Aria greve di umidità, tuoni in lontananza: la giornata di fine estate si sta concludendo con il sollievo della pioggia e del temporale. Ma non per tutti e tutto la frescura e la pioggia portata dal temporale è fonte di temporaneo benessere: per gli impianti elettrici ed elettronici installati in strutture ed edifici ove si svolgono lavorazioni pericolose o nelle quali sono presenti persone a rischio, ad esempio un ospedale, il fenomeno temporalesco del fulmine è causa di forti preoccupazioni.
Un fulmine che colpisce una struttura o un edificio può causare significativi danni anche agli occupanti e al contenuto, compresi gli impianti elettrici ed elettronici interni. Progettare e realizzare la protezione delle strutture dalla fulminazione diretta e degli impianti dalle conseguenti sovratensioni è un’attività complessa che ha inizio con il procedimento della valutazione del rischio, prosegue con l’accurata progettazione e scelta delle opportune misure di protezione, si concretizza con la corretta installazione di specifici dispositivi, continuando nel tempo con l’efficace manutenzione periodica e programmata di impianti, componenti e sistemi di protezione (SPD).
Nel caso specifico di una struttura ospedaliera ogni fase del processo deve essere svolta con la massima attenzione in quanto la mancata funzionalità degli impianti elettrici ed elettronici può provocare un immediato pericolo per la vita delle persone.
La protezione dal rischio di fulminazione di strutture ed impianti negli ambienti di lavoro è un obbligo di legge: l’articolo 80 del Decreto legislativo n° 81/08 prevede che il datore di lavoro prenda le misure necessarie affinché i lavoratori siano salvaguardati dai rischi di fulminazione diretta ed indiretta, e da sovratensioni, a tal fine esegue una valutazione dei rischi e, sulla base di tale valutazione, adotta le misure tecniche ed organizzative necessarie. L’articolo 84 dello stesso decreto prevede, inoltre, che il datore di lavoro provveda affinché gli edifici, gli impianti, le strutture, le attrezzature, siano protetti dagli effetti dei fulmini, secondo le indicazioni delle norme tecniche vigenti.
L’esempio di una complessa soluzione di protezione dalle sovratensioni si riferisce all’Ospedale di Alba-Bra, intitolato alla memoria degli industriali Michele e Pietro Ferrero. L’ospedale è una struttura di nuova concezione la cui costruzione è iniziata da alcuni anni a cura della MGR Verduno S.p.A., di cui la società Neosia del Gruppo Maire Tecnimont è socio di maggioranza. In detto contesto l’azienda ZOTUP ha supportato la progettazione, la direzione lavori e l’installazione nelle diverse fasi di realizzazione del sistema di protezione dai fulmini e dalle sovratensioni.
La prima fase delle attività è stata quella dell’elaborazione della “Valutazione del rischio da fulmine per le perdite di vite umane” (rischio di tipo R1) condotta secondo i criteri e le prescrizioni indicate nella Norma CEI EN 62305-2 Seconda edizione. Per la valutazione del rischio, redatta dallo Studio STIEL di Torino, si è resa necessaria un’analisi approfondita dei parametri afferenti la sicurezza della struttura in quanto nella stessa sono presenti ambienti con elevata criticità per la vita umana: sale operatorie, unità di rianimazione, pronto soccorso.
Oltre alla presenza di questi ambienti particolari, sulla valutazione del rischio ha avuto specifica influenza la caratteristica dell’ospedale quale “luogo a maggior rischio in caso di incendio” per l’elevata densità di affollamento e per l’elevato tempo di sfollamento in caso d’incendio. Al proposito si vedano le disposizioni di prevenzione incendi e la classificazione di cui all’ art. 751.03.2 della Norma CEI 64-8/7 Sezione 751. Altro aspetto significativo della valutazione del rischio ha riguardato la continuità di esercizio degli impianti elettrici ed elettronici e delle apparecchiature anche ai fini della salvaguardia delle vite umane.
Conseguentemente alla progettazione e realizzazione dell’impianto di protezione dalle scariche atmosferiche e di equipotenzialità antifulmine secondo i criteri e le prescrizioni indicate nella Norma CEI EN 62305-1 Seconda edizione, la seconda fase si è focalizzata sulla progettazione delle protezioni contro le sovratensioni utilizzando scaricatori ZOTUP di nuovissima generazione, caratterizzati da prestazioni uniche nel loro genere, nonché oggetto di ben quattro brevetti internazionali.
