L’utilizzo di prese elettriche negli impianti con presenza di atmosfera esplosiva

La filosofia impiantistica in genere, ed in particolare quella destinata ad ambienti con pericolo di esplosione, considera, oltre alla...

La filosofia impiantistica in genere, ed in particolare quella destinata ad ambienti con pericolo di esplosione, considera, oltre alla normale progettazione per la realizzazione dei processi produttivi, quali possono essere le necessità per una corretta gestione e manutenzione dell’impianto nel suo insieme: la gestione e manutenzione del processo produttivo e la tenuta a giorno di tutte le “Utilities” che concorrono alla funzionalità del processo produttivo.

Per queste ragioni il progettista, oltre alle componenti civili, meccaniche e di processo, studia e verifica che le apparecchiature siano in grado di operare in continuità e nei modi previsti nella logica processuale.

Una delle tante componenti degli impianti industriali o degli ambienti con pericolo di esplosione sono le prese di corrente.

Normalmente, al fine di garantire la possibilità di operare nella piena sicurezza e senza dover intralciare le zone operative con cavi elettrici provvisori, il progettista considera il posizionamento orografico delle prese di corrente in modo tale da permettere le operatività con cavi di lunghezze tali da non provocare intralcio.

Per questo motivo negli impianti sono previsti più sistemi di prese di corrente quali:

  1. Circuiti prese luce, tipo monofase + PE, da 16 o 20A, con tensione variabile in funzione dei livelli di tensione previsti nella località di realizzazione dell’impianto (es. in Italia si avranno prese luce a 240VAC, mentre nei paesi arabi si avranno prese luce a 208VAC e così via). La dislocazione orografica di queste tipologie di prese luce copre usualmente un raggio di 25 ÷ 30 metri. 
  2. Circuiti prese di sicurezza, tipo monofase + PE, da 16A, con tensione da 12VAC sino a 230VAC. La dislocazione orografica di queste tipologie di prese di sicurezza è in funzione della criticità funzionale delle apparecchiature di processo e, quindi, viene definita dal progettista congiuntamente con il processista e il sistema di sicurezza.
  3. Circuiti prese forza motrice, tipo trifase + PE o trifase + N + PE, da 32A o 63A, con tensione variabile in funzione dei livelli di tensione previsti nella località di realizzazione dell’impianto (es. in Italia si avranno prese FM a 400VAC, mentre nei paesi arabi si avranno prese luce a 415VAC e così via). La dislocazione orografica di queste tipologie di prese luce copre usualmente un raggio di 50 ÷ 60 metri.

Esistono altre tipologie di prese, per funzioni specifiche dedicate, quali, ad esempio, prese di potenza, tipo trifase + PE o trifase + N + PE, da 63A o 125A, con tensione variabile in funzione dei livelli di tensione previsti nella località di realizzazione dell’impianto (es. in Italia si avranno prese FM a 400VAC, mentre nei paesi arabi si avranno prese luce a 415VAC e così via), per l’alimentazione di filtropresse per la bonifica degli oli dei trasformatori di potenza, grosse saldatrici, compressori e per tutte quelle apparecchiature di tipo portatile che possano essere utili nella manutenzione e/o messa a giorno dell’impianto di processo. 

La scelta di Cortem Group è stata quella di utilizzare equipaggiamenti standard di mercato optando per l’impiego di interruttori automatici magnetotermici di tipo industriale, al fine di dare al manutentore la possibilità di reperire parti di ricambio sul mercato e di non dover dipendere da Cortem per l’eventuale sostituzione dell’interruttore. 

È noto che gli interruttori sono adatti ad operare in condizioni normali di esercizio, quindi ad aprire e chiudere la corrente (nominate termica “Ith”), ma che sono altresì costruiti per essere in grado di interrompere la corrente di corto circuito derivante da un guasto franco tra le fasi o verso terra “Icu”. 

