Guida - Cosa collegare a terra e cosa no

  Cosa collegare a terra e cosa no  Impianti di terra: quesiti ricorrenti           pubblicato il 12/08/2013 aggiornato il 12/08/2013     1. Generalità  L’impianto di terra è definito dalla Norma CEI 64 - 8 come l’insieme dei dispersori, dei  conduttori di terra, dei collettori (o nodi) principali di terra e dei conduttori di protezione ed  equipotenziali, destinato a realizzare la messa a terra di protezione e/o di funzionamento.  L’impianto di terra è  quindi realizzato primariamente per soddisfare le esigenze di sicurezza,  di protezione contro i contatti indiretti, degli impianti elettrici.    In generale l'impianto di terra limita il valore delle tensioni di passo e di contatto,   garantisce equipotenzialità di masse e masse estranee, e fornisce  un percorso prestabilito  per la corrente di guasto, in modo che i dispositivi di protezione possano rilevarla ed  intervenire, interrompendo l’alimentazio ne del circuito sede del guasto.    Sorgono spesso dubbi su cosa vada collegato a terra e cosa no, il che rappresenta un  problema, in quanto un collegamento non necessario può non essere a favore della  sicurezza.   

  Voltimum Italia    Via S.G.B. De LA Salle 4a 20132 Milano Italy  T  +39 02 26306616 F  +39 02 27204186 [email protected] http://www.voltimum.it  Il  materiale e i contenuti presentati nel sono stati attentamente vagliati e analizzati, e sono stati elaborati con la massima cura da esperti di settore. In ogni caso errori, inesattezze e omissioni sono possibili.  Voltimum declina qualsiasi responsabilità per errori ed omissioni eventualmente presenti nei testi.          Il concetto di messa a terra è strettamente collegato ai concetti di massa e massa estranea,  così definiti dalla Norma CEI 64-8:   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 ”.        Figura 1 - a) Massa in tensione a causa di un cedimento dell'isolamento principale; b) massa  estranea che introduce un potenziale pericoloso.    Il  termine  massa  designa  quindi  le  parti  conduttrici  accessibili  facenti  parte  dell'impianto  elettrico  e  degli  apparecchi  utilizzatori  separate  dalle  parti  attive  solo  con  isolamento  principale. Il guasto si riferisce pertanto all'isolamento principale.     Una  parte  conduttrice  che  può  andare  in  tensione  in  caso  di  cedimento  dell'isolamento  principale, posta dietro un involucro o una barriera non saldamente fissati o rimovibili senza  l'uso  di  un  attrezzo,  è  da  considerare  una  massa  se  diviene  accessibile  dopo  la  rimozione  dell'involucro  o  della  barriera;  se  invece  l'involucro  o  la  barriera  sono  saldamente  fissati  o 

  Voltimum Italia    Via S.G.B. De LA Salle 4a 20132 Milano Italy  T  +39 02 26306616 F  +39 02 27204186 [email protected] http://www.voltimum.it  Il  materiale e i contenuti presentati nel sono stati attentamente vagliati e analizzati, e sono stati elaborati con la massima cura da esperti di settore. In ogni caso errori, inesattezze e omissioni sono possibili.  Voltimum declina qualsiasi responsabilità per errori ed omissioni eventualmente presenti nei testi.        sono  rimovibili  solo  con  l'uso  di  un  attrezzo,  le  parti  retrostanti  non  sono  da  considerare  masse,  se  non  è  necessario  rimuovere  l'involucro  o  la  barriera  nell'esercizio  ordinario.  Una  parte  metallica  non  accessibile,  che  non  è  in  tensione  nel  servizio  ordinario,  ma  che  può  andare  in  tensione  in  caso  di  cedimento  dell'isolamento  principale,  viene  denominata  parte  intermedia.          Figura  2  -  Una  parte  metallica  è  considerata  accessibile  non  solo  quando  è  a  portata  di  mano, ma anche quando può venire toccata nel servizio ordinario.      Discorso  a  parte  per  gli  apparecchi  di  classe  II.  Un  componente  elettrico  è  di  classe  II  se  dotato  di  isolamento  doppio  o  rinforzato.  Tutti  gli  apparecchi  di  classe  seconda  devono  recare in targa il simbolo di un doppio quadrato   

