ITPD930072A1 - Sistema di protezione di cavi ed apparecchi elettrici da guasti tendenti a provocare incendi mediante impiego di un conduttore di guardia per provocare l'intervento di interruttori differenziali ad alta sensibilita' - Google Patents

Description

DESCRIZIONE dell'invenzione industriale

La presente invenzione riguarda un sistema di protezione che tende a ridurre il rischio di incendi associati a guasti su cavi di alimentazione di apparecchi elettrici o anche all'interno di certi apparecchi elettrici dove ? previsto un largo impiego di materiali, specie fibrosi, elettricamente isolanti ma facilmente infiammabili.

Al presente si tende ad installare negli impianti elettrici, sia di abitazioni civili che di edifici addetti ad attivit? industriali, commerciali od amministrative, i cosiddetti interruttori differenziali ad alta sensibilit? (comunemente noti come interruttori "salva vita") per realizzare la protezione da folgorazione per contatti accidentali del corpo di un utente tra uno dei conduttori e terra.

Questi interruttori differenziali ad alta sensibilit? esistono gi? da parecchio tempo, tanto ? vero che se ne trovano in commercio parecchi tipi assolventi egregiamente il compito loro assegnato e che le Norme Europee per la sicurezza degli impianti elettrici ne ha reso obbligatorio l'impiego, sia pure con caratteristiche differenti, a seconda che vadano installati in abitazioni civili o in altri edifici.

Tuttavia, mentre le loro caratteristiche di protezione da guasti verso terra e quindi da folgorazioni sono eccellenti a causa dell'esiguit? delle correnti sufficienti a provocare il loro intervento, non sembrano avere cosi buone caratteristiche di protezione da guasti per interruzione intermittente di conduttori e per corto circuito tra i medesimi per i quali l'intervento previsto deve essere necessariamente a bassa sensibilit?, perch? si deve consentire un passaggio attraverso i medesimi di una corrente abbastanza elevata da soddisfare le esigenze di almeno un'utenza domestica (circa 14 Amp?re per l'ordinaria utenza domestica da 3 kW). La ragione di questo fatto ? evidente a qualsiasi esperto in questa particolare tecnologia e risiede nella struttura dei sopraddetti interruttori, come qui avanti sommariamente descritta.

Il tipico interrruttore automatico di sicurezza appartenente alla categoria dei cosiddetti interruttori "salva vita" ? formato da un comune interruttore automatico magnetotermico munito sul suo lato verso carico di un trasformatore differenziale comprendente due avvolgimenti primari essenzialmente formati da due brevi spezzoni di filo cosi' grosso da portare la corrente da fornire all'utenza (per esempio i sopra citati 14 Amp?re) ed un avvolgimento secondario formato da moltissime spire di filo sottile ai capi del quale pu? formarsi una tensione sufficiente ad azionare uno sganciatone di apertura collegato al meccanismo di ritegno di contatti principali del medesimo interruttore. Per la specifica peculiarit? dei trasformatori differenziali, fintanto che nei due avvolgimenti primari scorrono correnti uguali, dato che gli effetti magnetici di queste due correnti sono di uguale intensit? ma di segno contrario, ai capi dell'avvolgimento secondario non si forma alcuna tensione e quindi non esiste possibilit? di poter azionare lo sganciatone di apertura provocante l'apertura dei contatti principali. Se per una qualche ragione, come il passaggio di corrente attraverso un guasto verso terra, le correnti nei due avvolgimenti primari fossero diverse, allora si potrebbe produrre ai capi dell'avvolgimento secondario una tensione tale da poter azionare il sopraddetto sganciatore di apertura. L'esperienza pratica e l'osservanza delle prescritte norme di sicurezza indicano che il trasformatore differenziale deve poter azionare lo sganciatore di apertura quando la differenza tra le correnti passanti attraverso i due conduttori di carico ? compresa tra 15 e 30 mA (milliamp?re). ?' stato scelto questo valore di differenza di corrente perch? un intervento per differenza minore {anche se tecnicamente possibile per differenze di correnti pari anche solo ad un centesimo di quelle prescelte) pu? essere fastidiosa perch? produrrebbe non necessari interventi dell'interruttore anche in casi di pericolo inesistente o insignificante e quindi inavvertibile, mentre una differenza di corrente maggiore, in caso di passaggio attraverso esseri umani, potrebbe dar luogo a serio pericolo di folgorazione. Anzi intensit? di corrente dell'ordine di quelle prescelte per provocare l'intervento dell'interruttore non risultano sostanzialmente pericolose solo grazie alla grande velocit? di intervento degli sganciatori di apertura adottati che consentono l'apertura dell'interrutore prima che la corrente di quella intensit? passando attraverso un essere umano possa costituire un serio pericolo. Rimane quindi la sensazione nettamente avvertita di un pericolo di folgorazione senza che in effetti si arrivi agli effetti fisiologici di una vera e propria folgorazione.

