![]() | AUTORE Ingegnere e socio fondatore di SicurOtto S.r.l., opera come CSP/CSE, Lead Auditor e RSPP adottando una visione multidisciplinare per la risoluzione di criticità sistemiche. Appassionatissimo di impianti elettrici ed elettronici, occupandosi professionalmente di progettazione di impianti elettrici e domotici, nonché radiotecnico sin dalla giovanissima età, ed incallito radioamatore (IU7RKT) dedito all’autocostruzione di circuiti, amplificatori audio ed RF e antenne. Membro del CT 78 del CEI. |
Incipit:
Posso usare un oscilloscopio da banco per misurare i parametri della rete elettrica? Eppure, quella manovra apparentemente banale può trasformarsi in un cortocircuito, in un arco elettrico o, peggio, in una folgorazione. Nell’articolo si affronta l’importanza della conoscenza teorica delle reti e degli strumenti di misura per l’esecuzione di attività in sicurezza.
La norma procedurale (CEI 11-27) e il prerequisito conoscitivo del profilo PES.
La norma CEI 11-27 rappresenta il riferimento normativo italiano per la definizione delle figure professionali qualificate (PES e PAV) e per la disciplina operativa dei lavori elettrici e non elettrici in presenza di rischio elettrico. Per sua natura, la CEI 11-27 è una norma prevalentemente procedurale: definisce le sequenze di sicurezza, le distanze di lavoro, l’uso dei DPI e l’assegnazione dei ruoli.
Tuttavia, la conformità procedurale da sola non garantisce la sicurezza se scissa da una profonda valutazione del rischio elettrico, la quale richiede un discreto bagaglio di conoscenze di elettrotecnica generale e delle modalità per effettuare misure di grandezze elettriche, molto utili nelle fasi di ricerca guasti. La fase di ricerca guasti, risulta essere maggiormente critica, in quanto l’operatore deve necessariamente e deliberatamente accedere a parti di impianti dove alcune sicurezze devono essere bypassate (riparare un quadro elettrico con gli sportellini chiusi è roba da indovini più che tecnici…)
A tal proposito, durante le mie tante attività formative, anche per saggiare la conoscenza pregressa degli operatori inizio a spaziare con una serie di argomenti non solo teorici ma soprattutto pratici, o meglio ancora, sulle implicazioni pratiche che hanno le leggi dell’elettrotecnica e dell’elettronica. Da quel momento inizio a sciorinare un po’ di teoremi classici, come Thevenin, Norton, Millman, ecc, ma soprattutto i miei tanti aneddoti da radiotecnico, con esperienza di riparazione su alimentatori switching, amplificatori, inverter, ecc. . Ricordo un episodio in cui si parlava di frequenza di rete, del perché fosse proprio 50 Hz, di come si comporta un sistema di distribuzione di tipo TT e di concetti relativi alla qualità della rete e quindi alla “purezza” della relativa sinusoide. A tal proposito chiesi ai presenti: “potreste utilizzare un oscilloscopio alimentato dalla rete per visualizzare a video la sinusoide e misurarne tutta una serie di parametri?”
La domanda, quindi sulla possibilità di usare l’oscilloscopio da banco per misure su apparecchiature alimentate direttamente dalla rete di distribuzione (tipicamente in sistema TT a 230 V frequenza di rete 50 Hz) rappresentava il perfetto “banco di prova” (nel vero senso della parola):
- La norma procedurale guida l’operatore nell’identificazione delle parti in tensione, nella delimitazione della zona di lavoro e nell’adozione dei DPI per il contatto accidentale.
- La competenza tecnico-elettrica del PES impone invece di comprendere preventivamente la topologia del circuito di misura, compresa la continuità galvanica tra la terra di protezione dell’impianto (PE) e la carcassa dei connettori BNC dello strumento.
Questo presupposto cognitivo che porta ad una manovra apparentemente banale come l’inserimento del coccodrillo di massa di una sonda standard, è noto a chiunque abbia studiato i rudimenti basilari della teoria elettrotecnica, che può trasformarsi in un cortocircuito violento o in un grave pericolo di folgorazione per l’operatore. Le procedure della CEI 11-27 non possono sostituirsi all’analisi della fisica del fenomeno: ne costituiscono l’involucro operativo, il cui successo dipende interamente dalla preparazione tecnica di chi le applica.
Architettura dell’impianto (TT) e riferimenti dell’oscilloscopio
Per rispondere alla domanda provocatoria lanciata in aula — “possiamo collegare un oscilloscopio da banco alimentato da rete per misurare la sinusoide a 230 V?” —, è indispensabile effettuare una analisi topologica e costruttiva dell’impianto di alimentazione e la struttura interna dello strumento di misura.
