunto con l'adozione delle misure di cui al comma 1.
CONTATTO DIRETTO
CONTATTO INDIRETTO
8
Art. 81.
Requisiti di sicurezza
Punto 1:
Tutti i materiali, i macchinari e le apparecchiature, nonchè le installazioni e
gli impianti elettrici ed elettronici devono essere progettati, realizzati e
costruiti a regola d'arte.
Punto 2:
Ferme restando le disposizioni legislative e regolamentari di recepimento
delle direttive comunitarie di prodotto, i materiali, i macchinari, le
apparecchiature, le installazioni e gli impianti di cui al comma precedente, si
considerano costruiti a regola d'arte se sono realizzati secondo le norme di
buona tecnica contenute nell'allegato IX (conforminta’ norme CEI-UNI).
Punto 3:
Le procedure di uso e manutenzione devono essere predisposte tenendo
conto delle disposizioni legislative vigenti, delle indicazioni contenute nei
manuali d'uso e manutenzione delle apparecchiature ricadenti nelle
direttive specifiche di prodotto e di quelle indicate nelle norme di buona
9
tecnica contenute nell'allegato IX.
Art. 82.
Lavori sotto tensione
E' vietato eseguire lavori sotto tensione.
Tali lavori sono tuttavia consentiti nei casi in cui le tensioni
su cui si opera sono di sicurezza, secondo quanto previsto
dallo stato della tecnica secondo la migliore scienza ed
esperienza, nonchè quando i lavori sono eseguiti nel
rispetto delle seguenti condizioni:
a) le procedure adottate e le attrezzature utilizzate sono
conformi ai criteri definiti nelle norme di buona
tecnica;
b) per tensioni nominali non superiori a 1000 V in
corrente alternata e 1500 V in corrente continua;
(Bassa tensione)
10
l'esecuzione di lavori su parti in tensione deve essere affidata a lavoratori
riconosciuti dal datore di lavoro come idonei per tale attività secondo le
indicazioni della pertinente normativa tecnica
le procedure adottate e le attrezzature utilizzate sono conformi ai criteri
definiti nelle norme di buona tecnica;
per tensioni nominali superiori a 1000 V in corrente alternata e 1500 V in
corrente continua purchè:
i lavori su parti in tensione sono effettuati da aziende autorizzate con
specifico provvedimento dei competenti uffici del Ministero del lavoro e
della previdenza sociale ad operare sotto tensione;
l'esecuzione di lavori su parti in tensione e' affidata a lavoratori abilitati dal
datore di lavoro ai sensi della pertinente normativa tecnica riconosciuti
idonei per tale attività;
le procedure adottate e le attrezzature utilizzate sono conformi ai criteri
definiti nelle norme di buona tecnica.
11
Punto 2:
Con decreto del Ministro del lavoro e della previdenza sociale, da
adottarsi entro dodici mesi dalla data di entrata in vigore del presente
decreto legislativo, sono definiti i criteri per il rilascio delle autorizzazioni
Punto 3:
Hanno diritto al riconoscimento di cui al comma 2 le aziende già
autorizzate ai sensi della legislazione vigente.
Art. 83.
Lavori in prossimita' di parti attive
Non possono essere eseguiti lavori in prossimità di linee elettriche o di
impianti elettrici con parti attive non protette, o che per circostanze
particolari si debbano ritenere non sufficientemente protette, e comunque
a distanze inferiori ai limiti di cui alla tabella 1 dell'allegato IX, salvo che
vengano adottate disposizioni organizzative e procedurali idonee a
12
proteggere i lavoratori dai conseguenti rischi.
NELL’ALLEGATO IX SONO DEFINITE LE DISTANZE DI SICUREZZA
PER LAVORI, GENERICI, DA IMPIANTI O LINEE ELETTRICHE NON
PROTETTE CONTRO ILCONTATTO DIRETTO
Distanza da misurare come distanza proiettata nel terreno; in caso
distanza inferiore a 10 metri richiedere sempre sopralluogo ENEL
13
preliminare prima di installare la gru
Art. 84.
Protezioni dai fulmini
Il datore di lavoro provvede affinchè gli edifici, gli impianti, le strutture, le
attrezzature, siano protetti dagli effetti dei fulmini con sistemi di
protezione realizzati secondo le norme di buona tecnica.
14
Articolo 85 -Protezione di edifici, impianti strutture ed
attrezzature (Il datore di lavoro provvede affinché gli edifici, gli
impianti, le strutture, le attrezzature, siano protetti dai pericoli
determinati dall’innesco elettrico di atmosfere potenzialmente
esplosive per la presenza o sviluppo di gas, vapori, nebbie o
polveri infiammabili, o in caso di fabbricazione, manipolazione o
deposito di materiali esplosivi. )
Norme tecniche di riferimento:
• UNI (Ente Nazionale di Unificazione);
• CEI (Comitato Elettrotecnico Italiano);
• CEN (Comitato Europeo di normalizzazione);
• CENELEC (Comitato Europeo per la standardizzazione
Elettrotecnica);
• IEC (Commissione Internazionale Elettrotecnica);
• ISO (Organizzazione Internazionale per la Standardizzazione).
Articolo 86 – Verifiche (obbligo del datore di lavoro)
Articolo 87 - Sanzioni a carico del datore di lavoro
15
Decreto n. 37 del 22/1/2008
“Regolamento concernente l’attuazione
dell’articolo 11-quaterdecies, comma 13,
lettera a) della legge n. 248 del 2 dicembre
2005, recante riordino delle disposizioni in
materia di attività di installazione degli
impianti all’interno degli edifici” pubblicato
nella G.U. n. 61 del 12/3/08”.
(in vigore dal 27 marzo 2008)
16
Normativa di riferimento:
abolito
9 Legge 5 marzo 1990 n. 46
abolito
9 D.P.R. n. 447 /1991
9 D.P.R. n. 380 2001
9 D.P.R. 462/2001
9 Legge n. 248/2005
9 Legge n. 17/2007
9 D.M. n. 37/2008
17
Normativa di riferimento:
1) Legge 5 marzo 1990, n. 46 , recante norme per la sicurezza
degli impianti.
2) D.P.R. 6 dicembre 1991, n. 447 Regolamento di attuazione
della legge 5 marzo 1990, n. 46, in materia di sicurezza degli
impianti .
3) D.P.R. 6 giugno 2001, n. 380. Testo unico delle
disposizioni legislative e regolamentari in materia edilizia. Parte II
Capo V
4) D.P.R. 22 ottobre 2001, n. 462. Regolamento di
semplificazione del procedimento per la denuncia di installazioni e
dispositivi di protezione contro le scariche atmosferiche, di
dispositivi di messa a terra di impianti elettrici e di impianti elettrici
pericolosi.
18
5) Legge n. 248 del 2 dicembre 2005, "Conversione in legge,
conmodificazioni, del decreto-legge 30 settembre 2005, n. 203,
recante misure di contrasto all'evasione fiscale e disposizioni urgenti
in materia tributaria e finanziaria" art.11-quaterdecies, comma 13,
lettera a).
6) Legge 26 febbraio 2007, n.17, "Conversione in legge, con
modificazioni, del decreto-legge 28 dicembre 2006, n. 300, recante
proroga di termini previsti da disposizioni legislative. Disposizioni di
delegazione legislativa“
7) D.M. 22 Gennaio 2008, n. 37, Regolamento concernente
l'attuazione dell'articolo 11-quaterdecies, comma 13, lettera a) della
legge n. 248 del 2 dicembre 2005, recante riordino delle disposizioni
in materia di attivita' di installazione degli impianti all'interno degli
edifici.
19
Normativa di riferimento:
In vigore dal 27 marzo il Decreto 37/2008 di
riordino delle disposizioni in materia di attività di
installazione degli impianti all'interno degli edifici
(G.U. n. 61 del 12/03/2008 – Ministero dello
Sviluppo Economico).
Sono abrogati:
Out
DPR 447/91 il capo V della parte II del Testo unico
per l'edilizia (DPR 380/2001), Legge 5 marzo
1990, n. 46,
46 ad eccezione degli articoli 8, 14 e 16
rispettivamente in tema di finanziamento dell'attività
normativa, verifiche e sanzioni
20
Il DM n.37 è costituito
dai seguenti articoli ed allegati:
Art. 1 – Ambito di applicazione
Art. 2 – Definizioni relative agli impianti
Art. 3 – Imprese abilitate
Art. 4 – Requisiti tecnico-professionali
Art. 5 – Progettazione degli impianti
Art. 6 – Realizzazione ed installazione degli impianti
Art. 7 – Dichiarazione di conformit à
Art. 8 – Obblighi del committente o del proprietario
Art. 9 – Certificato di agibilit à
Art. 10 – Manutenzione degli impianti
21
Art. 11 – Deposito presso lo sportello unico per l'edilizia del
progetto, della dichiarazione di conformità o del certificato di
collaudo
Art. 12 – Contenuto del cartello informativo
Art. 13 – Documentazione
Art. 14 – Finanziamento dell'attivit à di normazione tecnica
Art. 15 – Sanzioni
Allegato I – Schema di dichiarazione di conformità
dell'impianto a regola d'arte
Allegato II – Schema di dichiarazione di conformità
dell'impianto a regola d'arte ad uso degli uffici tecnici interni
di imprese non installatrici
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Art. 1
Ambito di applicazione
1. Il presente decreto si applica agli impianti posti al servizio degli edifici,
indipendentemente dalla destinazione d'uso, collocati all'interno degli stessi
o delle relative pertinenze. Se l'impianto e' connesso a reti di distribuzione
si applica a partire dal punto di consegna della fornitura.
