Source: https://it.scribd.com/doc/128731282/Impianti-Di-Terra-Bticino
Timestamp: 2020-01-21 23:01:54+00:00
Document Index: 79856706

Matched Legal Cases: ['art. 5', 'art. 5', 'art. 7', 'art. 7', 'arte 4', 'art. 413', 'arte 2', 'arte 707', 'art. 1', 'art. 2', 'art. 2', 'art. 5', 'art. 9', 'art. 14', 'art. 14', 'art. 14']

SalvaSalva Impianti Di Terra - Bticino per dopo
Concetti generali e definizioni Esempi operativi TT, TN nel residenziale, terziario e industriale Protezione catodica contro la corrosione
PROFESSIONAL CLUB 12
BTICINO s.p.a. - Aprile 1999
Premessa Principi e concetti generali Ia parte Definizioni
Massa Massa estranea Conduttore di protezione Conduttore equipotenziale principale Conduttore equipotenziale supplementare Collettore principale di terra Dispersore intenzionale Dispersore di fatto Corrente di guasto a terra Tensione di terra Tensione di passo e di contatto Impianto di terra di protezione Impianto di terra di funzionamento Sistema di protezione contro i fulmini Captatore Calata Protezione catodica Anodo galvanico Scala galvanica
Classificazione dei sistemi in base al modo di collegamento a terra
Sistema TT Sistema TN Sistema IT
Criteri di realizzazione dell'impianto di terra
Tipologia dei sistemi disperdenti Dispersore a maglia o a griglia Resistenza di terra Influenza della corda di collegamento come dispersore Dimensionamento dellimpianto di terra Correnti di guasto nei sistemi di I categoria Correnti di guasto nei sistemi di II e III categoria Dimensionamento dei conduttori di terra Dimensionamento dei conduttori equipotenziali
IIa parte - Esempi operativi
Unit abitativa singola Condominio Ambulatorio di tipo A: Gabinetto dentistico Cabina di trasformazione MT/BT Fabbricato ad uso terziario Complesso industriale
IIIa parte - Prevenzione della corrosione mediante protezione catodica 69
Premessa Corrosione Corrosione chimica Corrosione batterica Corrosione galvanica Corrosione per correnti disperse Proezione catodica Inconvenienti della protezione catodica Esempi di protezione catodica Normativa vigente in tema di protezione catodica Bibliografia
Natura del terreno Tabelle dei dispersori Esempio di calcolo di Zg La terra globale
Con lentrata in vigore della Legge 5 marzo 1990 n46, limpianto di terra divenuto oggetto di particolare attenzione, sia dal punto di vista normativo che da parte degli operatori del settore, richiamati ad una realt di regola darte forse un po trascurata, specialmente nel settore civile. Il DPR 547 imponeva limpianto di terra come sistema di prevenzione dai contatti indiretti gi nel lontano 1955 ma, applicandosi il Decreto praticamente al solo lavoro dipendente ed assimilato, limpianto di terra nel settore residenziale era di fatto una mosca bianca. La situazione non si modific sostanzialmente fino al 1990, malgrado la Legge 186/68 avesse di fatto attribuito forza di legge alle Norme del Comitato Elettrotecnico Italiano: il disinteresse generale, la mancanza di coordinamento e la scarsa competenza elettrica del settore edile, i soliti furbi contribuirono al protrarsi della situazione fino alla soglia degli anni 90. Paradossalmente, lentrata in vigore del regolamento di attuazione della Legge 46/90, cio il DPR 447/91 ed in particolare il suo art. 5 comma 8, complic la vita degli addetti ai lavori , ingenerando discussioni a non finire e forti dubbi di carattere tecnico e, quel che peggio, di carattere giuridico, con pareri tuttora non allineati. Senza voler qui entrare nel merito, peraltro gi trattato in altri documenti Bticino, richiamiamo le conclusioni che attengono alloggetto della presente memoria. Limpianto di terra non obbligatorio, ai sensi dellart. 5 comma 8 del DPR 447/91, solo per gli impianti residenziali preesistenti allentrata in vigore della legge 46/90 (13 marzo 1990) che ne risultino privi, in quanto ritenuti gi adeguati se: dotati di interruttore differenziale con sensibilit 30 mA o 10 mA dotati di idonei dispositivi di sezionamento allorigine dellimpianto adeguatamente protetti contro le sovracorrenti adeguatamente protetti contro i contatti diretti. La Legge e le Norme tecniche da essa richiamate si rispettano alla lettera (art. 7) compatibilmente con la disciplina preesistente, per esempio per quanto attiene la prevenzione infortuni negli ambienti di lavoro subordinato e assimilati. Tutte le discussioni e le interpretazioni al riguardo dellincompatibilit del regolamento di attuazione con lart. 7 della legge 46/90 (fonte di diritto primario) e la selva dei pareri autorevoli sono poco produttive dal punto di vista operativo e ingenerano confusione. In conclusione, coniugando buona tecnica e buon senso, si consiglia di adeguare subito per esempio le utenze condominiali ed eventualmente i luoghi di lavoro (se ce ne fossimo dimenticati dal lontano 1955), realizzando senzaltro un efficiente impianto di terra che comunque andrebbe realizzato obbligatoriamente anche nelledilizia residenziale, dopo i termini di scadenza per ladeguamento, al primo intervento sullimpianto che richiedesse la dichiarazione di conformit (scadenza 31/12/1998). In alternativa allimpianto di terra e solo per i sistemi di I categoria la protezione contro i contatti indiretti pericolosi pu essere realizzata, ove previsto e consentito, con metodologie cosiddette passive previste dalla Norma CEI 64-8/4. Il presente documento ha come oggetto la realizzazione dellimpianto di terra in conformit alla regola darte, tenendo in considerazione funzionalit, affidabilit e sicurezza con particolare riguardo alla normativa tecnica vigente in materia ed in particolare le Norme CEI 64-8/4/5, la Norma CEI 11-8 (in vigore fino al 31/05/00, dal 31/05/99 inglobata nella nuova CEI 11-1) e la Guida CEI 64-12.
Principi e concetti generali
Le caratteristiche di un impianto elettrico devono essere tali da assicurare tre fondamentali esigenze: la sicurezza delle persone contro il pericolo dellelettricit il corretto funzionamento in base alluso previsto ed alle condizioni effettive di esercizio lefficienza funzionale in termini prestazionali: di servizio e di durata. Componente fondamentale per la sicurezza degli impianti elettrici, a qualunque categoria appartengano (alta, media o bassa tensione) limpianto di terra, correttamente coordinato con le relative protezioni. Il concetto di coordinamento con le protezioni fondamentale: come tutti sappiamo fin troppo bene, prima della comparsa degli interruttori differenziali, che risale ai primi anni 70, dai contatti indiretti ci si difendeva imponendo allimpianto di terra valori i pi bassi possibile. Famoso era il limite massimo di 20 ohm imposto dal DPR 547, del cui fantasma ci siamo liberati soltanto di recente: eppure capitava che in impianti con resistenze inferiori allohm si morisse ugualmente, senza magari capire il perch. Oggi, grazie agli studi ed ai lavori appassionati e competenti di molti, sappiamo che una corrente di guasto a terra va interrotta in tempi brevi, perch il potenziale assunto dalle masse in caso di guasto pu essere pericoloso anche con terre di valore bassissimo: addirittura si dimostra semplicemente che un basso valore di resistenza dellanello di guasto nei sistemi TT a favore della sicurezza solo se il neutro del Distributore ha una resistenza sensibilmente pi elevata dellimpianto dellUtente, fatto che si verifica praticamente soltanto in caso di trasformatori da palo nelle campagne, quasi mai nei centri urbani. Limpianto di terra classificabile in relazione alla funzione svolta in impianto di protezione e di funzionamento. In ogni caso, si raccomanda che tutte le parti dellimpianto (masse, masse estranee, centro stella dei trasformatori, scaricatori, circuiti e sistemi antidisturbo) vengano collegate ad un unico impianto di terra, comprese le parti interessate degli impianti complementari di ascensore e di protezione contro i fulmini. E possibile collegare ad impianti di terra distinti le masse non simultaneamente accessibili (Norma CEI 64-8 IV edizione, parte 4 art. 413.1.1.2) ossia poste a distanze maggiori rispetto ai limiti convenzionali definiti a portata di mano, quindi senza luso di attrezzi o prolunghe conduttrici. Questi limiti sono: 2 m in orizzontale 2,50 m in verticale 1,25 m se entrambe le parti sono oltre il volume di accessibilit (parte 2 voci 23.10 23.11). Le parti simultaneamente accessibili da una persona vengono considerate, ai fini della sicurezza, le parti conduttrici quali: parti attive masse e masse estranee superfici quali pareti e pavimenti con resistenza minore di 50 k fino a 500 V e 100 k per tensioni superiori conduttori di protezione e collettori.
Parametri per il dimensionamento Per la corretta realizzazione di un impianto di terra occorre considerare preliminarmente: il tipo di sistema di distribuzione e di impianto la massima corrente di guasto, che limpianto deve essere in grado di disperdere le caratteristiche del terreno, che non ha conducibilit infinita il coordinamento con la parte strutturale Il metodo di protezione contro i contatti indiretti, atto a garantire la sicurezza delle persone da parti conduttrici accidentalmente in tensione, mediante limpianto di terra e l'interruzione automatica dell'alimentazione la tecnica pi comunemente usata e sempre applicabile. La messa a terra lunica metodologia ammessa per impianti alimentati da sistemi di II e III categoria, ossia con tensioni nominali maggiori di 1000Vc.a. e 1500Vc.c. Nei sistemi di I categoria sono applicabili altri metodi di difesa contro i contatti pericolosi, e precisamente: linstallazione di tutti i componenti accessibili di classe II o con doppio isolamento equivalente (fig. 1) la separazione elettrica mediante trasformatore di isolamento (fig. 2)
Trasformatore d'isolamento VN 500 V
Isolamento 1000 x V
Sviluppo massimo dei circuiti
(metri) MAX 500 m
Gestione dei sistemi di distribuzione rispetto al terreno
In linea di principio, con riferimento alla figura 2.a, possiamo affermare che una linea in tensione presenta, rispetto al terreno a potenziale zero, una capacit che dipende dalla estensione della linea e dalla sua distanza dal terreno, a parit di costante dielettrica (il dielettrico laria). In caso di guasto a terra di una fase della linea, si stabilisce fra il generatore ed il punto di guasto una corrente Ig che, per la Legge di Ohm, uguale alla tensione del sistema verso terra diviso limpedenza del circuito di guasto: trascurando per semplicit limpedenza del sistema linea-generatore e considerando solamente limpedenza verso terra (Z = 1/C) la Ig si pu calcolare come segue: Ig = V/Z = CV Se il sistema di distribuzione non ha tensioni elevatissime e non molto esteso, la corrente di guasto si mantiene piuttosto bassa: per esempio, nei sistemi di II categoria la Ig vale qualche centinaio di ampere. (Se la capacit del sistema verso terra si annullasse, la Ig diverrebbe zero). Per contro, durante il guasto, si possono manifestare sovratensioni importanti, anche fino a 5 volte la tensione nominale del sistema.
Linea in tensione
Capacit distribuita lungo la linea
Ora, un corpo conduttore com la linea elettrica di fig. 2.a costituisce sempre un condensatore rispetto al terreno: tuttavia gli effetti della capacit si possono rendere praticamente nulli in maniera molto semplice (fig. 2.b)
Nel primo caso in figura, la capacit viene cortocircuitata collegando francamente a terra un punto qualunque del sistema: questo punto, in figura, coincide con il neutro del trasformatore o del generatore, ma non lunico modo possibile. Con questo provvedimento si ottiene Z = 0. Nel secondo caso, tra il neutro e la terra viene inserita una bobina (cio uninduttanza L) calcolata in modo da costituire con la capacit del sistema un circuito antirisonante: in questo modo si ottiene una impedenza Z infinita, ossia un circuito aperto. Nel nostro Paese, nei sistemi di III categoria il neutro collegato francamente a terra: ci comporta valori di corrente di guasto elevati e modeste sovratensioni: tenuto conto del costo del coordinamento dellisolamento nei sistemi a 230/400 kV, questo si rivela il modo pi economico di gestire le reti AT. Nei sistemi di II categoria il guasto monofase a terra il pi frequente e di solito temporaneo. Una corrente di guasto relativamente debole a favore della sicurezza, sia rispetto alla continuit del servizio sia, soprattutto, rispetto al coordinamento delle protezioni nelle cabine di trasformazione MT/BT, come vedremo nel seguito della memoria. Per contro, i costi derivanti dai fenomeni di sovratensione sono sopportabili, specialmente per tensioni di 15 -30 kV. Pertanto, i sistemi di II categoria nel nostro Paese sono a neutro isolato. Dove la continuit del servizio importante, si collega a terra il neutro attraverso una induttanza antirisonante, riducendo la corrente di guasto a valori bassissimi e di conseguenza limitando drasticamente il numero di interventi delle protezioni. Nei sistemi di prima categoria si impiegano entrambi i modi di gestione del neutro: il collegamento a terra garantisce la simmetria delle tensioni stellate ed il metodo pi diffuso; lisolamento del neutro da terra garantisce la continuit del servizio anche in caso di primo guasto a terra, ed il pi usato dove linterruzione del servizio possa costituire pregiudizio per la sicurezza delle persone: in molti casi, come vedremo, questo altres il sistema pi sicuro contro i contatti indiretti, a patto per che la corrente di guasto sia limitata a valori bassissimi (qualche mA). Le Norme CEI identificano i due modi di gestione del sistema rispetto a terra: a) con la lettera I per il caso di isolamento da terra o di collegamento a terra attraverso unimpedenza; b) con la lettera T per il caso di collegamento franco a terra.
Gestione degli impianti di utenza rispetto al terreno Guardiamo insieme la figura 2.c:
R uomo Collegam. franco a terra
R addizionale
In caso di contatto di una persona (o di un animale) con un punto o una linea in tensione, la differenza di potenziale fra la linea ed il terreno stabilisce una corrente di circolazione attraverso il corpo, che si richiude sul punto di origine del sistema elettrico di alimentazione. Questo circuito viene detto anello di guasto. Il rischio per le persone e per gli animali dipende, com noto, dallintensit della corrente che attraversa il corpo: questo valore dato, per la Legge di Ohm, dal rapporto fra la tensione del sistema verso terra e la resistenza del corpo. Quanto pi elevata la corrente, tanto maggiore il rischio. Per ridurre lintensit della corrente che attraversa il corpo umano in caso di contatto con una parte in tensione si possono seguire, in prima approssimazione, due strade: La prima consiste nel cortocircuitare la R uomo con un collegamento franco a terra del punto in tensione, stabilendo in tal modo un percorso preferenziale per la corrente al di fuori del corpo stesso. Questo metodo, che consiste in pratica nel collegare a terra le parti che possono andare accidentalmente in tensione (masse) di gran lunga il metodo pi usato per la protezione contro i contatti indiretti, bench si possano impiegare, come vedremo nel seguito della memoria, metodi ancor pi efficaci ma solo in casi particolari. Il collegamento ad una terra locale, separata da quella del sistema di distribuzione viene designato nella normativa vigente con la lettera T, mentre il collegamento diretto alla terra del sistema, quando disponibile, viene designato con la lettera N. La seconda strada consiste nel collegare in serie al corpo umano una resistenza: in questo modo la tensione totale verso terra si ripartisce fra la persona e la R addizionale con le regole del partitore di tensione e la corrente che attraversa la resistenza equivalente (R corpo + R addizionale) si riduce. In particolare, se la R addizionale infinita, la corrente si annulla e con essa il rischio (luoghi non conduttori).
