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Dove mettere le “batterie”?

Quali caratteristiche devono avere i locali per installazione degli accumulatori stazionari e come devono essere ventilati. La protezione contro i contatti diretti degli elementi che costituiscono le cosiddette “batterie”.
Per l’alimentazione dei circuiti ausiliari e di emergenza vengono spesso utilizzati, come sorgenti d’energia, gli accumulatori stazionari sia al piombo (che possono essere di tipo chiuso con valvola o di tipo aperto con coperchio e sfogatoio), sia al nichel cadmio (accumulatori alcalini).

Gli accumulatori al piombo di tipo aperto emettono durante il loro esercizio gas infiammabili (idrogeno) e vapori corrosivi (solforici) mentre quelli chiusi, che non richiedono manutenzione, emettono solo piccole quantità di idrogeno.
Quelli alcalini, nella versione aperta, emettono anch’essi piccole quantità di idrogeno.
A causa di queste emissioni le batterie possono quindi costituire causa di incendio o di esplosione.

Norme di riferimento

Per gli accumulatori stazionari la normativa di riferimento
è costituita attualmente dalle seguenti norme:

CEI 21-6/1 “Batterie di accumulatori stazionari al piombo. Prescrizioni generali e metodi di prova. Parte 1: Batterie del tipo aperto”;
CEI 21-6/3 “Batterie di accumulatori stazionari al piombo. Parte 3: Raccomandazioni per l’installazione e l’esercizio (1);
CEI 21-4 “Accumulatori elettrici alcalini” in via di revisione (risale al 1974).

(1) Non è ancora stata pubblicata la Norma CEI 21-6/2, riguardante le batterie del tipo chiuso, che recepirà la Pubblicazione IEC 896-2.

Tipo al piombo
Faremo riferimento in particolare al tipo di accumulatori al piombo, ma le stesse considerazioni valgono per quelli al nichel-cadmio in quanto anche quest’ultimo tipo, come si è già accennato, emette idrogeno nella versione aperta.
Gli accumulatori di tipo chiuso con valvole di pressione e quelle di tipo aperto con coperchio e sfogatoio, se di capacità ridotta, possono essere contenute in appositi armadi ed essere sistemate nel normali locali adibiti ad altre attività.

Per gli accumulatori di una certa importanza, aventi cioè capacità complessiva superiore ad alcune decine di kiloampere, occorre invece predisporre locali appositi.
In particolare, per accumulatori di tipo aperto con tensione nominale maggiore di 50 V, l’installazione in locali esclusivi diventa obbligatoria.
La Norma CEI 21-6/3 indica i criteri per l’installazione e l’esercizio precisando le caratteristiche dei locali, o degli armadi, e degli impianti elettrici relativi e il tipo di esercizio al fine di prevenire i principali pericoli connessi con l’uso degli accumulatori quali: possibilità di contatti diretti con parti in tensione scoperte, sviluppo di gas infiammabili (idrogeno) e vapori corrosivi (solforici) dovute alla presenza dell’elettrolito, costituito da una soluzione di acido solforico.

Caratteristiche dei locali per installazione degli accumulatori
I locali delle batterie devono essere scelti in modo che gli accumulatori non siano soggetti a polvere o vibrazioni di sensibile entità.
Non devono essere adibiti ad altri usi e la loro altezza interna deve essere superiore ai 2 m.
E’ consigliabile per le pareti l’intonaco di cemento con verniciatura antiacida.
I pavimenti devono essere previsti in relazione al peso degli accumulatori e devono essere rivestiti con materiale antiacido (questa misura non è richiesta per gli accumulatori chiusi regolati con
valvola); molto adatto è il rivestimento in asfalto.

Nel locale accumulatori deve essere evitata, possibilmente, l’installazione di tubi metallici; quelle eventualmente presenti debbono essere rivestite con vernici antiacide.
I locali devono essere ben aerati ad asciutti ed in essi non si devono verificare temperature superiori a 40 °C o inferiori a 5 °C.
Se è richiesto il riscaldamento esso deve essere effettuato mediante corpi riscaldanti i quali possono raggiungere una temperatura massima di 200 °C ( sono da escludere evidentemente le fiamme libere o elementi incandescenti).

Le porte di accesso al locale si devono aprire verso l’esterno e devono essere munite di serratura.
Il locale può avere passaggi diretti a locali contigui, purché provvisti di porte che devono essere doppie nel caso di batterie senza coperchio.

