METODOLOGIA OPERATIVA PER L ESECUZIONE DELLE VERIFICHE STRUMENTALI

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1 METODOLOGIA OPERATIVA PER L ESECUZIONE DELLE VERIFICHE STRUMENTALI

2 INDICE MOEV-1 Verifica impianti di terra per sistemi elettrici TT Protezione mediante interruzione automatica dell alimentazione MOEV-2 Verifica impianti di terra per sistemi elettrici TN Protezione mediante interruzione automatica dell alimentazione MOEV-3 Verifica impianti di terra per sistemi elettrici IT Protezione mediante interruzione automatica dell alimentazione MOEV-4 Verifica impianti di protezione contro le scariche atmosferiche

3 MOEV-1 Verifica impianti di terra per sistemi elettrici TT Protezione mediante interruzione automatica dell alimentazione STEP 1 Prova della continuità dei conduttori di terra, di protezione ed equipotenziali Prima di qualsiasi altro controllo del sistema di protezione è raccomandabile effettuare la prova di continuità dei conduttori di terra, protezione, equipotenziali principali e supplementari. Si intende con tale prova accertare l integrità dei collegamenti dell impianto di terra (non deve essere misurata la resistenza dei circuiti) a partire dai dispersori fino alle masse e masse estranee. Per la prova deve essere impiegato uno strumento in grado di fornire almeno 0,2 A con una tensione a vuoto compresa tra 4 V e 24 V in c.c. o in c.a. Il controllo deve essere effettuato: tra il dispersore (se accessibile) ed il collettore di terra (CT); tra i vari collettori di terra; quando necessario, tra i conduttori di protezione (PE) ed i conduttori equipotenziali (EQP - EQS), in presenza di giunzioni o derivazioni, per individuare possibili discontinuità; tra le masse ed i collettori di terra; tra le masse estranee fra di loro e verso le masse, figura A

4 Figura "A" STEP 2 Misura della resistenza del collegamento equipotenziale supplementare [limitatamente ai locali medici di Gruppo 2] Il valore della resistenza del collegamento equipotenziale supplementare non deve superare 0,2 Ω compreso l eventuale nodo intermedio. La misura va effettuata inserendo lo strumento come in figura A1 se si sta utilizzando lo strumento Mod. Contest della Ditta ASITA oppure selezionando

5 l apposita funzione low 10 A se si utilizza lo strumento Mod. GSC57 della Ditta HT. NODO EQUIPOTENZIALE PE Figura "A1" Infatti, per l esecuzione di tale misura è necessario adoperare il metodo volt-amperometrico applicando una tensione a vuoto compresa tra 4 V e 24 V, in c.a. o in c.c., ed iniettando nel circuito di prova una corrente non inferiore a 10 A. Si richiama l attenzione sulla disposizione dei morsetti di misura evidenziata nella figura A1 al fine di comprendere, nella misura effettuata, anche la

6 resistenza della connessione del PE al nodo equipotenziale e la resistenza della connessione del PE sulla massa o sulla massa estranea. STEP 3 Misura della resistenza di terra Il valore della resistenza di terra deve essere opportunamente coordinato con le relative protezioni secondo CEI 64-8 art e art e, più in particolare deve essere soddisfatta la seguente condizione R E x I n U L Dove si rammenta che: - U L (tensione di contatto limite convenzionale) è pari a 50 V in c.a. nei luoghi ordinari ed a 25 V in c.a. nei luoghi di cui alle Sezioni 704, 705 e 710 della Parte 7 della Norma CEI 64-8 [consultare il documento interno TCLC (Tensioni di Contatto Limite Convenzionale) il quale riporta, con commenti, sia gli ambienti particolari di cui alle sopra citate Sezioni della Norma CEI 64-8/7 anche i valori dei tempi massimi di interruzione di cui agli articoli e della Norma CEI 64-8/4]; - R E è il valore della resistenza di terra in ohm;

7 - I n è la corrente nominale differenziale del dispositivo di protezione in ampere. Non è possibile, quindi, assumere a priori un valore di resistenza di terra ed occorre di volta in volta confrontare il risultato con la/e corrente/i del dispositivo/i installato/i presso l impianto in esame avendo cura di inserire la corrente differenziale nominale più elevata tra tutti i dispositivi presenti sull impianto. Nei sistemi TT, vista la semplicità dell esecuzione, si impiega il metodo della misura indiretta della resistenza di terra ovvero della misura della resistenza dell anello di guasto inserendo lo strumento come in figura B. L1 L2 L3 N PE Figura "B" DISPERSORE DI CABINA DISPERSORE D'UTENTE ANELLO DI GUASTO