2. Gli impianti di cui al comma 1 sono classificati come segue:
a)
impianti di produzione, trasformazione, trasporto, distribuzione,
utilizzazione dell'energia elettrica, impianti di protezione contro le scariche
atmosferiche, nonché gli impianti per l'automazione di porte, cancelli e
barriere;
23
b) impianti radiotelevisivi, antenne e impianti elettronici;
c) impianti di riscaldamento, climatizzazione, condizionamento e
refrigerazione;
d) impianti idrici e sanitari;
e) impianti per la distribuzione e l'utilizzazione
di gas;
f) impianti di sollevamento di persone o di
cose per mezzo di ascensori,
montacarichi, scale mobili;
g) impianti di protezione antincendio.
24
Art. 1
Ambito di applicazione
Installazione impianti all’interno degli edifici
Nuovo Decreto
NOVITA’
Uso civile e non civile: per
tutti gli impianti posti al
servizio degli edifici
INDIPENDENTEMENTE
DALLA DESTINAZIONE
D’USO collocati
all’interno degli stessi o
delle relative pertinenze.
Questa estensione era
solo per gli impianti
elettrici (comma 2, art.1
DPR 447/91)
25
Art. 1
Ambito di applicazione
Classificazione degli impianti
Nuovo Decreto
Lettera a:
a “Impianti di
produzione,
trasformazione,
trasporto, distribuzione,
utilizzazione dell’energia
elettrica, nonché
impianti di protezione
contro le scariche
atmosferiche e gli
impianti di porte,
cancelli e barriere”
.
NOVITA’
Gli impianti di protezione
contro le scariche
atmosferiche erano nella
lettera b).
Introdotti ex novo gli impianti
per l’automazione di
porte, cancelli e barriere.
26
Art. 1
Ambito di applicazione
Classificazione degli impianti
Nuovo Decreto
Lettera b: “Impianti radiotelevisivi,
le antenne, gli impianti
elettronici in genere”
Lettera c: “Impianti di
riscaldamento, di
climatizzazione, di
condizionamento e di
refrigerazione di qualsiasi
natura o specie, comprese le
opere di evacuazione dei
prodotti della combustione e
delle condense, e di
ventilazione ed aerazione dei
locali”
NOVITA’
Lettera b: Stralciati dalla lettera b
gli “impianti di protezione da
scariche atmosferiche”
Lettera c: Vengono introdotti exnovo gli impianti di
refrigerazione e le condense,
mentre viene specificato che gli
impianti di cui alla lettera c)
comprendono le opere di
evacuazione dei prodotti della
combustione e delle condense,
e di ventilazione e aerazione
dei locali, prima erano in parte
nella lettera e)
27
Art. 1
Ambito di applicazione
Classificazione degli impianti
Nuovo Decreto
Lettera d:
d “Impianti idrici e
sanitari di qualsiasi natura
o specie”
Lettera e:
e Impianti per la
distribuzione e
l’utilizzazione di gas di
qualsiasi tipo, comprese
le opere di evacuazione
dei prodotti della
combustione e
ventilazione ed aerazione
dei locali
NOVITA’
Lettera d: scompaiono le
specifiche di impianto
idrico e viene introdotta la
definizione di “qualsiasi
specie ”.
28
Art. 1
Ambito di applicazione
Classificazione degli impianti
Nuovo Decreto
Lettera f:
“Impianti di sollevamento di
persone o di cose per
mezzo di ascensori, di
montacarichi, di scale
mobili e simili”
NOVITA’
Non hanno subito modifiche
Lettera g:
“Impianti di protezione
antincendio”
29
In sintesi…
“Ambito di applicazione”
“TUTTI GLI IMPIANTI posti al servizio degli edifici,
INDIPENDENTEMENTE DELLA DESTINAZIONE D’USO,
collocati all'interno degli stessi o delle relative pertinenze.”
“Se l'impianto connesso a reti di
distribuzione il decreto si applica
a partire dal punto di consegna
della fornitura ”
30
Art. 2
Definizioni
1. punto di consegna delle forniture
2. potenza impegnata
3. uffici tecnici interni:
4. ordinaria manutenzione
5. impianti di produzione, trasformazione, trasporto,
distribuzione, utilizzazione dell'energia elettrica
6. impianti radiotelevisivi ed elettronici:
7. impianti di protezione antincendio:
8. impianti per la distribuzione e l'utilizzazione di gas
nonché gli impianti di rilevazione di gas, di fumo e
d'incendio;
9. CEI: Comitato Elettrotecnico Italiano;l)
10.UNI: Ente Nazionale Italiano di Unificazione.
31
Art. 2
Definizioni
Definizioni relative agli impianti
Nuovo Decreto
Ordinaria manutenzione
NOVITA’
Viene introdotto il riferimento
al libretto d’uso e
manutenzione, si evince che
anche l’installatore (idraulico
o elettricista) deve
predisporre il libretto d’uso e
manutenzione
32
Art. 2
Definizioni
Definizioni relative agli impianti
Vengono introdotti gli impianti per l’autoproduzione di
energia elettrica (fotovoltaici, eolici, ecc di potenza fino a
20kW, sopra non si applica ), mentre scompare il riferimento
agli impianti luminosi pubblicitari
Enel richiede comunque il progetto di un progetto del
professionista
33
Art. 2
Definizioni
Definizioni relative agli impianti
Nuovo Decreto
Impianti per la
distribuzione e
l’utilizzazione del gas
NOVITA’
Viene ulteriormente
specificato che i depositi di
combustibile fanno parte
dell’impianto ed in quanto
tali devono essere
ricompresi nella
dichiarazione di conformità
34
Art. 3.
Imprese abilitate
Imprese, iscritte nel registro delle imprese di cui al decreto del
Presidente della Repubblica 7 dicembre 1995, n. 581 e successive
modificazioni, di seguito registro delle imprese, o nell'Albo provinciale
delle imprese artigiane di cui alla legge 8 agosto 1985, n. 443, di seguito
albo delle imprese artigiane, sono abilitate all'esercizio delle attività di
cui all'articolo 1, se l'imprenditore individuale o il legale rappresentante
ovvero il responsabile tecnico da essi preposto con atto formale, é in
possesso dei requisiti professionali di cui all'articolo 4.
Il responsabile tecnico di cui al comma 1 svolge tale funzione per una
sola impresa e la qualifica é incompatibile con ogni altra attività
continuativa.
35
Il responsabile tecnico di cui al comma 1 svolge tale funzione per
una sola impresa e la qualifica é incompatibile con ogni altra attività
continuativa.
Le imprese che intendono esercitare le attività relative agli
impianti di cui all'articolo 1 presentano la dichiarazione di inizio
attività, ai sensi dell'articolo 19 della legge 7 agosto 1990, n. 241 e
successive modificazioni, indicando specificatamente per quali lettera
e quale voce, di quelle elencate nel medesimo articolo 1, comma 2,
intendono esercitare l'attività e dichiarano, altresì, il possesso dei
requisiti tecnico-professionali di cui all'articolo 4, richiesti per i lavori
da realizzare.
Le imprese artigiane presentano la dichiarazione di cui al comma 3,
unitamente alla domanda d'iscrizione all'albo delle imprese artigiane
per la verifica del possesso dei prescritti requisiti tecnico-professionali
e il conseguente riconoscimento della qualifica artigiana. Le altre
imprese presentano la dichiarazione di cui al comma 3, unitamente
alla domanda di iscrizione, presso l'ufficio del registro delle imprese.
36
Le imprese non installatrici,
installatrici che dispongono di uffici tecnici interni
sono autorizzate all'installazione, alla trasformazione, all'ampliamento
e alla manutenzione degli impianti, relativi esclusivamente alle proprie
strutture interne e nei limiti della tipologia di lavori per i quali il
responsabile possiede i requisiti previsti all'articolo 4.
Le imprese, di cui ai commi 1, 3, 4 e 5, alle quali sono stati riconosciuti
i requisiti tecnico-professionali, hanno diritto ad un certificato di
riconoscimento, secondo i modelli approvati con decreto del Ministro
dell'industria del commercio e dell'artigianato dell'11 giugno 1992. Il
certificato e' rilasciato dalle competenti commissioni provinciali per
l'artigianato, di cui alla legge 8 agosto 1985, n. 443, e successive
modificazioni, o dalle competenti camere di commercio, di cui alla
legge 29 dicembre 1993, n. 580, e successive modificazioni.