  Voltimum Italia    Via S.G.B. De LA Salle 4a 20132 Milano Italy  T  +39 02 26306616 F  +39 02 27204186 [email protected] http://www.voltimum.it  Il  materiale e i contenuti presentati nel sono stati attentamente vagliati e analizzati, e sono stati elaborati con la massima cura da esperti di settore. In ogni caso errori, inesattezze e omissioni sono possibili.  Voltimum declina qualsiasi responsabilità per errori ed omissioni eventualmente presenti nei testi.        Massa  estranea:  "Parte  conduttrice  non  facente  parte  dell'impianto  elettrico  in  grado  di  introdurre  un  potenziale,  generalmente  il  potenziale  di  terra". Ovvero  una  parte metallica  la  cui presenza aumenta il pericolo di contatto indiretto (figura 1b).    2.Collegamenti equipotenziali nell'edificio  Non  è  necessario  equipotenzializzare,  all'interno  dell'edificio,  ogni  massa  estranea  in  ogni  locale.  E'  necessario  prevedere  un  collegamento  equipotenziale  principale  per  i  servizi  entranti  nell'edificio  e  collegamenti  equipotenziali  supplementari  solo  nei  locali  da  bagno,  nelle piscine e nelle stalle, nei locali ad uso medico e nei luoghi conduttori ristretti.       Figura  3  -  Esempio  di  collettore  di  terra,  al  quale  sono  collegati  i  conduttori  EQP  delle  tubazioni  metalliche  per  acqua,  acque  reflue,  gas,  aria  condizionata  e  riscaldamento  centralizzato,  oltre  al  conduttore  di  terra  e  conduttore  di  protezione  PE.  Se  presente,  i  collegamenti equipotenziali vanno realizzati a valle del giunto isolante. 

  Voltimum Italia    Via S.G.B. De LA Salle 4a 20132 Milano Italy  T  +39 02 26306616 F  +39 02 27204186 [email protected] http://www.voltimum.it  Il  materiale e i contenuti presentati nel sono stati attentamente vagliati e analizzati, e sono stati elaborati con la massima cura da esperti di settore. In ogni caso errori, inesattezze e omissioni sono possibili.  Voltimum declina qualsiasi responsabilità per errori ed omissioni eventualmente presenti nei testi.        I  collegamenti  equipotenziali  principali  EQP  collegano  le  masse  estranee  al  collettore  di  terra,  mentre  i  collegamenti  equipotenziali  supplementari  EQS  collegano  le  masse  con  le  masse estranee, e le masse estranee tra loro.    Nei  locali  da  bagno,  nelle  piscine  e  nelle  stalle,  nei  locali  ad  uso  medico  e  nei  luoghi  conduttori  ristretti  l’EQS  deve  collegare  tutte  le  masse  dei  compon enti  elettrici  fissi  simultaneamente accessibili e tutte le masse estranee.      Figura 4- Esempio di collegamenti equipotenziali supplementari in un locale da bagno. Non è  necessario  collegare  a  terra  tutti  i  rubinetti,  basta  collegare  la  tubazione  (se  metallica)  dell'acqua.    2.1 Dimensionamento  La sezione minima dei conduttori equipotenziali principali EQP non deve essere inferiore alla  metà del conduttore di protezione PE di maggior sezione che fa capo allo stesso collettore di  terra, con un minimo di 6 mmq e un massimo di 25 mmq (se in rame).  