Per semplicità (anche se poi la situazione non cambia in quello che fondamentalmente è il concetto teorico-pratico) faremo riferimento quindi ad un sistema di tipo TT, cioè agli impianti alimentati dalla cabina elettrica di proprietà dell’ente distributore dell’energia elettrica. In queste situazioni dalla cabina elettrica verso l’utente vedremo le 3 fasi ed il conduttore di neutro. Il centro stella sarà collegato direttamente a terra, realizzando pertanto il conduttore di “neutro” mentre le 3 fasi saranno caratterizzate da un valore di tensione concatenata di 400 Volt (misurata fase-fase) e di 3 tensioni di fase (misurata fase-neutro) del valore di 230 Volt. All’interno dell’utenza avremo le masse collegate a terra attraverso un dispersore locale per garantire l’equipotenzialità delle masse dell’impianto. In prima battuta, si potrebbe pensare che essendo il Neutro posto a terra in cabina e le masse messe a terra sull’utilizzatore, tra questi 2 cavi ci sia una tensione di 0 Volt. In realtà tra questi 2 punti ci sarà sicuramente una impedenza non nulla (dovuta alle caratteristiche del terreno), pertanto tra la terra “locale” e il conduttore Neutro, ci possano essere anche differenze di tensioni non trascurabili (lasciando stare in questa analisi anche gli onnipresenti problemi di bilanciamento delle linee).
Fatta pertanto, la doverosa premessa sull’architettura di rete, è opportuno far riferimento a come lavori lo strumento di misura. Si parte dal fatto che la stragrande maggioranza degli oscilloscopi da laboratorio appartiene agli apparecchi di Classe I di protezione. Per ragioni di sicurezza dell’operatore detti strumenti hanno le parti metalliche collegate alla terra locale, attraverso il conduttore centrale della spina di alimentazione. Pertanto si avrà che la carcassa metallica esterna dei connettori BNC dei vari canali (solitamente 2 o 4) d’ingresso è elettricamente e galvanicamente collegata alla carcassa e quindi connessa al conduttore di terra PE del cavo di alimentazione. Altro imprescindibile elemento è che tutte le masse dei canali siano collegate tra di loro e quindi collegate sulla carcassa metallica dello strumento.
Nella figura di seguito (del mio laboratorio personale) si vede come inserendo un tester in modalità “continuità” tra il coccodrillo della sonda di misura e il centrale della presa tipo “schuko”, lo stesso ci evidenzia che è garantita continuità circuitale (si legge infatti un valore di resistenza molto molto bassa).

Si nota come un puntuale del tester sul centrale della spina di alimentazione dello strumento e l’altro sul riferimento della sonda risulti un cortocircuito
Troppe parole, passiamo ai fatti: cosa succede se colleghiamo lo strumento tra fase e neutro per studiare la nostra sinusoide?
- Caso A — Coccodrillo di massa sulla FASE: Nel momento in cui la pinza di massa viene pinzata sulla Fase, l’operatore crea un loop di cortocircuito diretto Fase-PE attraverso il cavo della sonda, la carcassa del BNC e il cavo di alimentazione dello strumento. La corrente di cortocircuito che si sviluppa istantaneamente provoca lo scatto delle protezioni magnetotermiche/differenziali dell’impianto e comporta un rischio gravissimo di distruzione della pista di massa della sonda e dello strumento, con potenziale proiezione di schegge o arco elettrico.