37
Art. 3
Imprese abilitate
Installazione impianti all’interno degli edifici
Nuovo Decreto
“Il Responsabile Tecnico
svolge la sua funzione per
UNA sola impresa e la
qualifica è incompatibile con
ogni altra attività
continuativa”
NOVITA’
Vengono introdotti i principi
di unicità e incompatibilità al
quale il responsabile tecnico
deve attenersi: il R.T deve
svolgere la sua funzione per
una sola impresa e la sua
qualifica è incompatibile con
ogni altra attività
continuativa.
38
Art. 4.
Requisiti tecnico-professionali
I requisiti tecnico-professionali sono, in alternativa, uno dei seguenti:
Diploma di laurea in materia tecnica
specifica conseguito presso una
università statale o legalmente
riconosciuta
Titolo o attestato conseguito ai
sensi della legislazione vigente in
materia di formazione
professionale,
professionale previo un periodo di
inserimento, di almeno quattro anni
consecutivi, alle dirette dipendenze
di una impresa del settore.
Diploma o qualifica conseguita al
termine di scuola secondaria del
secondo ciclo con specializzazione
relativa agli impianti , presso un
istituto
statale
o
legalmente
riconosciuto, seguiti da un periodo di
inserimento, di almeno due anni
continuativi, alle dirette dipendenze
di una impresa del settore.
Prestazione lavorativa svolta,
svolta alle dirette dipendenze di una impresa abilitata
nel ramo di attività cui si riferisce la prestazione dell'operaio installatore
per un periodo non inferiore a tre anni, escluso quello computato ai fini
dell'apprendistato e quello svolto come operaio qualificato, in qualità di operaio
installatore con qualifica di specializzato nelle attività di installazione, di
trasformazione, di ampliamento e di manutenzione degli impianti
39
Art. 5.
Progettazione degli impianti
Per l'installazione, la trasformazione e l'ampliamento degli impianti di cui
all'articolo 1 é redatto un progetto
con osservanza delle più rigorose in materia di progettazione
un professionista iscritto negli
Progetto è
redatto da:
albi professionali secondo la
specifica competenza tecnica
richiesta
dal responsabile tecnico
dell'impresa installatrice.
40
Art. 5
Progettazione degli impianti
Installazione impianti all’interno degli edifici
Nuovo Decreto
Al di sopra dei limiti
dimensionali il progetto è
redatto da un professionista
iscritto all’Albo, al di sotto di
tali limiti il progetto lo può
redigere il R.T. dell’impresa
installatrice.
NOVITA’
In pratica, in questo caso, il
decreto chiama progetto
quello che la 46/90
chiamava schema
dell’impianto, che peraltro è
ancora richiamato nel fac
simile della Dichiarazione di
conformità
41
Art. 5
Progettazione degli impianti
Installazione impianti all’interno degli edifici
Nuovo Decreto
Obbligo di progettazione da
parte di un professionista:
Per gli impianti elettrici:
alle utenze di singole
unità abitative
- alle utenze relative
ad attività non
residenziali
NOVITA’
• Viene esteso l’obbligo alle
utenze singole unità abitative e
alle utenze relative ad attività non
residenziali con potenza impiegata
superiore a 6KW.
• Scompare il limite di 1,5KW per
le unità immobiliari soggette a
normative CEI.
• Scompare il limite di altezza di 5
m per gli impianti di protezione da
scariche atmosferiche.
con potenza >6KW
Escluso cantieri con fornitura un bassa tensione
42
Art. 5
Progettazione degli impianti
Installazione impianti all’interno degli edifici
Nuovo Decreto
Obbligo di progettazione da
parte di un professionista:
Per gli impianti di gas: se
hanno portata termica
superiore a 50 KW o dotate
di canne fumarie collettive.
NOVITA’
E’ stato innalzato il limite,
prima era di 34,8 KW.
Obbligo per gli impianti
dotati di canne fumarie
collettive ramificate prima
l’obbligo era relativo alle sole
canne fumarie.
43
Art. 6.
Realizzazione ed installazione degli
impianti
Le imprese realizzano gli impianti secondo la regola dell'arte, in
conformità alla normativa vigente e sono responsabili della corretta
esecuzione degli stessi. Gli impianti realizzati in conformità alla vigente
normativa e alle norme dell'UNI, del CEI o di altri Enti di normalizzazione
appartenenti agli Stati membri dell'Unione europea o che sono parti
contraenti dell'accordo sullo spazio economico europeo, si considerano
eseguiti secondo la regola dell'arte.
Gli impianti elettrici nelle unità immobiliari ad uso abitativo
realizzati prima del 13 marzo 1990 si considerano adeguati se dotati
di sezionamento e protezione contro le sovracorrenti posti
all'origine dell'impianto, di protezione contro i contatti diretti, di
protezione contro i contatti indiretti o protezione con interruttore
differenziale avente corrente differenziale nominale non superiore a
30 mA.
44
Art. 7.
Dichiarazione di conformità
Al termine dei lavori, previa effettuazione delle verifiche previste
dalla normativa vigente, comprese quelle di funzionalità
dell'impianto, l'impresa installatrice rilascia al committente la
dichiarazione di conformità degli impianti realizzati nel rispetto
delle norme vigenti. Di tale dichiarazione, resa sulla base del
modello di cui all'allegato I, fanno parte integrante la relazione
contenente la tipologia dei materiali impiegati, nonché il progetto.
Nei casi in cui il progetto e' redatto dal responsabile tecnico
dell'impresa installatrice l'elaborato tecnico e' costituito almeno
dallo schema dell'impianto da realizzare, inteso come
descrizione funzionale ed effettiva dell'opera da eseguire
eventualmente integrato con la necessaria documentazione
tecnica attestante le varianti introdotte in corso d'opera.
45
Nel caso in cui la dichiarazione di conformità prevista dal presente
articolo, salvo quanto previsto all'articolo 15, non sia stata
prodotta o non sia più reperibile, tale atto e' sostituito - per gli
impianti eseguiti prima dell'entrata in vigore del presente decreto da una dichiarazione di rispondenza (DIRI), resa da un
professionista iscritto all'albo professionale per le specifiche
competenze tecniche richieste, che ha esercitato la professione,
per almeno cinque anni, nel settore impiantistico a cui si riferisce
la dichiarazione, sotto personale responsabilità, in esito a
sopralluogo ed accertamenti, ovvero, per gli impianti non ricadenti
nel campo di applicazione dell'articolo 5, comma 2, da un
soggetto che ricopre, da almeno 5 anni, il ruolo di responsabile
tecnico di un'impresa abilitata di cui all'articolo 3, operante nel
settore impiantistico a cui si riferisce la dichiarazione.
46
Art. 7
Dichiarazione di conformità
Installazione impianti all’interno degli edifici
Nuovo Decreto
NOVITA’
Al termine dei lavori, previa
effettuazione delle verifiche,
l’impresa installatrice rilascia al
committente la dichiarazione di
conformità
E’ specificato che il termine
dei lavori è successivo
all’effettuazione delle
verifiche
Fanno parte integrante della
dichiarazione:
- la relazione contenente la
tipologia dei materiali
impiegati,
- nonché il progetto di
conformità
Il progetto deve sempre
essere allegato alla
dichiarazione di conformità.
47
Esempio di dichiarazione di conformità elettrica
48
Modello allegato al decreto
49
commento allegato al decreto
50
commento allegato al decreto
51
Esempio di dichiarazione di
conformità elettrica
52
53
54
55
56
57
Il presente libretto d’uso e manutenzione dell’impianto elettrico
costituisce Linea guida cui il Responsabile dell’impianto,
“occupante/proprietario”, deve attenersi per garantire:
1. l’affidabilità dell’impianto;
2. il corretto funzionamento dell’impianto;
3. la sicurezza delle persone, dei beni e delle cose;
Le indicazioni di uso e manutenzione di seguito riportate, devono
essere messe in atto dal proprietario o da colui che occupa l’unità
immobiliare, in quanto la legislazione vigente individua in tale
soggetto il Responsabile del corretto esercizio e della corretta
manutenzione dell'impianto elettrico.
58
Le operazioni di manutenzione dell’impianto elettrico devono essere eseguite
conformemente alle istruzioni di seguito elaborate ed ai sensi delle norme
CEI ai sensi della legislazione Italiana vigente.
In conformità a quanto previsto dall'art. 13 del Decreto Legislativo 22 gennaio
2008, n. 37, si indicano qui di seguito le istruzioni che l'utente deve seguire
per un corretto uso e manutenzione dell'impianto:
L'impianto elettrico in oggetto è conforme alla norma CEI 64-8 e quindi è
sicuro nei confronti dei "danni che possono derivare dall'utilizzo degli
impianti elettrici nelle condizioni che possono essere ragionevolmente
previste", come indicato all'art. 131.1 della norma stessa.
L'utente deve inoltre rivolgersi ad una impresa installatrice abilitata per
qualsiasi alterazione visiva, dell'impianto elettrico, come ad esempio
isolamenti danneggiati, cavi di colore giallo-verde interrotti
o distaccati, interventi troppo frequenti di un interruttore differenziale o altra
alterazione.
