L' IMPIANTO DI MESSA A TERRA

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1 L' IMPIANTO DI MESSA A TERRA SCELTA E DIMENSIONAMENTO DEI COMPONENTI ELETTRICI Nella sesta edizione della norma, il capitolo 54 "Messa a terra e condutture di protezione" ha subito poche modifiche, che riguardano le tabelle 54 B, C e D Valori di K per i conduttori di protezione. Ricordiamo che K è il fattore che compare nella formula (figura 1) per calcolare, appunto, la sezione del conduttore di protezione (PE). Riportiamo in figura 2 le tre tabelle condensate, dove si nota che, rispetto all edizione precedente è sparita la colonna riguardante la gomma G2 ed è comparsa la sigla HEPR (gomma etilenpropilenica ad alto modulo) a fianco dell EPR. Tutto qui. In realtà la situazione impianti di terra è molto più complessa, perchè tutto il capitolo 54 verrà modificato in maniera sostanziale; sarà sostituito dalla traduzione italiana del nuovo documento di armonizzazione europeo HD , che ha terminato la fase di Inchiesta Pubblica. Al CEI è in corso l'esame delle osservazioni pervenute, il testo definitivo verrà pubblicato nei primi mesi del prossimo anno. Possiamo anticipare che la formula (figura 1) per la sezione del PE non cambia, nemmeno l Allegato A, che riporta un metodo per ricavare il fattore k, che però è diventato minuscolo, se è un fattore... cambieranno invece le tabelle 54 B, C e D. Sappiamo che, negli impianti alimentati in bassa tensione, per determinare la sezione minima del PE, la norma prevede un metodo molto più semplice, senza utilizzare la formula con il fattore K, anzi k. Se la sezione dei conduttori di fase dell impianto è inferiore o uguale a 16 mm², la sezione minima del conduttore di protezione deve essere uguale a quella dei conduttori di fase; se i conduttori di fase hanno una sezione maggiore di 16, ma inferiore o uguale a 35 mm², la sezione minima del PE deve essere 16 mm², infine, se hanno una sezione maggiore di 35 mm², la sezione minima del PE deve essere la metà di quella dei conduttori di fase. Il metodo rimarrà così semplice solo se il conduttore di protezione è dello stesso materiale (conduttore e isolamento) del conduttore di fase, altrimenti ricompare il fattore k. Cambierà anche il paragrafo che riguarda i dispersori (542.2), in particolare la tabella, anche in questo caso, delle dimensioni minime. Non possiamo anticipare nulla; vedrete, quando il documento sarà in inchiesta pubblica, le modifiche che vengono proposte, per ora non ci resta che fare il punto della situazione. I componenti dell impianto L impianto di terra, come noto, non ha, normalmente, solo il compito di disperdere verso terra le correnti di guasto che si manifestano sugli impianti, facendo intervenire le protezioni quando sulle masse si formano tensioni di contatto pericolose, ma anche disperdere a terra le correnti provenienti dagli scaricatori di sovratensione. E costituito dalle seguenti parti, ciascuna delle quali svolge una specifica funzione: dispersori (intenzionali e di fatto; conduttori di terra; collettori (o nodi) principali di terra; conduttori di protezione; conduttori equipotenziali principali e supplementari; masse; masse estranee.