Gli interruttori del tipo industriale sono realizzati in accordo alla normativa IEC/EN 60947-2, con un ciclo operativo “O-t-CO”, dove “O” sta per Open, “t” sta per tempo di intervallo tra l’intervento e la chiusura successiva e “CO” sta per Open-Closed, ovvero, in caso di guasto l’interruttore prima apre automaticamente e poi, dopo un tempo “t” variabile in funzione della presa in carico dell’intervento, l’operatore opera la funzione di “C” ovvero richiude l’interruttore, e, se la causa di guasto permane, automaticamente l’interruttore si riapre “O”. 

In questo caso, l’interruttore potrebbe ancora essere in grado di aprire e chiudere in presenza della corrente nominale, ovviamente dopo l’eliminazione della causa di guasto, ma non sarà mai più in grado di proteggere l’utenza a valle in caso di corto circuito, rendendola di fatto non più protetta.

Questa è sostanzialmente la motivazione che ha portato Cortem Group a scegliere di installare nelle sue prese delle serie EPC1…/ EPRC1...  e serie FSQC-…, interruttori di tipo industriale e non ad adottare interruttori incapsulati in esecuzione ‘Ex de m’ che non potrebbero essere sostituiti in modo tempestivo e con aggravio di costi.

Cortem Group, per gli ambienti con pericolo di esplosione, per Zone 1-2-21-22, secondo norma IEC/EN 60079-14, produce tre serie di prese di corrente rispondenti alle norme di riferimento IEC/EN 60079-0, IEC/EN 60079-1 e IEC/EN 60079-31, adatte per una temperatura superficiale massima come da certificati specifici: prese serie PY, serie EPC1…/ EPRC1... e serie FSQC.

Le prese della serie PY..., in esecuzione ‘II 2 GD Ex d IIC T6 Gb’; ‘Ex tb IIIC T76°C Db’ IP66 Tamb. -20°C ÷ + 50°C, con corpo e coperchio in lega di alluminio a basso contenuto di rame. Sono provviste di sezionatore interbloccato con la spina ad essa sottesa, al fine di garantire, grazie alla rotazione e chiusura/apertura in apposita camera a prova di esplosione che contiene al suo interno l’eventuale deflagrazione in presenza di gas, la connessione del circuito elettrico solo dopo che la spina sia stata correttamente inserita nella sua sede e di garantirne l’estrazione solo dopo che il circuito elettrico sia stato elettricamente disconnesso. La gamma comprende prese bipolari + terra (PE); tripolari + terra (PE) e tripolari + Neutro + terra (PE), con portate di corrente da 16A ad un massimo di 32A e tensioni da 20V sino ad un massimo di 690VAC e frequenza massima di 500Hz. Queste prese sono utilizzabili in tutti gli ambienti che presentano atmosfera potenzialmente esplosiva e sono costruite in maniera da non permettere l'accoppiamento con le spine di tipo industriale. 

La peculiarità di queste prese è quella di essere equipaggiabile con spine di corrente, serie SPY…., con pari caratteristiche ma con la possibilità di essere utilizzate anche sulle prese di corrente del tipo stagno industriale. Questa è una peculiarità solo di Cortem Group che è stata pensata per permettere all’utilizzatore di avere scorte a magazzino in misura limitata rispetto alle prese della concorrenza che non hanno tale caratteristica. Infatti, il posizionamento dei pin di fase e terra e la ghiera colorata, che rispettano la codifica colore prevista dalla norma IEC/EN 60309-2 per le prese e spine di tipo industriale, le contraddistingue in funzione della tensione di alimentazione e della corrente di utilizzo.

Per una maggior comprensione, riportiamo il diagramma di posizionamento pin di terra (PE) e relative colorazioni, in accordo alla normativa IEC/EN 60309-2, per tensioni di impiego maggiori di 50V.

Le prese della serie EPC1…/ EPRC1..., in esecuzione ‘II 2 GD Ex d IIC T6 Gb - Ex tb IIIC T85°C Db’ IP66 Tamb.        -20°C ÷ + 55°C, con corpo e coperchio in lega di alluminio a basso contenuto di rame. 

Queste prese si prestano in particolare per l'alimentazione di utenze con potenza superiore a 32A, quali sistemi di filtropressa per la bonifica e rigenerazione degli oli di grandi trasformatori di potenza, grosse saldatrici, compressori elettro-pneumatici, generatori e tutta una serie di grosse utenze mobili necessarie per la manutenzione e/o messa a giorno di parti di processo. 