59
Gli interruttori differenziali suddetti hanno un tasto di prova che deve
essere premuto dall'utente, per garantire il loro corretto
funzionamento, almeno ogni due mesi salvo diversa indicazione del
costruttore.
Il livello di sicurezza dell'impianto elettrico può ridursi nel tempo, a
causa dell'uso e del naturale decadimento dei materiali isolanti.
L'utente deve quindi richiedere il controllo periodico da parte di una
impresa installatrice abilitata, si consiglia almeno ogni cinque anni,
per accertare, mediante opportune verifiche e prove, l'effettivo stato di
manutenzione dell'impianto elettrico, e provvedere a ristabilire con
eventuali interventi mirati il necessario livello di sicurezza.
In presenza di una piscina privata, è consigliabile condurre tale
controllo ogni due, o al massimo tre anni.
60
NORME TECNICHE
IMPIANTI ELETTRICI:
Per quanto riguarda le norme tecniche per il dimensionamento,
l'esecuzione e la verifica degli impianti trattati si hanno
-
Norma CEI 64-8
-
Norma CEI 81-10
-
Norma CEI 64-17
-
Norma CEI 11-1
61
Norma CEI 64-8
“Linee guida per gli impianti elettrici utilizzatori con tensioni fino a 1000
V in ca e 1500 V in cc.”
•
Fornisce le definizioni fondamentali, suddivide gli impianti i relazione al collegamento
a terra, dà i criteri per dimensionare dispersori, conduttori di terra e di protezione, e
per coordinare l'impianto con i sistemi di protezione contro i contatti indiretti.
•
Norma CEI 81-10
“Protezione contro i fulmini”
Prescrive la corretta realizzazione degli impianti di terra ai fini della
protezione contro i fulmini (in vigore dal 1 giugno 2006).
GUIDA CEI 64-17
“Guida all'esecuzione degli impianti elettrici nei cantieri “
Fornisce indicazioni e rimandi alle norme CEI applicabili per i cantieri edili
Norma CEI 11-1
“Impianti elettrici con tensione superiore a 1 kV in corrente alternata”
Oltre alle definizione di carattere generale sono indicati i criteri di dimensionamento
62
per gli impianti di terra di II e III categoria, cioè superiori ai 1000 V in c.a.
Per quanto riguarda gli
impianti di terra e
gli impianti di protezione contro le scariche atmosferiche,
LA DICHIARAZIONE DI CONFORMITÀ RILASCIATA
DALL'INSTALLATORE AL TERMINE DEI LAVORI EQUIVALE, A
TUTTI GLI EFFETTI, ALLA OMOLOGAZIONE DEGLI IMPIANTI;
il datore di lavoro è tenuto ad inviare la dichiarazione di conformità
all'ISPESL, all'ASL, all'ARPA territorialmente competenti o allo Sportello
Unico (ove presente).
Per quanto riguarda gli impianti situati in luoghi con pericolo
d'esplosione, invece, l'omologazione è effettuata dal' ASL o dall'ARPA
competente territorialmente, alla quale il datore di lavoro è tenuto ad
inviare la dichiarazione di conformità dell'impianto. Il datore di lavoro è
tenuto ad effettuare una regolare manutenzione degli impianti e a far
eseguire le verifiche periodiche rivolgendosi ad uno dei soggetti individuati
dal DPR : ASL, ARPA, Organismi individuati dal Ministero delle Attività
Produttive.
63
La periodicità delle verifiche degli impianti di terra è
fissata secondo il DPR 462/01 in:
2 anni per gli impianti installati nei cantieri, nei
locali adibiti ad uso medico, negli ambienti a maggior
rischio in caso d'incendio e nei luoghi con pericolo
Æ
d'esplosione;
Æ
5 anni negli altri casi.
Sono inoltre previste verifiche a campione da parte dell' ISPESL e
straordinarie da effettuarsi ad esempio in caso di:
• esito negativo della verifica periodica;
• modifica sostanziale dell'impianto;
• richiesta del datore di lavoro.
Le verifiche previste dal DPR 462/01 sono onerose e le spese per la loro
effettuazione sono a carico del datore di lavoro.
64
Impianto
Omologazione
Impianti di terra in locali
ordinari
Tramite la
dichiarazione di
conformità
dell'installatore
Dispositivi di protezione
contro le scariche
atmosferiche in locali non
particolari
Tramite la
dichiarazione di
conformità
dell'installatore
Impianti di terra in cantieri,
locali medici, ambienti a
maggior rischio in caso di
incendio
Tramite la
dichiarazione di
conformità
dell'installatore
Dispositivi di protezione
contro le scariche
atmosferiche in cantieri,
locali medici, ambienti a
maggior rischio in caso di
incendio
Tramite la
dichiarazione di
conformità
dell'installatore
Impianti elettrici in luoghi
con pericolo di esplosione
Tramite prima verifica
ASL/ARPA
Verifica a
campione
ISPESL
ISPESL
ISPESL
ISPESL
NO
Periodicità
della verifica
Verificatore
Cinque anni
ASL/ARPA od
Organismo
abilitato
Cinque anni
ASL/ARPA od
Organismo
abilitato
Due anni
ASL/ARPA od
Organismo
abilitato
Due anni
ASL/ARPA od
Organismo
abilitato
Due anni
ASL/ARPA od
Organismo
65
abilitato
Ambienti a maggior rischio in caso di incendio
(M.A.R.C.I.)
Norme CEI 64-8, parte 7, punto 751
L’individuazione degli ambienti a maggior rischio in caso
d’incendio dipende da piu’ parametri quali:
- densità di affollamento;
- massimo affollamento ipotizzabile;
- capacità di deflusso o di sfollamento;
- entità del danno per animali e/o cose;
- comportamento al fuoco delle strutture dell’edificio;
- presenza di materiali combustibili:
- tipo di utilizzazione dell’ambiente;
66
Elenco indicativo non esaustivo di alcune attività a
maggior rischio in caso di incendio
Norme CEI 64-8, parte 7, punto 751
¾ Locali di spettacolo e di trattenimento in genere con un massimo
affollamento ipotizzabile superiore a 100 persone per ogni compartimento
antincendio;
¾ Alberghi pensioni motels, dormitori e simili con oltre 25 posti-letto per
ogni compartimento antincendio;
¾ Scuole di ogni ordine, grado e tipo, accademie e simili;
¾ Ambienti adibiti ad esposizione e/o vendita all’ingrosso o al dettaglio,
con superficie lorda superiore a 400 m2 , comprensiva dei servizi e dei
depositi;
¾ Stazioni sotterranee di ferrovie, di metropolitane e simili;
¾ Ambienti destinati ai degenti negli ospedali e negli ospizi, ai detenuti
nelle carceri ed a bambini negli asili ed ambienti simili;
¾ Edifici pregevoli per arte o storia oppure destinati a contenere
biblioteche, archivi, musei gallerie collezioni e comunque oggetti di
interesse culturale sottoposti alla vigilanza dello Stato.
¾ Edifici con strutture portanti in legno
67
¾ Ambienti nei quali avviene la lavorazione, il convogliamento, la
manipolazione o il deposito dei materiali infiammabili o combustibili sotto
elencati, quando la classe del compartimento antincendio considerato è
pari o superiore a 30.
I materiali considerati sono i seguenti:
a) materiali, sia allo stato di fibre o di trucioli o granulari come ad
esempio: legno, carta, manufatti facilmente combustibili, lana, paglia,
grassi lubrificanti, trucioli;
b) materiali aventi temperatura d’infiammabilità superiore a 40 °C
o alla massima temperatura ambiente e non soggetti a lavorazione,
convogliamento, manipolazione o deposito con modalità da consentire loro
il contatto con l’aria ambiente a temperature uguali o superiori a quella
d’infiammabilità.
Si ricorda che in generale, un’attività sottoposta a controllo dei VV.F.,
essendo sempre a rischio medio o alto (secondo la classificazione di cui al
DM 10/03/98), presumibilmente è tale che la combinazione dei fattori di
rischio di cui al punto 751.03 della CEI 64-8 la fa rientrare tra i luoghi a
maggior rischio in caso di incendio, salvo diversa dichiarazione del
progettista
(ad es. un magazzino individuato come attività 88 del DM 16/02/82 "Locali
adibiti a depositi di merci e materiali vari con superficie lorda superiore a
1000 mq" può essere un luogo con classe di compartimento antincendio
inferiore a 30 e quindi non da considerare "marcio".)