La resistenza del corpo umano non costante, dipendendo da moltissime variabili e, in uno stesso individuo, almeno dal percorso della corrente, dalle condizioni ambientali, dalla superficie di contatto degli elettrodi e dalla tensione: per restare al percorso, quelli pi comuni sono considerati il percorso mano-mano e quello mano-piedi. Il primo considerato meno pericoloso perch di resistenza maggiore del secondo e perch la probabilit di innescare la fibrillazione cardiaca inferiore. Quando il percorso pu essere sensibilmente modificato per la presenza di grandi superfici conduttrici (luoghi conduttori ristretti) occorrono provvedimenti particolari di protezione. Inoltre, in serie alla resistenza del corpo umano Rc si considera anche una resistenza addizionale, dovuta al fatto che i nostri piedi poggiano su superfici di differente resistivit (pavimenti variamente rivestiti, terreno agricolo, ecc). Questa resistenza addizionale Rtc assunta pari a 1000 negli ambienti ordinari ed a 200 negli ambienti particolari (p. es. cantieri, locali ad uso medico). Se la resistenza addizionale diminuisce per effetto di un elemento conduttore affiorante (massa estranea) aumentano le condizioni di rischio ed occorre adottare provvedimenti particolari (un collegamento equipotenziale).
Ia parte Definizioni
Componente dellimpianto elettrico normalmente non in tensione ma che pu andare in tensione in caso di guasto. Classificazione dei componenti elettrici I componenti elettrici vengono classificati in relazione alle loro caratteristiche di protezione contro i contatti indiretti in: Componente di classe 0 Il componente munito solo di isolamento principale. Componente di classe I Componente che presenta oltre allisolamento principale un morsetto o altro dispositivo per il collegamento delle masse al conduttore di protezione. Componente di classe II Dotato di doppio isolamento o di isolamento rinforzato e privo di morsetto di terra. Tali componenti sono muniti di un simbolo a doppio quadratino concentrico che ne attestano le succitate caratteristiche. In particolare le condutture di classe II sono quelle realizzate in uno dei seguenti modi: 1. Cavi con guaina non metallica con tensione nominale di isolamento maggiore di una grandezza rispetto al sistema elettrico servito. Per esempio in un sistema 230/400 V, per cui sarebbe sufficiente un cavo avente un grado di isolamento 300/500 V, un cavo 450/750 V. 2. Cavi unipolari senza guaina installati in tubi protettivi o canale isolante purch abbiano un grado di isolamento U0/U superiore di almeno un gradino rispetto alla tensione di esercizio del sistema. 3. Cavi con guaina metallica con grado di isolamento adeguato al sistema servito tra parte attiva e guaina e tra questa e quella esterna non metallica. Componente di classe III Componente ad isolamento ridotto da utilizzarsi in sistemi SELV o PELV.
isolamento principale morsetto di terra
isolamento rinforzato (H07 nei sistemi 230/400 V)
tubo protettivo isolante
isolamento principale (H05 nei sistemi 230/400 V)
Circuiti a bassissima tensione I circuiti appartenenti a sistemi elettrici di categoria 0 si suddividono in tre tipologie in relazione alla protezione contro i contatti indiretti: SELV e PELV non presentano tensione di contatto oltre il limite convenzionale di sicurezza e sono dotati di caratteristiche tali per cui non necessitano di protezione contro i contatti indiretti; FELV presentano caratteristiche che richiedono un collegamento delle masse allimpianto di terra del circuito primario di protezione contro i contatti indiretti. SELV Circuiti a bassissima tensione di sicurezza alimentati da sorgente di sicurezza (trasformatori di sicurezza, gruppo motore-generatore con isolamento equivalente, batteria, ecc.). Condutture separate da circuiti appartenenti ad altri sistemi elettrici (classe II o i conduttori degli altri circuiti separati da uno schermo messo a terra). Le parti attive e le masse dei circuiti SELV non devono essere collegate a terra o a parti in tensione di altri circuiti. Le spine non devono poter entrare nelle prese di altri sistemi e non devono avere contatti di terra.
SELV protezione dai contatti diretti e indiretti
PELV I sistemi a bassissima tensione di protezione PELV hanno le stesse caratteristiche dei circuiti SELV, con lunica differenza di poter avere un punto a terra. Anche nei sistemi PELV non occorre protezione contro i contatti indiretti. I circuiti SELV e PELV alimentati con tensione nominale non superiore a 25V a.c. o 60V d.c. non necessitano in ambienti ordinari neppure di protezione contro i contatti diretti.
PELV protezione dai contatti diretti e indiretti
FELV I circuiti a bassissima tensione funzionale FELV, che non rispondono ai requisiti di isolamento della sorgente e delle condutture previsti per i circuiti SELV e PELV, devono avere, per assicurare la protezione contro i contatti indiretti, una parte attiva o le masse collegate allimpianto di terra del circuito primario.
FELV protezione dai contatti diretti e indiretti (masse FELV collegate al PE del circuito primario)
V max. 500 V 2m
R 50 k R k
R 50 k k
Protezione per mezzo di luoghi non conduttori
Protezione per mezzo di collegamento equipotenziale locale non connesso a terra
La struttura metallica del lampadario una massa in quanto accessibile
La gabbietta metallica di protezione di una lampada portatile non una massa, poich separata dalle parti attive da un isolamento doppio o rinforzato
La ringhiera metallica sulla quale installato permanentemente un cavo dell'impianto elettrico una massa
Il tavolo metallico sul quale sono installati componenti dell'impianto elettrico (tavolo elettrificato) una massa; il cassetto metallico, che pu andare in tensione solo perch in contatto con il tavolo, non una massa
Il tavolo metallico che porta apparecchi di classe I e di classe II non una massa
La controsoffittatura metallica, sulla quale passa una conduttura elettrica in tubo protettivo metallico o isolante, non una massa
Elemento conduttore, non necessariamente facente parte dellimpianto elettrico, che pu introdurre il potenziale di terra o altri potenziali.
In questi locali le tubazioni metalliche possono introdurre potenziali pericolosi provenienti per esempio dal vicino di casa: per questo il collegamento EQS va sempre fatto anche se la resistenza di isolamento della massa estranea superiore a 1000
Negli ambienti ordinari una massa estranea tale se la sua resistenza verso terra inferiore a 1000
Negli ambienti speciali, come per esempio un ambulatorio tipo A, una massa estranea tale se la sua resistenza di isolamento inferiore a 200
Secondo l'orientamento normativo internazionale non richiesto il collegamento alla recinzione metallica per evitare propagazioni incontrollate dei potenziali pericolosi
Fig. 19 massa
apparecchio di classe I collegamento equipotenziale
cavi di classe II
massa estranea RT 1 k
Caso particolare in cui richiesto il collegamento equipotenziale in quanto esiste il pericolo di potenziali pericolosi fra la massa di Classe 1 ed il palo che una massa estranea
E il conduttore che collega le masse allimpianto di terra. Nella Norma CEI 64-8 indicato con labbreviazione PE.
Conduttore equipotenziale principale
E il conduttore che collega a terra le masse estranee principali presenti nellarea di influenza dellimpianto elettrico. Nella Norma CEI 64-8 indicato con labbreviazione EQP.
Conduttore equipotenziale supplementare
Il conduttore EQS costituisce un collegamento locale da effettuarsi obbligatoriamente laddove non sussistano le condizioni per linterruzione automatica del circuito in un impianto od in una sua parte, cos come indicate in CEI 64-8 413.1.1.1. Esso pu interessare lintero impianto, una sua parte, un singolo componente od un luogo. Si rammenta che luso del collegamento EQS non dispensa dallobbligo di interruzione automatica per altre ragioni, come p.es. per la protezione contro lincendio. Il collegamento EQS pu essere richiesto per luoghi speciali, come p. es. i locali da bagno, gli ambulatori medici, gli impianti di elaborazione dati con elevate correnti disperse, ecc.
E il punto dellimpianto cui fanno capo i conduttori PE, EQP, ed il conduttore di terra propriamente detto, come definito nel seguito. Nella Norma CEI 64-8 abbreviato con la sigla MT. Tale nodo pu essere realizzato con un semplice morsetto, essendo richiesta soltanto la possibilit di scollegamento dei vari conduttori dellimpianto di terra per misure; tuttavia consigliabile realizzare MT con una barretta forata alla quale i conduttori facciano capo con capicorda numerati.
giunto isolante EQP 10mm2 acqua
Dispersore intenzionale (DA)
E cos definito il dispersore installato al solo scopo di disperdere le correnti di guasto a terra. Esso pu essere realizzato in molti modi differenti, come per esempio: punta in acciaio zincato di forma tubolare o a croce tondino pieno in acciaio ramato corda in rame nudo rigida, in tondo pieno o cordato piattina in rame od acciaio zincato piastra in rame od acciaio zincato Mediante combinazione degli elementi di cui sopra si realizzano impianti disperdenti complessi, quali anelli aperti o chiusi e reti magliate su uno o pi strati. Il dispersore intenzionale abbreviato con la dicitura DA.
Dispersore di fatto (DN)
E il dispersore utilizzato come tale, ma realizzato con scopi differenti dalla sola dispersione delle correnti di guasto. Valga per tutti lesempio dei ferri di armatura dei cementi armati. E abbreviato con la dicitura DN. Luso sistematico dei DN, laddove possibile, consente ovviamente notevoli risparmi sul costo totale dellimpianto elettrico oltre a garantire, in generale, i migliori valori possibili di resistenza di terra.
E la corrente che si stabilisce nel circuito di guasto al verificarsi di un guasto a terra. La sua intensit si calcola come rapporto fra la tensione del sistema verso terra (230V) e limpedenza dellanello di guasto. Il valore dellimpedenza dellanello di guasto coincide con il valore misurabile della Rg nei sistemi TT. Nei sistemi TN tale approssimazione valida solo se si verificano precise condizioni, come p. es. conduttori di sezione modesta (approssimativamente fino a 95mm2) e conduttori di terra posati insieme con i corrispondenti conduttori di fase. In caso tali condizioni non siano verificate, occorre calcolare o misurare leffettiva Zg. Si vedano in proposito gli esempi operativi e le appendici.
Tensione di terra
E la tensione Ut che limpianto di terra assume assieme alle masse ad esso collegate, verso il terreno a distanza infinita, cio a potenziale zero. Tale valore pu sempre essere assunto in via prudenziale, ma non detto che una persona si trovi sempre sottoposta allintera Ut: infatti sufficiente che il contatto avvenga allinterno dellarea di influenza del dispersore perch la U di riferimento sia maggiore di zero e quindi la d.d.p. sia inferiore alla tensione totale di terra Ut.
La tensione di contatto la differenza di potenziale fra la massa di una apparecchiatura, messa in tensione da un guasto, ed il terreno dove si trovano i piedi di un operatore in contatto accidentale con la massa stessa. Tenendo presente che la tensione della massa praticamente uguale a quella del suo dispersore, la tensione di contatto coincide con la d.d.p. fra il dispersore ed il terreno, nel punto in cui si trovano i piedi delloperatore. La stessa tensione si pu stabilire fra il terreno ed una massa estranea. Secondo la definizione della Norma CEI 11-8, per tensione di contatto si intende la tensione mano-piedi, con i piedi a distanza convenzionale di 1m dalla proiezione verticale della massa. La tensione di passo la differenza di potenziale fra due punti del terreno posti alla distanza di un passo, stabilita convenzionalmente dalla Norma CEI 11-8 pari a 1m.
Impianto di terra di protezione
Limpianto di terra di protezione, com noto, ha la funzione specifica di proteggere le persone e gli animali dal rischio di folgorazione conseguente ad un contatto indiretto. In taluni casi efficace altres contro linnesco dellincendio. Come gi evidenziato in premessa, limpianto di terra risulta efficace solamente se coordinato con un dispositivo di protezione che apra il circuito guasto in un tempo prestabilito. Questo tempo dipende dalle caratteristiche di conducibilit elettrica del corpo umano, dalla resistenza verso terra della superficie sulla quale il corpo appoggia e dal valor della tensione cui sottoposto. Tutti questi parametri sono stati oggetto di importanti studi in sede internazionale, grazie ai quali stata prodotta una serie di tabelle che vengono riportate nel seguito.
Curva di sicurezza tensione/tempo tradotta in corrente/tempo
200 100 50 20 10 0,1 0,2 0,3 0,5 1
2 5 10 20 30 50 100 200 500 1000 2000 5000 10000
Corrente nel corpo Ic f = 15 100 Hz fattore di percorso = 1 ( mano sinistra - piedi )
Zona 1 2 3
Effetti fisiologici Abitualmente nessuna reazione. Abitualmente nessun effetto fisiologicamente pericoloso. Abitualmente nessun danno organico. Probabilit di contrazioni muscolari e difficolt respiratoria; disturbi reversibili nella formazione e conduzione di impulsi nel cuore, inclusi fibrillazione atriale e arresto cardiaco provvisorio senza fibrillazione ventricolare, che aumentano con l'intensit della corrente e il tempo. In aggiunta agli effetti della zona 3, si pu innescare la fibrillazione ventricolare. Effetti patofisiologici come arresto cardiaco, arresto respiratorio, gravi ustioni possono presentarsi con l'aumentare dell'intensit di corrente e del tempo.
Tabella 1 - Pericolosit della corrente alternata (15-100 Hz)
Tempi massimi di interruzione della tensione di contatto Utp secondo la Norma CEI 11-1 IX edizione (in vigore dal 31 maggio 1999) per impianti a tensione >1000 V
durata del guasto tF (s) 10 1,1 0,72 0,64 0,49 0,39 0,29 0,20 0,14 0,08 0,04
tensione di contatto ammissibile Utp (V) 80 100 125 150 220 300 400 500 600 700 800
Tempi massimi di interruzione della tensione di contatto Uc e di passo Up secondo la Norma CEI 11-1 VIII edizione (in vigore fino al 31 maggio 2000) per impianti con tensione maggiore di 1000 V
tempo di eliminazione del guasto (s) 2 1 0,8 0,7 0,6 0,5
tensione (V) 50 70 80 85 125 160
Interpolazione lineare per tempi intermedi Verifica Uc e Up non necessaria se UL1,2Uc oppure UL1,8 Uc con disp. anello perimetro max 100m e tutte le masse allinterno ZsIaUo Uco = UoZp/(Zf+Zp) Uco = 0,8Uo/(1+Zf/Zp) Protezione contro la corrosione (CEI 11-37 ,9.5) Interferenze ad alta frequenza (CEI 11-37, 9.6) Dimensionamento termico (CEI 11-37, 10.2) Collegamento del neutro (CEI 11-37 Cap. 4) Tensioni trasferite (CEI 11-37, 5.1) Selettivit rispetto alle protezioni del Distributore
La Norma CEI 11-1 VIII edizione resta in vigore fino al 31 maggio 2000. In essa si considera che i valori delle tensioni massime di passo e contatto sono sempre una frazione della tensione totale di terra Ut. Pertanto nessuna verifica di Uc e Up richiesta quando la tensione totale di terra non supera del 20% il valore massimo ammesso per le tensioni di passo e contatto. Se inoltre limpianto di terra di estensione limitata a 100 m di perimetro ed configurato ad anello chiuso, il valore limite di Ut aumentato fino a 1,8 Uc. La Norma CEI 11-1 IX edizione entra in vigore nel maggio 1999 e coesiste per un anno con ledizione precedente. Per il calcolo dei valori ammissibili delle tensioni di contatto per impianti di alta tensione sono state fatte le seguenti assunzioni: (nota bene: la definizione di media tensione sparita: sono definite come alte tensioni tutte quelle di valore nominale > 1000 V) - percorso della corrente da una mano ai piedi - valore di impedenza del corpo umano avente probabilit pari al 50% di non essere superata dalla popolazione - curva corrente-tempo C2 (fig. 21) - nessuna resistenza addizionale Volendo considerare resistenze aggiuntive in serie al corpo umano, in dipendenza dalla resistenza verso terra nel luogo di sosta e della resistivit del terreno prossima alla superficie, vengono indicati procedimenti di calcolo nellallegato C della norma.
