In bassa tensione generalmente ci si difende dai contatti indiretti mediante un sistema di interruzione automatica dell'alimentazione opportunamente coordinato con un impianto di messa a terra (fig. 1).

Se si utilizzano apparecchi di classe I la protezione è affidata all'isolamento principale e all'apertura automatica del circuito di alimentazione allorché, a causa di un guasto, sulle masse si stabilisca una tensione pericolosa.

L'impianto di terra deve essere unico e ad esso devono essere collegati tutti i conduttori che nel loro insieme costituiscono la messa a terra di protezione e di funzionamento.

Fig. 1 - In bassa tensione la protezione dai contatti indiretti è generalmente affidata ad un sistema ad interruzione automatica del circuito associato ad un adeguato impianto di terra

La sicurezza dipende quindi dalla funzionalità del dispositivo di interruzione, che deve intervenire nei tempi stabiliti dalla curva di sicurezza, e dall'affidabilità nel tempo dell'impianto di terra.

La messa a terra però non è sempre necessaria, anzi, in alcuni casi è vietata dalle norme. Dai contatti indiretti ci si può infatti tutelare anche con altri mezzi di protezione nei quali è esplicitamente vietato il collegamento a terra ritenuto svantaggioso per la sicurezza.

Apparecchi di classe II

Gli apparecchi di classe seconda sono intrinsecamente sicuri perché sono dotati per costruzione di doppio isolamento (isolamento principale più isolamento supplementare) o di isolamento rinforzato.

Il doppio isolamento è costituito da due isolamenti separati mentre l'isolamento rinforzato è ottenuto tramite un unico isolamento con caratteristiche meccaniche ed elettriche equivalenti al doppio isolamento.

Si distinguono facilmente dagli apparecchi di classe I perché portano stampigliato in targa, in modo indelebile, il simbolo del doppio quadrato.

Per questo tipo di apparecchi vige il divieto di collegamento a terra (fig. 2) perché si ritiene che sia minore la probabilità che possa cedere l'isolamento doppio o rinforzato piuttosto che la carcassa, se collegata a terra, possa assumere tensioni pericolose introdotte dallo stesso impianto di terra.

Anche se è proibito il collegamento a terra la protezione mediante impiego di componenti di classe II può comunque coesistere con circuiti protetti mediante messa a terra e interruzione automatica del circuito.

Fig. 2 – Gli apparecchi di classe II non devono essere collegati a terra perché è minore la probabilità di un cedimento dell'isolamento doppio o rinforzato rispetto alla possibilità che, a causa del collegamento a terra, la carcassa possa assumere tensioni pericolose

Protezione per separazione elettrica

La protezione per separazione elettrica consiste nel separare uno o più utilizzatori dagli altri circuiti e dalla terra. Viene in genere utilizzata quando, per motivi di continuità di servizio, si vogliono evitare interruzioni del circuito in presenza di un guasto verso terra.

Può trovare impiego anche in tutti quei casi in cui la presenza di parti in tensione accessibili consigliano, per il pericolo di un possibile contatto simultaneo fra una parte in tensione e una massa, di non introdurre il potenziale zero di terra oppure ancora quando le modeste dimensioni dell'impianto non giustificano la predisposizione di un costoso impianto di terra.

Lo scopo di un tale sistema di protezione è quello di isolare rispetto terra la persona che dovesse entrare in contatto con una parte in tensione. Se il circuito è poco esteso, in virtù dell'elevata impedenza di isolamento verso terra, le trascurabili correnti capacitive escludono la possibilità che il circuito possa richiudersi attraverso la persona. La sorgente di alimentazione (ad esempio trasformatore con separazione di protezione fra primario e secondario) deve assicurare la separazione dei circuiti alimentati rispetto tutti gli altri sistemi elettrici e una separazione di protezione deve essere realizzata anche nei confronti dei circuiti di altri sistemi. Anche in questo caso, per i motivi suddetti, è proibito il collegamento a terra delle masse (ad eccezione dei locali ad uso medico dove il pericolo si riduce in virtù del nodo equipotenziale obbligatorio).

Il collegamento a terra potrebbe essere efficace in caso di guasto fra il primario e il secondario della sorgente di alimentazione ma la probabilità che si verifichi un simile evento si ritiene sia inferiore alla probabilità che, attraverso il collegamento a terra, tensioni pericolose possano essere trasferite sulle masse separate a causa di un guasto su altri apparecchi alimentati direttamente dalla rete di distribuzione.

Fig.3 – E' proibito il collegamento a terra nei sistemi di alimentazione che attuano la protezione per separazione elettrica

Il circuito separato deve essere di estensione ridotta per limitare il più possibile la formazione delle pur piccole correnti capacitive.

La soluzione ideale sarebbe di alimentare ogni apparecchio tramite un'unica sorgente di alimentazione. Questo, per motivi di carattere pratico, non è sempre possibile e quindi, anche se con alcune limitazioni per quanto riguarda l'estensione dei circuiti, è ammesso alimentare tramite la stessa sorgente più apparecchi. Un primo guasto di una fase sulla massa di un'utenza può perdurare per un tempo indeterminato senza pericoli per le persone. Un ulteriore guasto su di un'altra fase di un secondo apparecchio potrebbe però rivelarsi mortale se non prontamente interrotto.

Per questo motivo, quando il circuito di separazione alimenta più di un utilizzatore le masse devono essere collegate fra loro da un conduttore equipotenziale isolato da terra. In presenza di un doppio guasto l'interconnessione delle masse determina la circolazione di una corrente di corto circuito che può essere rilevata ed interrotta nei tempi previsti dalla curva di sicurezza (0,4 s per U=230 V) dai dispositivi di massima corrente installati a protezione di ogni utilizzatore.

Fig. 4 – Le masse degli apparecchi alimentati dalla stessa sorgente di un sistema che attua la protezione per separazione elettrica devono essere fra loro interconnesse ma isolate da terra. Un doppio guasto a massa viene rilevato come un corto circuito e interrotto dai dispositivi di massima corrente posti a protezione di ogni utilizzatore

Bassissima tensione di sicurezza (SELV)

La bassissima tensione di sicurezza (SELV - Safety Extra Low Voltage) offre una protezione congiunta nei confronti dei contatti diretti e indiretti.

La tensione non deve essere superiore a 50 V in corrente alternata e non deve in nessun modo superare tale valore per un guasto alle sorgenti di alimentazione o a causa di un contatto con altri circuiti.

Queste prerogative devono essere garantite da sorgenti di alimentazione autonome o di sicurezza e dalla separazione, con isolamento doppio o rinforzato, rispetto i circuiti di altri sistemi elettrici.

Analogamente a quanto indicato per gli apparecchi di classe II la separazione fra il circuito SELV e gli altri circuiti presuppone anche in questo caso il divieto di collegamento a terra sia delle masse (fig. 5) sia delle parti attive dei circuiti a bassissima tensione di sicurezza (fig. 6).

Fig. 5 – Nei circuiti SELV, alimentati con bassissima tensione di sicurezza, è vietato il collegamento a terra delle masse

Fig. 6 – Nei circuiti SELV, alimentati con bassissima tensione di sicurezza, è vietato il collegamento a terra di un punto del circuito