Apparecchiature elettriche e materiali.

1 – PREMESSA
Sotto la denominazione generica di materiale elettrico sono comprese anche le apparecchiature, nonché le scatole o gli involucri destinati a contenerle. Una prima classificazione riguarda i piccoli apparecchi di comando non automatici per tensioni nominali fino a 250 V (interruttori, commutatori, deviatori, invertitori). In questa categoria possono essere incluse le prese a spina.

In una seconda categoria vengono compresi gli interruttori automatici, gli interruttori differenziali e i fusibili; apparecchi questi definibili come organi di comando e di protezione. Si hanno quindi i relè (e relativi pulsanti),i temporizzatori, ed infine la vastissima gamma di apparecchi utilizzatori, quali ad esempio gli elettrodomestici. La conformità alle prescrizioni normative è attestata dalla marcatura CE e, preferibilmente, dal marchio IMQ.

Le caratteristiche essenziali del materiale elettrico, la cui conoscenza ed osservanza sono indispensabili per un impiego conforme alla destinazione ed esente da pericolo, sono indicate sul materiale stesso oppure, qualora ciò non sia possibile, su una scheda che l’accompagna. Prima di descrivere le varie apparecchiature è opportuno precisare come viene indicato il livello di protezione che esse offrono nei confronti dell’ambiente esterno.

2 – GRADI DI PROTEZIONE DEGLI INVOLUCRI
L’elemento di contenimento e protezione (involucro) di qualsiasi apparecchiatura o macchina elettrica deve essere scelto in relazione alle caratteristiche dell’ambiente in cui tali apparecchiature devono operare. È evidente che le condizioni ambientali del locale adibito a soggiorno sono sensibilmente differenti da quelle del bagno. Mentre nel primo sono pressoché da escludere agenti esterni che possono danneggiare le apparecchiature, nel secondo la presenza di acqua e di condensa impongono l’adozione di particolari accorgimenti.

Lo stesso dicasi per le apparecchiature installate all’esterno, soggette quindi alle condizioni atmosferiche (pioggia, gelo, polvere ecc.). Per assicurare la protezione appropriata contro gli agenti esterni e contro i contatti diretti con parti in tensione contenute negli involucri, la norma CEI 70-1 ha stabilito un codice, definito grado di protezione, costituito dalle lettere IP seguite da due numeri ed eventualmente una lettera addizionale e una lettera supplementare.

Questo codice (Figura 1) e le relative prove che il costruttore deve effettuare sui contenitori, consente di definire in maniera univoca il livello protezione offerta dagli involucri. Infatti:
• la prima cifra, indica sia il grado di protezione contro la penetrazione di corpi solidi e della polvere, sia il grado di protezione contro l’accesso a parti pericolose (non solo elettriche, ma anche meccaniche in movimento);
• la seconda cifra indica il grado di protezione contro la penetrazione dell’acqua.

La tabella 1 precisa il significato delle due cifre. Se il materiale è classificato per un solo tipo di protezione, la cifra mancante è sostituita da una X. Esempio: IP5X indica la protezione contro la sola penetrazione di polvere; IPX5 indica la protezione solo contro i getti d’acqua. La lettera addizionale (vedi tabella 2) ha lo scopo di designare il livello di inaccessibilità dell’involucro alle dita, alla mano, oppure ad oggetti impugnati da una persona. Ha cioè una funzione prettamente antinfortunistica e deve essere utilizzata solo se la protezione contro l’accesso all’involucro è superiore a quella definita con la prima cifra caratteristica.

Ad esempio, nel caso di un involucro con grado IP1X, ossia protetto solo contro la penetrazione di corpi solidi estranei con diametro superiore o uguale a 50 mm, possono essere aggiunte protezioni interne tali da impedire che le dita umane possano entrare in contatto con le parti pericolose. In questo caso, l’involucro è classificato IP1XB, per indicare il grado di protezione esteso alle dita.

Se invece la soluzione costruttiva consentisse un grado IP2X, l’indicazione della lettera B diverrebbe inutile. Al limite, se con accorgimenti costruttivi particolari (distanziamenti, labirinti strutturali o altro) fosse realizzata una protezione solo contro l’accesso a parti pericolose, il grado di protezione sarebbe indicato con la sigla IP seguita da due X e dalla lettera addizionale. Ad esempio: IPXXA che indica la protezione solo contro l’accesso con il dorso della mano a parti pericolose (elettriche o meccaniche).

Si ricorda che le norme impianti, prescrivono, per gli involucri contenenti parti attive scoperte, un grado di protezione almeno pari a IPXXB, tranne che per le superfici superiori orizzontali per le quali deve essere portato a IPXXD (ad eccezione dei portalampada e dei portafusibili in caso di assenza della lampada o della cartuccia fusibile). La lettera supplementare (tabella 3) ha lo scopo di indicare condizioni particolari attinenti la tipologia o l’impiego dell’involucro e del suo contenuto.

Protezione meccanica contro gli urti (codice IK)
La robustezza degli involucri delle apparecchiature elettriche, agli effetti degli impatti meccanici, è specificata mediante il codice IK (Norma CEI 70-3) costituito dalle lettere caratteristiche IK seguite da due cifre numeriche (da 00 a 10) che individuano l’energia d’impatto in joule (rispettivamente da 0 a 20 J) cui l’involucro ha dato prova di resistere senza subire danni.

3 – INTERRUTTORI AUTOMATICI DI SOVRACORRENTE
Sono apparecchi meccanici d’interruzione destinati a connettere all’alimentazione un circuito ed a disconnetterlo, mediante operazione manuale, o ad aprire il circuito automaticamente, quando la corrente supera un valore predeterminato. Nella versione per usi domestici e similari sono considerati dalla Norma CEI 23-3. L’apposizione del marchio IMQ attesta la rispondenza degli interruttori alle norme.

Questi interruttori sono dotati (Figura 2) di un contatto fisso ed uno mobile e di due relè di cui uno termico, funzionante per effetto Joule, ed uno elettromagnetico che comandano entrambi, mediante leverismi, lo sgancio del dispositivo di ritenuta che trattiene il contatto fisso contro quello mobile, che così viene liberato. Il principio di funzionamento è il seguente:
• in presenza di una corrente di sovraccarico (1) la lamina bimetallica che costituisce il relè termico si scalda e comincia a flettere tanto più rapidamente quanto maggiore è la corrente di sovraccarico, sino a effettuare lo sgancio del contatto mobile;
• se invece si verifica un cortocircuito (2) la forte intensità di corrente fa intervenire in modo pressoché istantaneo il relè elettromagnetico che comanda lo sgancio del contatto.

Fig. 2 – Principio di funzionamento degli interruttori semiautomatici.

(1) Corrente di sovraccarico: si verifica in un circuito elettricamente sano quando questo alimenta troppi utilizzatori o utilizzatori che assorbono eccessivamente.
(2) Corrente di cortocircuito: si verifica con intensità elevata a seguito di un guasto dell’isolante tra due fasi del circuito.

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