Tipo di pavimento cemento graniglia grs rosso ceramica marmo-cemento marmo moquette grs-ceramica legno
Resistenza a secco (K) minima media massima 3 2 3 3 24 46 77 300 670 200 320 200 400 260 600 370 500 1400 400 750 700 1500 550 1500 1800 1000 1900
Resistenza a umido (K) minima media massima 0,5 0,5 1 2 2 1 76 4 160 2 100 3 60 40 300 360 100 1000 4 400 8 600 150 1250 1700 350 1600
Tabella 2 - Valori della resistenza RTC in relazione al tipo di pavimento
Curva di sicurezza tensione/tempo e tempi massimi di interruzione per i circuiti di alimentazione di utilizzatori di tipo non fisso (Norma CEI 64-8/4 IV ed.)
20 10 1 20 30 40 50 100 92V 200 300 500 1000
2000 1000 500 0,2 s
Curva di sicurezza tensione/tempo e tempi massimi di interruzione per i circuiti di alimentazione di utilizzatori di tipo non fisso per cantieri e strutture zootecniche (Norma CEI 64-8/4 IV ed.)
Tempo di interruzione (s) 0,4 0,2 0,1 0,05
Impianto di terra di funzionamento
Limpianto di terra di funzionamento ha come scopo principale quello di assicurare un corretto funzionamento alle apparecchiature cui connesso. Pu realizzare altres la funzione di impianto di protezione. Esempio tipico di impianto di terra di funzionamento il collegamento a terra del neutro dei trasformatori MT/BT, allo scopo di garantire la simmetria delle tensioni di fase. Un capitolo a parte meritano le apparecchiature di elaborazione dati, quando abbiano una corrente di dispersione che supera il valore 3,5mA (Norma EN 60950 , classificazione italiana CEI 74-2 e sua appendice G). Importanti considerazioni si trovano in CEI 64-8 parte 707. Le prescrizioni contenute in tali documenti valgono altres per apparecchiature di controlli industriali o di telecomunicazione, quando presentino correnti di dispersione elevate dovute p.es. al filtraggio di disturbi a radiofrequenza. E evidente la difficolt di impiegare protezioni differenziali ad alta sensibilit sulle linee di alimentazione di queste macchine. Come vedremo, occorrono provvedimenti speciali per garantire la sicurezza degli operatori e degli impianti.
E il complesso di apprestamenti predisposto ai sensi della Norma CEI 811 per realizzare un parafulmini. La sua sigla convenzionale LPS.
E quella parte di LPS che svolge lo specifico compito di sostenere limpatto del fulmine. I captatori sono perci installati sulle parti delle strutture che si prevede siano colpite dalla scarica atmosferica, come p.es. i tetti degli edifici, le strutture sporgenti, ecc.
E quella parte di LPS che svolge il compito specifico di convogliare le correnti di fulmine dai captatori allimpianto disperdente. Le calate possono essere realizzate con tondini o piattine in rame o acciaio zincato, oppure sfruttando i tondini di armatura delle colonne delle strutture in c.a., purch realizzate a regola darte edilizia: in genere si ritiene sufficiente una corretta legatura, senza necessit di saldature.
Riduzione o annullamento del fenomeno di corrosione ottenuto rendendo il potenziale della struttura pi negativo. La protezione totale quando il potenziale dellintera struttura uguale od inferiore al valore limite al di sotto del quale cessa la corrosione (soglia di immunit).
Elettrodo impiegato per la protezione catodica, costituito da una lega metallica che, nellambiente in esame, risulta elettronegativa rispetto alla struttura da proteggere. Lanodo quella parte di struttura che si consuma: esempio tipico sono gli anodi di sacrificio in zinco posizionati sugli scafi delle barche chiodate in rame per proteggere dalla corrosione lalbero dellelica in acciaio. Dallanodo la corrente elettrica esce verso lambiente. Al contrario, il catodo quello nel quale la corrente entra dallambiente.
E la scala ,detta anche di nobilt, del potenziale elettrochimico dei metalli riferito allidrogeno. I metalli con il potenziale pi elevato (cio i pi nobili) sono quelli che si corrodono meno; i metalli meno nobili, in presenza di metalli a potenziale elettrochimico pi elevato, si corrodono.
Metallo oro platino argento rame piombo stagno nichel ferro cromo zinco titanio alluminio magnesio sodio litio
Potenziale 1.420 1.200 0.799 0.337 -0.126 -0.136 -0.230 -0.409 -0.744 -0.763 -1.630 -1.740 -2.375 -2.711 -3.045
Scala galvanica o di nobilt dei metalli in relazione al loro potenziale elettrochimico riferito all'idrogeno
Ia parte Classificazione dei sistemi in base al modo di collegamento a terra
Sistema TT - Il sistema presenta un polo di alimentazione, per solito il conduttore di neutro di ogni trasformatore o generatore, a terra in cabina dellente distributore e tutte le masse collegate allimpianto di terra dellutilizzatore
Il sistema TT ha un punto collegato direttamente a terra (di solito il neutro) e le masse dellimpianto collegate ad un impianto di terra elettricamente indipendente da quello del collegamento a terra del sistema di alimentazione. Caratteristica peculiare del sistema TT che lanello di guasto si sviluppa nel terreno fra la terra del sistema e quella dellutilizzatore: lanello di guasto una resistenza pura, di valore relativamente elevato. Di conseguenza, la corrente di guasto generalmente di intensit modesta. La resistenza dellanello di guasto Rg viene misurata con il Loop Tester ed la somma della resistenza di terra Ra dellimpianto dutenza pi la resistenza di messa a terra del sistema Rn. A sua volta Ra la somma della resistenza di terra dei dispersori Rt pi la resistenza del conduttore di collegamento a terra delle masse. La Norma CEI 64-8 prescrive che Ra x Ia 50 V dove Ia la corrente che provoca il funzionamento automatico della protezione in 5s. Se la protezione di tipo differenziale, ammesso un tempo di interruzione non superiore a 1 s. Se la condizione non pu essere soddisfatta, ammesso un collegamento EQS.
Il sistema TN ha un punto direttamente collegato a terra (generalmente il neutro) mentre le masse dellimpianto sono collegate a quel punto per mezzo del conduttore di protezione. Si distinguono tre tipi di sistema TN, secondo la disposizione dei conduttori di neutro e di protezione: TN-S: il conduttore di neutro e di protezione sono separati
TN-C-S: le funzioni di neutro e protezione sono svolte da un unico conduttore in una parte del sistema TN-C: le funzioni di neutro e protezione sono svolte da un unico conduttore in tutto il sistema. Il conduttore viene detto PEN.
Sistema TN - Il sistema ha il neutro o altro polo a terra in cabina e le masse collegate direttamente, tramite conduttore di protezione, col polo a terra del generatore
Caratteristica fondamentale del sistema TN che lanello di guasto, per guasto lato BT, si svolge interamente sui conduttori di fase e di protezione ed ha pertanto una impedenza generalmente bassa . La corrente di guasto perci generalmente di valore elevato e questo fatto a favore della sicurezza.
La Norma CEI 64-8 prescrive che Zs x Ia Uo dove: Zs limpedenza dellanello di guasto che comprende la sorgente, il conduttore attivo fino al punto guasto ed il conduttore di protezione fra il guasto e la sorgente Ia la corrente che provoca linterruzione automatica del dispositivo di protezione entro il tempo definito nella tabella che segue in funzione della tensione nominale verso terra Uo, oppure in un tempo convenzionale non superiore a 5s per i circuiti di distribuzione. Uo la tensione nominale in c.a., valore efficace tra fase e terra.
Uo (V) 120 230 400 >400 Tempi massimi d'interruzione per i sistemi TN
Un tempo convenzionale superiore a quello richiesto dalla tabella ma non superiore a 5s ammesso anche per un circuito terminale che alimenti solo componenti fissi, a condizione che, se altri circuiti terminali che richiedono i tempi di interruzione di cui alla tabella sono collegati al quadro di distribuzione o al circuito di distribuzione che alimenta quel circuito terminale, sia soddisfatta una delle seguenti condizioni: limpedenza del conduttore PE tra il quadro ed il punto nel quale il PE connesso al collegamento equipotenziale principale non sia superiore a 50Zs/Uo ; esista un EQS che colleghi al quadro localmente gli stessi tipi di masse estranee indicati per il collegamento EQP e soddisfi al requisito di sezione minima richiesto per il conduttore EQP (met del conduttore PE di sezione maggiore con il minimo di 6 mm2. Si ricorda che non richiesta una sezione superiore a 25 mm2).
Il sistema IT non ha parti attive collegate direttamente a terra, mentre le masse sono collegate a terra. E un sistema IT anche quello nel quale il sistema collegato a terra tramite una impedenza.
Sistema IT - Il trasformatore o il generatore isolato da terra, totalmente o tramite elevata impedenza, e le masse collegate localmente a terra
Caratteristica fondamentale del sistema IT quella di avere anello di guasto teoricamente aperto, e quindi corrente di guasto nulla. Poich in pratica il circuito di guasto si richiude attraverso le capacit che la linea presenta verso terra, la corrente di guasto non nulla, ma assume il valore Ig = CU C U dove
la pulsazione ( = 2 f dove f la frequenza del sistema) la capacit verso terra dei conduttori la tensione del sistema
La Norma CEI 64-8 prescrive per il sistema IT la seguente condizione per la protezione contro i contatti indiretti: Rt x Id 50 dove Rt la resistenza in ohm del dispersore delle masse Id la corrente di primo guasto a terra di impedenza trascurabile Si deve sempre disporre un dispositivo di controllo dellisolamento per indicare il primo guasto a terra, con un segnale sonoro e/o visivo. Dopo il primo guasto a terra, le condizioni di interruzione nel caso di un secondo guasto a terra dipendono dal modo di collegamento a terra: per masse collegate a terra individualmente o per gruppi valgono le condizioni del sistema TT, eccettuata ovviamente la prescrizione di messa a terra del neutro del sistema per masse collegate a terra collettivamente valgono le condizioni del sistema TN.
Quando il neutro non distribuito, deve essere soddisfatta la seguente condizione: ZsU/2Ia e quando il neutro distribuito Zs'Uo/2Ia dove Uo la tensione nominale in c.a., valore efficace verso terra U la tensione nominale in c.a. valore efficace concatenato Zs limpedenza dellanello di guasto costituito dal conduttore di fase e dal PE Zs' limpedenza dellanello di guasto costituito dal neutro e dal PE Ia la corrente che interrompe il circuito entro il tempo di cui alla tabella che segue, ovvero entro 5s nei casi in cui permesso (vds. TN)
Tensione nominale all'impianto Uo/U (V) 120/240 230/400 400/690 580/1000
Tempo di interruzione (s) Neutro non distribuito Neutro distribuito 0,8 5 0,4 0,8 0,2 0,4 0,1 0,2
Note: 1 Per le tensioni che sono entro la banda di tolleranza precisate nella Norma CEI 8-6 si applicano i tempi di interruzione corrispondenti alla tensione nominale. 2 Per valori di tensione intermedi si sceglie il valore prossimo superiore della tabella.
Tempo d'interruzione massimo nei sistemi IT (secondo guasto)
Se i tempi della tabella non possono essere rispettati, si deve applicare un collegamento equipotenziale supplementare o, in alternativa, una protezione differenziale su ciascun circuito (vedere anche pag. 31).
Ia parte Criteri di realizzazione dell'impianto di terra
Per realizzare correttamente un impianto di terra occorre preliminarmente considerare diversi fattori, che insieme concorrono a realizzare un impianto efficiente e durevole. Parametri fondamentali a questo proposito sono: il tipo di sistema di distribuzione, TT, TN o IT, per ciascuno dei quali la Norma CEI 64-8 fornisce, come abbiamo visto nelle definizioni, specifiche prescrizioni per il coordinamento con le relative protezioni; lintensit della massima corrente che limpianto deve disperdere, da cui dipendono sia le prescrizioni per la sicurezza sopra richiamate, sia il dimensionamento dei conduttori dellimpianto; per sistemi di II e III categoria, tale valore deve essere richiesto allEnte Distributore, mentre nei sistemi di I categoria deve essere calcolato. In genere, il calcolo piuttosto laborioso: nella trattazione vengono forniti i criteri per i calcoli ed inoltre alcuni valori tabellari, da impiegare quando possibile. In linea di massima si pu affermare che, ai sensi della Legge 46/90, il compito di calcolare tali valori demandato al Progettista: tuttavia, si rammenta che nei cantieri il progetto non richiesto, e quindi linstallatore deve essere in grado di cavarsela da s anche in presenza di un sistema TN; le caratteristiche del terreno, da cui dipende il tipo di dispersore in relazione al valore di Rt che necessario ottenere; cos, in funzione del tipo di terreno e a parit di altre condizioni, si dovr stabilire se per ottenere un determinato valore di Rt sia sufficiente un semplice dispersore a picchetto ovvero una complessa rete magliata. i problemi di coordinamento con la parte strutturale, da cui pu dipendere per esempio il tipo di dispersore in dipendenza della disponibilit o meno dei ferri di armatura dei cementi armati, con tutte le problematiche relative ai tempi di intervento dellInstallatore, ecc. Si rammenta che, impiegando come dispersore una rete elettrosaldata, essa deve avere dimensioni del tondino non inferiori a 1,8 mm.
Tipologia dei sistemi disperdenti
Si riportano di seguito alcuni esempi pratici di realizzazione di sistemi disperdenti, che certamente sono ben noti agli Installatori, a titolo di promemoria.
ESEMPI DI DISPERSORI
1 Collegamento ai
ferri dei pilastri
Il dispersore ad anello perimetrale collegato ai ferri dell'armatura del calcestruzzo di fondazione che in tal modo fungono da dispersore naturale
2 Dispersore ad anello
3 Integrazione con
interrato a circa 1m dal perimetro dell'edificio
Corda di rame nuda sezione 35 mm 2 ricoperta per circa 30 cm con terreno vegetale (humus)
Picchetti infissi verticalmente nel terreno e connessi a corda interrata come al punto 2
Dispersore a maglia o a griglia
E costituito da una griglia interrata alla profondit di 50/80 cm in rame o acciaio zincato a caldo. In terreni corrosivi pu essere opportuno limpiego di rame stagnato, o ricoperto di piombo o di acciaio ramato. Lalluminio non ammesso come dispersore perch non resiste alla corrosione. La dimensione delle maglie generalmente compresa fra 6 e 12 m, ma pu essere maggiore nelle zone vaste, o inferiore in dipendenza di prescrizioni particolari dellEnte Distributore p.es. nei punti di consegna a MT. Le maglie possono essere quadrate o rettangolari: questultima configurazione migliore nei confronti delle tensioni di contatto: allo scopo di ridurre le tensioni di passo e contatto, infatti raccomandabile una rete impostata su file parallele a maglie lunghe e strette, nella quale i conduttori trasversali non sono estesi oltre la necessit del collegamento a terra delle masse. Si ricorda che le situazioni critiche si hanno, generalmente, ai bordi dellimpianto, dove il potenziale di terra scende dal valore Ut della maglia a zero. Il dispersore a maglia generalmente impiegato nelle cabine di trasformazione MT/BT, nelle sottostazioni, nelle stazioni e nelle centrali di produzione di energia elettrica, nelle quali pu essere assai complesso e realizzato su pi piani interrati; largamente usato altres negli impianti civili e industriali di grande potenza ed in genere laddove si deve prevedere installazioni successive di componenti che richiedono il collegamento a terra. Il dimensionamento termico viene calcolato con la formula indicata nel par. 2.2.07 della Norma CEI 11-8, la quale limita la temperatura finale di un conduttore interrato a 400 C con T iniziale di 30 C. La Norma indica altres le dimensioni minime raccomandate per gli elementi intenzionali: comunque sempre opportuno dimensionare tali elementi in relazione al valore della corrente effettiva da disperdere. I valori minimi di cui sopra sono riportati nelle tabelle che seguono: si fa rilevare che la dimensione minima delle corde elementari per i conduttori cordati fondamentale ai fini della resistenza alla corrosione.
