SISTEMI TT e TN. Prima lettera = T - neutro collegato direttamente a terra. Seconda lettera = T - masse collegate a terra

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1 SISTEMI TT e TN Si ha un sistema TT quando l'impianto elettrico è alimentato direttamente in bassa tensione dall'azienda fornitrice. E' quello che accade nelle nostre abitazioni (solitamente 230 V monofase). Prima lettera = T - neutro collegato direttamente a terra Seconda lettera = T - masse collegate a terra Le linee ad alta tensione (ad esempio a 380 kv), grazie a una stazione di trasformazione, diventano linee in media tensione (ad esempio a 20 kv) e, infine, mediante una cabina di trasformazione nelle vicinanze degli edifici da alimentare, si arriva alla bassa tensione (400 V trifase V monofase). In un sistema TT l'impianto di terra della cabina del fornitore che trasforma la media tensione in bassa tensione (MT/BT) è diverso dall'impianto di terra dell'edificio alimentato. In caso di guasto a terra nell'edificio, la corrente attraversa l'impianto di terra, quindi il terreno per tornare alla cabina, chiudendo il circuito di guasto. In un sistema TN, solitamente presente negli impianti industriali, la cabina di trasformazione non è del fornitore, ma è parte integrante dell'impianto stesso e l'impianto di terra è unico. Prima lettera = T - neutro collegato direttamente a terra Seconda lettera = N - masse collegate al neutro del sistema

2 Il guasto a terra può in questo caso assumere tutte le caratteristiche di un cortocircuito. Se come conduttore di protezione si usa il neutro (PEN), si ha il sistema TN-C, in caso di conduttori distinti (PE e N) si ha il sistema TN-S. Sistema TN-S e sistema TN-C In un sistema TN il conduttore di protezione (PE) può essere distinto dal conduttore di neutro, si dice allora sistema TN-S, oppure le funzioni di conduttore di neutro e di protezione possono essere svolte da un unico conduttore (PEN), si dice allora sistema TN-C. Poco prima degli anni settanta il conduttore di neutro poteva essere impiegato anche come conduttore di protezione previa autorizzazione da parte dell'ente distributore. Dagli anni settanta in poi, fino alla pubblicazione della prima edizione della Norma 64-8, il PEN è stato addirittura vietato. Con la nuova Norma è stato di nuovo riscattato ma, per il suo utilizzo, sono state dettate alcune condizioni. (Norma CEI Quinta edizione). CONTATTI DIRETTI Si parla di contatto diretto quando si entra in contatto con una parte attiva dell impianto e cioè con conduttori che sono normalmente in tensione, ad esempio i conduttori di una linea elettrica compreso il neutro ma escluso il conduttore PEN. Il contatto diretto può avvenire anche tramite una parte conduttrice purché non sia una massa o in contatto con una massa. (CEI 64-8 art. 23-5). CONTATTI INDIRETTI Un contatto indiretto è il contatto di una persona con una massa o con una parte conduttrice a contatto con una massa durante un guasto all isolamento (ad esempio la carcassa di un elettrodomestico). Mentre ci si può difendere dal contatto diretto, mantenendosi a distanza dal

3 pericolo visibile, nel contatto indiretto, essendo un pericolo invisibile, ci si può difendere solo con un adeguato sistema di protezione (CEI 64-8 art 23-6). MISURE DI PROTEZIONE CONTRO I CONTATTI DIRETTI Isolamento Le misure di protezione totali consistono nell isolamento delle parti attive e nell uso di involucri o barriere. Le parti attive devono essere ricoperte completamente da uno strato di isolante avente spessore adeguato alla tensione nominale verso terra del sistema elettrico ed essere resistenti agli sforzi meccanici, elettrici, termici e alle alterazioni chimiche cui può essere sottoposto durante il funzionamento. Se si considera per esempio un cavo elettrico, per renderlo resistente alle normali sollecitazioni meccaniche occorre adottare un appropriata modalità di posa (Cavo armato o concentrico, tubi protettivi, passerelle, cunicoli, interrati ad almeno 0,5 m, segnalati e protetti con mattoni, tegole ecc..). Vernici, lacche, smalti e prodotti simili non sono considerati idonei a garantire una adeguata protezione contro i contatti diretti. Involucri e barriere L involucro garantisce la protezione dai contatti diretti quando esistono parti attive (ad es. morsetti elettrici) che devono essere accessibili e quindi non possono essere completamente isolate. La barriera è un elemento che impedisce il contatto diretto nella direzione normale di accesso. Questi sistemi di protezione assicurano un certo grado di protezione contro la penetrazione di solidi e di liquidi. Le barriere e gli involucri devono essere saldamente fissati, rimovibili solo con attrezzi, apribili da personale addestrato oppure solo se l accesso alle parti attive è possibile dopo avere aperto il dispositivo di sezionamento con interblocco meccanico o elettrico. In ogni caso il

