Nella realizzazione di un impianto di sicurezza, un'attenzione particolare va posta al quadro elettrico, al quale fa capo l'alimentazione dell’impianto stesso. Innanzitutto, il “quadro” è chiamato a rispondere a specifiche norme di prodotto, che recentemente hanno subito una serie di cambiamenti, con la sostituzione della vecchia norma CEI EN 60439 con la CEI EN 61439.
La nuova CEI EN 61439 ha modificato in modo significativo il concetto di quadro elettrico, ancora basato su una serie di norme risalenti al 1990.
Infatti, pur continuando a considerare il quadro come un normale componente dell’impianto, la nuova norma ha stabilito una serie di punti fermi.
In particolare, ha distinto il contenitore/involucro dall’equipaggiamento elettrico, costituito dagli apparecchi, dalle connessioni interne e dai terminali di entrata e di uscita per il collegamento all’impianto.
Il tutto deve essere assiemato nel rispetto dei requisiti di sicurezza e adempiere in maniera ottimale alle funzioni per le quali è stato progettato.
Anche per questa ragione, è importante ricordare che, in base a quanto dettato dal DM 37/08, per ogni intervento che vada oltre la manutenzione ordinaria, l'installatore deve sottoscrivere una dichiarazione di conformità alla regola d’arte.
Ciò implica che, anche nel caso di interventi sul quadro elettrico, è necessario indicare le modifiche apportate e i componenti aggiunti o sostituiti.
Da questo punto di vista, è fondamentale sottolineare che, come stabilito dall’art.2 della legge 186/1968, le apparecchiature e gli impianti si considerano a “regola d'arte” se sono realizzati in conformità alle norme CEI.
Da qui il fatto che anche un armadio elettrico, essendo un componente di un impianto, deve sottostare alle relative norme di prodotto.
La CEI EN 61439-1, del resto, costituisce la parte generale per i vari tipi di quadri BT, mentre le altre parti (le norme specifiche di prodotto) che man mano vengono pubblicate, sono quelle relative alla specifica tipologia di quadro e dovranno essere lette congiuntamente alla parte generale.
In particolare, per quanto riguarda le connessioni con gli impianti di sicurezza, occorre fare riferimento alla CEI EN 61439-3: “Quadri di distribuzione”, che sostituisce la precedente CEI EN 60439-3 sugli ASD.
Dal punto di vista normativo, viene ribadito che, in caso di quadri per uso domestico e similare, è ancora in vigore la norma italiana CEI 23-51, applicabile però solo in ambienti effettivamente domestici a fronte di specifici limiti di tensione.
Classificazione complessa
Senza entrare nei dettagli prettamente elettrici, per un installatore di sicurezza è comunque importante sapersi orientare tra le diverse proposte del mercato.
Per quanto riguarda la classificazione dei quadri elettrici, occorre ricordare che la norma prevede una classificazione basata su diversi fattori, che vanno dalla tipologia costruttiva alla configurazione esterna, passando attraverso le condizioni di installazione e la funzione assolta.
Un primo aspetto rilevante riguarda il fatto che il quadro sia aperto o chiuso. Nel primo caso si tratta di un elemento dotato di pannelli protetti su tutti i lati. Ciò offre un certo grado di protezione, identificato dall'indice IP, la cui corretta interpretazione verrà spiegata nel seguito dell'articolo.
É comunque fondamentale che, negli ambienti ordinari, i quadri siano chiusi, evitando così qualunque rischio di contatto accidentale con la componentistica interna.
Le norme, tuttavia, ammettono anche l'impiego di quadri aperti, privi di protezione frontale, le cui parti in tensione risultano accessibili.
Si tratta però di installazioni particolari, ovvero di officine elettriche, cui accede solo personale addestrato. Una simile soluzione non deve quindi essere presa in considerazione nell’ambito di un impianto di sicurezza.
Più articolata appare, invece, la classificazione in base alla configurazione esterna.
In questo caso, infatti, il mercato offre soluzioni ad armadio (soluzioni in colonna), a banco, a cassetta e a cassette multiple.
La configurazione ad armadio è tipica dei grossi apparecchi di distribuzione e di comando, che vedono spesso affiancati anche più armadi.
Mentre la soluzione a banco è quella scelta tipicamente nell'ambito del comando di macchine o di impianti complessi nel settore industriale.
Le installazioni di sicurezza, invece, devono tipicamente riferirsi ai quadri a cassetta, con una posa a parete che può essere sia sporgente sia incassata.
Dove lo metto?
Se queste scelte appaiono relativamente semplici, più complesse sono invece le problematiche connesse alle condizioni di installazione.