Nello specifico delle caratteristiche tecniche i nuovi SPD permettono di monitorizzare il loro livello di degrado localmente, mediante l’indicatore di stato progressivo delle performance, e in remoto mediante un contatto di stato in scambio privo di potenziale che si attiva al raggiungimento delle prestazioni minime. Si è così passati da un’informazione sullo stato di fine vita dell’SPD a un’informazione preventiva che ne consente la sostituzione in tempo utile. Questo tipo di informazione, in una Struttura Ospedaliera, è di fondamentale importanza poiché permette di prevenire il possibile danneggiamento delle apparecchiature da proteggere in occasione del sovraccarico impulsivo dello scaricatore. Altra caratteristica dei limitatori di sovratensione ZOTUP, nel caso di una eventuale fine vita dello scaricatore, è la funzione fusibile integrata che garantisce, in determinate condizioni, la modalità di guasto a circuito aperto senza l’adozione di fusibili di back-up posti in serie. Questa caratteristica importantissima è presente nell’intera gamma a prescindere dalla capacità di scarica. Inoltre, l’eliminazione di cavi di collegamento al fusibile consente di migliorare il livello di protezione complessivo nonché la riduzione degli spazi all’interno del quadro.
In tutti i Quadri elettrici di Piano e di Terzo Livello dell’Ospedale di Alba-Bra si è potuto evitare il fusibile di sostegno con i vantaggi sopra descritti.
Ulteriore particolarità degli scaricatori di sovratensione ZOTUP è la possibilità del loro utilizzo in ambienti particolarmente aggressivi (per presenza di polvere, salsedine, umidità, condensa), In presenza di inquinamento conduttivo gli SPD possono subire gravi danni, anche in assenza di sovratensioni. I prodotti ZOTUP, grazie a un’intensa ricerca nei materiali ed a un progetto specifico soddisfano i requisiti del Pollution Degree 3 sino a 400 V c.a. e quelli della “Temperature Extended Range” garantendo livelli di copertura a temperature superiori.
La scelta delle diverse tipologie di SPD è stata determinata con riferimento al grado di criticità e pericolosità dell’ambiente di installazione. Al fine di garantire la protezione totale delle linee di alimentazione elettrica vitali per l’esercizio dell’attività ospedaliera sono state scelte le seguenti soluzioni:
Per la protezione del Power Center: SPD in classe di prova I e II
Per la protezione dei Quadri di Reparto e Quadri di Piano: SPD in classe di prova I e II (coordinati con quelli del Power Center)
Per la protezione Quadri di Isolamento: SPD in Classe di Prova II (anch’essi coordinati con gli SPD installati a monte)
Nella fase realizzativa ZOTUP ha supportato la Direzione Lavori Operativa, svolta dallo Studio Integra di Alba, al fine di garantire l’esecuzione del corretto cablaggio degli SPD in ogni singolo quadro elettrico. L’affiancamento si è svolto determinando le caratteristiche delle sezioni dei conduttori, la configurazione degli schemi di collegamento, la geometria della posa dei conduttori al fine di garantire il corretto disaccoppiamento.
Ai fini degli obiettivi qualitativi della manutenzione le caratteristiche tecniche specifiche degli scaricatori di sovratensioni ZOTUP garantiscono la sicurezza delle installazioni, la facilità di intervento e la sicurezza del personale associate alla piena funzionalità degli impianti protetti con la minimizzazione del fermo impianti.
I PRODOTTI ZOTUP UTILIZZATI
L’intervento nell’ospedale di Alba-Bra ha interessato circa 150 Quadri Elettrici dove sono stati inseriti i seguenti SPD, in soluzione unipolare: L 25/100 230 t ff, L 13/40 230 t ff e L 3/30 230 t ff.
Scaricatore ZOTUP tipo L 25/100 230 t ff codice 215 100 dove:
“L” indica la tecnologia a Limitazione;
“25” corrisponde alla corrente impulsiva Iimp (forma d’onda 10/350µs);
“100” corrisponde alla corrente massima di scarica Imax (forma d’onda 8/20µs);
“230” è il valore della tensione verso terra a cui è soggetto l’SPD;
“t” indica la presenza del contatto di telesegnalazione remota;
“ff” identifica la famiglia degli SPD con le nuove tecnologie e significa Funzione Fusibile.