8 È evidente come lo strumento registri un valore superiore a quello effettivo e quindi cautelativo rispetto alla misura tradizionale e, come tale, a favore della sicurezza. Se per qualche motivo il neutro fosse collegato all impianto di terra dell utente (per errore, per un guasto od anche deliberatamente) la resistenza dell impianto di terra in esame risulta esclusa dalla misura perché lo strumento registra un valore che è la somma delle resistenze del conduttore di fase, di neutro e del trasformatore. È fondamentale, quindi, che prima d iniziare la misura ci si accerti inequivocabilmente dell assenza di tale collegamento eseguendo, in un punto qualsiasi dell impianto, la misura della resistenza d isolamento tra neutro e conduttore di protezione e/o impianto di terra dell utente. Se il valore della resistenza di terra non dovesse risultare, però, coordinato con le protezioni installate si dovrà procedere con la misura tradizionale mediante il metodo volt-amperometrico inserendo lo strumento come in figura C.

9 Figura "C" DISPERSORE IN PROVA SONDA DI TENSIONE SONDA DI CORRENTE L L STEP 4 Prova del funzionamento dei dispositivi differenziali La prova consiste nell accertare la corretta installazione ed il corretto funzionamento dei dispositivi di protezione a corrente differenziale. {Controllare, preliminarmente, il documento interno TCID (Tempi e Correnti d Intervento Differenziali) il quale riporta, ai sensi delle Norme CEI vigenti [Norma CEI (CEI EN ), Norma CEI (CEI EN ) e Norma CEI 17-5 (CEI EN )], i massimi valori ammissibili delle correnti differenziali e relativi tempi d intervento per quegli ambienti in cui le Norme ne obbligano l installazione. Nel rammentare che ai sensi della Guida CEI 64-14

10 Seconda Edizione non è più richiesta la misurazione del tempo d intervento del dispositivo differenziale, si evidenzia come l effettuazione di tale prova permette una valutazione più precisa circa l effettiva protezione dai contatti indiretti}. Questa prova non va confusa con la prova di funzionamento meccanico che si attua mediante azionamento del tasto di prova perché lo scatto, in tali condizioni, è provocato da una corrente differenziale pari a due volte e mezzo la corrente differenziale nominale. La prova può essere indifferentemente effettuata direttamente ai morsetti a valle del dispositivo in prova e la terra, tra i morsetti a valle e quelli a monte del dispositivo in prova oppure direttamente alle prese a spina o ai circuiti protetti dallo stesso dispositivo differenziale figura D. Nei punti d installazione dei dispositivi differenziali privi di conduttore di protezione (esempio tipico: protezione differenziale generale installata nel punto di consegna dell energia elettrica) la prova va eseguita facendo circolare una corrente fra un conduttore di fase e il neutro preso a monte dell interruttore stesso (un puntale dello strumento deve essere inserito sul conduttore di fase a valle dell interruttore, mentre gli altri due vanno collegati al neutro a monte dell interruttore).

11 L1 L2 L3 N PE Figura "D" Si deve prestare la necessaria attenzione ad individuare se il dispositivo differenziale sia di tipo AC, A o di tipo B in modo da poter selezionare, preventivamente, sullo strumento in dotazione, la medesima tipologia. La prova si effettua selezionando sullo strumento la corrente differenziale nominale dell interruttore in prova con relativa corrente di prova pari all I N del dispositivo differenziale installato. Premendo il tasto di prova si provoca la corrente di guasto e lo strumento visualizza sul display il tempo di interruzione dell interruttore differenziale.

12 Poiché lo strumento in dotazione al personale ispettivo possiede la funzione che permette di invertire la semionda positiva o negativa in cui inizia la corrente è bene verificare il tempo di intervento per entrambe le condizioni. Quando l interruttore differenziale è regolabile nel ritardo è bene rilevare direttamente il tempo di interruzione dopo aver azzerato il tempo di ritardo. Particolare attenzione bisogna porre alla presenza di eventuali correnti di dispersione che, sommandosi a quella di prova, potrebbero introdurre un errore in contrasto con la sicurezza. Per questo motivo prima di eseguire la misura si deve verificare, per mezzo di una pinza amperometrica, che la corrente di dispersione sia trascurabile. Occorre infine ricordare che per la verifica degli interruttori di tipo ritardato il tempo di prova deve essere di almeno 1s.