Le propriet? dei sopraddetti interruttori "salva vita" si mostrano particolarmente utili nel caso dei cosiddetti "guasti verso terra" quando una porzione sotto tensione di un apparecchio elettrico viene in contatto con sue parti collegate pi? o meno efficacemente a terra, perch? attraverso questo contatto ritorna verso rete una certa corrente che non passa attraverso uno degli avvolgimenti primari e quindi, diventando sostanziale la differenza tra le correnti attraverso i due avvolgimenti primari, si ha un intervento dello sganciatore di apertura entro un tempo relativamente breve dell'ordine di qualche millisecondo. In questo caso l'interruttore si apre prima che il guasto verso terra produca danni sostanziali nell'apparecchio protetto. In modo analogo si comporta l'interruttore "salva vita" nel caso di passaggio di corrente attraverso il corpo di un essere umano od un animale per contatto accidentale di parti sotto tensione di un apparecchio con detto corpo. Pure in questo caso il passaggio di corrente attraverso il corpo e quindi a terra produce una differenza nelle correnti che scorrono nei due avvolgimenti primari del trasformatore differenziale e quindi si provoca l'intervento dello sganciatore di apertura prima che detto passaggio di corrente sia durato cosi' a lungo da provocare un serio effetto di folgorazione.

Un caso del tutto particolare, nel quale l'interruttore "salva vita" ? praticamente impotente, succede quando si usurano gli elementi metallici di un conduttore, che per cavi flessibli ? necessariamente costituito da una treccia di trefoli di rame, per esempio a causa di un numero esagerato di flessioni con raggio di piegatura particolarmente stretto per cui si ha un'interruzione del conduttore con i due monconi accostati e trattenuti in posizione reciprocamente fissa dal materiale isolante circondante il medesimo conduttore. Comincia ad instaurarsi un regime di conduzione precaria intervallata da interruzioni accidentali spesso accompagnate dalla formazione di archi elettrici scoccanti occasionalmante tra i due monconi che permangono ancora strettamente accostati, l'intensit? e la facilit? di innesco dei medesimi archi dipendendo molto dalla natura del carico elettrico alimentato. A lungo andare pu? succedere che il materiale isolante a causa di una prolungata esposizione agli archi elettrici si carbonizzi e la zona carbonizzata si accenda producendo una brace che pu? propagarsi a materiale isolante ma combustibile posto attorno al conduttore, come per esempio fibre di cotone. Da qui pu? nascere un principio di incendio che porterebbe alla distruzione dell'isolante circondante il conduttore adiacente del cavo fino all'instaurarsi di un corto circuito franco tra i due conduttori sul quale finirebbe con l'intervenire lo sganciatore magnetotermico dell'interrutore provocando l'apertura del medesimo. Per? si sa che uno sganciatore elettromagnetico sotanzialmente istantaneo (facente parte del sopraddetto sganciatore magnetotermico) di un interrutore interviene per correnti dell'ordine di dieci volte la corrente nominale e quindi nel caso di interruttori previsti per portare correnti nominali di 14 Amp?re l'intervento dello sganciatore elettromagnetico si avrebbe solo quando la corrente di corto circuito fosse salita ad un valore di circa 140 Amp?re, valore tale da provocare 1 cosi' forte riscaldamento da confermare il principio incendio in un incendio ben pi? difficile da domare.

Ora esistono apparecchi elettrodestici come termofori, coperte elettriche e simili che sono particolarmente esposti a questo tipo di incidenti concludentesi con un incendio che l'interrutore "salva vita" non riesce ad evitare. Purtroppo questo tipo di apparecchi sono spesso usati da persone anziane bisognose di scaldarsi per motivi di salute ma poco o nulla esperte e consapevoli dei pericoli che possono derivare da usure portanti a principi di incendio e per di pi?, avendo molto spesso tendenza ad assopirsi sotto l'effetto del riscaldamento, non-attente al profilarsi di pericoli. Le notizie di morti tra anziani, collegate ad incendi accidentali di termofori e termocoperte compaiono periodicamente nelle cronache quotidiane.