Dimensioni dei singoli elementi del dispersore
Z mm Z mm
Zincato Ramato
S 50 S 50 S 35 S mm2
S 100 S 50 S 50 S mm2
1,8 mm S 50 S mm2 S 35
2,5 40 3 30
20 Acciaio zincato 15 Acciaio ramato 15 Rame
Dimensione ( mm ) Sezione ( mm 2 )
Acciaio zincato a caldo a Norme kA CEI 7-6 ( * )
Rame kA
Spessore sezione
3 100 50 1,8 50 40 2,5 294 20 5 50 >250 19,5 3,9 7,8 3,9
3 50 35 1,8 35 30 3 250 15 5 50 >250 50 50 50 50
Tondino o conduttore massiccio Conduttore cordato Picchetto a tubo ** Picchetto massiccio ** Picchetto in profilato
Sezione Diametro fili elementari sezione Diametro esterno Spessore sezione diametro esterno Spessore Dimensione trasversale minima sezione
Anche acciaio senza rivestimento protettivo, purch con spessore aumentato del 50% e con sezione minima 100 mm2 (**) Dimensioni allo studio
CRITERI DI SCELTA DEL SISTEMA DI DISPERSIONE
SONO DISPONIBILI: ELEMENTI DI FATTO AFFIDABILI E IN QUANTITA' SUFFICIENTE
REALIZZARE DISPERSORE CON SOLI ELEMENTI DI FATTO
PREVEDERE ANCHE L'USO DI ELEMENTI INTENZIONALI
LO STRATO SUPERFICIALE DEL TERRENO DISPONIBILE HA BASSA RESISTIVITA'
COMPLETARE IL DISPERSORE CON ELEMENTI ORIZZONTALI
UTILIZZARE ELEMENTI VERTICALI DI TIPO COMPONIBILE SE GLI STRATI PIU' PROFONDI SONO A BASSA RESISTIVITA'
INTERCONNESSIONE TRA ELEMENTI DEL DISPERSORE (GUIDA CEI 64-12) SISTEMA TN
CONDUTTORE DI INTERCONNESSIONE TRA I DISPERSORI
E' NECESSARIO IL SUO CONTRIBUTO COME DISPERSORE ?
IL TERRENO E' CHIMICAMENTE AGGRESSIVO ?
ESISTE UN CUNICOLO DI POSA GIA' PREVISTO PER GLI ALTRI USI ?
POSA NEL CUNICOLO
POSA A CONTATTO COL TERRENO (NUDO) CON DIMENSIONI DA DISPERSORE
POSA CON CONDUTTORE NUDO INTUBATO O CON CONDUTTORE ISOLATO
La resistenza di terra costituita dalla resistenza del dispersore Rt ( a cui si aggiunge la resistenza trascurabile del PE) al quale vengono connesse le masse e le masse estranee dellimpianto, per il quale la terra lavora (sistema TT) o non lavora quando lanello di guasto si richiude metallicamente attraverso il conduttore di terra di protezione (sistema TN). Il valore di Rt si determina praticamente come segue:
METODO PRATICO PER LA DETERMINAZIONE DELLA RESISTENZA DI TERRA NEI SISTEMI TN (GUIDA CEI 64-12)
DIMENSIONAMENTO PER GUASTO A TERRA SUL LATO MT RICHIESTE A ENTE DISTRIBUTORE DI: - CORRENTE CONVENZIONALE DI GUASTO VERSO TERRA ( IG ) - TEMPO ELIMINAZIONE DEL GUASTO IN MT
CALCOLO DELLA RESISTENZA DI TERRA Tempo di eliminazione del guasto (s) 2 1 0,8 0,7 0,6 Resistenza di terra RT 1,2 . 50
1,2 . 70
1,2 . 80
1,2 . 85
1,2 . 125
1,2 . 160
Secondo CEI 11-1 VIII ed.
CRITERI PER LA DETERMINAZIONE DELLA RESISTENZA (GUIDA CEI 64-12) SISTEMA TT
DETERMINAZIONE DELLA Ia
E' PREVISTA PROTEZIONE DIFFERENZIALE
Ia = In = CORRENTE
DIFFERENZIALE NOMINALE
Ia = CORRENTE DI
INTERVENTO DELLA PROTEZIONE CONTRO LE SOVRACORRENTI (in 5s o a scatto istantaneo)
AMBIENTI PARTICOLARI ad esempio: - CANTIERI - STRUTTURE ZOOTECNICHE - LOCALI AD USO MEDICO
RA 50 Ia
RA 25 Ia
Influenza della corda di collegamento come dispersore
I picchetti interrati possono essere interconnessi con corde interrate che, se sono nude, concorrono ad aumentare la dispersione di corrente. Si deve per considerare che linfluenza della corda come dispersore diminuisce notevolmente se i picchetti sono troppo vicini fra loro. Si pu affermare che, utilizzando picchetti da 1,5-2 m, interrati a 0,5 m di profondit, la distanza ottimale pu variare fra 12 e 16 m circa. Si ottengono risultati ancora accettabili con distanze fra gli 8 e i 10 m, mentre al di sotto dei 3-4 m linfluenza della corda sul miglioramento dellefficienza del dispersore diviene trascurabile.
Picchetti installati alla giusta distanza la corda aumenta notevolmente l'efficienza del dispersore
Picchetti molto vicini. L'influenza della corda trascurabile.
La resistenza di un singolo picchetto infisso verticalmente nel terreno omogeneo a potenziale nullo, cio a sufficiente distanza da altri dispersori, dipende, oltre che dalla resistivit del terreno, anche dalla lunghezza, dal diametro e dalla profondit di infissione. In appendice riportata una tabella della Rt di vari tipi di dispersore. con le relative formule di calcolo. Comunque, in molti casi nei quali si utilizzano protezioni differenziali, pu bastare un solo picchetto. Un dispersore a corda pu essere realizzato interrando ad almeno 0,5m di profondit una corda di rame od acciaio zincato. Questo tipo di dispersore particolarmente indicato in terreni con bassa resistivit superficiale. Se il perimetro sufficientemente lungo, si realizza la massima efficienza con il minimo impiego di materiale: infatti la resistenza della corda diminuisce con laumentare della sua lunghezza , anche se in ragione non proporzionale. Il diametro della corda, al contrario, poco influente ai fini della resistenza. Si rammenta che la sezione minima della corda nuda usata come dispersore 35mm2. Le tabelle a,b e c forniscono i valori di Rt dei dispersori ed il confronto fra i diversi sistemi disperdenti. I valori sono validi per profondit di posa 0,5 m. Per profondit maggiori la resistenza diminuisce.
Lunghezza (m) 1,5 3 4,5 6
Resistenza di terra del dispersore con resistivit del terreno (m) di 50 29 16 12 9 25 14 10 8 24 14 10 8 100 57 32, 23 18 50 29 21 16 48 28 20 16 300 172 97 69 54 150 86 62 49 144 83 60 47 500 287 162 115 90 250 143 103 81 241 139 100 79 1000 574 324 230 180 500 287 206 162 481 277 199 157
Tabella A Resistenza di terra di dispersori a picchetto
Diametro della corda o dei tondino
Resistivit dei terreno (m) 50 100 150 200 300 500 1000
Profondit di posa (m) 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5
Resistenza di terra dell'elemento dei dispersore avente lunghezza (m) di 50 2,15 4,3 6," 8,59 12,89 21,48 42,96 100 1,18 2,37 3,55 4,74 7,11 11,85 23,70 150 0,83 1,67 2,5 3,3 3 5,0 8,33 16,66 200 0,65 1,3 1,94 2,59 3,89 6,48 12,96 300 0,45 0,91 1,36 1,81 2,72 4,54 9,07
Variazione della resistenza di terra al variare della profondit di posa 8 100 100 100 100 100 1 1,5 3 4 6 4,07 3,94 3,72 3,63 3,5 2,26 2,19 2,08 2,04 1,97 1,59 1,55 1,48 1,44 1,4 1,24 1,21 1,15 1,13 1,1 0,87 0,85 0,81 0,8 0,77
Tabella B Resistenza di terra di dispersori rettilinei a cordino o cordati posati orizzontalmente
terreno ( m)
Rd dispersori () picchetto L=1m L=2m 20 40 50 80 120 200 anello S 35 mm2 p = 50m 2 4,3 6,4 9 13 21,4 p = 100m 1 2,3 3,5 4,7 7 12 10 20 30 40 60 100 plinto
Tabella C Resistenza di terra comparata fra alcuni dispersori tipici in funzione della resistivit del terreno
I conduttori costituenti limpianto di terra devono essere dimensionati ed installati in modo tale da poter sopportare le sollecitazioni termiche ed elettrodinamiche conseguenti alle correnti di guasto che sono chiamati a disperdere e per le quali sono progettati. Queste correnti percorrono i conduttori per un tempo pari al tempo di intervento delle protezioni coordinate. Il dimensionamento in funzione della massima corrente di dispersione che attraversa ciascuna sezione dellimpianto deve essere tale da limitare la temperatura finale al di sotto di 400 C. La sezione minima del conduttore attraversato dalla corrente Ig deve essere perci: S (Ig2t)/K Nel caso generale in cui la temperatura del conduttore to = 30 C e la T finale = 400 C, si hanno valori di K = 229 per il rame e K = 78 per lacciaio. La durata della Ig pu essere valutata pari a: 0,2 s per dispositivi differenziali a bassa sensibilit 0,04 s per dispositivi differenziali ad alta sensibilit 5s per interruttori automatici In alternativa a questo calcolo termico rigoroso, a volte indispensabile per ridurre le sezioni, la Norma CEI fornisce utili tabelle dimensionali. Il valore della Ig dipende dalla configurazione della rete e dal tipo di gestione del centro stella dei trasformatori, che pu essere collegato a terra o isolato. Lo schema generale della distribuzione del neutro di solito il seguente:
380kV 130kV 130kV 20kV 20kV 0,38kV
III categoria Ig 815 kA
II categoria Ig 10300 A
I categoria UTENTE
ENTE DISTRIBUTORE T empo di intervento delle protezioni: da 0,55 a 1s.
LEnte distributore gestisce la rete dei sistemi di III categoria con neutro francamente a terra per ragioni di costo dellisolamento delle apparecchiature; quelli di II categoria con neutro isolato per consuetudine; quelli di I categoria con neutro a terra per garantire la simmetria del sistema. In relazione allo stato del neutro le correnti di guasto a terra assumono valori differenti: nei sistemi di I categoria le Ig coincidono con il corto circuito monofase e sono dellordine di 8-15 kA in funzione della potenza dei trasformatori; nei sistemi di II categoria il circuito di guasto si richiude attraverso le capacit distribuite lungo le linee e la Ig dellordine di 100-300 A in funzione dellestensione della rete e soprattutto se la distribuzione aerea o in cavo; nei sistemi di III categoria il valore di Ig pu essere di qualche kA.
Corrente di guasto a terra nei sistemi di I categoria
La Ig data dal rapporto fra la tensione nominale verso terra Uo e limpedenza del circuito di guasto, che comprende la fase interessata al guasto, la terra dellimpianto utilizzatore e quella di cabina MT/BT nel sistema TT o il conduttore PE nei sistemi TN, il trasformatore. Tale sommatoria di impedenze risulta variabile per ogni singolo evento poich generalmente differenti sono le impedenze di guasto tra la fase e le masse in avaria, che in nessun caso possono essere stimate: per tale ragione la Norma CEI 64-8 prende in considerazione per il calcolo della Ig il guasto franco a terra, bench ci non sia sempre a favore della sicurezza, in particolare nel sistema TN con interruzione a mezzo interruttori magnetotermici. Nei sistemi di I categoria senza propria cabina di trasformazione (TT) necessario realizzare un impianto di terra di Utente indipendente da quello della cabina del Distributore. La Ig determinata dal rapporto fra la Uo, misurata tra fase e terra in condizioni ordinarie di funzionamento, e la resistenza dellanello di guasto: Ig = Uo/Rtu+Rtc Uo: tensione nominale del sistema verso terra, pari a 230 V per tensione di alimentazione 230/400 V nei sistemi TT e TN, e 1,73x230 = 400 V per sistemi IT Rtu: resistenza di terra dellimpianto utilizzatore Rtc: resistenza di terra della cabina MT/BT In questo caso risultano trascurabili, rispetto alle resistenze di terra, la resistenza dei conduttori e quella equivalente secondaria del trasformatore di cabina.
Inoltre limpianto, per garantire la sicurezza contro i contatti indiretti, deve essere progettato e verificato per ottenere una resistenza di terra (dispersore pi conduttore PE): Ra50/Ia Ra25/Ia negli ambienti ordinari negli ambienti speciali
Ra: resistenza del dispersore pi resistenza del PE Ia: corrente di apertura dellinterruttore automatico in 5 s o Idn in 1 s Nei sistemi di I categoria con propria cabina di trasformazione (TN), si realizza un impianto di terra unico per il neutro del trasformatore e per le masse e le masse estranee. Nel caso di guasto a terra le protezioni coordinate devono essere tali da garantire che: IgIa dove: Ig = Uo/Zs Ia: corrente di intervento in 5 s e non oltre 0,4 s per tensione nominale 230/ 400 V per i circuiti terminali di utilizzatori non fissi Zs: impedenza dellanello di guasto costituito dal secondario del trasformatore, dalla fase guasta e dal PE. In appendice vengono riportate alcune tabelle con le impedenze dei conduttori e dei trasformatori di grande serie, utili per il calcolo di Zg. Si rammenta che la R e la X equivalenti devono essere calcolate separatamente.
Corrente di guasto a terra nei sistemi di II e III categoria
Nellultima edizione della Norma CEI 11-8 si voluto distinguere la corrente di guasto a terra Ig dalla corrente effettiva di terra It. La Ig rappresenta il massimo valore di corrente che, nel caso di guasto a massa, fluisce da una fase del circuito verso terra. LUtente di II o III categoria deve richiedere tale valore allente distributore di energia elettrica. La differenza fra la corrente Ig e la It d la corrente Ir che si richiude attraverso percorsi diversi, ad esempio tramite la fune di guardia della linea aerea nei sistemi di III categoria o la guaina metallica del cavo per i sistemi di II categoria.
fune di guardia
IT= IG- IR1- IR2- IR3
IT IG > IT IT = IG - IR
Corrente utile per il dimensionamento dell'impianto di terra
Ig maggiore di It: It = Ig-Ir il valore utile per il dimensionamento dellimpianto di terra. Il valore di Ig si pu calcolare con la formula approssimata: Ig = U/1,73(Rt2+1/(3Co)2) che trascurando Rt diventa: Ig = 1,73 Co U da cui si pu ricavare una regola pratica per ottenere subito un ordine di grandezza e cio 3 A per ogni 10 kV di tensione nominale e 100 km di linea aerea, 2 A per ogni 10 kV di tensione e 1 km di linea in cavo.
Il conduttore di terra Ct quello che collega il collettore principale di terra al 1 dispersore. La sua sezione deve essere, in ogni caso, almeno uguale a quella del PE di sezione maggiore. Gli esempi che seguono evidenziano la sezione minima del conduttore di terra nei vari casi. Le regole sono: Ct protetto meccanicamente ed isolato: S = S (PE) Ct non protetto meccanicamente e isolato: S16 mm2 (Cu); S35 mm2 (Al) Ct nudo e interrato: S35mm2 con filo elementare >1,8mm La sezione del Ct pu essere calcolata con la formula S(I2t)/K
1x4 Cu 1x6 Cu 1x10 Cu 1x4 Cu 1x6 Cu 1x10 Cu Giunzione: per esempio con morsetto a C a compressione
Conduttore isolato 1x10 Cu Tubo metallico o in PVC pesante
Corda CU isolata 1x16
1x4 Cu
1x6 Cu
1x16 Cu
Corda Cu nudo 1x35
Nel sistema TN-C un unico conduttore svolge la funzione di neutro e protezione: in questo caso la sezione minima deve essere comunque non inferiore a 10 mm2 in rame e 16 mm2 se in alluminio. Inoltre richiesta la posa di tipo fisso senza organi di interruzione o sezionamento interposti. Si ricorda che il PEN vietato per gli ambienti a maggior rischio in caso di incendio e nei luoghi con pericolo di esplosione.