I quadri cui fanno capo i sistemi di sicurezza sono solitamente da interno, ovvero soggetti a condizioni ambientali definite in maniera specifica
In particolare, la temperatura massima deve essere di 40 °C. Questo valore, però, è solo il limite, in quanto le norme stabiliscono che, nelle 24 ore, la temperatura media massima deve essere di 35 °C.
La temperatura minima è invece fissata a -5 °C. Limiti specifici sono stati definiti anche per l'umidità, che non deve superare il 50% a 40 °C e il 90% a 20 °C.
Un'attenzione specifica deve essere riservata anche alla quota di installazione, che non può superare i 2.000 metri.
Limitazioni analoghe sono state definite anche per i quadri per esterno benché, in questo caso, siano tollerati, temporaneamente, livelli di umidità pari al 100% alla temperatura massima di 25 °C.
IP e IK, codici da conoscere
I quadri elettrici richiedono periodici interventi di manutenzione, da affidare a personale specializzato, ma soprattutto interventi di manovra pressoché quotidiani, spesso svolti da soggetti privi di competenze specifiche.
Per tale ragione, le norme impongono l'adozione di soluzioni per evitare che le persone possano accedere a parti pericolose interne all’involucro, ma anche per prevenire l'ingresso di liquidi o di corpi solidi estranei.
A questo si aggiunge la necessaria protezione contro l’impatto meccanico, classificata in base al grado IK.
La norma IEC 60529 (in Italia CEI EN 60529-classificazione CEI 70-1) utilizza il noto codice IP per definire i gradi di protezione previsti per gli involucri delle apparecchiature elettriche contro l’accesso alle parti attive e contro la penetrazione dei corpi solidi estranei o quella d’acqua.
E’ opportuno ricordare che il grado di protezione di un quadro chiuso deve essere almeno uguale a IP2X. A questo si aggiunge il fatto che, nel caso in cui il quadro presenti superfici orizzontali accessibili, poste a un’altezza inferiore o uguale a 1,6 m rispetto al piano di lavoro, queste dovranno avere un grado di protezione almeno uguale a IP XXD.
Inoltre, il grado di protezione previsto per il fronte e per il retro del quadro deve essere almeno uguale a IPXXB.
Per i quadri destinati all’uso all’esterno e senza protezione supplementare, la seconda cifra caratteristica della sigla IP deve essere almeno uguale a 3.
Solo se il quadro viene installato in un locale tecnico separato, il grado di protezione può essere IP2X.
Una deroga che, però, non è concessa in presenza di un elevato livello di polverosità, in quanto il grado di protezione dovrà essere maggiore e valutato in funzione delle effettive condizioni ambientali.
Investire su un più elevato grado di protezione rappresenta comunque una buona garanzia per la conservazione, nel tempo, degli apparecchi meccanici ed elettronici installati all’interno dei quadri.
Il grado di protezione IP non fornisce alcuna indicazione in merito alla resistenza agli urti: un'evenienza tutt'altro che remota in alcuni ambienti.
Per questo valore è stato definito l'indice di tenuta meccanica agli urti (IK), per consentire una corretta scelta della robustezza dell’involucro di un quadro, in funzione dei rischi cui sono potenzialmente esposte le delicate apparecchiature contenute.
Nello specifico, la norma IEC 62262 (in Italia CEI EN 62262-classificazione CEI 70-4) definisce il codice IK caratterizzante l’attitudine, in generale, di un involucro alla resistenza meccanica agli urti su tutti i lati.
É comunque importante ricordare che il codice IK assegnato a un involucro non viene messo in relazione con lo spessore delle lamiere di cui è costituito o con la rigidità meccanica dello stesso, ma sulla base di una specifica prova di laboratorio.
La norma CEI EN 61439-2 prescrive la fornitura della documentazione necessaria per la manutenzione del quadro installato, ma fissa anche la possibilità di definire, sin dalla fase di progettazione, chi può accedere al quadro e, quindi, quale preparazione tecnica deve possedere per accedere ai componenti interni.
Il livello più basso, con un accesso minimo, consente semplicemente di ripristinare il funzionamento o effettuare la sostituzione di componenti di utilizzo comune.
Al livello superiore, la professionalità del personale consente la sola ispezione e manutenzione di base.
Anche in questo caso, però, il progetto del quadro deve prevedere che i componenti siano riportati sul fronte del quadro, consentendo l’accessibilità ai componenti anche con il quadro sotto tensione.
In tal caso è generalmente sufficiente che, in caso di apertura della porta frontale, sia sempre garantito un grado di protezione minimo pari a IP2X.
In tal modo non vi è nessun rischio di contatto accidentale.
Leonardo Castelli
Ingegnere