Ora uno scopo della presente invenzione ? quello di obbligare, mediante semplici provvedimenti, un interrutore "salva vita" ad intervenire con il suo sganciatone di apertura comandato dal trasformatore differenziale proprio quando inizia a formarsi una condizione di usura di un conduttore che potrebbe concludersi con un incendio.

Questo scopo pu? essere raggiunto introducendo presso i conduttori del cavo un ulteriore conduttore di guardia che ad un principio di alterazione termica di un isolante di uno dei conduttori devii una parte di corrente verso terra provocando un immediato intervento del trasformatore differenziale e dello sganciatone di apertura da esso attivato provocante l 'apertura dei contatti dell?interruttore "salva vita", detto conduttore di guardia disposto attorno ai conduttori principali del cavo o dell'apparecchio provvedendo anche ad agire come dispersore temporaneo di calore tendente ad abbassare la temperatura di parti del cavo o dell'apparecchio soggette a principio di incendio, togliendo istantaneamente energia elettrica che possa prolungare il pericolo di formazione di incendio e possa arrivare fino alla condizione di corto circuito franco tra i conduttori del cavo o dell'apparecchio e nello stesso tempo abbassando parecchio la probabilit? di incendio per sottrazione di calore da parti combustibili o comunque carbonizzate.

Un funzionamento migliore dell'invenzione si ha quando tra il conduttore di guardia e terra si dispongano mezzi limitatori di corrente tali da consentire il passaggio di una corrente verso terra sufficiente a provocare l'intervento dello sganciatore di apertura ma insufficiente ad aumentare sostanzialmente la temperatura della zona soggetta a guasto, dato che la corrente di un arco da un conduttore del cavo o di un apparecchio protetto verso terra pu? essere contenuta in valori del medesimo ordine delle correnti di intervento dell'interrutore "salva vita".

In particolare, i detti mezzi limitatori di corrente costituiti da un resistore.

Maggiormente in particolare, per cavi utilizzabili con convenzionali tensioni di rete da 110 a 220 volt la resistenza del sopraddetto resistore ha valore compreso tra 100 e 10000 ohm.

Di preferenza, la detta resistenza ha valore di 1000 ohm. In alternativa, i detti mezzi limitatori di corrente possono essere incorporati nel conduttore di guardia che viene costituito come uno strato semiconduttore disposto attorno ai due detti conduttori e collegato a terra.

In una sua realizzazione preferita, il conduttore di guardia della presente invenzione consiste di una sottile striscia metallica avvolta elicoidalmente attorno alla coppia di conduttori ed ovviamente collegata a terra attraverso qualche mezzo limitatore di corrente.

In alternativa, il conduttore di guardia pu? essere costituito da una striscia di carta metallizzata avvolta elicoidalmente attorno ai conduttori con la parte metallica rivolta all'interno verso i conduttori.

Pure in alternativa, la striscia pu? essere costituita da una pellicola plastica metallizzata.

Secondo un'altra realizzazione, il conduttore di guardia consiste di almeno un manicotto di reticella metallica avvolto attorno ai due conduttori del cavo e collegato a terra attraverso il mezzo limitatore di corrente.

In alternativa, il conduttore di guardia consiste di due manicotti di reticella metallica, ciascuno avvolto attorno ad uno dei conduttori del cavo, collegato con l'altro manicotto e quindi collegati collettivamente a terra attraverso il mezzo limitatore di corrente.

Per avere un articolo meglio utilizzabile e pi? sicuro, il conduttore di guardia realizzato secondo una delle soluzioni sopra esposte deve essere rivestito all'esterno con una guaina isolante flessibile.

In particolare, detta guaina isolante flessibile ? costituita da un manicotto di materiale plastico flessibile. In alternativa, detta guaina isolante flessibile ? costituita da un manicotto di stoffa.

Secondo un'ulteriore realizzazione, oltre al cavo di alimentazione, si pu? proteggere quei tipi di apparecchi che lo consentano, come termofori, termocoperte e simili, disponendo un conduttore di guardia nella forma di un tessuto o reticella metallica tutto attorno all'apparecchio e collegando quindi questo conduttore al conduttore di guardia del cavo di alimentazione che, ovviamente, viene collegato a terra attraverso il detto mezzo limitatore di corrente.

Sempre allo scopo di avere apparecchi meglio utilizzabili e pi? sicuri, la reticella metallica esterna pu? essere ulteriormente ricoperta da un rivestimento morbido e flessibile

In particolare, detto rivestimento morbido e flessibile ? costituito da stoffa.

In alternativa, il conduttore di guardia pu? essere costituito da una stoffa, contenente fibre elettricamente semiconduttrici, che funzioni anche da mezzo limitatore di corrente .

