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SICUREZZA DEGLI ISOLAMENTI PER BASSA TENSIONE

16/04/2019
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L’attività normativa per il coordinamento degli isolamenti per apparecchiature BT.

Sergio Bossi, Presidente CEI CT 109

Alberto Siani, Segretario CEI CT 109

Daniela Zambelli, Segretario Tecnico Referente CEI CT 109

Origini e struttura del Comitato Tecnico 109

Il Comitato Tecnico TC 109 IEC prepara norme internazionali sui principi di coordinamento dell’isolamento, applicabili a tutte le apparecchiature di bassa tensione.
Soprattutto a partire dagli anni ’70, la diffusione a livello mondiale di apparecchiature contenenti componenti elettronici ha portato alla necessità di progettarle in maniera sempre più sofisticata.

Sono diventate necessarie regole per coordinare e miniaturizzare gli isolamenti al fine di mantenere adeguato il livello di sicurezza e affidabilità degli apparecchi. Ciò ha portato a sviluppare ricerche in tale direzione al fine di determinare la capacità di tenuta delle distanze in aria e i parametri che influenzano le distanze superficiali e l’isolamento solido.

Il TC 109 ha una funzione orizzontale di sicurezza (Funzione Orizzontale di sicurezza: incarico assegnato ad un TC per preparare una o più pubblicazioni fondamentali di sicurezza. Pubblicazione fondamentale di sicurezza: pubblicazione relativa ad uno specifico argomento di sicurezza, applicabile a molti prodotti elettromeccanici) che permette ai Comitati Tecnici, che utilizzano le sue pubblicazioni, di scrivere normative in grado di soddisfare le prestazioni a fronte di un livello ottimale di sicurezza e affidabilità.

Le attività del Comitato Tecnico 109 si svolgono a livello nazionale che internazionale secondo le seguenti modalità:

  • A livello nazionale, il CT 109 CEI si occupa di seguire puntualmente l’attività normativa internazionale esaminando documenti, proponendo commenti e esprimendo voti ai documenti internazionali, in vista del recepimento e dell’adozione degli stessi. Alcuni membri italiani partecipano alle attività IEC;
  • A livello europeo, la segreteria relatrice CLC/SR 109 ha lo scopo di dare informazione al Technical Board relativamente alle attività IEC di interesse CENELEC e recepire i risultati ottenuti a livello IEC senza alcuna attività tecnica supplementare;
  • A livello internazionale, il TC 109 IEC è strutturato con 3 Maintenance Teams e un Joint Working Group: MT1 “Principles, requirements and tests for clearances, creepage distances and solid insulation”; MT2 “Coating, potting or moulding for protection against pollution”; MT3 “High-frequency voltage stress with respect to insulation coordination of equipment within low-voltage systems”;JWG4 “Insulation coordination for equipment within a voltage range between 1000 V and 2000 V A.C. or between 1500 V and 3000 V D.C.”.

Norme e pubblicazioni principali

Le norme internazionali IEC sono state recepite dal CENE- LEC come norme europee e in Italia sono state pubblicate come norme CEI EN.

