Impianto di terra

Impianto di terra

L'impianto di terra costituisce fondamentalmente un mezzo per disperdere correnti elettriche nel terreno e per proteggere, unitamente ai dispositivi d'interruzione automatica del circuito, le persone dal pericolo di elettrocuzione. Un buon impianto di terra, associato all'uso corretto dei collegamenti equipotenziali, rappresenta una delle soluzioni più utilizzate per raggiungere il miglior livello di sicurezza.

Un impianto di terra, a seconda della funzione che deve assolvere, può distinguersi in:

• Messa a terra di protezione: è una misura atta a proteggere le persone dai contatti diretti.
• Messa a terra di funzionamento: ha lo scopo di stabilire un collegamento a terra di particolari punti del circuito elettrico per esigenze di esercizio, come la messa a terra del neutro nei sistemi TT e TN.
• Messa a terra per lavori: collega a terra temporaneamente una sezione di impianto per esigenze di manutenzione.

È utile ricordare

che l'importanza dell'impianto di terra, in relazione alle problematiche legate alla sicurezza, è sottolineata anche da leggi e normative specifiche riguardanti la sicurezza nei luoghi di lavoro. Non bisogna comunque dimenticare che, per quanto concerne il rischio per le persone, la presenza di un impianto di terra è una condizione necessaria ma non sufficiente per garantire la sicurezza; questa dipende da molti altri fattori che saranno chiariti in altre parti del testo. Definizioni Per rendere più chiara la lettura di questo capitolo si riassumono di seguito le definizioni utilizzate più frequentemente: - Tensione totale di terra U – è la tensione che si stabilisce durante il cedimento dell'isolamento tra una massa ed un punto del terreno sufficientemente lontano a potenziale zero; - Tensione di contatto Uc – è la differenza di potenziale alla quale può essere soggetto il corpo umano in contatto con il terreno.parti simultaneamente accessibili, escluse le parti attive, durante il cedimento dell'isolamento;

• Tensione di passo U - è la differenza di potenziale che può risultare applicata tra i piedi di una persona a distanza P di un passo (convenzionalmente un metro) durante il cedimento dell'isolamento;
• Tensione di contatto limite convenzionale U - massimo valore di tensione di contatto che è possibile mantenere per un tempo indefinito in condizioni ambientali specificate;
• Tensione nominale verso terra di un sistema U - nei sistemi trifase con neutro isolato o con neutro a terra attraverso impedenza, la tensione nominale, nei sistemi trifase con neutro direttamente a terra, la tensione stellata corrispondente alla tensione nominale, nei sistemi monofase o a corrente continua senza punti di messa a terra, la tensione nominale, nei sistemi monofase o a corrente continua con punto di mezzo messo a terra, metà della tensione nominale.

tensione nominale;
• Parte attiva - conduttore o parte conduttrice in tensione nel servizio ordinario, compreso il conduttore di neutro, ma escluso, per convenzione, il conduttore PEN;
• Massa - parte conduttrice di un componente elettrico che può essere toccata e che non è in tensione in condizioni ordinarie, ma che può andare in tensione in condizioni di guasto; una parte conduttrice che può andare in tensione solo perché è in contatto con una massa non è da considerarsi una massa;
• Massa estranea - parte conduttrice non facente parte dell'impianto elettrico in grado di introdurre un potenziale, generalmente un potenziale di terra;
• Terra - il terreno come conduttore il cui potenziale elettrico in ogni punto è convenzionalmente considerato uguale a zero;
• Dispersore - corpo conduttore o gruppo di corpi conduttori in contatto elettrico con la terra e che realizza un collegamento elettrico con la

terra;• Resistenza di terra R - resistenza esistente tra un collettore (o nodo) di terra e la terra;

T• Impianti di terra elettricamente indipendenti - impianti di terra aventi dispersori separati. La corrente massima che uno di questi impianti può disperdere non deve modificare il potenziale rispetto a terra dell'altro impianto in misura superiore ad un determinato valore;

• Conduttore di protezione PE - conduttore prescritto per alcune misure di protezione contro i contatti indiretti per il collegamento di alcune delle seguenti parti: masse, masse estranee, collettore (o nodo) principale di terra, dispersore, punto di terra della sorgente o neutro artificiale;

• Conduttore PEN - Conduttore che svolge contemporaneamente funzioni sia di protezione sia di neutro;

• Conduttore di terra C - Conduttore di protezione che collega il collettore (o nodo) principale di terra al dispersore o Ti dispersori tra loro;

• Collettore (o nodo) principale di terra -

elemento che raccoglie, collegandoli tra loro, il dispersore, i conduttori di protezione, compresi i conduttori equipotenziali e di terra;

• Collegamento equipotenziale EQP - (collegamento equipotenziale principale), EQS (collegamento equipotenziale secondario), conduttore che mette le diverse masse e masse estranee allo stesso potenziale;
• Conduttore equipotenziale - conduttore di protezione che assicura il collegamento equipotenziale;
• Impianto di terra - insieme dei dispersori, dei conduttori di terra, dei collettori (o nodi) di terra e dei conduttori equipotenziali, destinato a realizzare la messa a terra di protezione e/o di funzionamento.