  Voltimum Italia    Via S.G.B. De LA Salle 4a 20132 Milano Italy  T  +39 02 26306616 F  +39 02 27204186 [email protected] http://www.voltimum.it  Il  materiale e i contenuti presentati nel sono stati attentamente vagliati e analizzati, e sono stati elaborati con la massima cura da esperti di settore. In ogni caso errori, inesattezze e omissioni sono possibili.  Voltimum declina qualsiasi responsabilità per errori ed omissioni eventualmente presenti nei testi.        La  sezione  minima  dei  conduttori  equipotenziali  supplementari  EQS    dipende  dal  tipo  di  collegamento e dalla sezione del conduttore di protezione PE.    3. Esempi pratici  Di seguito analizziamo alcune situazioni critiche a titolo di esempio: impianti di illuminazione;  pareti metalliche e quadri elettrici.    3.1 Illuminazione  Se l'impianto di illuminazione è realizzato interamente in classe II, ovvero se il cavo dorsale  di  alimentazione,  il  cavo  di  alimentazione  tra  morsettiera  e  apparecchio  di  illuminazione,  la  morsettiera a bordo palo e l'apparecchio di illuminazione sono in classe II allora il palo non  va collegato a terra perché non è un massa e non è una massa estranea.   Se l'apparecchio di illuminazione è di classe I e il palo ha una resistenza verso terra minore  di  100  ohm  (ovvero  è  una  massa  estranea),  realizzare  un  collegamento  equipotenziale  (anche se non richiesto dalla Norma), migliora la sicurezza di chi tocca palo e apparecchio.    Il  collegamento  all’impianto  di   terra  di  estese  strutture  metalliche  (ad  esempio  recinzioni  e  guard-rail)  deve  in  genere  essere  evitato.  Si  ritiene  infatti  che  anziché  limitare  il  pericolo  di  contatto fra parti simultaneamente accessibili come si desidererebbe ci sia invece maggiore  rischio che tensioni pericolose possano essere trasferite in un punto più lontano difficilmente  controllabile.  Negli  impianti  di  illuminazione  pubblica,  ad  esempio,  non  è  praticamente  possibile  tenere  sotto  controllo  la  situazione  (controllare  che  le  varie  parti  della  recinzione  siano elettricamente connesse e che il pericolo non sia introdotto in nessun punto per tutta la  lunghezza della recinzione spesso notevolmente estesa). 

  Voltimum Italia    Via S.G.B. De LA Salle 4a 20132 Milano Italy  T  +39 02 26306616 F  +39 02 27204186 [email protected] http://www.voltimum.it  Il  materiale e i contenuti presentati nel sono stati attentamente vagliati e analizzati, e sono stati elaborati con la massima cura da esperti di settore. In ogni caso errori, inesattezze e omissioni sono possibili.  Voltimum declina qualsiasi responsabilità per errori ed omissioni eventualmente presenti nei testi.          Figura 5 - Il collegamento equipotenziale in figura peggiora le condizioni di sicurezza perchè  quando il palo va in tensione il collegamento equipotenziale può provocare una situazione di  pericolo  per  la  persona  che  tocca  la  recinzione  e  una  massa  estranea  (in  questo  caso  la  fontanella).    3.1.1 Dimensionamento  La  sezione minima  dei  var i elementi costituenti l’impianto di terra si determina seguendo le  prescrizioni generali previste nella Norma CEI 64-8. Spesso le derivazioni fra i vari pali viene  eseguita nella morsettiera inserita in ciascun palo. In questo caso il conduttore di protezione  (PE) deve avere sezione compatibile con quella della dorsale.   Il conduttore di terra che collega il palo al dispersore, se come spesso accade non è protetto  ne contro la corrosione ne meccanicamente, deve avere sezione pari a 25 mmq se in rame e  50 mmq se in ferro. 

  Voltimum Italia    Via S.G.B. De LA Salle 4a 20132 Milano Italy  T  +39 02 26306616 F  +39 02 27204186 [email protected] http://www.voltimum.it  Il  materiale e i contenuti presentati nel sono stati attentamente vagliati e analizzati, e sono stati elaborati con la massima cura da esperti di settore. In ogni caso errori, inesattezze e omissioni sono possibili.  Voltimum declina qualsiasi responsabilità per errori ed omissioni eventualmente presenti nei testi.        In  considerazione  delle  caratteristiche  ambientali  particolarmente  gravose  e  della  presenza  di  pubblico  è  comunque  consigliabile  non  scendere  al  di  sotto  dei  16  mmq  per  le  parti  accessibili.      Figura 6 - Se i diversi pali di un impianto condividono un'unica protezione:  a) E' necessaria la protezione differenziale e non è consentito realizzare dispersori separati;  b) E' necessaria la protezione differenziale ed è sovrabbondante realizzare un dispersore per  ogni palo, tutti interconnessi tra loro;  c)  E'  necessaria  la  protezione  differenziale  e  basta  un  dispersore  (se  sufficiente  per  il  coordinamento) al quale collegare tutti i pali;  d)  Non  sono  necessari  il  differenziale  e  l'impianto  di  terra  se  l'impianto  è  interamente  realizzato in classe II.   