Dimensionamento dei conduttori equipotenziali
La formula per il calcolo rigoroso Sp = (I2t)/K Sp = sezione del conduttore di protezione (mm2)
I2= valore efficace della corrente di guasto che percorre il conduttore di protezione per un guasto franco a massa t = tempo di interruzione del dispositivo di protezione (s) k = fattore dipendente dall'isolante, calcolabile con la formula suggerita Vengono di seguito forniti i valori di K utili per il calcolo, per conduttori isolati e per conduttori nudi, in ambiente ordinario e con rischio di incendio.
Valori di k per conduttori di protezione isolati
Materiale conduttore PVC Rame Alluminio unip. 143 95 multip. 115 74
Isolamento e formazione EPR-XLPE unip. multip. 176 146 116 94
G2 unip. 166 110 multip. 135 87
Valori di k per conduttori nudi in vicinanza di materiale danneggiabile per effetto della temperatura
Materiale conduttore Ordinarie Tf=200 C 159 105 58
Rame Alluminio Ferro
Isolamento e formazione Con pericolo di incendio Tf=150 C 138 91 50
connessione ai ferri di armatura
Chiusino in cemento prefabbricato
Tubo in PVC Corda in rame nudo Morsetto
Dispersore di terra Pozzetto prefabbricato in cemento
NODO DI TERRA part. 1
PICCHETTO ENTRO POZZ. ISP . part. 2
250 mm Piatto 50x5 in rame
Tubo in PVC 25 mm
Corda in rame nudo da 95 mmq
Morsetto a pressione crimpit
Impianto di terra di cabina
SALDATURA tipo A ferro pilastro
SALDATURA tipo B ferro pilastro
SALDATURA tipo D trave
ferro solaio
giunto di dilatazione ponticello con materiale flessibile
SALDATURA tipo C ferro trave perimetrale o intermedia
ferro trave perimetrale o intermedia
Tipologie di saldature per dispersori artificiali
PARTICOLARE DI INTERCONNESSIONE PER MAGLIA EQUIPOTENZIALE Bullone in acciaio omogeneo
Tondino dell'armatura
PARTICOLARE MORSETTO DI INTERCONNESSIONE PER MAGLIA EQUIPOTENZIALE E DERIVAZIONE Bulloni in acciaio omogeneo
Piatto in acciaio zincato
PARTICOLARE DI INTERCONNESSIONE PER MAGLIA EQUIPOTENZIALE
Bullone M12 in acciaio inox
Tondino in acciaio omogeneo Giunto in acciaio omogeneo
Dado saldato al piatto
Tondino in acciaio omogeneo
Connessioni equipotenziali per maglia di terra
Tondino 12 mm saldato Saldatura Part. A
Corda rame nuda 70 mm alla rete di terra Piastrina acciaio inox 18/8 (120x50x5 )
Dis t su anza cc tr es siv a du ec i1 2 15 olleg am me en tri ti
Realizzazioni di dispersori di terra artificiali
Si riportano nel presente capitolo alcuni esempi operativi, nellintento di approfondire dal punto di vista pratico le problematiche della realizzazione di un efficiente impianto di terra, tenuto conto dei vincoli legislativi e normativi e cercando le soluzioni pi efficaci e convenienti. Gli esempi comprendono: una abitazione unifamiliare alimentata con sistema TT un condominio alimentato con sistema TT un ambulatorio di tipo A, alimentato con sistema TT una cabina di trasformazione MT/BT un fabbricato ad uso terziario alimentato con sistema TN un grande stabilimento alimentato con sistema TN un locale per chirurgia, alimentato con sistema IT
IIa parte Esempi operativi
Unit abitativa singola
Legislazione e normativa applicabili
Legge 46/90 DPR 447/91 DPR 547 non si applica mai neppure in presenza di COLF Legge 109/91 e DM 314/92 per impianti telefonici interni Norma CEI 64-8 e Norma CEI 64-8/7 per locali da bagno, sauna, piscine Norma CEI 81-1 per verifica necessit LPS/SPD Norma CEI 23-5 Norma CEI 12-15 per impianti TV
Vincoli normativi per la protezione contro i contatti indiretti
Ra50/Ia
Sezione del conduttore di fase mm2: 1,5 2,5 4 6 10 16 25 35 Sezione minima del corrispondente conduttore di protezione mm2: 1,5 2,5 4 6 10 16 16 16 In ogni caso i conduttori di protezione non compresi in cavo e non facenti parte di una conduttura in tubo o in canalette, comprendente anche i conduttori di fase, devono avere sezione non inferiore a 2,5 mm2 (4 mm2 se non protetti meccanicamente).
S E Z I O N I M I N I M E D E I C O N D U T T ORI EQUIPOTENZIALI PRINCIPALI (EQP)
25 10 mm2 mm2
2,5 2,5 mm2 mm2
EQP=
EQP 6 mm 2
Collegamento massa-massa Collegamento massa-massa estranea
PE = 16 mm 2
PE = 10 mm 2
EQS PE
(minore dei due)
Collegamento massa estranea massa estranea
Collegamento massa estranea P E
EQS 4 mm 2 (2,5 mm 2 )
Superficie totale 300 mq P contrattuale: 6 kW monofase Terreno: marne =20 m Protezioni: Differenziale tipo S Idn=500 mA + differenziali tipo G Idn=30 mA Ra max=100 Verificare disponibilit c.a. per ev. LPS LPS da verificare secondo CEI 81-1 SPD da prevedere se lalimentazione avviene con linea aerea SPD su ingresso Telecom da verificare Antenna TV singola Ingressi ENEL/Telecom da concordare Imp. antiintrusione rivelatore gas
Fase di realizzazione pratica
Conduttore PE: sezione pari ai relativi conduttori di fase nellimpianto interno. Se necessario portare il PE al gruppo di misura, la sezione sar 10 mm2. Conduttore di terra: collegamento contatore/centralino dalloggio: EPR 2x10 mm2 CT 10 mm2 isolato e intubato fino al dispersore. Conduttori EQP: sezione 6mm2 in rame isolato. Collegano al collettore di terra le tubazioni acqua e gas. Conduttori EQS: devono avere sezione 2,5 mm2 se protetti meccanicamente, 4 mm2 se non protetti meccanicamente. Collettore di terra: barretta di rame nudo preforata dim. 2x20 mm cui fanno capo il PE principale o i PE di linea, gli EQS, il Ct e leventuale SPD: questultimo conduttore deve avere sezione 6mmq e non deve essere giallo/verde. I terminali dei conduttori sono a capocorda e numerati per lindividuazione. Il fissaggio effettuato con bulloni in acciaio inox 6mm. Dispersore: naturale sempre preferibile oppure a punta in acciaio ramato, lunghezza 1,5 m diametro 18 mm Rt presunta inferiore a 30 (ved. tabella). Non serve il pozzetto di ispezione. SPD (scaricatori): n 2 per alimentare apparecchi sensibili. Impianto TV: antenna singola pi parabola. Coll. a terra schermo coassiale al centralino (CEI 12-15). Palo di antenna a terra (CEI 81-1) solo se esiste LPS. Impianto TE: concordare con Telecom diam. tubo allaccio alla rete. Imp. interno tubi diametro 20 mm. Videocitofono: SCS 4 fili+n senza coassiale con alim. predisposto per ricezione telefonica .
DPR 547/55 per eventuali attivit soggette L. 46/90 e DPR 447/91 L. 109/91 e DM 314/92 per imp. telefonici interni Norma CEI 64-8 e 64-8/7 per ambienti particolari Norma CEI 64-2/A per box e centrali termiche Norma CEI 12-15 per impianti TV Norma CEI 81-1 per verifica LPS/SPD Norma CEI 17-13/1, 17-13/3, 23-51 Norme UNI-EN 81-1
Ra50/Ia salvo presenza ambienti uso medico (Ra25/Ia) tempo intervento 0,4 s
Edificio a pi piani
Superficie alloggi < 400 m2 P unit abitative 3 kW; P impianti condominiali 15 kW progetto parti condominiali. Terreno: arenarie argillose =50 m. Protezioni: ascensori Idn 300 mA altre Idn 30 mA Ra max =166 Tempi 0,4 s. Utilizzo dispersori di fatto (ferri dei cementi armati) collegati ai collettori con corda Cu 35 mm2 rigida nuda . Un collettore per ogni vano scale. Equipotenzialit per tubaz. acqua/gas (a valle contatori, oppure cavallotto). Verifica necessit LPS/SPD (81-1). Impianto antenna centralizzata coll. a terra calza in centralino (Antenna solo se LPS necessario). Impianto elettrico a corredo per ascensore progettato secondo UNI-EN 81-1.
Dispersore a corda interrata
Resistenza complessiva RT 42,96 42,52 23,70 23,34 16,66 16,48 12,96 12,78 9,07 21,48 21,12 11,85 11,67 8,33 8,21 6,48 6,39 4,54 12,89 12,67 7,11 7,00 5,00 4,93 3,89 3,83 2,72 8,95 8,45 4,74 4,67 3,33 3,29 2,59 2,56 1,81 6,44 6,34 3,55 3,50 2,50 2,46 1,94 1,92 1,36 4,30 4,22 2,37 2,33 1,67 1,64 1,30 1,28 0,91 2,15 2,11 10** 50 1,18 8 1,17 10 100 0,83 8 0,82 10 0,65 8 0,64 10 0,45 8 300 8,95 4,48 2,69 1,79 1,34 0,90 0,45 10 5,77 2,88 1,73 1,15 0,87 0,58 0,29 8 500 5,70 2,85 1,71 1,14 0,85 0,57 0,28 10 1000 500 300 200 150 100 50
150 200 Perimetro dell'anello (m)
* 35mm2
** 50mm2
Resistivit del terreno (m)
Ambulatorio di tipo A: gabinetto odontoiatrico
DPR 547/55 per attivit soggette: denuncia impianto di terra Legge 46/90 e DPR 447/91 Legge 109/91 e DM 314/92 per impianto telefonico Norma CEI 64-8 e 64-8/7 per ambienti particolari Norma CEI 64-4 Norma CEI 12-15 per impianto TV Norma CEI 17-13/1, 17-13/3, 23-51
Ra25/Ia Idn30 mA tempi intervento diff.li 0,4 s R EQS masse estranee 0,15 (+ 0,2 spina/massa apparecchio oppure + 0,1 morsetto di terra apparecchio/massa apparecchio)
Nodo equipotenziale EQS masse estranee 6 mm2 PE come impianti ordinari Obbligo impianto di terra individuale se non esiste l'impianto di terra condominiale. In questo caso esiste il problema delle masse estranee condominiali: se conosciuto lo stato degli altri impianti (e non facile) posso fare un nodo collegato a terra. Viceversa bene isolare le masse estranee con giunti isolanti in entrata al gabinetto.
Obbligo di progetto Protezione differenziale con Idn 30 mA o 10 mA e tempo di intervento non superiore a 0,2 s. Differenziale selettivo generale con Idn=0,5 A. Resistenza di terra (dispersore + PE + massa) non superiore a 25/0,5=50 . Si deve realizzare un nodo equipotenziale per il collegamento del conduttore PE degli impianti ordinari, dei collegamenti equipotenziali supplementari delle masse estranee, del conduttore di terra. La sezione minima dei conduttori EQS sar 6 mm2, mentre per il CT sar 16 mm2.
Collegamenti EQS: impiegare collari in bronzo con morsetto per il cavo, per la messa a terra delle masse estranee tubolari, capicorda a pressione numerati per i collegamenti con vite. Usare preferibilmente viteria inox. I coll. devono essere ispezionabili. Nodo equipotenziale: impiegare barretta/e in Cu preforato dim. minime 2x20 mm; collegare con bulloneria inox 6 mm; capicorda a pressione numerati sia sul nodo che sulle masse estranee. CT di sezione 16 mm2. Installare in cassetta o allinterno del quadro, previa inserzione di setto divisorio isolante all'interno del quadro. Masse estranee: tutte quelle che possono trasferire potenziali pericolosi dagli impianti tecnologici condominiali ed inoltre le strutture conduttrici con R verso terra 200 . Impianti ordinari: stesse considerazioni fatte per il Condominio.