13 MOEV-2 Verifica impianti di terra per sistemi elettrici TN Protezione mediante interruzione automatica dell alimentazione STEP 1 Prova della continuità dei conduttori di terra, di protezione ed equipotenziali Vedasi STEP 1 MOEV-1 STEP 2 Misura della resistenza del collegamento equipotenziale supplementare [limitatamente ai locali medici di Gruppo 2] Vedasi STEP 2 MOEV-1 STEP 3 Misura della resistenza di terra Il valore della resistenza di terra, in un sistema TN, è importante unicamente per un guasto in media tensione al fine di contenere la tensione totale di terra U E entro i limiti dettati dalla Norma CEI 11-1 in funzione del tempo t F per cui il guasto persiste [consultare, preliminarmente, il documento interno TCA (Tensioni di Contatto Ammissibili) il quale riporta, ai sensi della Norma CEI 11-1 e Guida CEI 11-37, i valori di contatto ammissibili in funzione del tempo di eliminazione del guasto]

14 La misura, per quanto possibile, dovrebbe essere eseguita con l impianto in condizioni di normale funzionamento senza scollegare il dispersore dal restante impianto secondo lo schema di figura E. ~ 230 V V V V SV4 SV3 SV SV1 SV2 SI Figura "E" 4 5 d d Si inietta una corrente alternata (tramite il trasformatore d isolamento collegato al variatore di tensione) di valore costante nel dispersore in esame richiudendo il circuito su di un dispersore ausiliario posizionato il più lontano possibile, ad una distanza che sia almeno cinque volte la dimensione massima dello stesso dispersore (diagonale o diametro del cerchio di pari area che contiene il

15 dispersore, nel caso di dispersore a picchetto tale dimensione può essere assunta pari alla sua lunghezza). Si procede alla misura mediante un voltmetro ad elevata resistenza interna rilevando i valori di tensione tra il dispersore in esame e una sonda di tensione, posta fuori dalle zone di influenza generale dalla corrente di prova che attraversa il dispersore in prova, e il dispersore ausiliario di corrente. La sonda di tensione può considerarsi infissa in posizione adeguata quando la distanza dai margini del dispersore è pari a 2,5 volte la dimensione massima del dispersore stesso. Il valore della resistenza di terra lo si ricava dal rapporto tra la tensione misurata e la corrente di prova. Comunque, per trovare il punto di flesso di cui alla figura F è sufficiente spostare due o tre volte la sonda di tensione, rispetto al punto iniziale, di due tre m verso il dispersore in prova e, successivamente, di due tre m verso la sonda ausiliaria di corrente; se i valori di tensione riscontrati in queste successive posizioni non si discostano sensibilmente tra di loro significa che la sonda si trova lungo il punto di flesso orizzontale.

16 R(ohm) Rx X(m) Figura "F" STEP 4 Prova del funzionamento di eventuali dispositivi differenziali Vedasi STEP 4 MOEV-1 STEP 5 Misura dell impedenza dell anello di guasto Nei sistemi TN, per un guasto franco a massa in un qualunque punto del circuito di bassa tensione, deve essere soddisfatta la condizione: Dove si rammenta che: U 0 / Z s I a - U 0 è la tensione nominale verso terra dell impianto, in volt;

17 - Z s è l impedenza totale del circuito di guasto a massa, in ohm; - I a è la corrente che provoca l interruzione automatica del dispositivo di protezione nei tempi di seguito indicati. La misura dell impedenza dell anello di guasto viene effettuata mediante l impiego del loop tester, figura G. L1 L2 L3 N PE Figura "G"