Pure in altrenativa, invece di una stoffa contenente fibre semiconduttrici si pu? usare una pellicola plastica, eventualmente traforata, caricata con materiali semiconduttori come carbone macinato o nerofumo.

Le caratteristiche ed i pregi della presente invenzione saranno particolarmente precisati nelle rivendicazioni costituenti la parte conclusiva di questa descrizione, tuttavia altre caratteristiche e pregi appariranno dalla seguente descrizione dettagliata di suoi esempi di realizzazione, dati a titolo non limitativo, corredati dagli allegati disegni, nei quali:

la figura 1 ? uno schema elettrico illustrante il collegamento di un apparecchio munito di conduttore di terra e protetto da un interruttore differenziale;

la figura 2 ? uno schema elettrico illustrante il collegamento di un apparecchio non munito di conduttore di terra per il quale una protezione da folgorazioni accidentali di utenti viene fornita dalla presenza in un impianto di un interruttore differenziale ad alta sensibilit? del tipo cosiddetto "salva vita";

la figura 3 ? uno schema elettrico di principio di un apparecchio non munito di conduttore di terra, collegato con semplice cavo di alimentazione a due conduttori nel quale si sta iniziando un guasto dovuto ad interruzione di uno dei due conduttori;

la figura 4 ? uno schema elettrico di principio del medesimo apparecchio, collegato come illustrato in figura 3, nel quale si capisce come un guasto iniziato con una semplice interruzione di un conduttore possa degenerare in un corto circuito franco tra i due conduttori capace di provocare un incendio;

la figura 5 ? uno schema elettrico di principio di un cavo di alimentazione munito del particolare conduttore di guardia secondo la presente invenzione illustrante come un inizio di guasto per interruzione di conduttore, come quello illustrato in figura 3, possa portare all'intervento dell'interruttore differenziale ad alta sensibilit? o interruttore "salva vita" per scongiurare all'inizio principi di incendio legati a corti circuiti franchi tra conduttori di alimentazione;

la figura 6 ? uno schema elettrico di principio di un apparecchio munito del conduttore di guardia secondo la presente invenzione che si collega ad un medesimo tipo di conduttore di guardia del cavo di alimentazione illustrato in figura 5 per portare il medesimo tipo di protezione da principi di incendio a particolari tipi di apparecchi elettrici che lo necessitino;

la figura 7 ? una rappresentazione, con parti asportate per scopi di illustrazione, di un cavo di alimentazione munito di conduttore di guardia sotto forma di una striscia metallica avvolta elicoidalmente attorno ad una coppia di conduttori di alimentazione;

la figura 8 ? una rappresentazione, con parti asportate per scopi di illustrazione, di un cavo di alimentazione munito di conduttore di guardia sotto forma di un manicotto di reticella metallica avvolgente la coppia di conduttori di alimentazione ;

la figura 9 ? una rappresentazione, con parti asportate per scopi di illustrazione, di un cavo di alimentazione munito di conduttore di guardia sotto forma di una coppia di manicotti di reticella metallica, ciascuno avvolgente uno dei conduttori di alimentazione formanti la coppia; e

la figura 10 ? una rappresentazione, con parti asportate per scopi di illustrazione, di un apparecchio elettrico utilizzatore, nella fattispecie un termoforo, una termocoperta o simile apparecchio riscaldatore rivestito esternamente di stoffa, munito di ricopertura conduttrice di protezione sotto forma di reticella metallica da collegarsi ad un conduttore di guardia di un cavo di alimentazione protetto secondo i principi della presente invenzione.

Si considerino dapprima le figure 1 e 2 nelle quali viene illustrato piuttosto schematicamente il principio di un impianto elettrico per abitazione civile munito di interrutore differenziale ad alta sensibilit? (noto comunemente come interruttore "salva vita") e di presa di terra secondo norme di sicurezza.

Come si vede in dette figure, dall'impianto dell'ente erogatore di energia elettrica provengono due conduttori dei quali un primo 10, detto di fase si trova sempre a tensione diversa da quella di terra, mentre un secondo conduttore 12, detto neutro si trova sostanzialmente a tensione di terra perch? viene collegato a terra almeno nella cabina di trasformazione. I due conduttori 10 e 12 entrano in un interruttore differenziale ad alta sensibilit? 14, del tipo adatto a prevenire folgorazioni, consistente essenzialmente di una coppia di contatti di interruzione 16 e 18 azionabili sia manualmente in chiusura ed apertura, che apribili automaticamente a mezzo di sganciatori come uno sganciatore magnetotermico 20 per protezione contro sovracorrenti e correnti di corto circuito, ed uno sganciatore di apertura 22 che viene attivato da un trasformatore differenziale 24 che riesce a provocare l'azionamento del detto sganciatore di apertura 24 nel caso che tra due conduttori di carico lo attraversano e costituiscono gli avvolgimenti primari medesimo trasformatore esista una diffferenza di corrente compresa tra 15 e 30 milliamp?re, come prescritto per gli interruttori di protezione da folgorazioni costruiti secondo le norme vigenti.