68
Richiami di
elettrotecnica
69
COMPONENTI BASE SEI CIRCUITI ELETTRICI
Per circuiti assolutamente stabili, in presenza di eccitazioni costanti
nel tempo:
•Generatore indipendente di tensione
•Generatore indipendente di corrente
i
i
v
E
•Resistore
v = E ≡ cost
v
•Induttore
i
v
R
v = R ⋅i ⇒
V = R⋅I
A
i = A ≡ cost
•Condensatore
i
v
L
di
=0⇒
dt
V = 0 (cto − cto)
v = L⋅
i
v
C
dv
=0⇒
dt
70
I = 0 (circuito aperto)
i =C⋅
I SISTEMI ELETTRICI VENGONO SEMPRE UTILIZZATI PER LA
DISTRIBUZIONE ELETTRICA IN REGIME SINUSOIDALE
U , A sono due fasori
ℑm
A
ψ
ϕ
U
verso positivo
per le fasi
(convenzionalmente)
U = U ⋅ e jϕ
H = H ⋅ e jψ
A = H ⋅ U ⋅ e j (ϕ +ψ )
ℜe
Le grandezze sono iso-frequenziali, quindi, dopo un certo tempo, l'istante iniziale
perde significato ed è superfluo indicare il riferimento degli assi. L'importante è
che le diverse grandezze fasoriali stiano in un determinato rapporto di fase tra loro
ANTICIPO → ANGOLO POSITIVO
RITARDO → ANGOLO NEGATIVO
Nella figura, A è in anticipo rispetto a V
CASI PARTICOLARI:
a) ψ = π / 2 i fasori sono in quadratura
b) ψ = π
i fasori sono in opposizione di fase
c) ψ = 0
i fasori sono in fase
PRINCIPI DI KIRCHHOFF
⎧∑ v = 0
⎪
⎨
⎪⎩ ∑ i = 0
⎧∑ V = 0
⎪
⎨
⎪⎩ ∑ I = 0
Dominio
del Tempo
Dominio71
della Frequenza
EQUAZIONE DEI COMPONENTI
I(s)
a(t)
V(s)
V = Z(S)· I(S)
Z prende il nome di IMPEDENZA
Nel caso di regime sinusoidale:
z&(s ) → z&( jω ) = z&
Per questo caso esiste l'inversa della funzione di trasferimento:
1
y& ( jω ) =
= y&
AMMETTENZA
z& ( jω )
VALORE EFFICACE.
EFFICACE In elettrotecnica si utilizzano spesso i valori efficaci
delle grandezze sinusoidali, soprattutto quando si parla degli aspetti
energetici.
Il valore efficace è definibile per tutte le grandezze periodiche:
Nel caso sinusoidale:
VALORE EFFICACE =
1 T 2
f (t )dt
∫
0
T
Veff =
1 T 2
2
(ωt ) ⋅ dt
V
sin
∫
M
0
T
72
SISTEMA TRIFASE- UTILIZZATO PER LA
DISTRIBUZIONE ELETTRICA
−
⎧
⎪ a1 (t ) = 2 A cosϖt
⎪⎪
2π
)
⎨a2 (t ) = 2 A cos(ϖt −
3
⎪
⎪a (t ) = 2 A cos(ϖt − 4π )
⎪⎩ 3
3
A3
Sistema Diretto
−
A1
Sequenza dei ritardi
−
A2
Rappresentazione
fasoriale
I TRE FASORI SI SUSSEGUONO SEGUENDO IL VERSO ORARIO
Sistema inverso
Antiorario
sequenza degli anticipi
73
Utilità dei sistemi trifase
Impiego: Produzione, trasporto, distribuzione, utilizzazione
(i sistemi monofase sono impiegati in applicazioni specifiche
come impianti di piccola potenza, per uso domestico,
trazione, elettrochimici, etc.)
Utilità:
A parità di tensione, potenza trasportata e perdite
ammesse, col trifase si utilizza un volume di rame inferiore
del 25%
Pd
Pd
P = VI cos ϕ = 3UI T cos ϕ = PT ⇒ I T =
P
cosϕ
L 2
L 2
2
Pd = 2 RI = 2 ρ I = 3RT I T = 3ρ
IT
S
ST
I
3
2
Il volume di rame richiesto nei due casi e’:
PT
cosϕ
3
v = 2 LS ; vT = 3LST ⇒ vT = v
4
74
Sistema trifase
¾La presenza di carichi non trifase puo’ introdurre uno
squilibrio nelle correnti. Es. Utilizzatori monofase come
quelli domestici
¾I guasti possono introdurre squilibrio nelle correnti
Fra fase e fase
Guasti:
Fra fase e neutro (Terra)
Fra fase-fase e neutro (Terra)
Il caso dei guasti è il più importante perché coinvolge grandi potenze
Lo squilibrio dovuto ai carichi monofase, almeno nelle grandi reti, può
essere compensato
SQUILIBRIO DOVUTO A CARICHI MONOFASE
¾Tra centro stella del carico e centro stella del generatore viene persa
la equipotenzialità. Si verifica uno spostamento del centro stella
75
Metodo dello spostamento del centro stella
−
E1
I1
−
E2
o
2
I2
−
I1 =
da cui:
E3
U23
E’3
Vo’o
o
3
I3
E3
E2
1
E’2
U12
Teorema di Millmann
E − Vo 'o
E −V
E1 − Vo 'o
; I2 = 2
; I 3 = 3 o 'o
Z&1
Z& 2
Z& 3
Se le tensioni sono simmetriche,il
diagramma fasoriale e’:
o’ U
E’1
o’
Vo 'o
E1 E2 E3
+
+
&
&
Z1 Z 2 Z& 3
=
1
1
1
+
+
&
&
Z1 Z 2 Z& 3
31
E1
Il centro stella del carico e’ spostato
rispetto al centro stella del
generatore
76
Potenze nei sistemi trifase
A
IA
B
IB
C
IC
NEUTRO ACCESSIBILE
Potenza istantanea
p (t ) = v A iA + vB iB + vC iC
Potenza sistemi trifase
N
P(t) = √3 V * I cos φ
In regime sinusoidale
P = VA I A cos ϕA +VB I B cos ϕB +VC IC cos ϕC
Q = VA I A sin ϕA +VB I B sin ϕB +VC IC sin ϕC
S& = P + jQ
S = P2 + Q2
77
Elettromagnetismo
grandezze di riferimento
Es:
CAMPO MAGNETICO STAZIONARIO
I
B
r
P
B
E ⋅ dl
A
V AB = ∫
I = ∫ H ⋅ dl
I ⎫
B=µ
⎪
I
2π r ⎬ ⇒ H =
Legge di Biot-Savart
2
π
r
⎪
B = µH ⎭
TEOREMA DELLA CIRCUITAZIONE
Um = ∫ H ⋅ dl = N ⋅ I
(Ampére-spire)
Applicando il Teorema di Stokes
rot H = J Legge di Ampére in forma locale
78
Flusso d’induzione
Φ = ∫S B ⋅ d s
APPLICANDO L'INTEGRALE AD UNA
SUPERFICIE CHIUSA:
B
ds
∫s B ⋅ d s = 0 Legge di Gauss
B E' SOLENOIDALE
APPLICANDO IL TEOREMA DELLA DIVERGENZA: div B = 0
• Diverse superfici che hanno lo stesso contorno, hanno lo stesso flusso
concatenato → Si parla di flusso concatenato con una linea chiusa
REGOLA DI MAXWELL
• Il verso positivo dell'asse della bobina è quello in
cui avanza una vite destrogira che ruota nel verso
positivo di percorrenza del filo
79
Ipotesi su mezzi materiali:
CONTINUI - OMOGENEI - ISOTROPI - LINEARI
Caratterizzati dalle seguenti grandezze scalari:
¾γ conduttività [ S / m ]
¾ε permettività [ F / m ]
¾µ permeabilità [ H / m ]
EQUAZIONI COSTITUTIVE DEL MEZZO:
D=εE
B=µH
COSTANTI UNIVERSALI:
•Velocità della luce nel vuoto
c ≅ 3·108 m / s
µ0 = 4π · 10-7 H / m
•Permeabilità del vuoto
ε0 = 1/(36π) · 10-9 F / m
•Permettività del vuoto
1
m
c=
= 299 792 458
s
µ 0ε 0
80
µ r è funzione del campo magnetico e quindi
dipende dal punto di lavoro
B = f (H) NON LINEARE
tan-1µ0
B
Br
-Hmax
SATURAZIONE
-HC
HC
Hmax
H
-Br
HC: forza coercitiva
Br: induzione residua
81
Analogie con la legge di Ohm
I
∫ H ⋅ dl = N ⋅ I
L
∫
L
⇓
B
µ
(L. Ampére)
L
⋅ dl = N ⋅ I
⇓
Analogia con la Legge di Ohm
Φ
∫L µ ⋅ S ⋅ dl = N ⋅ I
R m = Riluttanza
⇓
dl
⋅= N ⋅I
L µ ⋅S
Φ⋅∫
N
⇒ Φ ⋅R m = N ⋅ I
Gm = 1/R m = Permeanza
82
Circuiti mutuamente accoppiati:
i1 M i2
v1 L1
L2
v2
di1
di2
⎧
⎪ v1 = L1 dt + M dt
⎨
di2
di1
⎪v2 = M
+ L2
dt
dt
⎩
⎧⎪ V1 = jωL1I1 + jωMI 2
⎨
⎪⎩V2 = jωMI1 + jωL2 I 2
Φ Flusso Principale
I1
Φd1 Flusso Disperso Primario
N1
Φd2 Flusso Disperso Secondario
Φ1 Flusso Concatenato con una Spira Primaria
Φ2 Flusso Concatenato con una Spira Secondaria
⎧⎪ Φ1 = Φ + Φ d 1
⎨
⎪⎩Φ 2 = Φ + Φ d 2
Φ
Φd1
⎧⎪ Φ c1 = N1Φ + N1Φ d 1
⎨
⎪⎩Φ c 2 = N 2 Φ + N 2 Φ d 2
I2
Φd 2
N2
83
Ricordando il significato delle varie induttanze
Φ
Φ = G m (N1 I1 + N 2 I 2 )
G m : permeanza del circuito magnetico
Φ : flusso principale
Φ d 1 = G d 1 N1 I1 : flusso disperso primario
Φ d1 Φ d 2
Φ d 2 = G d 2 N 2 I 2 : flusso disperso secondario
Ld 1
Ld 2
n:1
Lm
84
TRASFORMAZIONE DELLE IMPEDENZE
I1
n:1
V2
V1
I2
V2 V1 1
1 V1
=
= ⋅
= 2
I 2 n nI1 n I1
1 &'
= 2 Z2
n
Z& 2
Z& 2
Un’impedenza Z& 2 applicata ai morsetti secondari di un trasformatore
ideale puo’ essere sostituita da un’impedenza Z& 2' = n 2 Z& 2 ai morsetti
primari senza che il funzionamento complessivo
venga alterato, e
n
viceversa.
