Norme CEI 64-12

Guida per l’esecuzione dell’impianto di terra negli edifici per uso

residenziale e terziario

2

Costituzione di un impianto di terra

• dispersori

• conduttori di terra

• collettori o nodi principali di terra

• conduttori di protezione

• conduttori equipotenziali principali

• conduttori equipotenziali supplementari

3

PE

PE PE

EQS EQS

EQP

EQP

CT CT

DISPERSOREINTENZIONALE

DISPERSORENATURALE

Tubazionibagno

Tubazionibagno

MASSA MASSA

H2O

GAS MASSE ESTRANEE

COLLETTOREPRINCIPALE

4

Scopo dell’impianto di terra

• Protezione mediante interruzione automatica della alimentazione

• Assicurare equipotenzialità

5

Efficacia di un impianto di terra

• Essere affidabile e di lunga durata

• Avere resistenza tale da provocare l’intervento del dispositivo di protezione nei tempi molto brevi richiesti

6

Dispersore (caratteristiche)

• resistenza ( dimensionata secondo il tipo di guasto)

• costituito da elementi metallici posati nel terreno ed a contatto con esso– naturali (ferri di fondazione, tubazioni ecc.)– intenzionali ( verticali, orizzontali, ad anello, a

maglia)

7

Tipologia dei conduttori

• Conduttori di terra ( fra il dispersore ed il collettore principale)

• PE Conduttore di protezione, fra il collettore e le masse

• EQP Equipotenziale principale fra il collettore e le masse estranee

• EQS Equipotenziale supplementare (in alcuni ambienti)

8

Ispezionabilità e controllabilità

L’interruzione del conduttore di protezione o delconduttore di terra o di quello equipotenziale non

può venire segnalata.

Occorre quindi che l’impianto possa venirecontrollato spesso; e misurato alle scadenze

previste.

Deve quindi essere accessibileDeve quindi essere accessibile

9

Importanza dell’equipotenzialità• E’ l’unico sistema in grado di assicurare la

protezione da tensioni pericolose provenienti dall’esterno dell’impianto

• L’interruzione automatica protegge da guasti interni ma è inefficace contro guasti

introdotti da altri impianti tramite masse estranee

• Pericolo principale in costruzioni civili è nei locali da bagno

10

Il guasto in un appartamento senza differenziale si ripercuote su appartamento con differenziale e PE ( ma senza

equipotenziale)

Alimentazione

Alimentazione

Scarico

Scarico

Lavabo

Elettrodomestico

PE

11

Funzione dell’impianto di terra

Assume aspetti diversi per impianti alimentati:

• da sistemi di I categoria ( in bassa tensione fino a 1.000 V) Collegamento tipico TT

• da sistemi di II categoria ( in media tensione fino a 30 kV) Collegamento tipico TN

12

Sistemi di I categoria (TT)Percorso della corrente di guasto

L1

L2

L3

N

Id

Punto diconsegna

13

Sistemi di I categoria (TT)

• La corrente di terra è fortemente limitata dalla resistenza di terra dell’impianto utilizzatore e della cabina

• Non raggiunge un valore tale da far intervenire nei tempi richiesti i dispositivi di protezione contro le sovracorrenti

• Occorre un differenziale

• Non occorre bassa resistenza di terra

14

Sistemi di II categoria (TN)

Cabina AT/MT

Rete MT neutro isolato

Cabina MT/bt

Percorso dellacorrente di guastolato MT

Punto diconsegna

L1

L2L3N

PEPercorso dellacorrente di guastolato bt

Cap

acità

dis

trib

uita

della

line

a

15

Guasto lato b.t.

• La corrente di guasto interessa il conduttore di fase ed il conduttore di protezione

• La corrente non interessa praticamente il dispersore

• L’impianto di terra (PE) assicura la chiusura su un circuito a bassissima impedenza

• L’impianto di terra (EQP ed EQS) assicura l’equipotenzialità delle masse e delle masse estranee

16

Guasto lato M.T.

