Ing. Paolo Corbo – Villasanta (MB), 30 Marzo 2015 

L’installazione di apparecchiature elettriche in luoghi con pericolo di esplosione prevede l’adozione di tecniche e metodi specifici nonché il soddisfacimento di definiti requisiti: essi sono regolamentati dalla norma di installazione EN60079-14 relativa alla selezione e installazione di apparecchiature elettriche in luoghi con pericolo di esplosione dovuti alla presenza di gas, vapori e nebbie infiammabili nonché alla presenza di polveri combustibili. Il metodo di prevenzione dell’esplosione basato sulla sicurezza intrinseca ovvero sulla limitazione di potenza fa parte dei metodi proposti nella suddetta norma. 

Introduzione
Riferimenti normativi
Custodie di giunzione e cassette di derivazione
Custodie e cassette a sicurezza intrinseca
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Introduzione

Il metodo di prevenzione dell’esplosione basato sulla sicurezza intrinseca fa parte dei metodi proposti nella EN60079-14, norma di installazione elettrica in luoghi con pericolo di esplosione.

L’installazione di apparecchiature elettriche in luoghi con pericolo di esplosione prevede l’adozione di tecniche e metodi specifici nonché il soddisfacimento di definiti requisiti: essi sono regolamentati dalla norma di installazione EN60079-14 relativa alla selezione e installazione di apparecchiature elettriche in luoghi con pericolo di esplosione dovuto alla presenza di gas, vapori e nebbie infiammabili nonché alla presenza di polveri combustibili.  

La sicurezza intrinseca  è una tecnica di protezione destinata al funzionamento sicuro delle apparecchiature elettriche in aree pericolose dovute alla presenza di sostanze infiammabili o combustibili, limitando l’energia disponibile per l’accensione. In caso di segnali e circuiti che possono operare con basse correnti e tensioni l’utilizzo della sicurezza intrinseca semplifica le architetture di impianto e riduce i costi di installazione rispetto ad altri metodi di protezione. 

Riferimenti normativi

Le norme Europee armonizzate alla Direttiva Europea ATEX 94/9/EC elencate nel seguito sono di fondamento per la definizione dei requisiti progettuali e costruttivi delle apparecchiature e dei sistemi a sicurezza intrinseca. 

  • Comparto elettrico  – Gas, Vapori, Nebbie, Polveri: 

EN 60079-0:2012 Atmosfere esplosive – Parte 0: Apparecchiature – Prescrizioni generali

Insieme a EN 60079-11:2012 Atmosfere esplosive – Parte 11: Apparecchiature con modo di protezione a sicurezza intrinseca «i» 

e EN 60079-25:2010 Atmosfere esplosive – Parte 25: Sistemi elettrici a sicurezza intrinseca

e EN 60079-14:2014 Explosive atmospheres. Electrical installations design, selection and erection 

Custodie di giunzione e cassette di derivazione 

Le scatole di derivazione o di giunzione sono custodie in generale metalliche o di materiale polimerico (policarbonato o poliestere) che alloggiano morsetti di giunzione in array protetti dall’ingresso di materiali solidi e liquidi che ne possano inficiare le condizioni di isolamento e conducibilità. Le cassette di giunzione agiscono anche in termini di protezione meccanica ed evitando l’esposizione diretta ai raggi UV degli accessori di connessione. 

Le scatole di giunzione alloggiano peraltro, sulle pareti, adeguati accessori di entrata di cavo come pressa-cavi, nippli cementati, passa-parete, ecc. 

Speciale menzione è dovuta alle custodie utilizzate per il collegamento esclusivo di canali relativi ad apparecchiature e circuiti a sicurezza intrinseca. 

Custodie di giunzione e cassette di derivazione a sicurezza intrinseca 

Le scatole di derivazione possono essere considerate apparecchiature semplici quando vengono utilizzate esclusivamente per la connessione di circuiti a sicurezza intrinseca.  