- Caso B — Coccodrillo di massa sul NEUTRO: Apparentemente non si crea un cortocircuito netto tra fase e terra, ma si pone in parallelo la Terra locale di laboratorio con la Terra di cabina attraverso la linea di neutro. A causa della differenza di potenziale e dell’impedenza di linea tra le due terre, lungo la calza (non pensata per uno scopo del genere) schermante della sonda inizierà a scorrere una corrente di circolazione non desiderata. Tale corrente può indurre rumore e disturbi vari e può far scattare intempestivamente gli interruttori differenziali a monte e nei casi di forte sbilanciamento potrebbe rompere lo strumento. In realtà, anche se la circolazione parassita non fosse tale da far scattare dette protezioni, la misura sarebbe comunque poco significativa
- Caso C.- Differenze di tensione tra le masse dei canali: durante la ricerca guasti può capitare che si metta il coccodrillo di riferimento dell’oscilloscopio tra punti a tensione diversa (inverter, switching, ecc) ed in quel caso potremmo far passare correnti pericolose chiuse a massa dallo strumento. Questo è il motivo, spesso richiamato all’interno della norma CEI 11-27, circa l’importanza per quanto riguarda gli impianti “complessi” di avere a disposizione schemi di distribuzione e dei circuiti di comando. Infatti anche la misura non può e non deve essere fatta a caso, ma scaturita da una approfondita analisi degli schemi elettrici ed eventualmente dei service manual (e quindi le procedure imposte devono far sì che siano catalogati e resi disponibili)
Le soluzioni sicure e pericolose: come deve orientarsi un profilo PES degno di tale nome. Il “flottaggio” dello strumento: una trappola che viola Dlgs 81/08 e CEI 11-27
Di fronte alle problematiche dei cortocircuiti esaminate nei tre casi precedenti, la tentazione classica di molti tecnici smanettoni ed improvvisati è quella di scollegare il polo centrale di terra (PE) dell’oscilloscopio. Elettricamente, questa pratica risolve apparentemente il corto verso terra: la corrente non ha più un percorso di ritorno diretto attraverso la spina dell’oscilloscopio. Tuttavia, dal punto di vista della sicurezza elettrica, si tratta di una manovra gravissima e inammissibile, in quanto potremmo avere la carcassa in tensione ed in caso di corto se l’operatore toccasse la carcassa metallica o anche il connettore della sonda, si potrebbe chiudere il circuito verso terra (attraverso l’operatore).
Dal punto di vista di tutto il panorama legislativo e normo-tecnico, questa manovra costituisce una palese violazione esponendo il lavoratore ad una situazione di pericolo elevatissimo (la magnitudo è sempre elevatissima in questi casi), portando quindi alla sospensione immediata dell’attività in corso.
Le metodologie operative e le soluzioni tecniche idonee
Per effettuare misure in sicurezza su apparecchiature collegate alla rete o su circuiti di potenza, occorre ricorrere a soluzioni compatibili con quanto disposto dal Dlgs 81/08, dalla CEI 11-27 e dalle relative norme di prodotto, in modo che venga garantito l’isolamento galvanico e la corretta configurazione di misura:
- Sonde differenziali ad alta tensione: Rappresentano la soluzione professionale ideale. Sono progettate per rilevare, attenuare e trasmettere all’ingresso dello strumento la sola differenza di potenziale elettrico esistente tra due nodi generici di un circuito, mantenendo i canali di misura galvanicamente isolati dalla massa di terra dell’oscilloscopio. L’unico neo è che sono relativamente costose, anche se sicuramente trascurabile rispetto ad un infortunio grave.
- Trasformatori di isolamento dedicati: Alimentando l’apparato oggetto di prova e verifica tramite un trasformatore di isolamento svincolando galvanicamente il circuito dalla rete di distribuzione. Qualora si opti per questa configurazione, è essenziale evidenziare i punti di alimentazione privi di riferimento a terra per mantenere il controllo del rischio nel posto di lavoro.
- Oscilloscopi a batteria o a canali isolati: Gli strumenti portatili alimentati a batteria o i modelli da banco con architettura a canali isolati galvanicamente tra loro permettono di eseguire dette misure in totale sicurezza.
Conclusioni: Il valore del prerequisito conoscitivo per la qualifica di PES
La norma CEI 11-27 fornisce un quadro procedurale rigoroso per la gestione dei ruoli (GI, RI, GL, RLE) e delle tipologie di lavoro o controllo funzionale (misure e prove). Tuttavia, come stabilito dall’articolo 4.12.1 della norma, l’attribuzione del profilo professionale di PES (Persona Esperta) da parte del Datore di Lavoro non si basa semplicemente sull’aver frequentato un corso di formazione, ma richiede tre requisiti fondamentali interconnessi: istruzione (conoscenze di elettrotecnica), esperienza pratica e idoneità personale.
Nei corsi di formazione per l’analisi del rischio elettrico è fondamentale fornire gli strumenti concettuali affinché la Persona Esperta sia in grado di dominare il rischio elettrico reale, trasformando le conoscenze teoriche in tutela concreta della propria e dell’altrui incolumità.
L’approccio teorico-pratico non è assolutamente una invenzione dello scrivente essendo già nota (senza alcuna lontanissima presunzione di paragone) dall’immenso Leonardo da Vinci, il quale asseriva: «Quelli che s’innamorano di pratica sanza scienzia son come ‘l nocchiere ch’entra in navilio sanza timone o bussola, che mai ha certezza dove si vada». A distanza di anni, detta frase non solo è ancora vera, ma assume un ruolo particolarmente significativo proprio per il Rischio Elettrico, dove ogni manovra, anche quella apparentemente più banale deve essere supportata da solide basi teoriche.
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Ing. Daniele Longo



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