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L’unicità dell’impianto di messa a terra

L’unicità dell'impianto di messa a terra è obbligatoria in determinate situazioni. Facciamo il punto

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Le norme CEI 11-1 affermano che nelle officine elettriche e negli impianti utilizzatori con tensione superiore a 1000 V in corrente alternata deve essere realizzato normalmente un unico impianto di messa a terra. A tale impianto di terra devono essere collegate le parti (quali ad esempio le masse, le masse estranee) per cui è prescritto dalle relative norme il collegamento a terra (o che si ritenga, comunque, opportuno mettere a terra).

Gli impianti di terra nelle officine elettriche all’atto della loro costruzione, devono essere dimensionati in modo che, con la massima corrente It di terra prevista, non si verifichino in nessun punto, sia all’interno che all’esterno dell’officina elettrica o dell’impianto utilizzatore, tensioni di contatto e di passo superiori ai valori indicati qui sotto (dove la tensione di contatto ammissibile viene indicata con il simbolo UTP). Per valori di tempo intermedi a quelli indicati è lecito interpolare linearmente.

Fig2016_31-1

Tensioni di contatto e di passo massime in funzione del tempo di eliminazione del guasto

La verifica della tensione di contatto e di passo non è necessaria se la tensione totale di terra UE dell’impianto non è maggiore di 1,8 volte la tensione di contatto UST e di passo USS e siano verificate le seguenti due condizioni:
– sia presente un dispersore orizzontale con configurazione ad anello chiuso avente un perimetro massimo di 100 m;
– le masse da collegare a terra siano tutte contenute all’interno del perimetro del dispersore orizzontale.

Per capire meglio la prescrizione delle norme nei confronti di un unico dispersore di terra, si considerino i due dispersori A e B e si supponga che il dispersore A conduca corrente senza che B ne perturbi il campo entro il terreno.

Fig2016_31-2

Schema di due dispersori

Quando il dispersore A è interessato dalla corrente di guasto, la tensione tra il dispersore B e punti ad esso lontani (infinito) assume un valore che è funzione della distanza tra i due dispersori e della corrente dispersa dal dispersore A. Il dispersore B si porta a un valore di potenziale verso l’infinito EB che è tanto maggiore quanto minore è la distanza tra i due dispersori.

Scarica: I trasformatori dei costruttori associati ad Anie Energia – maggio 2016

Nel caso di forti correnti di guasto, la tensione ‘‘indotta’’ sul dispersore non attivo o ‘‘vittima’’ può raggiungere valori incompatibili con la sicurezza delle persone, degli animali e/o delle cose. Per tale motivo la progettazione di un impianto di messa a terra non deve essere disgiunta dall’esame degli effetti prodotti e/o subiti nei confronti di altri impianti di terra che possono alterare l’andamento dei campi di corrente nel terreno e, conseguentemente, i valori dei potenziali.

Il potenziale del dispersore B appare perciò meglio controllabile se forma un corpo unico con il dispersore A e tutte le masse collegate all’unico dispersore si trovano all’interno di un’area di sicurezza (che si potrà definire ‘‘area equipotenziale’’) nella quale le tensioni di contatto rimangono sempre inferiori ai limiti stabiliti per un tempo illimitato (50 V o 25 V) secondo quanto schematicamente illustrato qui sotto (caso a).

Fig2016_31-3

Impianto unico di terra per impianti alimentati con U > 1000 V c.a. e ‘‘area equipotenziale’’

La tensione totale di terra UE potrebbe in tal caso eccedere i limiti di sicurezza (pur nel rispetto delle condizioni normative stabilite dalla figura 1) ma questo fatto potrebbe essere causa di pericolo nel caso in cui, improvvidamente, l’impianto di distribuzione in bassa tensione e le relative masse collegate del dispersore si estendano all’esterno dell’‘‘area di sicurezza’’ potendosi in tal caso verificare situazioni con tensioni di contatto pericolose ((caso b) di figura 3). È evidente che in questo caso un dispersore ‘‘separato’’ che collegasse a terra ‘‘in loco’’ la massa (b) trasferirebbe sulla massa (sempre nel caso di guasto sulla MT) la sola tensione Ub, ma questo diverrebbe difficilmente controllabile a causa della sua dipendenza dalla posizione e dal valore della corrente di guasto.

Dello stesso autore: Impianti di messa a terra: dispersori, collettori, conduttori

Il problema può divenire cruciale laddove vi siano dispersori relativi a impianti indipendenti collocati molto vicini l’uno all’altro, come accade nelle aree di elevata urbanizzazione. Appare perciò più saggio, in questi casi puntare invece a estendere il più possibile l’‘‘area equipotenziale’’ collegando il dispersore proprio di (b) a quello di (a).

Sembra opportuno, a tal punto, introdurre il concetto fondamentale di impianto di terra globale: esso è realizzato con l’interconnessione di più impianti di terra che assicura, data la vicinanza degli impianti stessi, l’assenza di tensioni di contatto pericolose. Tale impianto permette la ripartizione della corrente di terra in modo da ridurre l’aumento di potenziale di terra negli impianti di terra singoli. Si può dire che tale impianto forma una superficie quasi-quipotenziale.
Questa definizione è limitata alle reti di trasmissione e di distribuzione del Distributore pubblico, ad esempio nel caso di aree urbane concentrate, e agli impianti utilizzatori alimentati in AT o in MT collegati all’impianto di terra globale e in esso inclusi.

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