4 personale addestrato deve di regola sezionare il circuito prima di operare su parti attive o nelle loro vicinanze. In alcuni casi di comprovata necessità e solo con l approvazione del diretto superiore e dopo aver preso le necessarie misure di sicurezza, è ammesso lavorare su parti in tensione non superiore a 1000 V. L interruttore differenziale con corrente nominale d intervento non superiore a 30mA è riconosciuto come protezione addizionale (non è riconosciuto come unico mezzo di protezione) contro i contatti diretti in caso di insuccesso delle altre misure di protezione o di incuria da parte degli utenti. PROTEZIONE CONTRO I CONTATTI INDIRETTI Per proteggere le persone dai contatti indiretti non è sufficiente collegare all'impianto di terra la carcassa dell'utilizzatore. Infatti, a causa della resistenza di terra, durante il guasto, la carcassa viene a trovarsi ad un potenziale diverso da zero, un potenziale Vt dato dalla relazione: Vt = Rt x Ig dove: Vt = tensione di terra Rt = resistenza di terra Ig = corrente di guasto La tensione di terra massima ammessa (CEI 64-8) è di 50V, perciò si dovranno avere dei sistemi di protezione che non permettano di avere tensioni di terra superiori. La protezione da contatti indiretti può essere effettuata (CEI 64-8): A - Senza interruzione del circuito B - Con interruzione automatica del circuito

5 - A - PROTEZIONE CONTRO I CONTATTI INDIRETTI SENZA INTERRUZIONE DEL CIRCUITO Tale protezione viene realizzata con l'impiego di: apparecchi di classe II o con isolamento equivalente; gli apparecchi in classe II, il cui simbolo normalizzato è il seguente, presentano un isolamento rinforzato o supplementare che, nel caso di cedimento dell'isolamento principale o funzionale, assicura la protezione dell'operatore. per separazione elettrica (trasformatori di isolamento o sorgente analoga) locali isolanti locali resi equipotenziali e non connessi a terra - B - PROTEZIONE CONTRO I CONTATTI INDIRETTI CON INTERRUZIONE AUTOMATICA DEL CIRCUITO Tale protezione è realizzata con interruttori di massima corrente o interruttori differenziali e coordinate diversamente a seconda del tipo di impianto: SISTEMA TT Deve essere verificata la relazione (CEI 64-8): 50 R t I dove: Rt = resistenza in ohm dell'impianto di terra nelle condizioni più sfavorevoli 50 = tensione massima di contatto ammessa in volt I = corrente d'intervento dell interruttore.

6 In questo sistema il neutro e le masse sono direttamente collegati a terra, mediante due impianti di terra indipendenti, come mostrato nella figura seguente. È comunemente impiegato in Italia per l alimentazione degli impianti utilizzatori in bassa tensione dalla rete di distribuzione pubblica, con utilizzatori lontani dalla cabina di trasformazione. Il neutro è collegato all impianto di terra T1 della cabina, mentre le masse sono connesse all impianto di terra dell utente (T2) mediante il conduttore di protezione, convenzionalmente indicato con la sigla PE. Per questo sistema la distribuzione va effettuata con tre fili (circuito monofase), con quattro fili (circuito trifase senza neutro) oppure con cinque fili (circuito trifase con neutro). Il conduttore neutro è da ritenere conduttore attivo a tutti gli effetti e come tale deve essere sezionabile per evitare l insorgenza di situazioni di pericolo in caso di circuito aperto con neutro non interrotto, in quanto il neutro può assumere un potenziale pericoloso a causa, per esempio, delle cadute di tensione su di esso. Tutto questo implica l uso di interruttori con apertura su tutti i poli. Al contrario, il conduttore PE, avendo il compito di collegare le masse ai dispersori dell impianto di terra, non deve mai essere sezionabile. LIMITI DI PERICOLOSITÀ DELLA TENSIONE Mediante degli studi condotti a livello internazionale sui vari effetti della corrente elettrica sul corpo umano sono stati definiti dei limiti di pericolosità della tensione di contatto, considerando il valore della tensione di contatto a vuoto U ST ossia della tensione che assume la massa quando vi è un guasto d isolamento ma la persona non tocca la massa stessa. Si può dimostrare che questa tensione non è mai inferiore a quella effettiva di contatto U T, per cui la limitazione del valore di UST è cautelativa nei riguardi della sicurezza. Per gli impianti utilizzatori con tensione nominale non superiore a 1000 V c.a. e a 1500 V c.c. (impianti BT), la norma CEI 64-8 definisce la tensione di