Legge 186/68 Legge 46/90 e DPR 447/91 DPR 547/55 CEI 11-1 Norme generali CEI 11-18 Norme per il dimensionamento in funzione delle tensioni CEI 11-25 Norme per il dimensionamento in funzione delle correnti di corto circuito CEI 11-8 Impianti di terra CEI 11-17 linee in cavo CEI 11-4 Linee aeree CEI 11-15 Lavori su impianti CEI 11-16 parti isolanti per attrezzi per lavori su impianti BT CEI 11-21 Tubi e tondi isolanti CEI 11-22 Aste isolanti CEI 11-31 guanti isolanti CEI 11-33 Elevatori a braccio CEI 64-8 Impianti elettrici utilizzatori a tensione nominale non superiore a 1000V in c.a. e a 1500V in c.c. CEI 64-2 Impianti elettrici in luoghi con pericolo di esplosione CEI 11-20 Impianti di produzione diffusa di energia elettrica sino a 3MW
TENSIONI DI SISTEMI E LIVELLI DI ISOLAMENTO tensione del sistema (kV efficaci ) livello di isolamento massima nominale a f di esercizio a impulso atmosf. (kV eff.) (kV di cresta) 3,6 3 10 20/40 7,2 6 20 40/60 12 10 28 60/75 17,5 15 38 75/95 24 20 50 95/125 36 30 70 145/170
tempo di eliminazione del guasto (s) 2 1 0,8 0,7 0,6 0,5 tensione (V) 50 70 80 85 125 160
Interpolazione lineare per tempi intermedi Verifica Uc e Up non necessaria se UL1,2Uc oppure UL1,8 Uc con disp. anello perimetro max 100m e tutte le masse allinterno ZsIaUo Uco = UoZp/(Zf+Zp) Uco = 0,8Uo/(1+Zf/Zp) Protezione contro la corrosione (CEI 11-37 ,9.5) Interferenze ad alta frequenza (CEI 11-37, 9.6) Dimensionamento termico (CEI 11-37, 10.2) Collegamento del neutro (CEI 11-37 Cap. 4) Tensioni trasferite (CEI 11-37, 5.1) Selettivit rispetto alle protezioni del Distributore 62
CONSIDERAZIONI PROGETTUALI Progetto obbligatorio Caratteristiche del terreno, possibilit di collegamento alla terra del Distributore Richiesta It e tempi interruzione al Distributore a mezzo raccomandata Calcolo RaUc/Ig Potenza installata e tipologia trasformatore/i (olio, silicone, resina, a secco) ev. fossa Collegamento avvolgimenti trasformatore in relazione alla simmetria delle tensioni per guasto monofase a terra Scelta cabina (di solito, tipo basso); dimensionamento loc. consegna, misure, trasformazione e lay-out Calcoli Zg per tutte le utenze non protette con interruttore differenziale e verifica Ig>Ia e tempi in funz. di Uco Programmazione interventi imp. di terra contemporaneamente alle opere edili Infissi in VTR, asfaltatura esterni cabina Interconnessione apparecchi MT /terra con lama di terra a disposizione Distributore Calcolo del PE preferibilmente con formula dimensionamento termico Eventuale protezione omopolare lato MT Dispositivo di sgancio di emergenza Pedane isolanti, dotazione di sicurezza, schemi
Piatto in acciaio omogeneo 30x4mm legato ai ferri dell'armatura
Pluviale 4
PE Al percorso cavi
Legatura dei ferri a regola d'arte edile
1 Corda di Cu da 70 mm2 o Acciaio zincato da 190 mm2 2 PE sezione da stabilire caso per caso
3 Piattina di Cu 40x5 sez. 200 mm2 4 Corda in Cu da 16 mm2 o in Acciaio zincato da 45 mm2
Fabbricato ad uso terziario alimentato con sistema TN
Legge 186/68 Legge 46/90 e DPR 447/91 DPR 547/55 D. Lgs. 626/94 CEI 11-1 CEI 11-8 CEI 64-8 e 64-8/7 per : bagni, trasmissione dati e ambienti a maggior rischio in caso di incendio CEI 64-2, CEI 31-30 CEI 17-13/1/3 CEI 81-1 per verifica LPS/SPD
Progetto obbligatorio RtUL/Ig (vedere tab. tensioni di passo e contatto/tempi di interruzione) ZsIa Uo Uco = 0,8 Uo/(1+Zf/Zp) CEI 64-8 /707 prescrizioni per la messa a terra di apparecchiature di elaborazione dati con elevata Id a- Conduttori PE di elevata affidabilit PE min. 10 mm2 oppure 2//4 mm2 in alternativa: PE min. 2,5 mm2 se anima di cavo con S tot conduttori 10 mm2 min. PE min. 2,5 mm2 se si usano 2 PE //, purch schermati metallicamente anche da cavidotto continuo(CEI 23-25) b- Sorveglianza continuit PE dispositivo che interrompa alimentazione se si interrompe il PE: in tal caso S PE come imp. ordinari c- Impiego di trasformatori alimentazione da trasformatore separatore con II collegato come TN (un punto del II a terra): il tratto dalla massa al secondario come a) o b), il resto ordinario. Il trasformatore non deve essere necessariamente conforme a CEI 14-6. Prescrizioni cabina: vedere esempio precedente
Impianto di terra ad anello chiuso con elementi di fatto integrati con dispersore intenzionale. Ipotesi di calcolo Rg: Ig = 150 A Corrente di guasto lato MT (dati Distributore) t = 0,7 s tempo di interruzione guasto lato MT (dati Distributore) It = corrente di terra sconosciuto Calcolo di RT secondo CEI 11-1 VIII ed. Rt UL/Ig = 102/150 = 0,68 Uc = 85 V tensione totale di terra (vedere tabelle Uc, Up) UL1 = 1,2 Uc UL2 = 1,8 Uc per anello con perimetro max. 100 m Apparecchiature di elaborazione dati con elevata I di dispersione (CEI 64-8/707): Prese industriali CEI 23-12, p.es. CEE 2P+T 16 A Alimentazione prese con conduttore FROR 2P+T 4 mm2 (Stot=12 mm2) e PE anima del cavo. Collettore di terra separato da collettore impianti ordinari e giunzione nei quadri di piano. Altre considerazioni impianti interni come per Condominio. Calcolo di RT secondo CEI 11-1 IX ed. RT UTp/Ig = 128/150 = 0,85 UTp = 128 V (pag. 31: (125/0,72)x0,7 = 128 V)
Complesso industriale con alimentazione MT
Legge 186/68 Legge 46/90 e DPR 447/91 DPR 547/55 D.Lgs. 626/94 CEI 11-1 CEI 11-8 CEI 64-8 e 64-8/7 per bagni, trasmissione dati e ambienti a maggior rischio in caso di incendio CEI 64-2 e 31-30 CEI 64-4 per infermeria/pronto soccorso CEI 17-13/1/3 CEI 81-1 per verifica LPS/SPD (procedura semplificata CEI 81-1/V1 per camini)
Vincoli normativi per la protezione contro i contatti indiretti (Norma CEI 64-8)
Progetto obbligatorio RtUL/Ig (vedere tabella tensioni di passo e contatto/tempi di interruzione per ambienti particolari) Uco = 0,8Uo/(1+Zf/Zp) CEI 64-8/707 per messa a terra apparecchiature di elaborazione dati con elevata corrente di dispersione Prescrizioni per la cabina: vedere esempio cabina
Sistema TN Uo (V) 120 230 400 > 400 t (s) 0,4 0,2 0,06 0,02(+) Uo/U (V) 120/240 230/400 400/690 580/1000 Sistema IT Neutro non distribuito t (s) 0,4 0,2 0,06 0,02(+)
Neutro distribuito t (s) 1 0,4 0,2 0,06
Uo tensione tra fase e terra. (+) Se tale tempo di interruzione non pu essere garantito, pu essere necessario prendere altre misure di protezione, quali un collegamento equipotenziale supplementare.
Si prevede una rete magliata per lintero complesso, (comprese le aree di futuri insediamenti) che colleghi altres i ferri delle strutture in cemento armato e le reti elettrosaldate. Limpianto reso accessibile in nodi cui vengono collegati i PE/EQP. Tensioni trasferite: a) tubazioni: prevedere giunto isolante e selle isolanti ai bordi dellimpianto di terra. I tubi sono isolati internamente. Pu esistere un imp. di prot. catodica. b) acquedotto: isolare al bordo con un tratto isolante 10 m circa. c) rotaie: traversine in legno e giunti isolati del tratto di binario. d) recinzioni: conduttore interrato esterno a 1 m dal bordo recinzione, interrato a 0,5 m, collegato alla terra generale se vicino, collegato a terra locale se lontano. Interrompere continuit pannelli metallici recinzione con pilastrini isolanti. e) cancelli: se nellambito della rete di terra generale, asfaltare min. 5 cm; se fuori dalla rete ed elettrificato, alimentare con trasformatore di isolamento. f) superfici pedonabili: asfaltare tutta la zona di recinzione (anche pietrisco).
Isolare il tratto uscente dal campo di influenza del dispersore per un tratto complessivo di almeno 10 m.
Isolare il supporto influenzato dal campo del dispersore e per maggiore sicurezza, utilizzare in uscita flange isolanti
Isolare la soglia con uno strato di bitume di almeno 5 cm 68
Prevenzione della corrosione mediante protezione catodica
Concettualit sulla diversa natura della corrosione Criteri generali di protezione catodica Esempi di protezione catodica Normativa vigente
Tratto dagli atti del IV Seminario BTicino. Si ringrazia per la collaborazione: Prof. S. Dubini
La corrosione delle strutture metalliche esposte ad un ambiente aggressivo un fenomeno diffusissimo su cui si sono, da sempre, concentrati molti sforzi miranti a contenerlo. Dopo una rassegna sui principali processi di corrosione relativi ai metalli, si considera la metodica innovativa della protezione catodica, presentando i risultati oggi ottenibili e discutendo i limiti ed i pregi della metodica stessa. Larticolo si conclude con la rassegna dei pochi riferimenti normativi, oggi presenti nel nostro Paese.
Si intende per corrosione linsieme delle reazioni chimiche che avvengono, per lo pi spontaneamente, fra un materiale e lambiente, tali da provocare un graduale degrado dei materiale stesso. Fra i vari processi di corrosione di interesse tecnologico, riveste una particolare importanza quello dei metalli, che costituisce il tema dei presente lavoro. La caratteristica dei metalli di corrodersi dipende essenzialmente dalle propriet chimiche dei metallo e dallaggressivit dellambiente. Tuttavia tutti i processi di corrosione si sviluppano con reazioni elettrochimiche, nelle quali lo scambio di cariche elettriche costituisce lindispensabile ingrediente della reazione. Nel caso dei metalli, le cariche elettriche necessarie alla reazione elettrochimica della corrosione sono forniti dagli elettroni pi esterni degli atomi, che normalmente partecipano a tenere uniti i vari atomi dando luogo alla struttura metallica. Se attraverso meccanismi, che saranno visti in seguito, tali elettroni sono allontanati dalla loro primitiva funzione, latomo di metallo si trasforma in ione libero, cio non pi legato alla struttura metallica. Lo ione ha la possibilit di migrare nellambiente ed destinato ben presto a legarsi chimicamente con altre sostanze presenti nellambiente stesso, dando luogo tipicamente a ossidi od a sali.
Per la corrosione chimica indispensabile che il metallo si trovi in contatto contemporaneamente sia con lossigeno che con lacqua. In ambito tecnologico il principale agente aggressivo lossigeno disciolto nellacqua, quasi sempre presente nellambiente, a cui si aggiungono con minor importanza (almeno nei casi ordinari) lanidride carbonica, lanidride solforosa, il cloruro di sodio, ecc. Per questo motivo lambiente, nellaccezione fin qui usata, assimilabile chimicamente ad una soluzione. In termini chimici la reazione di corrosione, schematizzata in fig. A
Schematizzazione della reazione elettrochimica di corrosione di un metallo
pu essere descritta come linsierne delle seguenti due reazioni mutuamente indispensabili, che - se riferite ad esempio al ferro - danno luogo a: reazione anodica Fe > Fe++ + 2e reazione catodica O2 + 2H2O + 4e > 4(OH) Globalmente le due reazioni danno luogo alla reazione di corrosione espressa da: 2Fe + O2+ 2H2O > 2Fe (OH)2 che produce idrossido ferroso, detto comunemente ruggine, che, staccandosi dal metallo, lo espone di nuovo allattacco chimico dellambiente esterno. Si sottolinea ancora che le reazioni anodica e catodica sono reciprocamente indispensabili nel senso che gli elettroni prodotti da una reazione sono indispensabili allaltra reazione. Ne deriva conseguentemente che il procedere di una reazione condizione indispensabile per il procedere dellaltra. Se la probabilit di accadere di tali reazioni pressoch uniforme per tutta la superficie metallica, la corrosione sar uniformemente distribuita sulla superficie. In condizioni pratiche i siti di corrosione e la sua velocit dipendono dalla quantit di ossigeno che raggiunge la superficie metallica. Da qui discende la pratica d proteggere la superficie metallica in modo tale da impedire lapporto di ossigeno e perci la reazione catodica. Una protezione superficiale dei metallo, notoriamente molto diffusa, la verniciatura che per altera le caratteristiche elettriche della superficie metallica. Analogamente i prodotti della corrosione (ossidi o sali) alterano le caratteristiche superficiali dei metallo. Ad esempio alcuni ossidi possono avere caratteristiche meccaniche non compatibili con la superficie dei metallo (come ad esempio nel caso della ruggine) per cui appena prodotta cade, lasciando nuda la superficie metallica che cos nuovamente esposta allattacco corrosivo. In altri casi le caratteristiche meccaniche dei composto sono compatibili con la superficie metallica cos da aderirvi in modo compatto, creando un film di passivit che pu proteggere il metallo, come per esempio nellossidazione anodica dellalluminio.
I film di passivit possono crearsi spontaneamente sotto leffetto corrosivo dellambiente, come - ad esempio - nel caso dei rame, oppure essere prodotti con processi tecnologici, come nellossidazione anodica dellalluminio. Una caratteristica rilevante delle superfici passivate che nel caso di discontinuit della medesima, si crea una zona anodica di superficie molto ridotta che deve fornire elettroni alla zona catodica ovviamente molto estesa. Ne segue che, a parit di effetto aggressivo dellambiente, si produce una corrosione concentrata nella piccola zona anodica, come schematizzato in fig. B.
Schematizzazione del processo di corrosione concentrato nella zona di discontinuit dello strato di passivazione
Un analogo fenomeno d concentrazione della corrosione e di rilevante importanza in elettrotecnica schematizzato in fig. C, nella quale raffigurata una dispersione di terra in contatto con due strati di terreno a diversa permeabilit di ossigeno, come tipicamente uno strato superficiale di sabbia e uno strato pi profondo di argilla. Limportanza di questo esempio risiede nel fatto che a volte tali condizioni particolarmente sfavorevoli sono inconsapevolmente realizzate dagli stessi installatori dei dispersori . In questo caso, lo strato sabbioso superficiale maggiormente a contatto con latmosfera e spesso molto umido favorisce la reazione catodica dellossigeno che richiama elettroni dalla reazione anodica che probabilisticamente localizzata nella porzione di terreno argilloso anaerobico pi umido a causa dei drenaggio dei sovrastante strato sabbioso. Conseguenza di tale meccanismo una corrosione concentrata in una piccola zona che in alcuni casi in grado, nei volgere di pochi anni, di interrompere il dispersore stesso.
Schematizzazione del processo di corrosione concentrato nel terreno a ridotta permeabilit di ossigeno
Come abbiamo visto, la corrosione chimica sostenuta dallossigeno disciolto in acqua di cui il terreno sempre impregnato. Ne segue che in ambienti anaerobici, ovvero privi di ossigeno, non si dovrebbe sviluppare alcuna corrosione. Losservazione invece segnala in questi ambienti una intensa corrosione che raggiunge addirittura il millimetro per anno, dovuta a una particolare famiglia di batteri solfato-riduttori che si sviluppa preferibilmente proprio in questo ambiente. Il meccanismo di azione di questi batteri quello di permettere la formazione di atomi di idrogeno nascente, indicati con H (termodinamicamente. non possibile in assenza di attivit microbiologica) e la successiva riduzione dei solfati a solfuri. Il punto di partenza la reazione anodica che, se riferito al ferro, risulta essere: Fe > Fe++ + 2e Gli elettroni e- liberati si combinano con gli ioni di idrogeno sempre presenti nelle soluzioni neutre, dando luogo a: 2H+ + 2e > H2
In presenza di batteri riduttori, la molecola di idrogeno viene scissa, contro ogni previsione termodinamica, in atomi di idrogeno molto attivi (H-), secondo la reazione: H2 > 2H da cui la produzione dello ione soifo S---secondo la reazione: SO + 8H > S + 4H2O Lo ione solfo molto attivo e si lega con lo ione ferro della reazione anodica, formando il solfuro ferroso FeS che precipita, secondo la reazione: Fe++ + S > FeS Se poi lambiente umido, come spesso accade, lo ione ferro reagisce con il radicale OH dando luogo all idrossido ferroso, secondo la reazione: 3Fe++ + 6(OH) > 3Fe (OH)2
Lattitudine dei metalli di passare dallo stato di atomo metallico a ione, perdendo un certo numero di elettroni, non uguale per tutti i metalli. Questa caratteristica elettrochimica chiamata nobilt dei metallo e lelencazione dei metalli per grado decrescente di nobilt prende il nome di "scala delle nobilt. Anche le scale delle nobilt non sono costanti ma dipendono molto sensibilmente dal particolare ambiente aggressivo in cui inserito il metallo. Da qui la comodit di riferirsi a scale di nobilt tipiche per ambienti di uso pratico, come ad esempio lambiente marino, lambiente umido, ecc. In tab. D riportata la scala delle nobilt termodinamica (ovvero espressa in termini energetici assoluti) e la scala delle nobilt pratica in ambiente umido per i principali metalli di uso pratico. Il significato chimico-fisico della nobilt di un metallo quindi la sua capacit di resistere alla corrosione in ambiente aggressivo.
Tab. D Confronto fra le scale di nobilt termodinamica e la scala di nobilt in ambiente umido per i principali metalli di uso pratico
NOBILT TERMODINAMICA ORO MERCURIO ARGENTO RAME CARBONIO PIOMBO NICHEL FERRO STAGNO ZINCO CROMO MANGANESE ALLUMINIO TITANIO
NOBILT IN AMBIENTE UMIDO ORO TITANIO MERCURIO ARGENTO STAGNO RAME ALLUMINIO CROMO FERRO NICHEL CARBONIO PIOMBO ZINCO MANGANESE
Facendo riferimento alla scala della nobilt termodinamica della tab.4 si deduce che loro e largento sono metalli molto nobili quindi incorrodibili, mentre il ferro, lo zinco o lalluminio sono metalli poco nobili e quindi facilmente corrodibili. Tuttavia considerando la scala della nobilt pratica in ambiente umido si rilevano ribaltamenti di alcuni metalli molto significativi, come ad esempio per il titanio che, pur essendo un metallo poco nobile termodinamicamente, in ambiente umido pressoch incorrodibile. Ci dovuto allo strato di passivit che si crea spontaneamente in ambiente umido, che risulta essere molto compatto e stabile e che protegge il metallo sottostante dallulteriore aggressione dellambiente. Un fenomeno analogo si verifica anche per lalluminio ed il cromo che per questa ragione sono utilizzati come elementi base delle leghe inossidabili. La scala delle nobilt consente di comprendere le ragioni di un particolare tipo di corrosione che si verifica quando due metalli diversi, in contatto elettrico, sono esposti ad un ambiente aggressivo. Tale tipo di corrosione prende il nome di corrosione galvanica o dei sinonimo di corrosione di contatto. In questo caso anche se i due metalli sono uniformemente esposti allazione aggressiva dellambiente, la reazione anodica si concentrer sul metallo meno nobile, sul quale perci si concentrer la corrosione, producendo pertanto gli elettroni richiamati dalla reazione catodica dellossigeno. In fig. E riportata la schematizzazione di tale reazione riferita alla coppia di metalli molto usata ferro-zinco. In questo caso lo zinco essendo, fra i due, il metallo meno nobile, fornir gli elettroni necessari alla reazione catodica. Lo zinco sar lunica metallo a corrodersi proteggendo il ferro; per questo motivo nelle corrosioni galvaniche il metallo meno nobile prende anche il nome di elemento sacrificale. A tale tipo di protezione si d anche il nome di protezione catodica passiva.