Le regole aggiuntive per l’adesione alle regole relative alle apparecchiature semplici possono essere reperite nella EN60079-11 e nella EN60079-14 e di seguito riassunte: 

“…Devono essere considerate costruzioni elettriche semplici le seguenti costruzioni elettriche: 

  1. Componenti passivi, ad esempio, interruttori, scatole di giunzione, potenziometri e semplici dispositivi a semiconduttore; 
  2. Sorgenti ad immagazzinamento di energia, costituite da componenti singoli in circuiti semplici, con parametri ben definiti, per esempio, condensatori o induttanze, i cui valori devono essere presi in considerazione quando si determina la sicurezza globale del sistema; 
  3. Sorgenti per la generazione di energia, per esempio termocoppie e fotocellule, che non generino più di 1,5V, 100mA e 25mW.

Le costruzioni elettriche semplici devono soddisfare tutte le prescrizioni applicabili della Norma EN60079-11. Il fabbricante o il progettista del sistema a sicurezza devono dimostrare la conformità al presente articolo prescrittivo. 

La costruzione elettrica in questo caso non deve essere conforme con quanto prescritto dalla norma EN60079-11 con riferimento alle attività di validazione e marcatura. 

I seguenti aspetti devono sempre essere tenuti in considerazione: 

  1. Non si deve ottenere la sicurezza delle costruzioni elettriche semplici includendo dispositivi che limitino la tensione e/o la corrente. 
  2. Le costruzioni elettriche semplici non devono contenere mezzi che aumentino la tensione e la corrente disponibili 
  3. Quando la costruzione elettrica deve mantenere l’isolamento verso terra del circuito a sicurezza intrinseca, essa deve essere in grado di sostenere la prova di tensione verso terra  
  4. Le custodie non metalliche e quelle in lega leggera situate in zona pericolose devono soddisfare i requisiti della EN60079-0 relativi ai contenuti i magnesio e alluminio e ai requisiti elettrostatici. 
  5. Quando la costruzione elettrica semplice è posta in atmosfera esplosiva per la presenza di gas, deve essere soggetta alla classificazione della temperatura ...” 

La regola fondamentale è che tutte i requisiti sopra riportati sono necessari e da verificare per un’apparecchiatura a sicurezza intrinseca di tipo semplice, qualora applicabili. 

La prima regola mandatoria è la seguente: includere solo circuiti a sicurezza intrinseca nella scatola di giunzione.  

La seconda regola inderogabile è relativa al tipo di dispositivi installabili: solo semplici come i morsetti che non accumulano carica o energia magnetica, non producono effetto fotoelettrico o termoelettrico. 

Qualora ciò non fosse possibile, la custodia deve essere sviluppata in accordo ad altro metodo di protezione, ad esempio sicurezza aumentata o contenimento dell’esplosione e validata e marcata congiuntamente.  

In questo caso, si deve progettare una custodia per l’utilizzo con un qualunque metodo a sicurezza intrinseca e di altri circuiti, contemplando notevoli complicazioni e valutando attentamente questioni come la segregazione e le procedure di certificazione. 

L’introduzione del concetto di ‘ic‘ a discapito del metodo ‘nL’ ha portato pertanto vantaggi dal momento che ora i circuiti, che in precedenza erano considerati ‘nL‘, possono essere inclusi negli stessi canali e cavi degli altri circuiti a sicurezza intrinseca. 

La scelta del tipo di apparecchiatura è relativamente semplice. Il modo per evitare ogni discussione in merito alla sua adeguatezza è quello di utilizzare un contenitore che sia già certificato ‘Ex e’ oppure ‘Ex d’, ma dal punto di vista economico e dal punto di vista della semplicità di installazione e manutenzione (si veda Ex d, per esempio, che non presenta economicità e semplicità di installazione/manutenzione) vale la pena approfondire il tema a favore delle custodie per apparecchiature semplici:  in quasi tutti i casi comunque la scelta di una scatola di acciaio inossidabile risolve il problema immediatamente. Le custodie in plastica, pur essendo chiaramente accettabili nel caso garantiscano adeguata protezione meccanica e protezione agli agenti atmosferici, devono soddisfare in modo evidente i necessari requisiti antistatici. 