18 Inserendo lo strumento nell impianto in normali condizioni di esercizio si rileva direttamente il valore dell impedenza perché la corrente di prova è prelevata direttamente dallo impianto medesimo. Lo strumento in dotazione a questo Studio presenta caratteristiche adeguate ed in particolare la corrente di prova è decisamente elevata (da 140 a 240 A a seconda del tipo di connessione) tanto da permettere la rilevazione con ottima precisione di piccoli valori di impedenza. Il collegamento dello strumento può essere effettuato fra una fase subito a monte dell interruttore o del fusibile successivo a quello del quale si vuole accertare il coordinamento ed il conduttore di protezione della massa da proteggere (per la misura dell impedenza fase-fase e relativo calcolo della corrente di corto circuito fase-fase e trifase) oppure può essere collegato, tramite l apposito adattatore in dotazione, alla presa a spina del circuito utilizzatore (per la misura dell impedenza fase-neutro e calcolo della corrente presunta di corto circuito fase-neutro) oppure ancora alla morsettiera degli utilizzatori fissi ubicati nel punto più lontano dei circuiti terminali tra fase e PE (per la misura dell impedenza fase-pe e calcolo della corrente di corto circuito fase-pe).

19 In presenza, a monte del punto di misura, di dispositivi differenziali e/o di interruttori magnetotermici di modesta taglia, si rende necessario effettuare la misura a monte degli stessi avendo, successivamente, l accortezza di sommare al valore di Z s misurato il valore di Z (ricavabile dai dati del costruttore) che il dispositivo di protezione introduce nel circuito. Si rammenta che la VI Edizione della Norma CEI 64-8 ridefinisce la I a come la corrente d intervento delle protezioni di sovracorrente nel tempo di: - 5 s per i circuiti di distribuzione e per i circuiti terminali protetti da dispositivi di sovracorrente con corrente nominale (o regolata) superiore a 32 A; - 0,4 s per i circuiti terminali protetti da dispositivi di sovracorrente con corrente nominale (o regolata) minore o uguale a 32 A in condizioni ordinarie. STEP 6 Rilievo eventuale delle tensioni di passo e di contatto Se la condizione U E U TP non risulta soddisfatta ovvero U E 1,5 U TP non risulta verificata, qualora si sia in presenza di rete magliata su tutta l area in esame ovvero ancora la condizione U E 4 U TP, qualora siano stati presi i provvedimenti M di cui all Allegato D della Norma CEI 11-1, è necessario procedere alle misure dirette delle tensioni di passo e di contatto (TCP) figura H.

20 Ω OFF ma V ma A OFF V Ω Hz Ω V OFF ma ma A OFF V Ω Hz GRECO e ASSOCIATI ~ 230 V V V TENSIONI DI CONTATTO 1,0 m V R 1000 Ω 250 N 250 N R 1000 Ω V V TENSIONI DI PASSO 250 N 1,0 m 250 N Figura "H" 4 5 d d La misura viene effettuata facendo disperdere nell impianto in esame, nelle ordinarie condizioni di funzionamento, una quota parte della corrente di terra (normalmente 5 A in sistemi di II Categoria e 50 A in sistemi di III Categoria) e rilevando sulle masse e sulle masse estranee le tensioni che si stabiliscono fra le stesse e gli elettrodi di misura appoggiati sul suolo (tensioni di contatto) ovvero fra due elettrodi posti fra di loro alla distanza di 1,0 m (tensioni di passo). In particolare, si devono controllare le tensioni sulle masse esterne all area del dispersore e sulle masse estranee (tubazioni, rotaie, ecc.) uscenti dall area

21 del dispersore ai fini del trasferimento delle tensioni all esterno dell area dell impianto di terra. Le tensioni di passo devono essere controllate in tutto l impianto in corrispondenza di stazioni, cabine di ricezione e/o trasformazione, in prossimità ed a cavallo di elementi orizzontali perimetrali del dispersore e, comunque, dove, in base alla geometria del dispersore precedentemente esaminata, siano prevedibili valori elevati dei gradienti di tensione. I valori più alti delle tensioni di contatto e di passo sono da prevedersi nelle zone in cui il terreno presenta una bassa resistività. Si rammenta che ove l indipendenza del dispersore ausiliario dal dispersore in esame non possa essere garantita, punto di flesso di cui allo STEP 4, l uso di distanze ridotte porta alla misura di tensioni di contatto e di passo diverse da quelle reali. Poiché nel terreno esistono spesso tensioni di disturbo, è necessario misurarle per tenerne conto. Infatti, per ogni punto di prova devono essere eseguite tre misure: - una misura, senza immettere corrente nell impianto di terra, per la valutazione dell eventuale tensione di disturbo (Ud); - una misura iniettando nell impianto la corrente di prova (Ua);

22 - una misura facendo circolare la corrente di prova con polarità invertita (Ub). La tensione, depurata dal disturbi, si ricava con il metodo di Erbacher. Si ricorda che nelle verifiche periodiche si possono eseguire le misure delle tensioni di contatto e di passo nei punti che sono risultati critici nella precedente verifica ovvero nelle zone in cui risultano esserci stati significativi cambiamenti o, ancora, ampliamenti.