Schematizzazione del fenomeno della corrosione galvanica. La corrosione si concentra sul metallo meno nobile che, per questo motivo, si chiama anche "sacrificale"
Corrosione per correnti disperse
In ambito tecnologico assumono una importanza particolare fenomeni di corrosione che non sono supportati dalle reazioni elettrochimiche viste precedentemente ma che sono provocate da differenze di potenziali in corrente continua che si creano nel terreno e che portano il metallo ad un potenziale superiore di quello dellambiente in cui immerso. In questo caso il metallo spinto a perdere elettroni passando da atomo metallico a ione secondo lo schema classico della reazione anodica gi vista, dando luogo ad un processo di corrosione schematizzato In fig. F.
Schematizzazione della corrosione per corrente vagante
Le differenze di potenziale che si creano nei terreni sono generalmente indicate con il termine di campi elettrici dispersi a cui corrispondono le cos dette correnti vaganti. Le correnti vaganti di maggiore importanza, ai fini di tali processi corrosivi, sono prodotte principalmente dagli impianti di trazione a rotaia in corrente continua (ferrovie, tranvie, metropolitane) e in prossimit delle sottostazioni di alimentazione e dei binari. Per farsi unidea dellentit dei fenomeno corrosivo, si consideri che una corrente continua di 1 A in un anno produce la corrosione di circa 9 kg. di ferro. La corrente alternata non dovrebbe provocare corrosione, se non in piccola misura e durante il solo semiperiodo positivo. Tuttavia pu accadere che particolari terreni, a causa della formazione di alcuni ossidi, presentino un effetto raddrizzante della corrente alternata, creando correnti vaganti in continua. In pratica la corrente alternata produce corrosione in misura di 100 volte meno della corrispondente corrente continua.
Per protezione catodica attiva o pi semplicemente per protezione catodica di un metallo immerso in un ambiente aggressivo si intende lapplicazione di una differenza di potenziale continua di valore e segno tale da rendere termodinamicamente impossibile la reazione anodica sul metallo da proteggere, bens concentrarla su un altro elettrodo. La protezione dei metallo mediante lapporto di elettroni provenienti dal metallo sacrificale considerato in fig E, qui costituita dallapporto di elettroni forniti direttamente dalla tensione continua esterna applicata ai metallo da proteggere, come schematizzato in fig. G.
Principio di funzionamento della protezione catodica dei metalli in ambiente aggressivo
In questo caso la corrente che scorre, che essendo imposta dallestemo viene chiamata corrente impressa, polarizza sempre il metallo da proteggere in modo che la corrosione sia concentrata sullelettrodo anodico sacrificale. Il valore della tensione impressa Ei risulta essere la somma algebrica dei seguenti termini: Ei = Ema + RI dove: Emc il contributo termodinamico dei metallo da proteggere sotto forma di differenza di potenziale della interfaccia metallo soluzione; Ema , analogamente, il contributo termodinamico dei metallo dei dispersore anodico; RI rappresenta la caduta di tensione per effetto resistivo dei mezzo interposto fra metallo da proteggere e dispersore anodico, dovuta alla corrente impressa I.
Il valore di R dipende essenzialmente dalla geometria dei sistema, in quanto la resistenza dei mezzo interposto fra i due metalli dipende molto sensibilmente dalla estensione dei dispersore e molto meno dalla distanza e dalla resistivit dei terreno. Infatti con considerazioni analoghe a quelle addotte per la determinazione della resistenza di terra di un dispersore, anche in questo caso si pu dimostrare che le cadute di tensione dovute alla resistenza dei terreno, si concentrano in prossimit dellanodo in quanto vi un affollamento di linee di corrente. Ad una certa distanza dallanodo, dellordine dei metro, le linee di corrente si allargano impegnando una sezione utile dei terreno estremamente ampia cos5 da compensare anche i ridotti valori di resistivit. Ne segue che per i sistemi di protezione usuali, la caduta di tensione di origine resistiva si pu ritenere essere concentrata per il 90% nella immediata prossimit dei dispersore anodico e globalmente risulta essere pressoch indipendente dalla effettiva distanza che separa il metallo da proteggere dal dispersore anodico. Allatto pratico, le tensioni impresse utilizzate sono ben superiori di quelle deducibili per via teorica, comunque dellordine dei volt (tipicamente da 1 a 1,4 V). Anzi la determinazione teorica dei valore della tensione impressa solo orientativa, mentre il valore di esercizio determinato caso per caso in via sperimentale tenendo anche conto delle variazioni stagionaii e climatiche. Lottimizzazione dei valore di tensione impressa avviene anche per aggiustamenti successivi, nel generale tentativo di rendere massimi i vantaggi attesi e minimi gli inevitabili svantaggi. Per determinare orientativamente il valore della tensione impressa Ei si seguono normalmente i seguenti criteri: Emc, Ema dipendono essenzialmente dalla natura dei metalli. I valori di polarizzazione riscontrati nei terreni di composizione usuale riferiti allelettrodo di riferimento Cu/CuS4 saturo sono riportati in tab. H.
Tab. H Potenziali di polarizzazione in terreni di pi comune composizione misurati rispetto l'elettrodo di riferimento di Cu/CuSO4 saturo
Metallo Manganese Zinco Acciaio zincato Acciaio in calcestruzzo Acciaio nudo
mV 1.700 1.000 950 800 550
1.500 950 800 250
si determina partendo dalla resistenza elettrica presente fra metallo da proteggere e dispersore anodico e facendo scorrere una corrente di protezione i cui valori tipici sono riportati in tab. I.
Tab. I Densit di corrente di protezione per varie tipologie di terreno
Interfaccia metallo-ambiente Acciaio terreno neutro terreno neutro ben areato terreno acido acqua dolce acqua di mare calcestruzzo
mA/m2 5 15 20 30 50 160 50 160 50 270 5 15
Inconvenienti della protezione catodica
Come gi stato appena accennato, la protezione catodica non priva di inconvenienti. Di seguito si segnaleranno i principali. Interferenza Se nello spazio circostante il dispersore anodico interessato dal campo elettrico prodotto dalla tensione impressa si dovesse trovare una struttura metallica estranea, come ad esempio una tubazione, essa stessa diventa sede di una reazione anodica su cui si concentra un intenso fenomeno corrosivo. In fig. J schematizzata tale situazione e ai fini della comprensione dei fenomeno si pu notare che il campo elettrico che interessa la tubazione estranea pu essere assimilato ad una seconda batteria virtuale E* che impone una seconda tensione impressa (anche se inferiore a quella effettiva mente applicata). Tale batteria virtuale partecipa anchessa alla protezione dei metallo da proteggere ma espone alla reazione anodica corrosiva la struttura estranea.
Fenomeno dell'interfaccia di una struttura metallica estranea che si trova coinvolta dal campo elettrico provocato dalla tensione impressa
Per evitare un tale inconveniente si adottano i seguenti provvedimenti, meglio se applicati congiuntamente: assicurarsi che in prossimit dei dispersore anodico collegato alla tensione impressa non vi siano strutture metalliche estranee; isolare elettricamente le strutture metalliche estranee con strati di materiale molto aderente e non poroso (tipicamente catrame, resine, ecc.) in modo da garantire anche nel lungo periodo una altissima resistenza elettrica fra massa metallica estranea e terreno circostante con leffetto di annullare la componente non voluta della corrente impressa, come riportato in fig. K.
Necessit di isolare con guaine aderenti le strutture metalliche estranee che si trovano in prossimit dei campi elettrici generati dalla protezione catodica attiva
Effetto elettro-osmotico La determinazione della pi idonea tensione impressa dipende, come visto precedentemente da R; la quale a sua volta dipende dalla umidit dei terreno immediatamente circostante il dispersore anodico. Il campo elettrico in prossimit dei dispersore, allontana le molecole dacqua per effetto elettroosmotico. Tale allontanamento in parte riequilibrato dallapporto di nuova acqua richiamata per capiliarit dal terreno, tuttavia in condizioni particolari anche di tipo meteorico, si possono creare situazioni di essiccazione dei terreno tali da innalzare sensibilmente il valore di R e perci vanificare leffetto della protezione anodica anche se il valore di tensione impressa risulta immutato. Poich lallontanamento dai terreno delle molecole dacqua e lopposto fenomeno di richiamo di acqua per capiliarit evolvono verso una situazione di equilibrio (uguaglianza fra le quantit di acqua allontanate e richiamate), occorre effettuare la misura di R in condizioni di equilibrio e correggere conseguentemente nel tempo il valore della tensione impressa.
Esempi di protezione catodica
La protezione catodica mediante tensione impressa, si pu applicare solo nei casi in cui la struttura da proteggere abbastanza circoscritta geometricamente e nei casi in cui possibile portarla ad un potenziale diverso da quello di terra senza violare i requisiti di sicurezza elettrica. Per quanto riguarda la necessit di una contenuta estensione geometrica, si considerino i risultati poco incoraggianti descritti in letteratura [31 sulla protezione catodica dei cavi delle reti di media tensione rivestiti in piombo a diretto contatto con il terreno. Infatti una tale struttura metallica da proteggere ha una superficie cosi grande e risulta cos diffusa da presentare una bassa resistenza verso terra. In queste condizioni inevitabile cadere in situazioni d eccessiva corrente di protezione in prossimit dei dispersore anodico e di numerose interferenze con altre strutture metalliche presenti nel terreno, che derivano verso terra quote sempre pi significative di corrente impressa in circuiti non voluti ed estranei alla struttura da proteggere (fig. L).
In queste situazioni pressoch impossibile prevenire linsufficiente protezione anodica di qualche tratto della struttura metallica da proteggere oltre che ad esporre a corrosione le numerose masse estranee secondo il meccanismo gi visto in fig. J. Migliori risultati si ottengono riducendo la resistenza verso terra della struttura metallica da proteggere in modo che buona parte della corrente impressa attraversi la struttura da proteggere.
Le applicazioni oggi pi consolidate della protezione catodica sono: Schermatura metallica dei cavi elettrici in posa terrestre con guaina esterna isolante aderente ma soggetta a lesionarsi. In questo caso, mostrato in fig. M
Protezione catodica attiva di una struttura metallica rivestita da una guaina isolante aderente
occorre conciliare le due opposte esigenze: da una parte la messa a terra della schermatura metallica dei cavo per evitare sovratensioni in caso di cedimento dellisolamento fondamentale e dallaltra parte una relativamente alta resistenza verso terra per rendere praticabile la protezione catodica. Il metodo utilizzato in questi casi prevede linserimento di una resistenza di shunt nellordine di 102 fra schermatura dei cavo e dispersore di terra e far attraversare detta resistenza da una corrente in corrente continua dellordine di un centinaio d ampere in modo da ottenere una adeguata tensione impressa.
Tubazioni interrate di contenuta estensione, come ad esempio reti di tubazioni allinterno di uno stabilimento, riportate in fig. N
Protezione catodica attiva di una struttura metallica in parte non accessibile (tratto interrato ed in parte accessibile)
Anche in questo caso occorrono resistenze verso terra relativamente alte cui si applicano tensioni impresse esterne. Tuttavia opportuno segnalare che sono ricorrenti occasioni in cui necessario collegare a terra in modo franco almeno una parte della rete, come ad esempio il tratto dellattraversamento aereo di un corso dacqua, oppure gli organi motorizzati come pompe, valvole, ecc. In questi casi lobbligo assoluto di collegare a terra le parti metalliche accessibili e le masse, viene risolto separando elettricamente le parti metalliche accessibili da quelle interrate. ti metodo pi comune luso di giunti isolanti a monte ed a valle le parti da collegare a terra e ricreare la continuit elettrica della parte interrata mediante un collegamento elettrico. Si segnala nuovamente che la protezione di reti interrate molto articolate, come ad esempio nelle reti urbane di gas o di acqua, un problema molto difficile in cui le difficolt sopra riferite sono amplificate a dismisura. Infatti la necessit di un adeguato isolamento verso terra, di giunti isolanti verso le varie utenze, di sezionamenti elettrici lungo il percorso, ecc., configurano un quadro ad alto rischio per una valida protezione catodica, vanificata per lo pi anche dalle molteplici occasioni di accidentali collegamenti con altre strutture metalliche estranee che per i fenomeni discussi in fig. J sono perci soggette a fenomeni provocati di corrosione.
Strutture metalliche accessibili necessariamente connesse alla rete di terra. Per proteggere catodicamente le strutture metalliche accessibili, come ad esempio un serbatoio riportato in fig. O
Protezione catodica attiva di una struttura metallica accessibile
che necessariamente devono essere connesse a terra, laccorgimento prospettato quello di connetterle separatamente allimpianto di terra generale, con una resistenza la pi elevata possibile, ma comunque rientrante nei limiti prescritti dalla vigente normativa tecnica. Contemporaneamente occorre disporre il dispersore catodico in modo tale che risulti massima la porzione di corrente impressa che attraversa la struttura da proteggere rispetto alla quota di corrente che attraversa inevitabilmente il collegamento di terra. Nella misura in cui si riesce a rispettare queste condizioni, si ottiene la protezione della struttura con una corrente prossima a quella strettamente necessaria e nel contempo si evita che le masse metalliche accessibili siano ad un potenziale troppo diverso da quello di terra. Si segnala che la soluzione qui prospettata pu creare problemi, anche insormontabili, con la protezione della struttura metallica alle scariche atmosferiche laddove si prescrive un collegamento a terra con resistenza minima.
Normativa vigente in tema di protezione catodica
Come ben noto la messa a terra a scopo protettivo delle masse (definite dallart. 2.1.26 della Norma CE] 64-8) un fondamentale accorgimento per ottenere la sicurezza elettrica, sancito dalla normativa CEI. Per quanto riguarda il valore della resistenza di terra in bassa tensione, noto che il valore d 20 previsto dal DIVI 54711955 superato dalla successiva e pi corretta prescrizione dellart. 5.4.06 della Norma CEI 64-8 che prescrive per la resistenza di terra RT il valore: RT 50/I ove I il valore in ampere di intervento degli organi di protezione a 5 s. Nessuna prescrizione invece risulta esserci nella nostra normativa, sulle distanze di rispetto tra il dispersore di terra degli impianti di bassa tensione e le altre strutture interrate non collegate al sistema di terra, se non il riferimento dellart. 9.1.02 della Norma CEI 64-8 che richiama il problema suggerendo che devono essere prese precauzioni per ridurre i danni che, per effetto elettrolitico, limpianto di terra pu eventualmente arrecare ad altre parti metalliche interrate nelle vicinanze dei dispersore. La tecnica della protezione catodica, sebbene non definita da alcuna normativa nazionale, esplicitamente citata in varie occasioni dalla Norma CE] 64-2 che recependole peculiari esigenze della protezione catodica emenda alcuni concetti basilari sulla messa a terra. Infatti lart. 14.1.05 prevede per la struttura protetta catodicamente con sistema a corrente impressa la messa a terra e la connessione equipotenziale con sistemi compatibili con la protezione catodica stessa, esplicitando meglio con lart. 14.1.05b che prevede che per le parti metalliche protette catodicamerrite con sistema a corrente impressa ... possono essere considerate efficacemente a terra anche se non collegate intenzionalmente a terra, purch beninteso la resistenza verso terra sia adeguata alla protezione contro i contatti indiretti Infine, molto appropriatamente lart. 14.2.04 ricorda che non sono imposti limiti al valore della resistenza del dispersore di terra. Tuttavia in considerazione dei fatto che la protezione catodica si sta progressivamente affermando quale valida metodica per prevenire la corrosione, almeno in alcune situazioni, si sente sempre pi la necessit di una normativa specifica che fissi i requisiti ed i criteri di buona tecnica per questo settore non ancora adeguatamente normato.
