La gran parte dei dispositivi elettrici industriali segue specifici standard industriali che ne garantiscono la sicurezza. Qui vi sono investigate le principali cause di malfunzionamento ed i guasti presunti.

Il modo di protezione a sicurezza aumentata prende in considerazione apparecchiature elettriche che, sia in condizioni normali sia in condizioni di guasto, non generano archi o scintille e che non hanno temperature di parti o componenti che eccedono le temperature limite della corrispondente classe di temperatura. 

Un’ulteriore limitazione è costituita dalla tensione di alimentazione nominale che non può superare gli 11kV (i 15 kV per EPL Gc [2]). 

Le apparecchiature realizzate unicamente a sicurezza aumentata non sono molte, potremmo fare l’esempio di una scatola di derivazione con relativi morsetti di collegamento Ex-e (Figura 1) o di un motore asincrono con rotore a gabbia di scoiattolo. 

 È comune trovare il modo di protezione Ex-e abbinato ad altri. Un classico esempio è quando il costruttore realizza una custodia a sicurezza aumentata dove all’interno trovano spazio altri componenti che possono essere resinati (Ex-m), antideflagranti (Ex-d), a sicurezza intrinseca (Ex-i) o con segregazione a polveri (Ex-q).

Figura 2: Un’armatura illuminante Ex-e dove l’involucro esterno è a sicurezza aumentata ed i componenti interni sono realizzati con diversi modi di protezione

Su quali parametri si è agito per aumentare lo standard di sicurezza rispetto ai dispositivi a norma industriale?

 Ricordiamo che prima di rispondere ai requisiti aggiuntivi della norma EN/IEC 60079-7 il dispositivo deve essere conforme ai requisiti generali espressi dalla EN/IEC 60079-0. I materiali non metallici devono, quindi, passare il test di resistenza all’invecchiamento ed ai raggi UV dopo i quali vengono testati all’urto e al grado di IP richiesto. Stiamo quindi parlando di materiali plastici che, rispetto a quelli comuni, hanno dei range di temperatura molto ampi e un’ottima resistenza alle condizioni climatiche avverse come espresso dal test dell’invecchiamento. [3] 

Un primo tratto distintivo è che i dispositivi a sicurezza aumentata sono progettati facendo riferimento a distanze in aria e superficie (tra parti conduttrici nude a potenziali diversi) maggiori rispetto a quelle richieste nello standard industriale. Questo può implicare geometrie nel prodotto finale decisamente sovradimensionate rispetto ai prodotti a standard industriale, oltre all’uso di materiali pregiati con un CTI [4] elevato. 

 In secondo luogo, ricordiamo che il modo di protezione Ex-e permette al gas di entrare nella custodia, perciò la classe di temperatura è riferita alla massima temperatura misurata nei componenti interni. Ciò significa che, valutando per esempio una scatola di derivazione, si deve calcolare la potenza dissipata nella custodia che permette di mantenere la classe di temperatura, considerando: la resistenza del morsetto (dichiarata dal costruttore), la resistenza del cavo, la corrente del circuito e la temperatura ambiente di progetto. 

Ultimo, ma non meno importante tratto distintivo, è il grado di protezione IP delle apparecchiature: l’inquinamento dall’esterno è infatti una causa scatenante di archi elettrici e correnti di superficie. La normativa Ex-e richiede un IP minimo di IP54, laddove vi siano parti nude in tensione o IP44 quando le parti siano invece isolate. [5] 

Possono sembrare dei gradi IP piuttosto bassi, se raffrontati con le richieste del mercato (IP 65 o IP 66) ma è bene ricordare che si tratta di requisiti minimi.  

Tra le apparecchiature idonee all’utilizzo in atmosfera esplosiva con un EPL Gb, quelle a sicurezza aumentata sono senza dubbio le più similari ad un prodotto a standard industriale. 

 Nel corso degli anni questo modo di protezione si è diffuso nelle cassette di derivazione e, in particolare, nell’illuminazione. In generale, le costruzioni più leggere e trasportabili dei prodotti a sicurezza aumentata sono state apprezzate dagli impiantisti. 

Non va sottovalutato comunque che conoscere le regole basilari degli impianti in atmosfera esplosiva è necessario per poter realizzare l’installazione corretta e sicura sul campo. 

Note e riferimenti bibliografici 

[1] ora tali dispositivi vengono marcati Ex‑ec 

[2] In c.a. o c.c, valore efficace vedasi sommario CEI EN 60079-7:2016-07 

[3] Si tende ad associare questi requisiti generali al modo di protezione Ex-e perché la maggior parte dei dispositivi plastici sono a sicurezza aumentata così come, in maniera simmetrica, costruzioni antideflagranti Ex-d trovano più spesso realizzazione nei materiali metallici. In realtà, il tipo di materiale usato non è requisito del modo di protezione, risponde ad un’esigenza che nell’antideflagrante è la resistenza alla pressione dell’esplosione, nella sicurezza aumentata il grado di protezione dall’inquinamento che può offrire. 

[4] CTI Comparative Tracking Index / Coefficiente di resistenza alla traccia 

[5] Nellemacchine elettriche rotanti installate in ambienti puliti e regolarmentecontrollate da personale qualificato, devono avere custodie con grado diprotezione maggiore di IP20 (escluse morsettiere e parti nude conduttrici) –Guida Ex Cortem paragrafo 3.6.2.2