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Impianti di messa a terra: dispersori, collettori, conduttori

La costituzione di un impianto di messa a terra prevede diversi elementi collegati tra di loro a disperdere

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Un impianto di messa a terra si compone di più parti, il dimensionamento delle quali dipende soprattutto da:
– il valore delle correnti It che potrebbero circolare nel terreno a seguito di corto circuiti fase-terra, fase-fase-terra, trifase-terra;
– la durata del corto circuito a terra;
– le caratteristiche del terreno.

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Esempio di collegamenti di un impianto di messa a terra

Dispersore
Il dispersore è l’elemento fondamentale dell’impianto di messa a terra e va progettato in base all’entità delle correnti che è chiamato a ‘‘disperdere’’ nel terreno. L’utilizzo del verbo ‘‘disperdere’’ è però fuorviante in quanto, per la seconda legge di Kirchoff, ci deve essere un circuito chiuso per avere circolazione di corrente che quindi non si disperde ma si richiude. La sua geometria e il tipo di terreno ne condizionano l’efficienza.

Il tipo più semplice di dispersore é formato da picchetti verticali interrati fino a profondità di alcuni metri e costituiti il più delle volte da tondini o tubi d’acciaio con diametro da (50-60) mm a (100-120) mm. Questi elementi sono di solito collegati in parallelo fra loro attraverso le estremità superiori in modo da raggiungere la necessaria superficie disperdente.

Per dispersori di grande estensione si utilizzano conduttori in rame nudo di sezione circolare, ovvero corde (con sezioni fino a centinaia di mm2). Gli elementi costituenti il dispersore vengono disposti orizzontalmente a profondità di 800-1000 mm secondo reti radiali a più raggi o secondo reti ad anello o magliate. Il lato medio della magliatura dipende dagli andamenti delle tensioni di passo e di contatto e può oscillare da pochi metri ad alcune decine di metri, eventualmente con infittimenti locali.

Il dispersore può essere costituito anche da conduttori in acciaio ramato o zincato oppure da tondini di ferro dolce del diametro esterno di alcuni centimetri rivestiti parzialmente da carbone coke. In ogni caso bisogna evitare il manifestarsi di fenomeni elettrovoltaici dovuti alla presenza di metalli diversi.
Al dispersore vanno poi collegate tutte le strutture metalliche e tutte le parti elettriche che devono essere vincolate al potenziale di terra per funzionare correttamente, o per evitare il raggiungimento di potenziali pericolosi in caso di guasto.

Dispersore di fatto
Viene detto dispersore di fatto una parte metallica in contatto elettrico con il terreno o con l’acqua, direttamente o tramite calcestruzzo, il cui scopo originale non é di mettere a terra, ma che tuttavia soddisfa a tutti i requisiti di un dispersore senza compromettere la sua funzione originale. Ne sono esempi le tubature, le palificazioni metalliche, le armature del calcestruzzo, le strutture in acciaio delle costruzioni ecc. Un esempio notevole e particolarmente didattico di dispersore di fatto é rappresentato dall’armatura di una galleria (qualora essa venga realizzata in modo continuo) in cui vengano installati dei cavi di potenza o dei GIL. Gli schermi dei cavi e gli involucri dei GIL possono essere messi a terra proprio sull’armatura della galleria che rappresenta un dispersore di fatto e costituisce così una messa a terra distribuita.

Di un impianto di messa a terra possono far parte anche gli elementi strutturali metallici degli edifici; essi sono contenuti nel calcestruzzo delle fondazioni e dei pilastri di elevazione. Se collegati al dispersore, essi realizzano una gabbia di Faraday che può dare un’efficace protezione contro le scariche atmosferiche. L’impianto va comunque completato, in tal caso, con un graticcio captatore collocato sul tetto dell’edificio e realizzato secondo le indicazioni delle norme CEI 81-10.

Conduttori
Il conduttore di terra collega una parte dell’impianto che deve essere messo a terra a un dispersore ovvero collega tra loro più dispersori. Può essere collocato al di fuori del terreno o interrato nel terreno purché da esso isolato. Si noti che quando il collegamento tra una parte dell’impianto ed il dispersore è realizzato per mezzo di giunzioni scollegabili, sezionatori, scaricatori, scaricatori spinterometrici, conta scariche di scaricatori ecc., si considera conduttore di terra solo la parte del collegamento permanentemente connessa al dispersore.
I conduttori di protezione collegano le parti (masse) da mettere a terra per protezione e il conduttore di terra.
I conduttori equipotenziali assicurano un collegamento tra masse di vario tipo rendendole equipotenziali.

Collettore
Il collettore (di terra): rappresenta il ‘‘nodo’’ di riferimento per ogni impianto di terra; a esso fanno capo da un lato i conduttori di protezione e i conduttori equipotenziali e dall’altro il dispersore.
Altre parti di un impianto di terra sono le piattaforme o reti equipotenziali che costituiscono estesi riferimenti di potenziale. Esse vanno collegate al dispersore in un unico punto e non devono mai essere interessate da correnti estranee al sistema metallicamente connesso con esse.

In generale le connessioni delle varie parti al dispersore principale di terra conviene realizzarle attraverso una tipica struttura ad albero al fine di evitare che i circuiti di messa a terra formino maglie chiuse che collegano tra loro sistemi equipotenziali distinti.

Nel caso dei laboratori, infine, esistono sistemi particolari di schermatura che comprendono accorgimenti per l’eliminazione di disturbi esterni a frequenze elevate nelle aree di misura o per il corretto funzionamento di apparecchi speciali.

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