Ventilazione dei locali accumulatori
Durante la carica e benché in misura molto minore, anche durante la scarica ed a circuito aperto, gli accumulatori, a causa dell’elettrolisi dell’acqua, sviluppano gas in parte costituiti da idrogeno.
L’idrogeno è un gas che a contatto con l’ossigeno dell’aria entro le concentrazioni comprese tra i limiti 4 e 75% circa forma una miscela infiammabile.
Occorre quindi che, per ricambio naturale o mediante ventilazione, la percentuale di idrogeno nell’aria venga mantenuta sotto il limite di infiammabilità (e di esplosione) con un adeguato margine di sicurezza.
A tal fine è necessario assicurare le seguenti condizioni:
– l’aerazione deve essere sufficiente a diluire l’idrogeno al di sotto del 30% del limite inferiore di infiammabilità;
– l’aerazione deve essere uniforme e quindi interessare tutti i punti dell’ambiente;
– l’impianto di ventilazione deve garantire la massima efficienza e continuità di funzionamento, adottando i provvedimenti suggeriti dalla Norma CEI 64-2.
La quantità di aria necessaria ad assicurare una diluizione dell’idrogeno sotto il limite minimo indicato è determinata con la seguente relazione valida per temperature ambiente inferiore a 40 °C:

P = 0,05 I · n · k

dove:

P = portata d’aria (m3/h);
I = corrente di carica (A);
n = numero di elementi in serie;
k = fattore dipendente dal tenore di antimonio contenuto nella lega impiegata per la costruzione delle griglie:

k = 1 per griglie con tenore di antimonio maggiore o uguale al 3%;
k = 0,5 per griglie con tenore di antimonio inferiore a 3%.

La corrente di carica è data dal rapporto tra la capacità in amperora della batterie e il tempo di carica in ore.
Essa assume il valore massimo nella cosiddetta “carica a fondo” indicato in genere dal costruttore degli accumulatori (le Norme CEI 21-6/3 forniscono la seguente formula: I = 0,01 C10 (A), essendo C10 la capacità della batteria alla scarica in 10 ore).

Per i locali che contengono accumulatori tenuti solamente sotto carica di conservazione (per compensare le perdite di energia dovuta all’effetto dell’autoscarica, a tensione costante intorno a 2,25 V per elemento, la corrente di regime non supera il valore di 1 A per ogni 100 Ah.
Il ricambio d’aria P può essere realizzato mediante ventilazione naturale (attraverso aperture) oppure tramite ventilazione forzata per mezzo di un impianto di ventilazione.
Se viene adottato questo secondo sistema è necessario attuare provvedimenti tali da assicurare la continuità della ventilazione.

La distribuzione dell’aria di ventilazione deve essere particolarmente curata nei seguenti punti:
– zone superiori dei locali (vicino al soffitto);
– zone immediatamente sopra i recipienti degli accumulatori.

La dislocazione delle aperture di aerazione nella parte più alta del locale

( Posizione delle aperture di ventilazione) deve essere realizzata:

– se il soffitto è piano: a filo soffitto;
– se il soffitto è a volta od a capanna: alla sommità della parte più alta del soffitto stesso.

Per i locali adibiti alla carica degli accumulatori potrebbe sorgere il problema di dover integrare la ventilazione naturale con quella forzata, mentre è in genere sufficiente la ventilazione naturale nel caso di carica di mantenimento anche se si verifica qualche occasionale carica normale.
In genere non è semplice quantificare la portata della ventilazione naturale, per effetto di aperture nelle pareti del locale, mentre, viceversa, risulta semplice determinare la portata della ventilazione artificiale, essendo essa caratteristica dell’impianto adottato.

Se si impiegano accumulatori del tipo chiuso regolati con valvole di pressione naturalmente la presenza di idrogeno nell’ambiente è molto ridotta, per cui è sufficiente la modesta aerazione che in ogni caso bisogna assicurare al locale anche per motivi di igiene o di contenimento della temperatura interna.
In questo caso, ai fini della ventilazione, nella relazione precedente si può adottare i valori I = 0,2 A/100 Ah per accumulatori al piombo in generale e I = 0,025 A/100 Ah per accumulatori con elettrolito gelificato.