Costituzione di un impianto di terra

In figura è rappresentata una tipica struttura di impianto di terra per un edificio.

DA Dispersore intenzionale

DN Dispersore di fatto

CT Conduttore di terra

EQP Conduttore equipotenziale principale

EQS Conduttore equipotenziale supplementare

PE Conduttore di protezione

MT Collettore (o nodo)

corrente elettrica è maggiore. I dispersori possono essere realizzati in diversi materiali, come ad esempio rame, acciaio zincato o alluminio, a seconda delle esigenze e delle caratteristiche dell'impianto. È importante che i dispersori siano correttamente dimensionati e posizionati per garantire una buona dispersione delle correnti elettriche e evitare accumuli di carica elettrostatica. Inoltre, è fondamentale che i dispersori siano mantenuti in buono stato di conservazione e periodicamente controllati per assicurare il corretto funzionamento del sistema di messa a terra.

La corrente di guasto può essere notevole. Negli edifici di tipo civile è necessario considerare l'impiego di questo tipo di dispersori in fase di progetto e porre particolare attenzione alla realizzazione di buoni collegamenti (legature e/o saldature) tra i ferri della struttura metallica in modo che il complesso così realizzato presenti una resistenza elettrica molto bassa. Nella realizzazione dei collegamenti tra i vari elementi del dispersore occorre porre particolare attenzione all'accoppiamento di materiali metallici diversi (ad esempio ferro e rame) che potrebbero essere sottoposti a fenomeni di corrosione dovuti ad eventuali correnti vaganti o per l'effetto pila tra i metalli stessi (utilizzare le apposite piastre di accoppiamento bimetalliche).

Dispersori intenzionali

I dispersori intenzionali possono essere del tipo a picchetto, a corda, a piastra ecc. I requisiti fondamentali che devono possedere sono:

• robustezza meccanica sufficiente per

resistere alle sollecitazioni dovute alle operazioni di installazione e all'assestamento del terreno;

• resistenza (comprese le giunzioni e i morsetti) all'aggressione chimica del terreno;
• buona continuità elettrica fra i vari elementi;
• non devono essere causa di corrosione per le altre strutture interrate alle quali sono collegati metallicamente.

I dispersori a picchetto possono essere di forma cilindrica oppure realizzati con profilati di acciaio zincato a caldo. Con i dispersori cilindrici, essendo costituiti da una serie di tubi o tondini suddivisi in tratti di circa 1,5 m raccordabili per mezzo di filettature, è possibile ottenere con discreta facilità profondità di infissione notevoli. Quando la profondità di posa non è elevata si possono utilizzare i profilati d'acciaio zincato a caldo.

Dispersore a picchetto per infissione profonda

I dispersori a piastra sono impiegati nei terreni rocciosi dove è

particolarmente difficile infiggere dispersori a picchetto oin profilato. Sono abitualmente posate verticalmente più raramente, quando è necessario trattare il terreno con apposite soluzioni, la posa avviene in modo orizzontale. Attorno alla piastra deve essere stipato terreno di riporto eventualmente anche con l'ausilio di opportuni vibratori.

Dispersori per posa poco profonda

Un altro tipico dispersore è il dispersore ad anello ottenuto collegando ad anello conduttori nudi (nastri o corde) posati direttamente nel terreno ad una profondità di almeno 0,5 m. Dal dispersore ad anello deriva anche il dispersore a maglia ottenuto collegando corde di rame o di acciaio zincato interrate almeno 0,5 m eventualmente integrato con picchetti.

L'installazione del dispersore in fiumi, canali o nel mare è sconsigliabile e comunque deve essere realizzata ad almeno 5 metri di profondità. Ove questo non fosse possibile deve essere impedito l'accesso.

esterno (mm) 40 ( ) 30 a tubo Spessore (mm) 2 3 Per garantire la sicurezza dell'impianto, è necessario prestare attenzione alla zona che risulta pericolosa. Le giunzioni fra i vari componenti del dispersore devono essere effettuate con saldatura forte autogena oppure con appositi morsetti in grado di assicurare un buon contatto elettrico e di sopportare eventuali sforzi meccanici. Inoltre, è importante garantire la protezione contro la corrosione. Per quanto riguarda le dimensioni e i materiali degli elementi dispersori, le Norme raccomandano le seguenti dimensioni minime per gli impianti di I, II e III categoria, quando il terreno presenta caratteristiche non particolarmente aggressive: - Piastra: spessore di 3 mm per l'acciaio zincato e 32 mm per l'acciaio rivestito di rame. - Nastro: sezione di 100 mm per l'acciaio zincato, 50 mm per l'acciaio rivestito di rame e spessore di 3 mm per entrambi. - Tondino: sezione di 50 mm per l'acciaio zincato e 35 mm per l'acciaio rivestito di rame. - Conduttore cordato: sezione di 50 mm per l'acciaio zincato e 35 mm per l'acciaio rivestito di rame, con diametro del filo elementare di 1,8 mm. - Picchetto a tubo: diametro esterno di 40 mm per l'acciaio zincato e 30 mm per l'acciaio rivestito di rame, con spessore di 2 mm per l'acciaio zincato e 3 mm per l'acciaio rivestito di rame.

(mm) 20 15 ( ) 153

Per infissione nel terreno mass