  Voltimum Italia    Via S.G.B. De LA Salle 4a 20132 Milano Italy  T  +39 02 26306616 F  +39 02 27204186 [email protected] http://www.voltimum.it  Il  materiale e i contenuti presentati nel sono stati attentamente vagliati e analizzati, e sono stati elaborati con la massima cura da esperti di settore. In ogni caso errori, inesattezze e omissioni sono possibili.  Voltimum declina qualsiasi responsabilità per errori ed omissioni eventualmente presenti nei testi.        3.2 Superfici metalliche  Un altra tipica causa di errore è la messa a terra delle pareti e dei controsoffitti metallici.  Una  parete  metallica  con  installato  un  apparecchio  di  illuminazione  realizzato  in  classe  I  diventa una massa, e come tale va collegata a terra.   Se  sia  il  cavo  di  alimentazione  che  l'apparecchio  sono  di  classe  II  il  collegamento  a  terra  della parete non è necessario.      Figura  7  -  I  cavi  sono  entrambi  di  classe  II  (FG7OR  e  FROR),  il  controsoffitto  non  è  una  massa  e  non  va  dunque  collegato  a  terra.  Niente  collegamento  a  terra  anche  nel  caso  di  corde N07V-K in tubo protettivo in PVC.      3.3 Quadri elettrici  L'ultimo caso che consideriamo è quello sei quadri elettrici. Se aprendo solo lo sportello non  è possibile accedere alle parti attive, non è necessario collegarlo a terra (o alla carcassa del  quadro), anzi è contro la sicurezza. Lo sportello infatti può andare in tensione solo perchè a  contatto con una massa (la carcassa del quadro).  

  Voltimum Italia    Via S.G.B. De LA Salle 4a 20132 Milano Italy  T  +39 02 26306616 F  +39 02 27204186 [email protected] http://www.voltimum.it  Il  materiale e i contenuti presentati nel sono stati attentamente vagliati e analizzati, e sono stati elaborati con la massima cura da esperti di settore. In ogni caso errori, inesattezze e omissioni sono possibili.  Voltimum declina qualsiasi responsabilità per errori ed omissioni eventualmente presenti nei testi.        Viceversa se lo sportello metallico può andare in contatto con le parti attive (è il caso di un  quadro senza barriere interne, allora deve essere collegato a terra.      Figura 8 - Quadri elettrici e messa a terra dello sportello.     4. Quando è vietata la messa a terra  Gli  apparecchi  di  classe  seconda  sono  intrinsecamente  sicuri  perché  sono  dotati  per  costruzione di doppio isolamento (isolamento principale più isolamento supplementare) o di  isolamento  rinforzato.  Il  doppio  isolamento  è  costituito  da  due  isolamenti  separati  mentre  l'isolamento rinforzato è ottenuto tramite un unico isolamento con caratteristiche meccaniche  ed elettriche equivalenti al doppio isolamento.    Si distinguono facilmente dagli apparecchi di classe I perché portano stampigliato in targa, in  modo indelebile, il simbolo del doppio quadrato. Per questo tipo di apparecchi vige il divieto  di  collegamento  a  terra  (figura  9)  perché  si  ritiene  che  sia  minore  la  probabilità  che  possa 

  Voltimum Italia    Via S.G.B. De LA Salle 4a 20132 Milano Italy  T  +39 02 26306616 F  +39 02 27204186 [email protected] http://www.voltimum.it  Il  materiale e i contenuti presentati nel sono stati attentamente vagliati e analizzati, e sono stati elaborati con la massima cura da esperti di settore. In ogni caso errori, inesattezze e omissioni sono possibili.  Voltimum declina qualsiasi responsabilità per errori ed omissioni eventualmente presenti nei testi.        cedere l'isolamento doppio o rinforzato piuttosto che la carcassa, se collegata a terra, possa  assumere tensioni pericolose introdotte dallo stesso impianto di terra.    Anche se è proibito il collegamento a terra la protezione mediante impiego di componenti di  classe II può comunque coesistere con circuiti protetti mediante messa a terra e interruzione  automatica del circuito.        Figura 9 - un componente di classe II deve avere impresso il simbolo in figura, costituito da  due quadrati. In questo caso il collegamento di terra è vietato perché si ritiene che sia minore  la probabilità che possa cedere l'isolamento doppio o rinforzato piuttosto che la carcassa, se  collegata a terra, possa assumere tensioni pericolose introdotte dallo stesso impianto di  terra. 