2
RIASSUMENDO:
per portare una grandezza secondaria al primario:
Tensione : V2'
= nV2 ; Corrente : I 2' =
I2
; Impedenza : Z& 2' = n 2 Z& 2
n
per portare una grandezza primaria al secondario:
Tensione : V1"
1
1 &
= V1; Corrente : I1" = nI1; Impedenza : Z&1" = 2 85
Z1
n
n
TRASFORMATORE REALE:
µ →∞
Hp:
Ferro Ideale
Pfe=0
accoppiamento perfetto
Rame Ideale
TRASFORMATORE
IDEALE
Pcu=0
Il circuito equivalente del trasformatore reale si ottiene
rimuovendo le ipotesi di ferro ideale e di rame ideale
86
CIRCUITO EQUIVALENTE
I1
V1
X d1
R1
− E1
X 'd 2
If
I0
Im
G B
− E 2'
R'2 − I '2
− I2
V2
V2'
9R1: resistenza equivalente dell’avvolgimento primario
9R’2=n2R2 con R2 resistenza dell’avvolgimento secondario
9Xd1=ϖLd1 con Ld1 induttanza di dispersione primaria
9X’d2=n2 Xd2 ; Xd2=ϖLd2 con Ld2 induttanza di dispersione secondaria
9G: conduttanza trasversale (mette in conto le perdite nel ferro)
9B=1/Xm; Xm=j ϖLm con Lm induttanza di magnetizzazione
9I0: corrente a vuoto
9Im: corrente magnetizzante
9E’2=nE2
87
Schematizzazione di una tipica rete elettrica di
produzione (MT), trasporto (AT) e distribuzione (MT e BT),
con evidenziate le tensioni nominali di esercizio più
comuni in Italia
88
MACCHINE ELETTRICHE ROTANTI
Generatori e Motori
Macchine Elettromeccaniche
Φ
dΦ
≠0
dt
Pel
M
Pp
Pmecc < Pel
Pmecc
η=
Pel
I
forze meccaniche
moto relativo
motore
f.e.m.
Pmecc
generatore
Pmecc
Pel
G
Pp
Pel < Pmecc
Pp = Prame + Pferro + Pmeccaniche
Pel
η=
Pmecc
89
traferro
statore
rotore
Elementi essenziali:
¾Circuito magnetico
¾Avvolgimenti
¾Organi di presa corrente
macchina rettificata
N
S
S
passo
polare
N
Bmax
Generatore:
Si trascina il rotore
L’indotto è sede di una fem
Motore:
I due circuiti sono percorsi da corrente
Il campo di rotore insegue quello di statore
Il rotore è trascinato
90
Macchine sincrone - Generatore
a
b
c
c
b
a
passo polare
rotore con 1 avvolgimento
rotore con 3 avvolgimenti
Opzione 1: il rotore è alimentato in c.c. e trascinato
da un motore primo. L’avvolgimento o gli avvolgimenti
di statore sono sede di f.e.m. indotte sinusoidali.
Opzione 2: lo statore è alimentato in c.c. ed il
rotore è trascinato. L’avvolgimento di rotore diventa
il circuito indotto, da cui si preleva la potenza
attraverso i contatti striscianti.
Se l’indotto ha un solo avvolgimento, la f.e.m. indotta è monofase
91
Se l’indotto ha tre avvolgimenti, la f.e.m. è trifase
a
b
Macchine sincrone - Motore
a
b
c
c
c
b
a
¾ I 3 avvolgimenti statorici sono alimentati con 3 tensioni sfasate tra loro di 120°
¾ I 3 campi sinusoidali si combinano, dando luogo ad un campo magnetico rotante
¾ Il rotore è alimentato con una corrente continua. Il campo da essa generato
tenterà di allinearsi con il campo rotante di statore, trascinando il rotore.
+
-
92
a
Macchine asincrone – Motore
a b c
b
Lo statore è alimentato come
avviene nel motore sincrono,
dando luogo ad un campo
magnetico rotante
c
c
b
Coppia
- 1
a
¾ Nel rotore l’avvolgimento è chiuso in corto circuito
¾ Il campo di rotore induce una f.e.m. nelle spire del rotore, con
conseguente circolazione di corrente.
¾ Il campo di rotore che ne deriva tende ad allinearsi con il campo
di statore, trascinando il rotore ad una velocità minore di quella
del campo di statore (scorrimento)
¾ Se il rotore gira alla velocità del campo di statore (sincronismo),
il flusso concatenato con le spire di rotore è costante, la
corrente indotta si annulla, e quindi anche la coppia
¾ La velocità di rotazione è determinata dall’incontro della coppia
motrice e del carico
ns
n
Spesso l’avvolgimento di rotore è
realizzato con barre cortocircuitate
agli estremi, a formare la tipica
gabbia di scoiattolo
93
Macchine asincrone – Motore
-2
Potenza elettrica assorbita
P e = 3 ⋅ E L ⋅ I L ⋅ cos ϕ =
3 ⋅V L ⋅ I L ⋅ cos ϕ
Non tutta la potenza elettrica assorbita può essere convertita in potenza
meccanica disponibile all’asse del motore, in quanto si deve tener conto delle
perdite per riscaldamento nel rame di statore e di rotore, di quelle nel ferro
del circuito magnetico e di quelle dovute ad attriti e ventilazioni
Potenza meccanica all’asse
1− s
Pm = Pr⋅ s
La potenza meccanica disponibile
all’asse è esprimibile in funzione della
resistenza elettrica di rotore
mediante la formula valida per rotore
avvolto e rotore a gabbia di scoiattolo,
nella quale Pr esprime la potenza
elettrica dissipata negli avvolgimenti
94
di rotore
Macchine asincrone – Motore
C
-3
Cmax
Cmotore
Ciniziale
Ccarico
Cm =
Cmin
Caccel
Pm
nr ⋅
2π
60
=
Pr
ns ⋅
2π
⋅s
60
Cnom
Cmotore
Ccarico
nnom
nsin
n
Andamento della coppia in funzione della velocità di rotazione
a rotore bloccato (s=1, nr=0) la coppia motrice non è nulla (Cspunto) . Cmax e’
detta anche Cbreakdown
Il motore in questa situazione si dice in cortocircuito e la corrente assorbita
vale da 4 a 7 volte la corrente nominale.
La corrente all’avviamento non dipende dal tipo di carico che il motore
95
deve azionare ma è una caratteristica del singolo motore.
Motori elettrici ad alto rendimento
CLASSIFICAZIONE
• Eff 1 (ALTA efficienza)
• Eff 2
• Eff 3 (bassa efficienza)
CARATTERISTICHE
•
•
•
•
RENDIMENTO ELEVATO;
LUNGA DURATA;
BASSA RUMOROSITA’;
PREZZO ELEVATO.
Rendimento
MAGGIORE DI QUELLO DEI MOTORI STANDARD
• MAGGIORE IMPIEGO DI FERRO;
• LAMIERINI A BASSE PERDITE;
• FILI DI RAME CON SEZIONE MAGGIORE;
• MINORE TRAFERRO
• CAVE E DENTI ESEGUITI CON
ACCURATEZZA;
• COMPONENTISTICA (CUSCINETTI ) DI
MAGGIOR PREGIO.