Se la ventilazione è idonea i locali non devono essere considerati luoghi con pericolo di esplosione.
Quando non è possibile rispettare le prescrizioni relative alla posizione delle aperture di aerazione, è necessario verificare che non si determinino zone a ventilazione impedita (C1Z1), diversamente è opportuno non installare in tale zona componenti elettrici (p.e. apparecchi di illuminazione).
Qualora, tuttavia, fosse necessario installare nella zona a ventilazione impedita alcuni componenti, l’impianto elettrico deve essere idoneo (ad esempio AD-FE1 o AD-PE).

Un’altra zona particolare da considerare ai fini dell’esplosione è rappresentata da quella compresa entro un raggio di 0,5 m dall’apertura degli accumulatori

Essa è da considerarsi C1Z1 o C1Z2, rispettivamente, se le batterie sono del tipo aperto o chiuso.

Evidentemente, in questo caso si può facilmente evitare di disporre in tali zone componenti elettrici, che altrimenti dovrebbero avere i requisiti richiesti agli impianti in luoghi con pericolo di esplosione.
L’impianto elettrico nei locali accumulatori, in genere deve essere limitato all’indispensabile; di solito si tratta del solo impianto di illuminazione e di un dispositivo di sezionamento e manovra.
Tenendo conto che tutti i suoi componenti devono essere adatti a resistere agli effetti corrosivi dovuti alla presenza di esalazioni acide, anche se in assenza di zone pericolose, l’impianto elettrico deve comunque garantire una certa tenuta e quindi presentare un grado di protezione almeno IP44 (con eventuale esclusione per i cavi).

Accesso ai locali accumulatori e avvertimenti al personale

Sulla porta d’accesso del locale (da tenere chiusa a chiave) deve essere esposto un avviso indicante il divieto d’ingresso per le persone non autorizzate.
Devono anche essere messi avvisi ben visibili che vietino tassativamente di entrare nei locali con lampade a fiamma libera, di fumare e di usare saldatori, anche elettrici.
In occasione di lavori che richiedano l’uso di fiamme libere, si devono dare speciali istruzioni perché i lavori stessi vengano eseguiti con le adatte cautele.

Gli addetti agli accumulatori devono essere avvertiti dei pericoli derivanti dall’acido solforico e dai composti di piombo.
Deve essere prescritta la massima pulizia ed a questo scopo devono essere messi a disposizione del personale mezzi ed istruzioni idonei.

Accorgimenti per i locali contenenti batterie stazionarie di accumulatori.
a) Conduttori protetti per evitare contatti accidentali (se la tensione supera i 220 V);
b) Pedana isolante attorno agli accumulatori;
c) Locali ottimamente ventilati (con ampie aperture di ventilazione o con aspiratori);
d) Illuminazione come prescritto nell’art. 332 del DPR 547;
e) Porta con cartello di divieto di fumare od introdurre oggetti a fiamma libera;
f) Porta con soglia sopraelevata per impedire fuoriuscite della soluzione acida, nel caso di eventuali rotture dei contenitori degli accumulatori.

Protezione contro i contatti diretti
Ai fini della protezione delle persone contro il pericolo di contatto con le parti in tensione, gli elementi delle batterie devono essere disposti su scaffali in file accessibili almeno da un lato mediante corridoi di larghezza sufficiente, per consentire i lavori di sostituzione dei recipienti, e comunque non minore di 70 cm.

Le batterie con tensione nominale maggiore di 50 V devono:
– avere gli elementi disposti in modo che non sia possibile il contatto accidentale tra punti aventi una differenza di potenziale maggiore di 50 V. In caso contrario devono essere adottati mezzi idonei di protezione tra gli elementi che si trovino in tali condizioni (barriere, involucri, isolanti);
– essere corredate di pedane isolanti disposte all’intorno.

Per un buon isolamento elettrico delle batterie verso terra si devono adottare i seguenti accorgimenti:
– gli scaffali devono essere distanziati dal pavimento mediante isolatori di vetro, ceramica o materiale plastico resistente all’acido solforico. La forma degli isolatori deve essere adatta a facilitare lo sgocciolamento del liquido eventualmente uscito dagli accumulatori;
– per le batterie montate senza scaffalature, l’isolamento è realizzato con la sola interposizione di adatti isolatori tra recipienti e pavimento.

Il valore dell’isolamento verso terra in ohm deve essere di almeno 1000 E, dove E rappresenta la tensione nominale in volt della batteria.
Si intende che la misura deve essere fatta con batteria disinserita dal circuito e impiegando un voltmetro di adatta resistenza interna.).

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