Dall'interruttore differenziale 14 escono due conduttori 26 e 28, che si accompagnano ad un conduttore 30 collegato ad una presa di terra 32, e vanno a collegarsi a prese, come la presa 34 qui illustrata, nelle quali possono essere infilate spine 36 collegate a cavi di alimentazione 38 per apparecchi elettrici 40.

Come illustrato in figura 1, il cavo di alimentazione 38 comprende due conduttori di alimentazione 42 e 44, rispettivamente collegati alla fase ed al neutro dell'impianto, ed un conduttore centrale di terra 46 collegato al conduttore di terra 30 dell'impianto domestico. L'apparecchio elettrico 40 consiste essenzialmente di una parte attiva 48 percorsa da corrente elettrica e di una carcassa 50 racchiudente la parte elettrica e collegata, qualora fosse metallica, al medesimo conduttore centrale di terra 46 del cavo di alimentazione 38.

Si vede facilmente che qualora per un guasto si formasse un contatto tra la parte attiva 48 e la carcassa 50 dell'apparecchio elettrico 40, qui rappresentato dal simbolo 52 che ricorda un fulmine, verrebbe a scorrere una corrente di guasto I lungo il conduttore centrale di terra 46, attraverso la presa di terra 32 e fino alla presa di terra in cabina lungo un percorso di corrente 54 che salta uno degli avvolgimenti primari del trasformatore differenziale 24 che, di conseguenza, genera al suo secondario una tensione sufficiente ad azionare lo sganciatore di apertura 22, togliendo energia elettrica all'impianto a cui ? collegato l'apparecchio che si ? guastato.

Un intervento simile avviene anche per quegli apparecchi elettrici che, essendo costituiti esternamente da parti completamente isolanti, sono considerati collegabili da un cavo di alimentazione 38a privo di conduttore centrale di terra, come illustrato in figura 2, ma corredato solo del conduttore di fase 42 e del conduttore neutro 44. In questo caso un contatto accidentale 52 di un corpo umano o animale 56 con una parte attiva 48a, sotto tensione, dell'apparecchio elettrico comporta il passaggio di una corrente di guasto IG attraverso il detto corpo 56 ed un percorso di ritorno 54 verso la presa di terra di cabina che, saltando ancora uno degli avvolgimenti primari del trasformatore differenziale 24, provoca l'intervento dello sganciatore di apertura 22, togliendo energia elettrica dall'impianto protetto e interrompendo cosi ogni pericolo di folgorazione.

Si passino ora ad esaminare le figure 3 e 4 per ben capire il problema di mancata protezione da pericoli di incendio che pu? capitare con apparecchi non protetti da conduttore di terra.

Considerando in particolare la figura 3, si vede che qualora per usura dovuta per esempio a frequenti piegamenti troppo stretti si formasse un'interruzione su di uno dei conduttori del cavo di alimentazione 38a, come il conduttore 42, con monconi 42a e 42b cosi' strettamente ravvicinati che possa formarsi una serie di archi occasionali 60 tra i medesimi, finisce con l'andare del tempo che, a causa delle alte temperature degli archi, comincia prima ad alterarsi il rivestimento isolante del conduttore sottoposto ai medesimi fino al formarsi di masse carboniose che possono accendersi formando braci che aumentano ulteriormente la temperatura locale, favorendo la formazione di un principio di incendio. Siccome questa situazione non porta per? ad alcuna differenza nelle correnti che passano attraverso gli avvolgimenti primari del trasformatore differenziale 24, non rimane possibile alcun intervento dell'interruttore 14 collegato al tipo di guasto che si sta formando, come illustra la figura 3 che appunto indica mancanza di intervento dell'interruttore. Il sopraddetto principio di incendio pu? nel fratttempo proseguire fintanto che arriva ad alterare l'integrit? del rivestimento isolante dell'adiacente conduttore 44, scoprendolo e portando infine il conduttore 44 in contatto con il moncone sotto tensione 42a del conduttore 42 fino alla formazione di un corto circuito franco fra i medesimi due conduttori 42 e 44 con scorrimento di una forte corrente di corto circuito I e