Definizione delle classi per
motori a 4 poli
EFF3
motori
<76.2
<78.5
<81.0
<82.6
EFF2
motori
>=76.2
>=78.5
>=81.0
>=82.6
EFF1
motori
>=83.8
>=85.0
>=86.4
>=87.4
<84.2
>=84.2
>=88.3
5.5
<85.7
>=85.7
>=89.2
7.5
11
15
18.5
22
30
37
45
55
75
90
<87.0
<88.4
<89.4
<90.0
<90.5
>=87.0
>=88.4
>=89.4
>=90.0
>=90.5
>=90.1
>=91.0
>=91.8
>=92.2
>=92.6
<91.4
<92.0
<92.5
<93.0
<93.6
<93.9
>=91.4
>=92.0
>=92.5
>=93.0
>=93.6
>=93.9
>=93.2
>=93.6
>=93.9
>=94.2
>=94.7
96
>=95.0
KW
1.1
1.5
2.2
3.0
4.0
Confronto del rendimento di motori a 4 poli
• motore standard - motore ad alto rendimento
100
95
90
85
80
75
70
65
60
Potenza ( kW )
Costi motori ad alta efficienza
Si ha un sovrapprezzo di circa il 30 % rispetto al motore std
90 ÷ 95 % SONO MOTORI STANDARD - eff 3 cioe’ a basso rendimento
97
Esempio pratico motori bassa/alta efficienza
•
•
•
•
Consideriamo un motore standard (eff.3) con potenza nominale
Pn = 100 kW, utilizzato all’80% cioè 80 kW resi all’albero.
Supponiamo abbia un rendimento =94%
Un motore equivalente eff.1 , con la stessa percentuale
d’utilizzazione ha un rendimento del 96%.
Nel primo caso la potenza assorbita dalla rete è: 80/0.94 = 85.1 kW
Pertanto le perdite sono 5.1 kW
•
Nel secondo caso la potenza assorbita dalla rete è: 80/0.96 = 83.34
kW. Pertanto le perdite sono: 3.34 kW.
•
•
C’è una differenza di 5.1 –3.34 = 1.76 kW
Supponiamo che il motore giri a regime costante per 24h per 11 mesi
all’anno, cioè per 7920 h/anno
•
I kwh risparmiati sono: 1.76 x 7920 = 13.939 kwh.
• Se il costo è 0.12 €/kwh, il risparmio totale è di 1.672 €/anno.
98
Potenza reattiva e fattore di potenza :
Tutti gli utilizzatori che trasformano energia elettrica in altra forma di
energia (termica, meccanica, chimica, luminosa,…) assorbono potenza
attiva (P) e potenza reattiva (Q)
Nella maggioranza dei casi pratici gli utilizzatori possono essere
schematizzati con un’impedenza serie R-L (corrente sfasata in ritardo
rispetto alla tensione).
A proposito di potenza reattiva:
– È convenzionalmente positiva la Q assorbita
dai reattori negativa dai condensatori.
– I condensatori assorbono Q capacitiva ossia
erogano Q induttiva.
– Gli induttori assorbono Q induttiva ossia
erogano Q capacitiva
99
Il fattore di potenza (cosφ) è un parametro caratteristico di ogni tipo di
utilizzatore e varia con la sua potenza nominale e con la potenza attiva,
quando questa può variare in esercizio
Tipicamente:
– Un carico domestico cosφ tra 0,7 e 0,9
– Un carico industriale cosφ fra 0,6 e oltre 0,9
100
Rifasamento :
Con il termine rifasamento si definisce l'insieme di azioni, fondate sulla
compensazione totale o parziale della potenza reattiva induttiva, intese
al miglioramento del fattore di potenza al fine di:
– rendere minime le perdite di energia;
– ridurre il costo sia di installazione che di esercizio degli impianti.
Fattore di potenza unitario significa, infatti, corrente e perdite minime
nei conduttori, a parità di tensione e di potenza attiva (trasmessa,
utilizzata).
Se si considera che le perdite nei conduttori delle macchine, degli
apparecchi e delle linee sono:
– proporzionali al quadrato della corrente
– l'energia attiva è la grandezza fisica che il fornitore di energia elettrica
cede all'utente e che l'utente acquista e utilizza risulta evidente come la
condizione ideale per entrambi coincida con quella in cui il fattore di
potenza è unitario (la
potenza apparente è uguale alla potenza attiva fornita assorbita, ossia la
potenza reattiva è nulla).
101
Le condizioni che devono essere poste alla base delprogetto di impianto
di rifasamento sono sia:
– di natura tecnicache
– di natura economica
Tutte queste condizioni si riflettono sia
– sul dimensionamento
– sull'ubicazione delle batterie di rifasamento.
102
Le finalità del rifasamento sono quindi:
– ridurre le correnti in gioco
– ridurre le perdite in rete e nelle macchine
– ridurre le cadute di tensione
– ridurre la potenza nominale delle macchine e delle linee a parità di
potenza attiva fornita
– aumentare la potenza attiva
fornita a parità di potenza
nominale delle macchine e
corrente nominale della linea
– non incorrere nel corrispettivo (€)
per basso fattore di potenza
103
Dimensionamento della potenza rifasante
Il calcolo della potenza reattiva capacitiva necessaria per il rifasamento di
un impianto è un problema relativamente semplice se limitato al calcolo
della potenza necessaria per riportare il fattore di potenza ad un
determinato valore, ad
esempio quello imposto dall'azienda distributrice
dell'energia elettrica.
Per ridurre la tangente dell'angolo di sfasamento del carico (tanφ) ad un
valore minore (tanφ'), a parità di potenza attiva, si deve ridurre la potenza
reattiva induttiva secondo la formula seguente:
Qc = P (tgφ- tgφ')
Ponendo:
Kr = (tgφ- tgφ')
Si ottiene
Qc = Kr × P
REGOLA PRATICA
Kr ~ 0,5
104
Rifasamento distribuito:
Consiste nel rifasare localmente ciascun carico installando una batteria di
condensatori dedicata (è il metodo utilizzato dai costruttori per rifasare le
lampade fluorescenti). Questa è la soluzione migliore in quanto permette
non solo di ridurre la potenza reattiva richiesta alla rete di alimentazione ma
anche di migliorare lo sfruttamento dell'impianto, riducendone le correnti e
conseguentemente anche le perdite e le cadute di tensione. E' una soluzione
piuttosto costosa e risulta solitamente conveniente solo per grossi carichi
concentrati. Si preferisce quindi effettuare un rifasamento distribuito per
gruppi o per settori dell'impianto.
105
Rifasamento centralizzato:
E' il metodo in assoluto più economico e consiste nell'installare un'unica
batteria di condensatori a monte di tutto l'impianto. Può essere
considerato l'opposto del rifasamento distribuito in quanto non determina
uno sfruttamento ottimale dell'impianto. E' senz'altro il sistema migliore
se installato in impianti in cui si ha un assorbimento pressoché costante di
potenza reattiva.
106
Rifasamento degli impianti:
Per definire il tipo di rifasamento più appropriato sia sotto l'aspetto
tecnico che economico occorre conoscere ubicazione, potenza,
contemporaneità di servizio e grado di utilizzazione dei carichi. Se il tipo
di servizio dell'impianto risulta continuativo, con potenza impiegata
indicativamente invariata, è possibile avvalersi di apposite tabelle. Queste
tabelle forniscono degli opportuni coefficienti che tengono conto del
fattore di potenza iniziale e di quello finale desiderato. Moltiplicando tale
coefficiente per la potenza attiva si può calcolare la potenza reattiva
secondo la seguente relazione:
TECNICA PIU’ UTILIZZATA
Rifasamento centralizzato con batterie ad inserzione disinserzione
Automatica
si utilizza negli impianti in cui invece le condizioni di carico sono
piuttosto variabili
107
Rifasamento automatico degli impianti:
Un relè di regolazione confronta il valore desiderato del fattore di potenza
a quelli effettivamente assunti dall'impianto durante l'esercizio. In base
allo scostamento rilevato comanda l'inserimento o il disinserimento,
attraverso opportuni contattori, dei gruppi di condensatori, corrispondenti
ai prefissati gradini di regolazione, necessari per mantenere il fattore di
potenza al valore prefissato.
Il prelievo dei segnali, a monte del punto di installazione della batteria di
condensatori, viene effettuato
per il segnale amperometrico
tramite un trasformatore
di corrente (TA) posto su una
delle tre fasi e mediante
collegamento diretto, o
mediante trasformatore di
tensione (TV) sulle altre
due fasi per il segnale
voltmetrico.
108
Criteri di scelta del rifasatore
SELEZIONE DA CATALOGO
TENSIONE NOMINALE Vn
= 415 – 430 – 440 – 450
THDImax (max. distorsione
armonica in corrente ammessa
in rete)
DA 10 AL 100%
THDImax (max. distorsione
armonica in corrente ammessa
sui condensatori)
= DA 10 AL 100%
Qn
(kvar)
43,5
50
62,5
75
100
150
175
200
225
250
300
350
400
450
500
Potenza per batteria
(kvar)
6,2 12,5 25
12,5 12,5 25
12,5 25 25
12,5 12,5 25 25
12,5 12,5 25 50
25 25 50 50
25 50 50 50
25 25 50 100
25 50 50 100
25 25 50 50 50 50
50 50 50 50 50 50
50 50 50 50 50 100
50 50 50 50 100 100
50 50 50 100 100 100
50 50 100 100 100 100
Gradini Sezionatore
(n. x kvar)
(A)
7 x 6,2
80
4 x 12,5
125
5 x 12,5
125
6 x 12,5
160
8 x 12,5
200
6 x 25
315
7 x 25
400
8 x 25
400
9 x 25
400
10 x 25
500
6 x 50
630
7 x 50
800
8 x 50
800
9 x 50
800
10 x 50
1000
109
Sistemi elettrici:
Norma CEI 11-1
“Il sistema elettrico è quella parte di un impianto elettrico costituita dal
complesso dei componenti elettrici aventi una determinata tensione
nominale di esercizio”
Un sistema elettrico di produzione, trasmissione e distribuzione
dell’energia elettrica è caratterizzato dai seguenti principali parametri
caratteristici:
- tensione nominale di esercizio;
- frequenza nominale di esercizio;
- stato di funzionamento del neutro.