  Voltimum Italia    Via S.G.B. De LA Salle 4a 20132 Milano Italy  T  +39 02 26306616 F  +39 02 27204186 [email protected] http://www.voltimum.it  Il  materiale e i contenuti presentati nel sono stati attentamente vagliati e analizzati, e sono stati elaborati con la massima cura da esperti di settore. In ogni caso errori, inesattezze e omissioni sono possibili.  Voltimum declina qualsiasi responsabilità per errori ed omissioni eventualmente presenti nei testi.        4.1 Separazione elettrica  La protezione per separazione elettrica consiste nel separare uno o più utilizzatori dagli altri  circuiti e da terra.   Viene  in  genere  utilizzata  quando,  per  motivi  di  continuità  di  servizio,  si  vogliono  evitare  interruzioni del circuito in presenza di un guasto verso terra.   Può trovare impiego anche in tutti quei casi in cui la presenza di parti in tensione accessibili  consigliano, per il pericolo di un possibile contatto simultaneo fra una parte in tensione e una  massa,  di  non  introdurre  il  potenziale  zero  di  terra  oppure  ancora  quando  le  modeste  dimensioni dell'impianto non giustificano la predisposizione di un costoso impianto di terra.    Lo  scopo  di  un  tale  sistema  di  protezione  è  quello  di  isolare  rispetto  terra  la  persona  che  dovesse entrare in contatto con una parte in tensione.  Se  il  circuito  è  poco  esteso,  in  virtù  dell'elevata  impedenza  di  isolamento  verso  terra,  le  trascurabili  correnti  capacitive  escludono  la  possibilità  che  il  circuito  possa  richiudersi  attraverso la persona.     La  sorgente  di  alimentazione  (ad  esempio  trasformatore  con  separazione  di  protezione  fra  primario  e  secondario)  deve  assicurare  la  separazione  dei  circuiti  alimentati rispetto tutti gli  altri  sistemi  elettrici  e  una  separazione  di  protezione  deve  essere  realizzata  anche  nei  confronti dei circuiti di altri sistemi.    Anche in questo caso, per i motivi suddetti, è proibito il collegamento a terra delle masse (ad  eccezione dei locali ad uso medico dove il pericolo si riduce in virtù del nodo equipotenziale  obbligatorio).  

  Voltimum Italia    Via S.G.B. De LA Salle 4a 20132 Milano Italy  T  +39 02 26306616 F  +39 02 27204186 [email protected] http://www.voltimum.it  Il  materiale e i contenuti presentati nel sono stati attentamente vagliati e analizzati, e sono stati elaborati con la massima cura da esperti di settore. In ogni caso errori, inesattezze e omissioni sono possibili.  Voltimum declina qualsiasi responsabilità per errori ed omissioni eventualmente presenti nei testi.        Il  collegamento  a  terra  potrebbe  essere  efficace  in  caso  di  guasto  fra  il  primario  e  il  secondario della sorgente di alimentazione ma la probabilità che si verifichi un simile evento  si  ritiene  sia  inferiore  alla  probabilità  che,  attraverso  il  collegamento  a  terra,  tensioni  pericolose  possano  essere  trasferite  sulle  masse  separate  a  causa  di  un  guasto  su  altri  apparecchi alimentati direttamente dalla rete di distribuzione.    Il circuito separato deve essere di estensione ridotta per limitare il più possibile la formazione  delle  pur  piccole  correnti  capacitive.  La  soluzione  ideale  sarebbe  di  alimentare  ogni  apparecchio tramite un'unica sorgente di alimentazione.  Questo, per motivi di carattere pratico, non è sempre possibile e quindi, anche se con alcune  limitazioni  per  quanto  riguarda  l'estensione  dei  circuiti,  è  ammesso  alimentare  tramite  la  stessa sorgente più apparecchi.    Un  primo  guasto  di  una  fase  sulla  massa  di  un'utenza  può  perdurare  per  un  tempo  indeterminato  senza  pericoli  per  le  persone.  Un  ulteriore  guasto  su  di  un'altra  fase  di  un  secondo apparecchio potrebbe però rivelarsi pericoloso se non prontamente interrotto.   Per questo motivo, quando il circuito di separazione alimenta più di un utilizzatore le masse  devono essere collegate fra loro da un conduttore equipotenziale isolato da terra.     In presenza di un doppio guasto l'interconnessione delle masse determina la circolazione di  una  corrente  di  corto  circuito  che  può  essere  rilevata  ed  interrotta  nei  tempi  previsti  dalla  curva  di  sicurezza  (0,4  s  per  U=230  V)  dai  dispositivi  di  massima  corrente  installati  a  protezione di ogni utilizzatore.