• Il dispersore è direttamente interessato alla chiusura del circuito di guasto

• La tensione delle masse dipende dalla corrente di terra lato M.T. e dalla resistenza

• Corrente di terra e tempo di intervento sono parametri del sistema, forniti dall’ENEL

• Interessa dispersore a bassa resistenza e corretta geometria

17

Determinazione della resistenza di terra Rt

• Nei sistemi TT devono essere rispetttate le Norme CEI 64-8

• Nei sistemi TN (lato M.T.) devono essere rispettate le Norme CEI 11.1

18

Sistema TTDETERMINAZIONE

DELLA Ia

PROT.DIFF. ?

SI NO

Ia = I Diff.Ia = corrente intervento

contro sovracorrentientro 5 sec o istantanea

AMBIENTI PARTICOLARI ?Uso medicoCantieriRicovero animali

SI

Rt<=25/Ia Rt<=50/Ia

NO

19

Esempi TT

• I diff. = 0,5 A Rt = 50/0,5 = 100 Ohm

• I int. = 16 A, I funzionamento entro 5 sec = 90 A; Rt=50/90 = 0,56 Ohm

20

Tempi massimi di interruzioneper i sistemi TN

Uo (Volt) Tempo di interruzione (secondi) normale cantieri

120 0,8 0,4 230 0,4 0,2400 0,2 0,06 > 400 0,1 0,02

21

Sistemi TN

L’ENEL fornisce 2 grandezze:

• Valore della corrente di guasto a terra (Ig)

• Tempo di eliminazione del guasto (t)

22

Tensioni di contatto

23

NOTA

• Il valore della corrente di guasto lato MT può essere calcolato con la seguente formula:

Ig = U (0,003 L1 + 0,2 L2)

dove U = Tensione nominale della rete in kV

L1 = lunghezza in km delle linee aeree

L2 = lunghezza in km delle linee in cavo

24

Esempio di calcolo

Dati :

Corrente di guasto Ig = 150 A

Tempo di intervento t = 0,7 sec

Tensione massima U = 85 x 1,2 = 102 V

Resistenza massima ammessa Rt = 102/150 =

= 0,68 Ohm

25

Dati di progetto

• Analisi del sito ( resistività del terreno)

• Limiti di estensione (possibilmente entro il perimetro della proprietà)

• Corrosività del terreno ( per agenti chimici, coppie galvaniche e correnti vaganti)

26

Scelta della configurazioneImpostazione generale

• Motivi tecnici (raggiungere valore calcolato e buona equipotenzialità)

• Motivi economici (evitare spreco di materiale - Facile in TT)

• Motivi ambientali ( presenza di rocce o terreni ad elevata resistività)

27

Criteri di sceltaDISPONIBILI DISPERSORIDI FATTO IN QUANTITA’

SUFFICIENTE

REALIZZARE DISPERSORECON SOLO ELEMENTI DI

FATTO

PREVEDERE ANCHEELEMENTI INTENZIONALI

LO STRATO SUPERFICIALEDEL TERRENO HA BASSA

RESISTIVITA’

COMPLETARE IL DISPERSORECON ELEMENTI ORIZZONTALI

ELEMENTI VERTICALIPROFONDI PER RAGGIUNGERE

BASSA RESISTIVITA’

SI

SI

NO

NO

28

Conduttore di interconnessione fra elementi (analisi del modo di posa)

E’ NECESSARIO ILCONTRIBUTO COME

DISPERSORE ?

IL TERRENOE’ CHIMICAMENTE

AGGRESSIVO ?

ESISTE UN CUNICOLODI POSA GIA’ PREVISTO

PER ALTRI USI ?