A differenza delle prese della serie PY…, le prese serie EPC1…/EPCR1… sono equipaggiate, proprio perché devono essere adatte per carichi elettrici notevoli, con interruttore automatico magnetotermico con protezione sia termica (sovraccarico), sia magnetica (corto circuito) con curva “C” tipica per carichi elettrici e con intervento in soglia di corrente fissa predefinita in sede di costruzione.

La manovra dell’interruttore è esterna ed è interbloccata meccanicamente con un sistema di sicurezza che impedisce la chiusura del circuito elettrico, se non è stata inserita correttamente la spina nella sua sede a prova di esplosione, e che ne impedisce l’estrazione se non è stato preventivamente aperto l’interruttore automatico. 

La gamma comprende prese tripolari + terra (PE) e tripolari + Neutro + terra (PE), con portate di corrente da 63A e 125A e tensione massima di 500VAC, equipaggiabili con le spine della serie AP da 125A. 

Queste prese sono utilizzabili in tutti gli ambienti che presentano atmosfera potenzialmente esplosiva e sono costruite in maniera da non permettere l'accoppiamento con le spine di tipo industriale. 

Le prese della serie FSQC-…, in esecuzione ‘II 2 GD Ex d IIC T6 Gb Ex tb IIIC T85°C Db’ IP65 Tamb. -20°C ÷ + 40°C, con corpo e coperchio in lega di alluminio a basso contenuto di rame. 

Queste prese si differenziano dalle prese della serie PY… per il fatto di non avere il quarto polo (3F+N), ma solo le tipologie a due fasi + terra (PE) e tre fasi + terra (PE), quindi adatte solo per carichi o monofasi o trifasi.

Provviste di interruttore automatico magnetotermico con protezione sia termica (sovraccarico), sia magnetica (corto circuito) con curva “C” tipica per carichi elettrici e con intervento in soglia di corrente fissa predefinita in sede di costruzione. 

L’interruttore è interbloccato con la spina ad essa sottesa, al fine di garantire, grazie alla rotazione e chiusura/apertura in apposita camera a prova di esplosione che contiene al suo interno l’eventuale deflagrazione in presenza di gas, la connessione del circuito elettrico solo dopo che la spina è stata correttamente inserita nella sua sede e, quindi, aver operato la chiusura dell’interruttore. Garantisce, inoltre, l’estrazione solo dopo che il circuito elettrico sia stato elettricamente disconnesso grazie all’apertura dell’interruttore. 

La gamma comprende prese bipolari + terra (PE), tripolari + terra (PE), con portate di corrente da 10A ad un massimo di 63A, tensione massima di 690VAC e frequenza 50/60Hz. 

Anche per queste prese, Cortem ha scelto di adottare interruttori di tipo industriale, come per le prese della serie EPC1…/ EPRC1..., equipaggiabili con le spine della serie FP da 63A. 

Queste prese sono utilizzabili in tutti gli ambienti che presentano atmosfera potenzialmente esplosiva e sono costruite in maniera da non permettere l'accoppiamento con le spine di tipo industriale. 

Concludiamo rammentando che pressacavi e/o accessori necessari per il collegamento dei cavi elettrici di alimentazione scatola presa, così come per il collegamento alla spina, devono essere rispondenti ai requisiti definiti nella norma di riferimento per l’ambiente di installazione (IEC/EN 60079-14) e soddisfare le prescrizioni del costruttore della presa di corrente.

Analogamente i cavi dovranno essere rispondenti alle prescrizioni date dal costruttore della presa di corrente ed essere adatti a funzionare con una temperatura minima indicata nel certificato del costruttore della presa di corrente.

Quanto sopra vale anche per eventuali tappi di chiusura per imbocchi non utilizzati, che dovranno essere del tipo certificato e avere filettatura conforme ai requisiti dati dal costruttore della presa di corrente.

Data pubblicazione: 16-05-2017

Argomento: Approfondimento