  • CEI EN 60664-1 (IEC 60664-1) “Coordinamento dell’i- solamento per le apparecchiature nei sistemi a bas- sa tensione. Parte 1: Principi, prescrizioni e prove”. Questa Parte della IEC 60664 tratta il coordinamento dell’isolamento delle apparecchiature nei sistemi a bassa tensione. Essa si applica alle apparecchiature usate fino a 2000 m sul livello del mare, con tensione nominale non superiore a 1000 V in corrente alternata, di frequenza nominale non superiore a 30 kHz, o con tensione nominale non superiore a 1500 V in corrente continua. Essa specifica le prescrizioni per le distanze di isolamento in aria, le distanze superficiali e l’isola- mento solido delle apparecchiature, sulla base dei loro criteri di prestazione. Essa comprende i metodi di prova dielettrici relativi al coordinamento dell’isolamento.
  • CEI 109-5 (IEC TR 60664-2-1) “Coordinamento dell’isolamento per le apparecchiature nei sistemi a bassa tensione. Parte 2-1: Guida di applicazione – Spiegazione dell’applicazione della serie IEC 60664, esempi di dimensionamento e prove dielettriche”. Questa guida di applicazione fornisce informazioni relative al coordinamento dell’isolamento, secondo quanto previsto dalla serie di norme IEC 60664, a beneficio dei Comitati Tecnici e costruttori di apparecchiature. Fornisce informazioni generali per il di- mensionamento delle distanze in aria, distanze su- perficiali e isolamento solido.
  • IEC TR 60664-2-2 ”Insulation coordination for equip- ment within low-voltage systems – Part 2-2: Interface considerations – Application guide”. Questa guida di applicazione fornisce le linee guida ai Comitati Tecnici al fine di considerare problemi di interfaccia nei con- fronti del coordinamento dell’isolamento. Lo scopo di questo documento è di evitare conflitti nelle attività dei vari comitati coinvolti e di raggiungere requisiti e linee guida consistenti. Tra le altre cose, il documento tratta i fattori che influenzano la determinazione delle categorie di sovratensione per l’installazione e le ap- parecchiature.
  • CEI EN 60664-3 (IEC 60664-3) “Coordinamento dell’isolamento per le apparecchiature nei sistemi a bassa tensione. Parte 3: Utilizzo di rivestimenti, riempimenti o stampaggi per la protezione dall’inquinamento”. Questa Parte della IEC 60664 precisa le condizioni nelle quali la riduzione delle distanze di isolamento in aria e delle distanze di isolamento superficiali può applicarsi ad assiemi rigidi, quali le schede a circuiti stampati o i morsetti dei componenti. La protezione dall’inquinamento può essere ottenuta mediante qualsiasi tipo di incapsulamento, quale il rivestimento, il riempimento o lo stampaggio. La protezione può essere applicata a una o entrambe le facce dell’assieme. La presente Norma specifica le proprietà isolanti de materiali protettivi.
  • CEI EN 60664-4 (IEC 60664-4) “Coordi namento dell’isolamento per le apparecchiature nei sistemi a bassa tensione. Parte 4: Considerazioni sulle sollecitazi ni di tensione ad alta frequenza”. Questa Parte della IEC 60664 tratta l’isolamento principale, supplementare e rinforzato quando sottoposti a sollecitazioni in alta frequenza in apparecchiature di bassa tensione. Si applica al dimensionamento delle distanze in aria, distanze superficiali e isolamento solido sottoposto a qualsiasi tipo di tensioni periodiche con una frequenza fondamentale superiore a 30 kHz e fino a 10 MHz. La presente Norma specifica le proprietà isolanti de materiali protettivi.
  • CEI-4 (IEC 60664-4) “Coordi namento dell’isolamento per le apparecchiature nei sistemi a bassa tensione. Parte 4: Considerazioni sulle sollecitazioni di tensione ad alta frequenza”. Questa Parte della IEC 60664 tratta l’isolamento principale, supplementare e rinforzato quando sottoposti a sollecitazioni in alta frequenza in apparecchiature di bassa tensione. Si applica al dimensionamento delle distanze in aria, distanze superficiali e isolamento solido sottoposto a qualsiasi tipo di tensioni periodiche con una frequenza fondamentale superiore a 30 kHz e fino a 10 MHz.
  • IEC TS 62993 “Guidance for determination of clearances, creepage distances and requirements for solid insulation for equipment with a rated voltage above 1 000 V AC and 1 500 V DC, and up to 2 000 V AC and 3 000 V DC”. Questa Technical Specification fornisce linee guida per il dimensionamento e il coordinamento dell’isolamento ai Comitati Tecnici che trattano apparecchiature con tensioni nominali superiori a superiori a 1000 V AC e fino a 2000 V AC, o tensioni nominali superiori a superiori a 1500 V DC e fino a 3000 V AC.
  • IEC TR 62040 “Guidance on clearances and creepage distances in particular for distances equal to or less than 2 mm – Test results of research on influencing parameters”.
    Questo Technical Report descrive risultati di prova sul dimensio- namento delle distanze in aria e superficiali, per distanze uguali o inferiori a 2 mm, per materiali per circuito stampato e soluzioni di isolamento equivalenti, dove la distanza in aria e superficiale seguono lo stesso percorso sulla superfice dell’isolamento solido.
    Le informazioni contenute in questo documento sono il risultato di ricerche che possono essere tenute in considerazione esclusivamente per dimensionare l’isolamento a scopi funzionali. Per gli altri scopi, per la determinazione del dimensionamento delle distanze in aria e superficiali in apparecchiature di bassa tensione si applica comunque sempre la norma 60664-1.

Il rapporto con altri Comitati e SottoComitati

Il Comitato Tecnico 109 IEC, nella sua funzione orizzontale di sicurezza, lavora con numerosi Comitati Tecnici sia come utilizzatore sia come fornitore di documenti.

Nella Tabella 1 sono elencati i Comitati Tecnici per i quali il TC 109 opera come utilizzatore di documenti al fine di integrare requisiti costruttivi, funzionali e di prova nei propri testi normativi.

Nella Tabella 2 sono riportati i Comitati Tecnici per i quali il TC 109 opera come fornitore di documenti rendendo disponibili i requisiti di dimensionamento e di prova degli isolamenti per gli apparecchi trattati nelle rispettive norme.

Evoluzione del Comitato Tecnico 109

Le tecnologie di elaborazione dati, telecomunicazioni, gestione, conversione e accumulo dell’energia sono in continua evoluzione e diventa necessario che il principio di coordinamento dell’isolamento sia applicato ad ogni parte e componente delle apparecchiature.

Inoltre, il progresso della tecnologia comporta una continua richiesta di riduzione delle dimensioni delle apparecchiature, combinata con l’aumento delle tensioni di lavoro e, spesso, con l’utilizzo della corrente continua. Da ciò deriva la necessità di ottimizzare le dimensioni dei componenti con il conseguente forte impatto sulle distanze di isolamento e sugli spessori dell’isolamento solido. Si deve aggiungere infine l’utilizzo di nuovi materiali isolanti che ottimizzino l’impatto ambientale ed economico sull’intero ciclo di vita delle apparecchiature.

Il Comitato 109 ha la responsabilità di tenere in considerazione quanto sopra e di sviluppare regole che permettano la progettazione con requisiti dimensionali minimi senza però impattare negativamente sulla sicurezza.

Per i prossimi anni, il principale obiettivo sarà quello di aggiornare costantemente le norme in linea con i cambiamenti tecnologici. Sarà necessario continuare a promuovere e mantenere attivi i collegamenti con gli altri Comitati Tecnici, in particolare quelli di sistema, per essere sempre aggiornati sulle evoluzioni ed esigenze conseguenti.

L’obiettivo prioritario sarà quello di diffondere l’utilizzo delle norme del CT 109 supportando i Comitati Tecnici che le utilizzano per la loro applicazione all’interno dei propri documenti normativi.

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