23 MOEV-3 Verifica impianti di terra per sistemi elettrici IT Protezione mediante interruzione automatica dell alimentazione STEP 1 Prova della continuità dei conduttori di terra, di protezione ed equipotenziali Vedasi STEP 1 MOEV-1 STEP 2 Misura della resistenza del collegamento equipotenziale supplementare [limitatamente ai locali medici di Gruppo 2] Vedasi STEP 2 MOEV-1 STEP 3 Misura della resistenza di terra Vedasi STEP 3 MOEV-1 o STEP 3 MOEV-2 STEP 4 Prova del funzionamento di eventuali dispositivi differenziali Vedasi STEP 4 MOEV-1 STEP 5 Misura dell impedenza dell anello di guasto

24 condizione seguente: Nei sistemi IT è necessario soddisfare, al primo guasto a terra, la R E 50 / I d essendo: - R E la resistenza di terra, in ohm; - I d la corrente del primo guasto a terra, in ampere. Un secondo guasto porta, però, il sistema da IT ad un sistema TN essendo normalmente tutte le masse collegate al medesimo impianto di terra e, pertanto, si rende necessario procedere alla misura dell impedenza dell anello di guasto così come si è illustrato per il sistema TN rammentando di verificare se il neutro è distribuito o meno. Infatti, se Z s è l impedenza, in ohm, dell anello di guasto (fase/pe), U la tensione nominale del sistema (fase/fase) ed il neutro non è distribuito, la condizione da soddisfare diviene: U / 2 Z s I a dove I a rappresenta la corrente, in ampere, di interruzione del dispositivo di protezione a massima corrente in un tempo pari a 5 s per i circuiti di distribuzione e per i circuiti terminali aventi a monte dispositivi di protezione contro le sovracorrenti con corrente nominale, o regolata, superiore a 32 A, e di 0,4 s in tutti gli altri casi, negli ambienti ordinari.

25 Se il neutro è distribuito, la disuguaglianza da rispettare diviene: U 0 / 2 Z s I a dove: - U 0 è la tensione nominale verso terra, in volt; - Z s è l impedenza dell anello di guasto (neutro/pe), in ohm, - I a è la corrente, in ampere, di interruzione del dispositivo di protezione a massima corrente in un tempo pari a 5 s per i circuiti di distribuzione e per i circuiti terminali aventi a monte dispositivi di protezione contro le sovracorrenti con corrente nominale, o regolata, superiore a 32 A, e di 0,8 s in tutti gli altri casi, negli ambienti ordinari. (Anche per questa verifica si raccomanda di prendere preventivamente visione del documento interno TCLC).

26 STEP 6 Misura della corrente di primo guasto Per la misura della corrente di primo guasto a terra si utilizza la pinza amperometrica inserita circuitalmente come in figura I. L1 L2 L3 Figura "I"

27 MOEV-4 Verifica impianti di protezione contro le scariche atmosferiche STEP 1 Prova della continuità dei conduttori, connessioni e giunzioni Oltre a quanto indicato allo STEP 1 MOEV-1 è necessario rammentare che, qualora siano stati usati i ferri del cemento armato quali calate, in caso di impianti esistenti, la resistenza dovrà risultare inferiore a 0,2 Ω. Per i nuovi impianti, invece, la continuità deve essere certificata dal progettista o dall installatore dell LPS unitamente al costruttore e responsabile delle opere civili. STEP 2 Misura della resistenza di terra del sistema dei dispersori Vedasi STEP 2 MOEV-1 o STEP 2 MOEV-2 Si ricorda che le Norme CEI (CEI EN 62305) suggeriscono di misurare la resistenza di ogni singolo dispersore in aggiunta alla resistenza del sistema di dispersori totale. Ancora, se il sistema di dispersori dovesse superare il valore di 10 Ω è necessario verificare la conformità dell intero sistema a quanto dettato dall art. 5.4 della Norma CEI 81-10/3 (CEI EN ).

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