1. Seminario BTicino Intervento Prof. S. Dubini. 2. A.W. HAMLIN Altemating current corrosion. Materials Protection, jan. 1986. 3. D.E. SIMMONS Corrosion problems of electric utilities. Materials Protection, feb. 1966. 4. E. FUCINI Un particolare aspetto della manutenzione della rete interurbana: provvedimenti preventivi e correttivi contro le corrosioni dei cavi sotterranei. Rendiconti della LXIX Riunione annuale AEI, 1968. 5. P. ANELLI, G. LUONI Armor corrosion in singie core submarine as cables. IEEE PES Winter Meeting, 1976. 6. R. W. HYMES Lead sheat cable corrosion cause and prevention. IEEE PES Winter Meeting, 1978. 7. W. D. LAWSON Corrosion control for pipe type cable sistems. IEEE PES Winter Meeting, 1978. 8. L. LAZZARI, P. PEDEFERRI Protezione catodica. CLUP, Milano, 1981. 9. J.A. HANCK, G. NEKOKSA Guidelines for corrosion control of direct buried concentric neutral cables Materials Performance, mar. 1984. 10. P. PEDEFERRI La corrosione delle armature nel calcestruzzo. in: Corrosione e protezione di strutture metalliche e in cemento armato negli ambienti naturali, CLUP, Milano, 1987. 11. B. BAZZONI La protezione catodica. in: Fenomeni di corrosione connessi con le prese di terra degli impianti elettrici, AEI, Milano, 10 dicembre 1987. 12. Norma CEI 64-8 impianti elettrici utilizzatori a tensione nominale non superiore a 1000 V in corrente alternata e a 1500 V in corrente continua. a 2 edizione, giugno 1987. 13. Norma CEI 64-2 impianti elettrici nei luoghi con pericolo di esplosione. dicembre 1990.
Il terreno comunemente inteso viene considerato elettricamente conduttore e convenzionalmente assunto a potenziale zero in ogni punto. La sua resistivit (o resistenza specifica) ne caratterizza il comportamento elettrico. La resistivit del terreno un dato essenziale per il calcolo anche approssimato della resistenza di terra. Per calcoli impegnativi essenziale una misura sul campo. Di seguito riportata una tabella con valori orientativi della resistivit.
RESISTENZE SPECIFICHE DI TERRENI DI NATURA DIVERSA
terreno paludoso argille marne arenarie argillose gessi scisti argillosi calcare quarzifero altre arenarie granito e grs ghiaia terreno sabbioso umido calcare terreno sabbioso secco rocce cristalline anidriti/salgemma calcestruzzo umido acqua di fiume (lago) 0 10 20 50 100 200 500 1000 ( . m) 10000
Sopra 0 C la resistivit si pu considerare costante. Sotto 0 C, al contrario, si hanno forti aumenti, anche del 400-500 %. E quindi molto importante installare il dispersore sotto il livello di congelamento del terreno, ad almeno 0,5 m sotto il piano di campagna. La misura della resistivit si effettua col metodo dei 4 picchetti, per esempio il metodo di Wenner. Con questo metodo si misura a diverse profondit del terreno. Per misure su aree molto estese consigliabile effettuare numerosi sondaggi, sia orizzontali che verticali, in modo da interssare il terreno almeno fino ad una profondit pari alla massima diagonale del dispersore. Conviene utilizzare le disposizioni combinate di Wenner e Schlumberger, opportunamente integrate. Si veda TNE 9/95. Col metodo di Wenner si ha: = 2aR (.m) con: R = resistenza misurata allohmetro in ohm a = distanza fra i picchetti in metri In questa formula la resistivit quella misurata alla profondit a.
Tabelle dispersori
Corrente convenzionale di fusione If dei fusibili tipo qG (norma CEI 32-1) Corrente nominale In (A) Corrente convenzionale lf (A) 10 19* 16 28* 25 40 32 51 40 64 50 80 63 100
* Ne consegue, con riferimento alla tabella, che i fusibili proteggono le condutture aventi come minimo le seguenti portate lz. Corrente nom. In dei fusibile Portata min. Iz della conduttura 10 16 25 32 40 50 63
13,1 19,3 27,6 35,2 44,2 55,2 69
Esempio: un cavo con sezione 2,5 mm2 e portata di 19A non pu essere protetto da un fusibile da 16A ma richiede un fusibile da 10A Nota: Valori consueti anche se non normalizzati.
Materiale conduttore PVC unp. Rame Alluminio 143 95 multip. 115 74
Isolamento e formazione EPR-XLPE unip. 176 116 multip. 146 94 unip. 166 110 G2 multipn 135 87
Isolamento e formazione Ordinarie Tf=200C Con pericolo di incendio Tf=150C 138 91 50
Resistenza di terra dei dispersori
S Picchetti Rd = 0,8 L L
(per L/S = 3040)
~ Rd = 2
(per L = 530)
Anello L1 L2
~ Rd = 2,5
(per L1/L2 = 0,71,5)
Maglia L1 L2
~ Rd = 0,8
Calcolo della resistenza del dispersore a maglia (Guida CEI 64-12)
m = resistivit media del terreno
r = raggio del cerchio che circoscrive la maglia di terra
Tipo di elettrodo acciaio/zinco K 78 nastro nastro nastro tondino tondino tondino tondino tondino tondino cordato cordato cordato picchetto a tubo picchetto a tubo picchetto a tubo picchetto massiccio picchetto massiccio picchetto massiccio Tipo di elettrodo rame K = 229 cordato cordato cordato Altre sezioni normalmente usate cordato cordato cordato cordato cordato cordato cordato cordato cordato
Dimensioni mm 30x30,5 -30x30,5 30x30,5 D=8 D=8 D=8 D=1 0 D=10 D=10
Sezione mm2 105 105 105 50 50 50 78,50 78,50 78,50 50 50 50 294 294 294 314 314 314 Sezione mm2 35 35 35 50 50 50 70 70 70 95 95 95
Tempo prot. secondi 2 1 0,50 2 1 0,50 2 1 0,50 2 1 0,50 2 1 0,5 2 1 0,50 Tempo prot. secondi 2 1 0,50 2 1 0,50 2 1 0,50 2 1 0,50
Corrente kA 5,8 8,2 11,6 2,8 3,9 5,5 4,3 6,1 8,7 2,8 3,9 5,5 16,2 23,0 32, 5 17,3 24,5 34,6 Corrente kA 5,7 8,0 11,3 8,1 11,5 16,2 11,3 16,0 22,7 15,4 21,8 30,8
D = 40 SP = 2,5 D = 40 SP = 2,5 D = 40 SP = 2,5 D = 20 D = 20 D = 20
Massima corrente di cortocircuito ammessa nei dispersori
Esempio di calcolo di Zg
Si consideri un impianto industriale alimentato con propria cabina di trasformazione MT/BT. Di tale impianto si prende in considerazione una linea alimentata dal quadro elettrico generale di cabina, che a sua volta alimenta un sottoquadro di reparto. Si vuole proteggere la linea in questione con un interruttore automatico magnetotermico Megatiker MA250 7314NA/250. Occorre verificare la protezione contro i contatti indiretti per guasto a terra sulle sbarre del sottoquadro di reparto. Dati per il calcolo Interruttore Megatiker 7314NA/250 Regolazione sganciatori termici 0,64-1 In Regolazione sganciatori magnetici 3,5-10 In Icu 36 kA Ics 100 % Icu Trasformatore Dyn 400 kVA 15/0,4 kV serie 24 kV perdite ridotte Po = 940 W Pcc = 4800 W a 75 C vcc% = 6 % Io% = 1,2 % Cavi Linea da trasformatore a QEG: FG7R 3x1x240 mm2+N 120 mm2 (Iz = 0,85x607 = 515 A a 45 C). Lunghezza 12 m. Protezione 7613NA/500. Linea da QEG a sottoquadro: FG7R 3x1x95 mm2+N 50 mm2 lunghezza 80 m. PE da trasformatore a QEG: N07V-K 120 mm2 lunghezza 12 m. PE da QEG a sottoquadro: N07V-K 50 mm2 lunghezza 80 m. Calcoli Impedenza del trasformatore
PkVA Xt (m) Rt (m) Icco (kA) 25 166 162 0,95 50 97 63 1,9 100 54 25,5 3,8 160 34 13,3 200 27,3 10,1 6,1 250 22 7,6 315 18,5 400 14 4,2 500 11,2 630 9 2,4 23,9
6,13 9,5
Rt si pu calcolare con la formula: Rt = (V2n)2 Pcu/Pn2 1000 (m) Xt si pu calcolare con la formula: Xt = [(vcc%2 x V2n4 / 10.000 Pn2) - Rt2] (m) Dove: V2n in V, Pn in kVA, Pcu in W Nel nostro caso dalla tabella si ricava: Rt = 7,6 m Xt = 14 m Impedenza delle linee Tratto trasf. QEG: R = 0.104 m R1 = 0.104x12 = 1,24m X = 0,08 m X1 = 0,08x12 = 0,96 m PE N07V-K 120 mm2: Rpe = 0,193 m Rpe1 = 0,193x12 = 2,31 m X = 0,083 m Xpe1 = 0,99 m Tratto QEG/sottoquadro: cavo FG7 95 mm2: R = 0,26 m R2 = 0,26x80 = 20,8 m X = 0,083 m X2 = 0,083x80 = 6,64 m PE N07V-K 50 mm2: R = 0,46 m Rpe2 = 0,46x80 = 36,8 m X = 0,093 m Xpe2 = 0,093x80 = 7,44 m cavo FG7 240 mm2 L 12 m:
Calcolo dellimpedenza dellanello di guasto R tot = Rt+R1+R2+Rpe1+Rpe2 = 7,6+1,24+20,8+2,31+36,8 = 68,75 m X tot = Xt+X1+X2+Xpe1+Xpe2 = 14+0,96+6,64+0,99+7,4 = 29,99 m Ztot = Rtot2 + Xtot2 = 75 m Ig Ia = Uo/Ztot = 230x/75 = 3,06 kA = (3,5-10) In = 875 - 2500 A tempo di intervento < 0,02 s
La protezione contro i contatti indiretti assicurata. Calcolo della tensione di contatto Uc Uc Zf = 0,8 Uo/(1+Zf/Zpe) = (Rt+Rl+R2)2 + (Xt+X1+X2)2 = 36,67 m
Zpe = (Rpe1+Rpe2)2 + (Xpe1+Xpe2)2 = 40 m Uc = 0,8 x 230/(1+ 36,67/40) = 96 V
Tenuto conto del tempo di interruzione, non sussistono pericoli per le persone.
La nuova Norma CEI 11-1 IX edizione e il concetto di terra globale
Nel territorio di competenza degli Enti che gestiscono le reti di distribuzione dellenergia elettrica esistono impianti di terra assai estesi, che praticamente coincidono con lintero territorio urbano. Si pensi che, per eseguire misure di terra in tali reti lelettrodo di riferimento viene spostato fino a 50 km dalle citt (la distanza corrisponde, grosso modo, a 5 volte il diametro max dellimpianto). La misura di R di terra nei centri urbani fornisce valori non significativi, mentre lanello di guasto ha resistenza sempre inferiore allohm. Ci comporta un fatto estremamente significativo: il sistema TT non esiste pi, eccezion fatta per i centri rurali alimentati con trasformatori da palo o piccole cabine isolate. Di fatto, nei centri urbani ci si trova in un sistema TN improprio, nel quale cio manca un collegamento metallico intenzionale fra gli impianti di terra dellUtenza e quelli del Distributore, ma esiste un collegamento di fatto dovuto alla estrema vicinanza, quando non alla sovrapposizione, dei due impianti. Le conseguenze di questa situazione sono allo studio, ma in parte costituiscono gi norma, e possono essere cos schematicamente riassunte: limpianto di terra dellUtente allinterno di un impianto di terra globale la verifica delle tensioni di passo e contatto inutile, trovandosi gli impianti allinterno di una rete magliata. Provvedimenti cautelativi possono dover essere assunti, eventualmente, ai bordi della maglia. Il fatto pi rilevante per la certificazione dellesecuzione a regola darte di un impianto di terra che essa pu fare riferimento ad un progetto-tipo che abbia avuto successo. Ne consegue, di fatto, che laccesso allimpianto di terra globale dovr essere concesso allUtenza dallEnte distributore. Le procedure sono in corso di definizione. Esistono ovviamente molti motivi di contrasto, poich lEnte non ha alcun interesse a dover garantire la sicurezza dei propri impianti di terra, ma ciascuno dovr presto assumere le proprie responsabilit. E obiettivamente difficile per lEnte fornire un valore esatto del valore di resistenza di terra globale, ed occorrerebbe altres individuare il rapporto fra la parte di corrente che non va a terra e la parte di corrente che invece va a terra, per calcolare il valore della tensione totale di terra. Questo valore altres complesso da definire, e dovrebbe anchesso essere fornito dallEnte. In considerazione di queste difficolt reali, dovremo attendere presumibilmente ancora un certo tempo per stabilire con i vari Enti rapporti costruttivi e non conflittuali: tuttavia sarebbe gi sufficiente che lEnte dichiarasse il priprio impianto come sicuro per mettere lInstallatore al riparo da complessi calcoli e lungaggini di ordinaria burocrazia.
Con la presa datto dellesistenza dellimpianto di terra globalelUtente (e di conseguenza lInstallatore) non avr solo vantaggi, ma certamente almeno un problema in pi: laumento considerevole della corrente di guasto a terra. Le protezioni differenziali datate di qualche decennio, con potere di interruzione di circa 500 A, andranno (anzi, sono gi) in crisi. In aiuto allInstallatore si sono mosse per tempo le maggiori Case Produttrici, con Bticino in testa, immettendo sul mercato protezioni differenziali pure aventi Icu = 6 kA. Lassociazione con protezioni termomagnetiche conferisce, com noto, alle protezioni differenziali la stessa Icu del magnetotermico associato, togliendoci le castagne dal fuoco (si veda in proposito il Corso Professional Club relativo alle caratteristiche dei componenti). Certamente, con laumentare della corrente di guasto a terra e tenuto conto delle considerazioni espresse esaminando il sistema TN, si potrebbe pensare ad una protezione differenziale ad alta sensibilit in via di estinzione. AllInstallatore pi preparato non sfuggir, tuttavia, la funzione nuova che il differenziale assumer, anzi, ha gi di fatto assunto: quella di rel selettivo allinterno dell impianto elettrico. Allinterno dei sistemi di III categoria, la protezione omopolare ha gi questa funzione, strategica per lindividuazione rapida del guasto ed il ripristino tempestivo del servizio. Nei luoghi con pericolo di esplosione e a maggior rischio di incendio essa gi riconosciuta come provvedimento contro linnesco dellincendio (e nella IV edizione della Norma CEI 64-8 la sensibilit stata ridotta da 0,5 a 0,3 A). Negli impianti ordinari il differenziale perder, forse, il proprio ruolo di salvavita almeno per quanto riguarda i contatti indiretti, ma certamente contribuir alla ricerca dei guasti in maniera rapida ed affidabile: non si dimentichi che, a differenza dellinterruttore magnetotermico, il differenziale assai facilmente verificabile. Questo nuovo ruolo che la protezione differenziale va assumendo gradualmente nella coscienza dellInstallatore, nel contesto della terra globale probabilmente diverr ancor pi importante di quello rivestito fino ad oggi.
Documenti simili a Impianti Di Terra - Bticino