L 25/100 230 t ff è uno scaricatore di sovratensioni a limitazione che fornisce un modo di protezione, tipicamente installato nei quadri principali o secondari, per esempio, in sistemi TN o TT in abbinamento ai modelli N-PE I 100, I 52 e con connessione tipo CT2 (1+1 o 3+1).
Fornisce le seguenti caratteristiche e vantaggi:
• Classificazione per la prova all’impulso: Classe di prova I e II / Tipo 1 e Tipo2 (secondo IEC/EN 61643-11);
• L 25/100 230 t ff è un SPD con funzionamento a limitazione per la protezione dagli effetti delle scariche dirette e indirette di utenze BT;
• Limitazione di sovracorrente non richiesta con MCB di linea ≤ 125 A o per Isccr ≤ 4 kA eff;
• La corrente impulsiva è ripartita su due rami indipendenti, ciascun ramo ha il proprio disconnettore e indicatore di stato;
• Indicatore di stato a tre livelli colorati con indicazione progressiva della prestazione residua.
Scaricatore ZOTUP tipo L 13/40 230 t ff codice 214 100 dove:
“L” indica la tecnologia a Limitazione. il “13” corrisponde alla corrente impulsiva Iimp (forma d’onda 10/350µs);
“35” è la sua corrente nominale di scarica In (forma d’onda 8/20µs);
“230” è il valore della tensione verso terra a cui è soggetto l’SPD;
“t” indica la presenza del contatto di telesegnalazione remota;
“ff” identifica la famiglia degli SPD con le nuove tecnologie e significa Funzione Fusibile.
L 13/40 230 ff è uno scaricatore di sovratensioni a limitazione con un modo di protezione. Tipicamente installato all’origine dell’impianto per esempio in quadri di distribuzione principali (QGBT), in sistemi TN o in sistemi TT in combinazione con SPD tipo N-PE modelli I 52 e connessione tipo CT2 (1+1 o 3+1).
Fornisce le seguenti caratteristiche e vantaggi:
• Classificazione per la prova all’impulso: Classe di prova I e II / Tipo 1 e Tipo 2 (secondo IEC/EN 61643-11);
• L 13/40 230 ff è un SPD con funzionamento a limitazione per la protezione contro gli effetti delle scariche dirette e indirette di utenze BT;
• Limitazione di sovracorrente non richiesta con MCB di linea ≤ 125 A o per Isccr ≤ 4 kA eff;
• Tenuta al corto circuito di 100 kA eff con massimo fusibile di protezione;
• Indicatore di stato a tre livelli colorati con indicazione progressiva della prestazione residua.
Scaricatore ZOTUP tipo L 3/30 230 t ff codice 210 100 dove:
“L” indica la tecnologia a Limitazione;
“30” è la sua corrente nominale di scarica In (forma d’onda 8/20µs);
“230” è il valore della tensione verso terra a cui è soggetto l’SPD;
“t” indica la presenza del contatto di telesegnalazione remota;
“ff” identifica la famiglia degli SPD con le nuove tecnologie e significa Funzione Fusibile.
L 3/30 230 ff è uno scaricatore di sovratensioni a limitazione con un modo di protezione. Tipicamente installato nei quadri di secondo o terzo livello, in sistemi TN o in sistemi TT in combinazione con SPD tipo N-PE modello I12 e connessione tipo CT2 (1+1 o 3+1).
Fornisce le seguenti caratteristiche e vantaggi:
• Classificazione per la prova all’impulso: Classe di prova II / Tipo 2 (secondo IEC/EN 61643-11);
• L 3/30 230 ff è un SPD con funzionamento a limitazione per la protezione contro gli effetti delle scariche indirette di utenze BT;
• Limitazione di sovracorrente non richiesta con MCB di linea ≤ 125 A o per Isccr ≤ 4 kA eff;
• Tenuta al corto circuito di 50 kA eff con massimo fusibile di protezione;
• Indicatore di stato a tre livelli colorati con indicazione progressiva della prestazione residua.
