PROTEZIONE DAI CONTATTI INDIRETTI NEI SISTEMI TN E IT

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1 PROTEZONE DA CONTATT NDRETT NE SSTEM TN E T Appunti a cura dell n. Emanuela Pazzola Tutore del corso di Elettrotecnica per meccanici, chimici e biomedici A.A. 2005/2006 Facoltà d neneria dell Università deli Studi di Caliari

2 CAPTOLO 11. PROTEZONE DA CONTATT DRETT NE SSTEM TN CAPTOLO 12. PROTEZONE DA CONTATT NDRETT NE SSTEM T pa. 2 pa. 5 2

3 CAPTOLO 11 PROTEZONE DA CONTATT NDRETT NE SSTEM TN l sistema TN è miliorativo rispetto al sistema TT, in quanto, come si vedrà, ha il vantaio di poter utilizzare unicamente i dispositivi a massima corrente per la protezione contro i contatti indiretti. La normativa prevede l obblio di adozione del sistema TN per impianti elettrici aventi una propria cabina di trasormazione. Si consideri ad esempio il caso di uasto a terra in un sistema TN-S, con conduttore di protezione equipotenziale completamente distinto dal conduttore di neutro (vedi i.22). Fi. 1 Guasto a terra in un sistema di distribuzione TN-S La corrente di uasto, che non passa in questo caso attraverso la terra, ma si richiude nel centro stella dei trasormatori attraverso il conduttore PE, è data da: (5.1) = Z + Z PE + R C cct Dove: è il valore eicace della tensione di ase, 3

4 Z e ZPE sono rispettivamente le impedenze del conduttore di ase e del conduttore di protezione equipotenziale RC è la resistenza di contatto. noltre tale corrente risulta dello stesso ordine di randezza della corrente di corto circuito a terra cct, pertanto l interruttore manetotermico, a dierenza di quanto accade per i sistemi TT, basta da solo ad assicurare l apertura del circuito. Le norme CE richiedono che in caso di uasto ranco a terra la condizione da rispettarsi sia la seuente: (5.2) n cui: S Z s è la corrente di intervento entro cinque secondi del dispositivo di protezione a massima corrente; Z è l impedenza dell anello di uasto: (5.3) Z = Z + Z + PE R c n tal modo si assicura sempre l apertura del circuito entro 5 secondi dal veriicarsi del uasto. l sistema TN-S ha inoltre un vantaio rispetto al sistema TN-C, in quanto eventuali tensioni che hanno oriine sul conduttore di neutro (in caso di correnti di squilibrio importanti, corto circuito ase-neutro, interruzione del conduttore di neutro) non portano in tensione la carcassa dell utilizzatore, essendo il neutro separato dal conduttore PE. Comunque sia si ha un mal unzionamento se il conduttore di neutro viene interrotto senza interrompere i conduttori di ase perché in caso di cedimento dell isolamento la carcassa metallica andrebbe al potenziale di ase. Per questo motivo le norme indicano l utilizzo di interruttori onnipolari in rado di aprire contemporaneamente le asi ed il neutro. 4

5 CAPTOLO 12 PROTEZONE DA CONTATT NDRETT NE SSTEM T Nel sistema T, in caso di uasto a terra, si determina il passaio di una corrente molto modesta che è composta da una componente capacitiva, che è predominante, e da una componente di dispersione resistiva (i. 23). Tuttavia per impianti aventi conduttori che non si estendono oltre i 1000 metri tale corrente risulta molto modesta, mentre, al contrario, per lunhezze di linea più randi risulta impossibile eettuare l isolamento del centro stella del trasormatore, poichè l accoppiamento capacitivo inizia ad essere non più trascurabile. Fi. 2 Guasto a terra in un sistema di distribuzione T n presenza di contatto non si hanno problemi in quanto, come si è detto 0, la corrente non si richiude nel centro stella, anche se la carcassa dell utilizzatore arriva al potenziale della ase. Grossi problemi si hanno dopo il primo uasto poiché l isolamento si abbassa velocemente (RTN <<) ed il sistema T diventa in pratica un sistema TT o un sistema TN, a seconda che le masse siano connesse rispettivamente ad impianti di terra separati o ad un impianto di terra unico. Pertanto al veriicarsi di un secondo uasto 5

6 si ha la richiusura della corrente nel centro stella, come indicato in i. 23 con tratto discontinuo. l sistema TT richiederebbe protezioni dierenziali; si trova molto più pratico ed economico realizzare un impianto di terra unico e enerale, per convertire, al primo uasto, il sistema T in un sistema TN. Data la corrente di uasto, la resistenza dell impianto di terra deve soddisare alla condizione: (6.1) R TU C dove C è la tensione di contatto. Se si tratta di sale chiruriche o comunque provviste di apparecchi elettromedicali inseriti sempre nel corpo umano, tale tensione non deve superare il limite di 25 al primo uasto. Al secondo uasto a terra i dispositivi di protezione dovrebbero aprire il circuito entro cinque secondi, condizione questa, diicile da veriicare in un impianto complesso, dove il doppio uasto può coinvolere due circuiti qualsiasi. Allora non resta che considerare il sistema T con il neutro idealmente a terra (sistema TN) ed imporre per oni circuito che sia soddisatta la condizione (cr. la 5.2): (6.2) Z β S dove β è un coeiciente ineriore ad 1, allo studio in sede internazionale. Esso deve essere tale che, una volta soddisatta la relazione (6.2) per oni circuito, si arantisca l interruzione della corrente di doppio uasto entro cinque secondi, qualunque siano i due circuiti coinvolti. 6