CONDUTTOREISOLATO O

NUDO E INTUBATO

POSA NELCUNICOLO

POSA A CONTATTOCOL TERRENO

CON DIMENSIONIDA DISPERSORE

SI

SI

SI

NO

NO

NO

29

Equipotenzialità

• Consigliabile collegare i ferri di armatura almeno in un punto

• Collegare al collettore ( o ai collettori ) tutte le canalizzazioni metalliche entranti nell’edificio ( gas, acqua o altro)

• Collegare al collettore le parti strutturali metalliche dell’edificio

30

Collettore

• In impianti non estesi basta un solo collettore principale

• In ambito civile ( sistema TT) può bastare la barra o il morsetto di terra del quadro generale

• In impianti di notevoli dimensioni è sempre necessario creare più collettori cui connettere masse e masse estranee locali

31

Calcolo della resistenza Rd

• Resistenza di un dispersore verticale:

Rd = m / L

mResistività media del terreno in .m

L = lunghezza dell’elemento a contatto in m.

32

Calcolo della resistenza Rd

• Resistenza di un dispersore orizzontale

Rd = 2 . m / L

mResistività media del terreno in .m

L = lunghezza dell’elemento a contatto in m.

33

Calcolo della resistenza Rd

• Resistenza di un sistema di elementi magliati

Rd = m / 4 . r

dove r = raggio del cerchio che circoscrive la maglia in m.

34

Calcolo della resistenza Rd

• Ferri delle fondazioni

Rd = m / . d

dove d = 3 V . 1,57

essendo V il volume del calcestruzzo armato a contatto con il terreno di fondazione in metri cubi

35

Calcolo della resistenza Rd

• Dispersore a piastre

m Rd =

4 S

dove S superficie di un lato della piastra a contatto con il terreno in metri quadrati

36

Resistenza Rt totale

La resistenza totale è data dalla formula:

Rt = 1

1

Rd ii

Quando si può considerare che i vari elementi di Rt non siinfluenzino a vicenda, siano cioè distanti almeno il doppio

della loro dimensione maggiore

37

Determinazione della resistività

• Sulla base della natura del terreno

• Da misura di resistività eseguita con il metodo Wenner ( a 4 sonde)

• Da misure di resistenza applicando la formula al contrario

38

Resistività in funzione della natura del terreno ( valori in .m)

• Terreno paludoso da 2 a 15

• Argille e marne da 3 a 15

• Arenarie, gessi, scisti argillosi da 10 a 50

• Calcare quarz., granito, ghiaia da 50 a 500

• Terreno sabbioso umido da 70 a 100

• Calcare da 100 a 150

• Terreno sabbioso secco da 150 a 200

• Rocce da 500 a 10000

39

Resistività con il metodo Wennera a a

si infiggono 4 elettrodi alla stessa distanza a e si effettua la misura con lo strumentoche fornisce una lettura diretta in dellaresistenza R

La resistività vale : = 2 a R (.m)

40

Resistività con misura di resistenza

con dispersore verticale m = Rd . L

con dispersore orizzontale m = Rd . L/2

si effettua una misura di resistenza e si applicaal contrario la formula per ricavare la resistività

41

Valori di resistenza insoddisfacenti

• Nel sistema TT ciò è possibile solo se non si utilizzano differenziali. Riconsiderare la scelta

• Nel sistema TN riconsiderare la configurazione. Se non si riesce a fare di meglio, eseguire comunque la presa di terra e misurare la Rt ottenuta. Possono eventualmente essere adottate misure per limitare le tensioni di passo e contatto

42

Dimensionamento del dispersore

• Si fa riferimento alla tabella riportata in tutte le Norme CEI che trattano anche marginalmente di impianti di terra:

• CEI 11-1

• CEI 64-8

• CEI 81-1

• CEI 64-12

43

44

Caratteristiche del conduttore di terra

• Dovendo essere a contatto con il terreno deve:– resistere alla corrosione– resistere ad eventuali sforzi meccanici– portare al dispersore la corrente di guasto

45

Resistenza alla corrosione

• In assenza di protezione contro la corrosione le sezioni minime dei conduttori di terra non devono essere inferiori a:– 25 mmq se in rame– 50 mmq se in acciaio zincato

46

Protezione meccanica

• In assenza di protezione meccanica, ma con protezione contro la corrosione efficiente, le sezioni minime non devono essere inferiori a:– 16 mmq se in rame– 16 mmq se in acciaio zincato

47

In funzione della portata (TT)