Il grado di protezione IP dall’ingresso di solidi e acqua della custodia è associato al tipo di protezione richiesto dalla specifica installazione, ma la maggior parte delle custodie disponibili garantiscono un grado di protezione IP65 o IP66Il minimo essenziale da garantire è in ogni caso IP54 (IP6x in caso di presenza di polveri conduttive) in accordo al luogo di installazione. In alcune circostanze può essere necessaria una protezione aggiuntiva, ad esempio, dove una scatola di giunzione è soggetta ad intensa radiazione solare è desiderabile provvedere ad una protezione indiretta dai raggi UV, anche destinata a far sì che la temperatura all’interno della custodia possa diventare eccessivamente elevata. 

L’effetto polmone o effetto respirazione delle custodie sottoposte a variazioni di temperatura ambiente (le custodie di giunzione di circuiti a sicurezza intrinseca non hanno capacità autonome di riscaldamento) può produrre un effetto di accumulo di condensa nel volume interno. In tal caso può essere opportuno il montaggio di un tappo di scarico / sfiato /dreno che garantisca in ogni caso la preservazione del grado di protezione IP 

Il contenitore deve essere chiaramente identificato prevedendo un’etichetta di avvertimento, sull’esempio di quanto segue “Attenzione: contiene circuiti a sicurezza intrinseca 

Anche se è normalmente accettato che il blu identifichi sezioni di circuito a sicurezza intrinseca, ciò non è pratica sempre dovuta (e in taluni casi sconsigliabile) come sotto riportata da estratto della EN60079-14: 

“…circuiti a sicurezza intrinseca devono essere contrassegnati (eccetto nei casi indicati nel seguito) per identificarli quali parti di un circuito a sicurezza intrinseca. Se le guaine o i rivestimenti sono contrassegnati con un colore, questo deve essere blu chiaro. Quando i circuiti a sicurezza intrinseca sono stati identificati con cavi di colore blu chiaro, tali cavi non devono essere usati per altri scopi in un modo o in un luogo suscettibili di creare confusione o di ridurre l’efficacia dell’identificazione dei circuiti a sicurezza intrinseca…”. 

La scelta della dimensione della custodia è determinata da una serie di fattori. Ovviamente deve essere abbastanza grande da contenere il numero di morsetti necessari, ma soprattutto le dimensioni devono essere tali da poter garantire adeguata spaziatura, inserimento di morsetti d’appoggio per gli schermi, se necessario, inserimento dei morsetti di terra, evitare accumulo e piega eccessiva dei cavi.  

La prassi comune vuole l’utilizzo di terminali del tipo Ex e blu perché questi rispondono alle esigenze di segregazione tra i circuiti adiacenti (6 mm) la terra. La loro costruzione garantisce un grado di affidabilità operativa superiore ai dispositivi standard 

Ai terminali collegati a sistemi a sicurezza intrinseca può essere assegnata “d’ufficio” una classificazione di massima temperatura superficiale pari a T6 (85°C) e grazie a ciò la classificazione in temperatura delle scatole di giunzione a sicurezza intrinseca non è mai un problema quando il rapporto tra la corrente nominale dei morsetti e la massima corrente circolante sui canali è alto. 

La corretta collocazione e montaggio delle cassette di giunzione è un aspetto fondamentale da non trascurare:  innanzitutto un corretto montaggio vuole che queste siano collocate in posizione facilmente accessibile, ad una altezza raggiungibile affinché attraverso esse sia possibile attuare i necessari controlli di manutenzione; è buona pratica far sì che i cavi in uscita dalle custodie siano supportati da adeguati sostegni per cavi o canale / vassoi in modo da limitare le sollecitazioni sui pressacavi e sui morsetti. La scatola di giunzione deve essere posizionata in modo che i cavi possono lasciare il vassoio in una curva avente adeguato raggio di curvatura (ampio in relazione al diametro e alla natura del cavo).