2 Prima di parlare di dispersori, ricordiamo che il conduttore di terra ha la funzione di collegare il dispersore e il collettore (o nodo) principale di terra ed eventualmente i vari dispersori fra loro. Il collettore (o nodo) principale di terra ha la funzione di realizzare il collegamento fra conduttori di terra, conduttori di protezione e conduttori equipotenziali principali. Per impianti di modesta estensione, è consigliato realizzare un solo collettore principale facilmente identificabile; per i piccoli impianti TT, tale nodo può essere la barra o il morsetto di terra del quadro generale. I conduttori di protezione collegano le masse e le prese a spina allo scopo di convogliare a terra le eventuali correnti di guasto. I conduttori equipotenziali principali collegano le masse estranee principali entranti alla base dell edificio (es. principali tubazioni metalliche) al collettore principale allo scopo di portarle allo stesso potenziale delle masse. I conduttori equipotenziali supplementari sono quelli che collegano localmente le masse estranee al conduttore di protezione negli ambienti ove richiesto (es. locali contenenti vasche o docce). Una interruzione dei circuiti di protezione può rendere inefficace tutto il sistema di protezione, per tale motivo è opportuno effettuare controlli periodici per accertare la continuità elettrica dei collegamenti. Dispersori intenzionali e di fatto Il dispersore è un corpo o un insieme di corpi metallici che, a contatto con il terreno, ha il compito di disperdere nel terreno stesso la corrente di guasto; è caratterizzato da una sua resistenza dipendente dalle caratteristiche del terreno e dalla forma e dimensione del dispersore stesso, perciò il suo dimensionamento dipende dal valore della corrente di guasto che è chiamato a disperdere. Il dispersore può essere realizzato con elementi intenzionali, con dispersori di fatto, oppure con una combinazione dei due. I dispersori intenzionali possono essere di tipo verticale, generalmente infissi nel terreno e denominati picchetti, costituiti da tubo, da barra cilindrica o da altri profilati metallici, oppure di tipo orizzontale, generalmente interrati alla profondità variabile da 0,5 a 1 m e costituiti da nastri, tondini, conduttori cordati metallici. I dispersori di fatto sono le tubature, le palificazioni metalliche, le armature del calcestruzzo, le strutture in acciaio delle costruzioni ed altri elementi, esistenti nella struttura edile. La norma CEI 11-1 definisce il dispersore un conduttore in contatto elettrico con il terreno o un conduttore annegato nel calcestruzzo a contatto con il terreno attraverso un ampia superficie (per esempio una fondazione). In particolare, per la norma, il dispersore di fondazione è una struttura conduttrice annegata nel calcestruzzo a contatto elettrico con il terreno attraverso un ampia superficie, mentre il dispersore di fatto è 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 soddisfare tutti i requisiti di un dispersore senza compromettere la sua funzione originale. Il dispersore si può considerare l elemento più difficile da calcolare in fase di progetto, in quanto la sua resistenza dipende da molti fattori variabili quali: configurazione geologica del terreno, raramente omogenea in particolare con il variare della profondità; resistività specifica, temperatura e grado di umidità del terreno; dimensione del dispersore. La valutazione o il calcolo della resistenza di un dispersore di terra può essere fatta utilizzando i diagrammi e le formule della Norma CEI 11-1 oppure le formule semplificate della Guida CEI 64-12; la scelta dipende in particolare dal tipo di impianto elettrico da realizzare, per esempio: impianti con sistemi TT di I categoria; sistemi TN con cabine di trasformazione MT/BT o con stazioni di trasformazione AT/MT.

3 I vari elementi che costituiscono il dispersore devono risultare contenuti entro il perimetro della proprietà sia per mantenerne il controllo, sia per non trasferire tensioni pericolose all esterno. Nei casi come edifici a schiera o edifici collegati da corpi comuni o impianti ad uso comune, è consigliabile realizzare un unico impianto di terra per ragioni di equipotenzialità. Per valutare se l intero impianto di terra possa essere realizzato utilizzando solamente dispersori di fatto (che sono generalmente costituiti da pali di fondazione, camicie metalliche dei pozzi, plinti, platee di fondazione, travi continue, paratie di contenimento) o se, al contrario, sia necessaria l installazione di elementi intenzionali, si può seguire il diagramma riportato in figura 3. Per l analisi del modo di posa del conduttore di interconnessione si può seguire lo schema di figura 4. La sezione minima dei dispersori Secondo la norma CEI 64-8 (art ) la sezione del conduttore di protezione non deve essere inferiore al valore determinato dalla seguente formula riportata in figura 1, dove: Sp : sezione del conduttore di protezione (mm²); I : valore efficace della corrente di guasto che può percorrere il conduttore di protezione per un guasto di impedenza trascurabile (A); t : tempo di intervento del dispositivo di protezione (s); K : fattore il cui valore dipende dal materiale del conduttore di protezione, dell isolamento e di altre parti e dalle temperature iniziali e finali. Per gli impianti in bassa tensione c è un metodo molto più semplice. Figura 2 - Valori del fattore K per i conduttori di protezione (CEI 64-8 tabelle 54 B, C e D)

4 Figura 3 - Diagramma di flusso per la realizzazione del dispersore Figura 4 - Diagramma di flusso per la scelta del modo di posa del conduttore di interconnesione

5 Schemi e sezioni minime conduttori impianto di terra