7 contatto limite convenzionale U L come il massimo valore della tensione di contatto a vuoto che è possibile mantenere per un tempo indefinito, in condizioni ambientali specificate. I valori di tale tensione che si considerano convenzionalmente non pericolosi, qualunque sia la durata del contatto, sono: U L = 50 V per i contatti in condizioni ordinarie nel caso di c.a. a 50 Hz; U L = 25 V per i contatti in condizioni particolari nel caso di c.a. a 50 Hz; U L = 120 V per i contatti in condizioni ordinarie nel caso di corrente continua; U L = 60 V per i contatti in condizioni particolari nel caso di corrente continua. Le condizioni particolari si riferiscono alle seguenti situazioni di maggior rischio elettrico: cantieri di costruzione e di demolizione; strutture adibite a uso agricolo e zootecnico, nei luoghi destinati alla custodia del bestiame; locali a uso medico. IMPIANTO DI TERRA L impianto di terra serve per la protezione contro i contatti indiretti, in quanto disperde nel terreno una parte della corrente di guasto (in figura) che, altrimenti, si richiuderebbe tutta nella persona a contatto con la massa. Il comportamento elettrico dell impianto di terra può essere schematizzato come quello del resistore di figura sottostante, in cui sono state evidenziate:

8 la corrente di terra I E dispersa dall impianto di terra; la resistenza totale di terra R E che rappresenta l opposizione del mezzo (in genere il terreno) entro cui viene dispersa la corrente; la tensione totale di terra UE = RE IE pari alla d.d.p. tra l elettrodo disperdente E e un punto convenzionale T0 a potenziale zero; in pratica T0 rappresenta tutti i punti sufficientemente lontani dall elettrodo da poter trascurare i relativi potenziali creati dalla corrente di terra. Un generico impianto di terra al servizio di un impianto elettrico utilizzatore è composto da varie parti, in cui si distinguono: i dispersori, costituiti da corpi metallici che hanno il compito, essendo posti in contatto con il terreno, di realizzare il collegamento elettrico necessario per la dispersione della corrente di terra; il conduttore di terra che collega i dispersori tra loro e al collettore (o nodo) principale di terra ed è isolato dal terreno; i conduttori di protezione (indicati anche con la sigla normalizzata PE) che servono per il collegamento a terra delle masse degli utilizzatori fissi e dei poli di terra delle prese; alcuni PE principali vengono collegati direttamente al collettore di terra, altri effettuano la connessione tra le masse (o i poli di terra delle prese) e i PE principali;

9 I conduttori equipotenziali supplementari (EQS) collegano altre masse presenti nell'impianto degli ambienti a maggior rischio elettrico, ad esempio locali bagni, piscine, docce ecc. Anche i radiatori del riscaldamento in questi ambienti sono ritenuti masse estranee e devono essere collegati a terra. Il conduttore di protezione supplementare (EQS) deve essere collegato al conduttore di protezione principale (PE). i collegamenti equipotenziali principali (EQP) che collegano le masse estranee al collettore di terra; per masse estranee si intendono i corpi conduttori che non fanno parte dell impianto elettrico (come, per esempio, i tubi metallici interrati) ma che potrebbero introdurre un potenziale pericoloso nell impianto se andassero in tensione; i collegamenti equipotenziali supplementari (EQS) che collegano le masse estranee ai PE, masse tra loro, masse con masse estranee, masse estranee tra loro;

10 il collettore (o nodo) principale di terra a cui vengono collegati i conduttori di terra, di protezione ed equipotenziali principali; negli impianti estesi possono anche esservi più collettori di terra. La scelta dei componenti e il loro dimensionamento sono soggetti a precise prescrizioni normative; per gli impianti elettrici utilizzatori in bassa tensione valgono quelle della norma CEI 64-8.