formazione di vistosi fenomeni di riscaldamento ed emissione di vapori e gas accesi indicati in figura 4 dal simbolo 64 che significa la formazione di un corto circuito con effetti esplosivi e la proiezione di parti incandescenti in grado di aggravare un incendio gi? formatosi. A questo punto gli sganciatori magnetotermici 20 dell'interruttore 14 intervengono, assicurando l'apertura del medesimo, ma l'apporto termico ? stato cosi' abbondante che difficilmente potrebbe spegnersi un incendio provocato da un corto circuito cosi' grave. Questo ? proprio il caso in cui con i comuni cavi di alimentazione bifilari 38a non pu? essere evitato un incendio iniziato da interruzione occasionale di uno dei conduttori.

Per rimediare a questa situazione ? stata escogitata la presente invenzione che consiste nel disporre attorno ai due conduttori di alimentazione 42 e 44 del cavo bifilare un conduttore di guardia 66 avvolto a stretto contatto con il rivestimento isolante dei medesimi conduttori 42 e 44 e collegato mediante un conduttore 68 ed un elemento limitatore di corrente, come un resistore 70, all'elemento centrale o di terra di una spina 36 infilantesi in una presa 34 da impianto domestico dove, mediante un conduttore 30, si collega alla presa di terra 32 del medesimo impianto domestico.

Il funzionamento di questa realizzazione dell'invenzione ? intuitivo. Quando per la formazione di archi occasionali 60 in un conduttore interrotto 42 si ha degradazione del suo rivestimento isolante, si forma un ponte conduttore 72 con il conduttore di guardia 66 avvolto strettamente attorno al medesimo. Questo ponte conduttore 72 fa passare una corrente attraverso il conduttore di guardia 66, l'ulteriore conduttore 68, il resistore limitatore 70 ed infine la presa di terra 32, provocando un passaggio di corrente 54 attraverso terra alla presa di terra di cabina e presentando quindi all'interruttore differenziale 14 la tipica situazione che induce il trasformatore 24 ad alimentare lo sganciatone di apertura 22 e quindi ad aprire i contatti 16 e 18 dell'interruttore. Il conseguente intervento dell'interruttore differenziale toglie energia al cavo di alimentazione, arrestando ogni degradazione del medesimo prima di dover arrivare al corto circuito franco che prima d'ora poteva produrre un incendio grave. Anzi, si deve qui osservare che si pu? scegliere per il resistore 70 dei valori di resistenza tali da consentire un azionamento sicuro dello sganciatore di apertura 22 senza provocare tuttavia apprezzabili aumenti di temperatura nel ponte conduttore 72. Infine, la massa metallica del conduttore di guardia 66 attorno ai conduttori di alimentazione 42 e 44 serve come temporaneo assorbitore di calore per mantenere la temperatura del rivestimento isolante entro limiti tali da non consentire un proseguimento di alterazione termica del medesimo rivestimento isolante.

Come mostrato in figura 6, questo tipo di protezione da principi di incendio pu? essere estesa anche ad apparecchi elettrici non dotati di carcasse metalliche ed in special modo a termofori, termocoperte e simili, rivestendo i medesimi con un conduttore di guardia 74 la parte attiva 48 del medesimo apparecchio elettrico, dove questo conduttore di guardia 74 ? collegato elettricamente al conduttore di guardia 66, presente nel cavo di alimentazione (oppure attraverso un mezzo limitatore di corrente ad un conduttore centrale di terra), che ovviamente ? collegato alla presa di terra 32 mediante i medesimi elementi e le medesime modalit? illustrate nella figura 5 e raggiunge i medesimi risultati di intervento dell'interruttore differenziale 14 con pure i medesimi risultati di arrestare i principi di incendio. Ovviamente anche in questo caso la massa metallica del conduttore 74 attorno alla parte attiva 48 dell'apparecchio elettrico funziona da temporaneo assorbitore di calore che mantiene la temperatura di rivestimenti isolanti entro limiti tali da non consentire proseguimenti di alterazioni termiche dei medesimi.

Le successive figure da 7 a 10 illustrano come si possano realizzare cavi di alimentazione ed apparecchi elettrici muniti del sistema di protezione secondo la presente invenzione .