110
Tensione nominale di esercizio
Le norme attualmente in vigore classificano i S.E. in relazione alla loro
tensione nominale di esercizio (CEI 11-1 “Impianti elettrici con tensione
superiore a 1kV in c.a. e CEI 64-8 “Impianti elettrici utilizzatori con
tensione nominale inferiore a 1000V in c.a e 1500V in d.c.)
• Sistemi di categoria 0: sistemi con tensione nominale minore o uguale a
50V in c.a. e 120 V in d.c. (non ondulata);
• Sistemi di I categoria: quelli a tensione nominale oltre i 50V e fino a
1000V compreso se in c.a o oltre i 120V fino a 1500V compreso se in d.c.;
• Sistemi di II categoria: quelli a tensione nominale oltre i 1000V e fino a
30000V compreso se in c.a oppure oltre i 1500V in d.c.;
• Sistemi di III categoria: quelli a tensione nominale maggiore di 30000V.
• BT (Bassa tensione): impianti con tensione nominale di
esercizio inferiore a 1000V.
• MT (Media tensione): impianti con tensione nominale di
esercizio compresa tra 1kV e 30kV:
• AT (Alta tensione): impianti con tensione nominale di
esercizio superiore a 30kV.
111
Sistemi di categoria 0:
Comprende tre gruppi:
- SELV a bassissima tensione di sicurezza
- PELV a bassissima tensione di protezione
- FELV a bassissima tensione funzionale.
Sistema SELV
(Safety Extra Low Voltage)
- Trasformatore con doppio isolamento
(a prova di guasto).
- Rischio di difetto di isolamento: R1
Secondario
a
bassissima
tensione,
dell’ordine dei 12/24 V (max 50 V) per
assicurare la non pericolosità di un
eventuale contatto dopo il guasto di
isolamento dell’utilizzatore.
- Masse metalliche non collegate a terra
per
evitare
che
malfunzionamenti
dell’impianto di terra possa mettere in
tensione la massa
112
Sistema PELV
(Protection Extra Low Voltage)
Circuiti di comando di motori con gli avvolgimenti isolati
- Trasformatore di sicurezza (Norme CEI 96-2 )
In caso di doppio guasto nel circuito di comando, il contatto del circuito è
c.to circuitato dalla massa. Ciò determina un azionamento intempestivo
del motore: rischio R1 Il rischio (R2) di messa in
tensione della massa da malfunzionamento dell’impianto di terra << R1.
- Masse metalliche collegate a terra. In caso di doppio guasto circola
corrente verso terra ed intervengono le protezioni (fusibile).
- Il rischio (R2) di messa in tensione della massa da malfunzionamento
dell’impianto di terra << R1.
- Masse metalliche collegate a terra. In caso di doppio guasto circola
113
corrente verso terra ed intervengono le protezioni (fusibile).
Sistemi di categoria I:
Per i sistemi di I categoria il contatto con parti in tensione dell’impianto si
considera pericoloso e si devono prevedere idonee misure di protezione.
Il sistema di distribuzione per questi livelli di tensione può essere di tipo a
neutro francamente a terra o isolato.
Gli impianti di categoria 0 e di I categoria rappresentano il campo di
applicazione della Norma CEI 64-8.
Categoria II
Tensione nominale oltre la fascia di categoria I fino a 30.000V.
Per solito questi valori di tensione vengono distribuiti a neutro isolato.
Tali impianti devono essere accessibili solo a personale autorizzato.
Categoria III
Tensione nominale superiore a 30 kV (in Italia 132kV, 220Kv,380kV)
.
114
Effetti
dell’elettricità
sul corpo umano
115
Il contatto elettrico:
Il contatto elettrico fra l'uomo e le parti attive di un impianto o
apparecchiatura elettrica, può essere di tipo diretto o di tipo indiretto.
Definiamo contatto diretto, il
contatto
con
parti
metalliche
normalmente
in
tensione.
Tale
contatto generalmente risulta non
intenzionale ma non è da escludere,
a volte, la volontarietà da parte di
persone
non
professionalmente
addestrate o competenti in materia.
116
Definiamo contatto indiretto, il contatto con
parti normalmente non in tensione ma che possono, in
caso di guasto o cedimento dell'isolamento, trovarsi in
tensione; è il tipico caso dell'involucro metallico di un
elettrodomestico o dell'impugnatura di un utensile
elettrico portatile, ecc.
Per il contatto indiretto non ha alcun senso parlare di
volontarietà da parte di un malcapitato.
117
Comunque sia il tipo di contatto elettrico, il corpo umano, o animale in
genere, subisce il fenomeno dello shock elettrico, più semplicemente detto
elettrocuzione o folgorazione, cioè risulta essere sottoposto al passaggio
della corrente elettrica che da luogo a fenomeni elettrofisiologici variabili le
cui conseguenze possono essere a volte anche letali fino alla morte.
In Italia muoiono per infortuni elettrici centinaia di persone l'anno e il caso
più ricorrente è proprio il contatto diretto, rappresentante ben due terzi del
totale, particolarmente su prese a spina e condutture.
Percezione della Corrente:
Il valore di corrente percepibile da una persona è un fatto individuale.
Nel caso di contatto tra mano e filo di rame percorso da corrente elettrica
sono stati ricavati i seguenti valori:
Corrente continua:
Corrente alternata a 50Hz:
5 mA (Uomini)
1,1 mA (Uomini)
3,5 mA (Donne)
0,7 mA (Donne).
118
Curva di pericolosità della corrente:
Zone di pericolosità della corrente elettrica alternata (15 –: 100 Hz)
Zona 1: nessuna reazione (al di sotto della soglia di percezione)
Zona 2: limite di pericolosità convenzionale
Zona 3:
3 effetti fisiopatologici reversibili e tetanizzazione
Zona 4:
4 probabilità di fibrillazione ventricolare
119
Tetanizzazione dei muscoli. Consiste nel blocco involontario dei muscoli
attraversati dalla corrente, i quali non obbediscono più agli impulsi elettrici
fisiologici provenienti dal cervello e non permettono alla persona di staccarsi
dalla parte in tensione.
Si chiama corrente di rilascio il massimo valore di corrente per il quale una
persona è ancora in grado di lasciare la presa. Il valore effettivo varia
leggermente da una persona all’altra ma, convenzionalmente, si assume il
valore medio di 10 mA.
Difficoltà di respirazione. È dovuta al blocco involontario dei muscoli che
riguardano la respirazione. Il fenomeno può provocare l’arresto della
respirazione se non si interviene entro pochi minuti dall’infortunio praticando
la respirazione bocca-bocca o la respirazione bocca-naso.
Fibrillazione ventricolare. È dovuta al blocco involontario dei muscoli del
cuore, che altera il normale sincronismo del battito cardiaco. Questo
fenomeno può portare alla morte per arresto cardiaco o per arresto della
circolazione. In attesa dei soccorsi bisogna intervenire immediatamente
con il massaggio cardiaco e la respirazione bocca-bocca o bocca-naso.
Ustioni. Sono prodotte dal calore sviluppato dal passaggio di corrente nel
corpo umano. La pelle è il tessuto più esposto a questo fenomeno poiché ha
120
una elevata resistenze elettrica
NOTA BENE: correnti molto elevate non producono solitamente
la
tetanizzazione perché quando il corpo entra in contatto
con esse,
l’eccitazione muscolare é talmente elevata che i movimenti muscolari
involontari generalmente staccano il soggetto della sorgente.
La pericolosità della corrente diminuisce con l’aumentare della frequenza.
In una corrente ad alta frequenza la durata dello stimolo è talmente breve
che la corrente non influisce sulle cellule.
La tendenza della corrente ad alta frequenza a passare nello strato
superficiale del corpo (effetto pelle) non influisce praticamente sullo stato
della cellula.
La corrente ad alta frequenza produce comunque effetti termici che
possono divenire pericolosi.
Si considera non pericolosa frequenza superiore a 10 kHz
121
Resistenza elettrica del corpo umano :
Tensioni e correnti pericolose legate, tramite la legge di
Ohm, alla resistenza del corpo umano.
Z B I B = UT
In realtà il corpo umano corrisponde,
in termini circuitali, ad una impedenza
capacitiva. La capacità Cp risiede
principalmente n