Considerando la figura 7, si vede che un cavo 38 secondo la presente invenzione prevede avvolto attorno ai due conduttori di alimentazione 42 e 44, muniti rispettivamente di anime conduttrici 43 e 45, un conduttore di guardia nella forma di una striscia metallica 66a che aderisce ai rivestimenti isolanti dei due conduttori ed ? collegata, attraverso un resistore 70, ad una presa di terra 34, La striscia metallica 66a pu? essere costituita da solo metallo o da carta, oppure pellicola plastica, metallizzata, dove la carta o la pellicola funzionano da supporto meccanico per la metallizzazione, la sola condizione necessaria essendo che la metallizzazione sia in contatto con i conduttori 42 e 44 e che venga anche collegata al resistore 70 e comunque alla presa di terra 32.

Per mantenere immobilizzata la striscia 66a attorno ai conduttori 42 e 44 e per impedire ogni suo danneggiamento, si impiega una guaina flessibile 80 di materiale plastico, oppure di tessuto.

La figura 8 mostra invece un cavo 38 secondo la presente invenzione che prevede di avvolgere strettamente entrambi i conduttori 42 e 44 con un'unica calza 66b di reticella metallica che, a sua volta si collega alla presa di terra 32 attraverso il consueto resistore limitatore di corrente 70. Anche in questo caso una guaina flessibile 80 di materiale plastico o di tessuto pu? mantenere la calza 66b immobilizzata attorno ai conduttori 42 e 44 e impedire ogni danno alla medesima.

La figura 9 mostra infine un cavo 38 nel quale ognuno dei singoli conduttori 42 e 44 ? rivestito con una rispettiva calza 66c e 66d di reticella metallica, questa realizzazione differendo da quella di figura 8 solo per la necessit? di collegare assieme le due calze 66c e 66d al resistore limitatore 70 ed alla presa di terra 32.

La figura 10 mostra come un apparecchio elettrico 40 possa contenere il sistema di protezione secondo la presente invenzione. In questo caso particolare l'apparecchio elettrico ? un termoforo.

La parte attiva 48 del termoforo ? costituita da una pluralit? di conduttori 82 annegati in un materiale elettricamente isolante 84 convenientemente in forma tessuta o comunque fibrosa circondato esternamente in modo stretto da una reticella metallica 74 costituente il conduttore di guardia da collegarsi per esempio mediante un ponte conduttore 86 a treccia al conduttore di guardia 66b a calza di reticella metallica del cavo di alimentazione 38 che viene fissato mediante un apposito elemento di ancoraggio 88 al corpo dell'apparecchio 40. La reticella metallica 74 rimane ricoperta da una guaina 90, solitamente di tessuto elettricamente isolante e decisamente morbido per impedire suoi contatti diretti con gli utenti dell'apparecchio elettrico.

Quanto ? stato qui sopra esposto illustra alcuni esempi di realizzazione della presente invenzione che, ovviamente, non limitano la portata della medesima, tanto ? vero che ad ogni esperto in queste tecnologie possono venire in mente dalla lettura della precedente descrizione cambiamenti e variazioni ovvie da ritenersi tutte qui protette.

Per esempio, si possono usare, invece del conduttore di guardia 66, i materiali elettricamente semiconduttori precedentemente menzionati. Si perderebbe in questo caso la funzione di assorbitore termico temporaneo svolta da un conduttore metallico 66 ma, dato il tempo di intervento estremamente breve dell?interruttore differenziale 14, questa funzione potrebbe essere non strettamente necessaria.

Claims (19)

1. RIVENDICAZIONI 1. Sistema di protezione di cavi ed apparecchi elettrici da guasti tendenti a provocare incendi caratterizzato dal fatto di introdurre presso conduttori (42, 44, 82) del cavo (38) o dell'apparecchio (40) un ulteriore conduttore di guardia (46) che ad un principio di alterazione termica di un isolante di uno dei conduttori (42, 44, 82) devii una parte di corrente verso terra provocando un immediato intervento di un trasformatore differenziale (24) e di uno sganciatone di apertura (22) da esso attivato provocante l'apertura dei contatti di un interruttore differenziale (14), detto conduttore di guardia (66) disposto attorno ai conduttori principali (42, 44, 82) del cavo (38) o dell'apparecchio (40) provvedendo anche ad agire come dispersore temporaneo di calore tendente ad abbassare la temperatura di parti del cavo (38) o dell'apparecchio (40) soggette a principio di incendio, togliendo istantaneamente energia elettrica che possa prolungare il pericolo di formazione di incendio e possa arrivare fino alla condizione di corto circuito franco tra i conduttori del cavo (38) o dell'apparecchio (40) e nello stesso tempo abbassando parecchio la probabilit? di incendio per sottrazione di calore da parti combustibili o comunque carbonizzate.
2. 2. Sistema di protezione, come alla rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che tra il conduttore di guardia (66) e terra (32) si dispongano mezzi limitatori di corrente (70) tali da consentire il pasaggio di una corrente verso terra sufficiente a provocare l'intervento dello sganciatone di apertura (22) ma insufficiente ad aumentare sostanzialmente la temperatura della zona soggetta a guasto, dato che la corrente di un arco da un conduttore del cavo (38) o di un apparecchio (40) protetto verso terra pu? essere contenuta in valori del medesimo ordine delle correnti di intervento dell'interrutore differenziale (14).
3. 3. Sistema di protezione, come alla rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che i detti mezzi limitatori di corrente (70) sono costituiti da un resistore.
4. 4. Sistema di protezione, come alla rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che per cavi utilizzabili con convenzionali tensioni di rete da 110 a 220 volt la resistenza del resistore (70) ha valore compreso tra 100 e 10000 ohm.
5. 5. Sistema di protezione, come alla rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che la detta resistenza ha valore di 1000 ohm.
6. 6. Sistema di protezione, come alla rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che i mezzi limitatori di corrente sono costituiti da uno strato semiconduttore disposto attorno ai conduttori (42, 44, 82) e collegato alla
7. 7. Sistema di protezione, come alla rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che il conduttore di guardia (66) consiste di una sottile striscia metallica (66a) avvolta elicoidalmente attorno alla coppia di conduttori (42, 44) ed ovviamente collegata a terra (32) attraverso qualche mezzo limitatore di corrente (70).
8. 8. Sistema di protezione, come alla rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che il conduttore di guardia (66) pu? essere costituito da una striscia di carta metallizzata avvolta elicoidalmente attorno ai conduttori (42, 44) con la parte metallica rivolta all'interno verso i conduttori (42, 44) .
9. 9. Sistema di protezione, come alla rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto che la striscia pu? essere costituita da una pellicola plastica metallizzata.
10. 10. Sistema di protezione, come alla rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che il conduttore di guardia (66) consiste di almeno un manicotto (66b) di reticella metallica avvolto attorno ai due conduttori (42, 44) del cavo (38) e collegato a terra attraverso il mezzo (70) limitatore di corrente .
11. 11. Sistema di protezione, come alla rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che il conduttore di guardia (66) consiste di due manicotti di reticella metallica (66c, 66d), ciascuno avvolto attorno ad uno dei conduttori (42, 44) cavo (38), collegato con l'altro manicotto e quindi collegati collettivamente a terra (32) attraverso il mezzo (70) limitatore di corrente.
12. 12. Sistema di protezione, come alle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che il conduttore di guardia (66) realizzato secondo una delle soluzioni sopra esposte deve essere rivestito all'esterno con una guaina isolante flessibile (80).
13. 13. Sistema di protezione, come alla rivendicazione 12, caratterizzato dal fatto che detta guaina isolante flessibile (80) ? costituita da un manicotto di materiale plastico flessibile.
14. 14. Sistema di protezione, come alla rivendicazione 12, caratterizzato dal fatto che detta guaina isolante flessibile (80) ? costituita da un manicotto di stoffa.
15. 15. Sistema di protezione, come alla rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che per proteggere quei tipi di apparecchi elettrici (40) che lo consentano, come termofori, termocoperte e simili, si dispone un conduttore di guardia nella forma di un tessuto o reticella metallica (74) tutto attorno all'apparecchio (40) e si collega quindi questo conduttore al conduttore di (66) guardia del cavo di alimentazione (38) che, ovviamente, viene collegato a terra (32) attraverso il detto mezzo limitatore di corrente (70).
16. 16. Sistema di protezione, come alla rivendicazione caratterizzato dal fatto che la reticella metallica esterna (74) pu? essere ulteriormente ricoperta da un rivestimento morbido e flessibile (90).
17. 17. Sistema di protezione, come alla rivendicazione 15, caratterizzato dal fatto che detto rivestimento morbido e flessibile (90) ? costituito da stoffa.
18. 18.. Sistema di protezione, come alla rivendicazione 15, caratterizzato dal fatto che il conduttore di guardia attorno all'apparecchio (40) ? costituito da stoffa contenente fibre semiconduttrici che lo fanno funzionare anche da mezzo limitatore di corrente.
19. 19. Sistema di protezione, come alla rivendicazione 18, caratterizzato dal fatto che al posto di una stoffa contenente fibre semiconduttrici si impiega una pellicola plastica, eventualmente traforata, caricata con materiali semiconduttori, come carbone macinato o nerofumo.