• La sezione del conduttore di terra non deve essere inferiore a quella necessaria per il conduttore di protezione (PE) avente sezione maggiore:– s = sez. fase per sez. fase fino a 16 mmq.– s = 16 mmq. per sez. fase fra 16 e 35 mmq.– s = metà sez. fase per sez. fase oltre 35 mmq

48

Calcolata in funzione di I (TTeTN)

S = I

2

t

k

dove k = 229 per rame nudo interrato 400°C 159 per rame nudo semi interrato 200°C 176 per rame rivestito in gomma 143 per rame rivestito in PVC 78 per acciaio zincato interrato 400°C 58 per acciaio semi interrato 200°C

49

50

Caratteristiche conduttore EQP

• Metà della sezione del PE dell’impianto di sezione massima, con minimo di 6 mmq ( e massimo di 25 mmq) in rame

Esempio:

sez.max PE metà sezione sez. EQP

4 2 6

16 8 10

70 35 25

51

Progetto

• Occorre quando occorre il progetto per legge 46/90, o meglio per impianti eccedenti i limiti del DPR 447/91 (Regolamento di attuazione)

52

Elaborati di progetto

• Planimetria con impianto di terra

• Specifiche dei dispersori di fatto ( se usati)

• Calcoli o dati di progetto dell’impianto di terra

53

Cosa contiene la planimetria

• Posizionamento dei dispersori di fatto ed intenzionali, con descrizione delle caratteristiche

• Posizionamento del collettore principale (o dei collettori principali)

• Percorso dei conduttori di terra e dei conduttori equipotenziali principali ed indicazione delle loro caratteristiche

54

Specifiche dei dispersori di fatto

• Semplice documentazione esplicativa

• Esporre tipo di collegamento e posizione ai fini della continuità di efficienza

• Per collegamenti ispezionabili si può omettere la documentazione

55

Calcoli e dati di progetto

• Specificare i parametri di dimensionamento

• dati forniti dall’ENEL per sistemi TN vanno allegati

• Resistenza di terra calcolata, e verifica finale con misura effettuata

56

57

58

Realizzazione di un impianto

• Dispersore di fatto

• Dispersore verticale intenzionale

• Dispersore orizzontale intenzionale

• Conduttore di terra (CT)

• Collettore principale di terra

• Conduttori equipotenziali principali

59

Dispersore di fatto

• Da plinti e pilastri occorre portare al di fuori un tratto di conduttore per la connessione

• Per plinti prefabbricati chiedere al costruttore la predisposizione del collegamento

• Per paratie di contenimento e pali di fondazione assicurare la continuità dei ferri

60

61

62

63

64

65

66

67

Elementi intenzionali verticali

• Ad unico elemento

• A più elementi componibili

• Evitare sforzi deformanti nell’infissione

• Sono generalmente da evitare perché poco efficaci nelle lunghezze commerciali

• Sono adatti in strutture di ridotte dimensioni

68

69

Elementi orizzontali

• Conduttori in corda, tondino o nastro

• Posati entro scavo , ad esempio eseguito per altre esigenze

• Posati ad almeno 50 cm dal piano calpestabile

• Scavi riempiti con terra, argilla, humus, bentonite ( escluso ciottoli o mater. risulta)

70

71

Tipi di dispersore orizzontale

• Tipo ad anello chiuso

• Tipo a maglia

72

Collettore

Tubi protezione

Anello

CollettoreTubi protezione

Maglia

73

Conduttore di terra (CT)

• Deve essere evitato il contatto con il terreno

• Deve essere evitato percorso tortuoso

• Devono essere evitati sforzi meccanici

• Devono essere protetti contro le corrosioni, in particolare nel punto di uscita dal pavimento ( Utilizzare un tratto di 30 cm di tubo in PVC)

74

75

76

Collettore di terra ( nodo)

• Il collettore di terra (MT) costituisce il punto di congiunzione fra conduttori di terra (CT) conduttori di protezione (PE) e conduttori equipotenziali (EQP)

• Deve essere accessibile

• Ogni conduttore indicato con targhetta

• In impianti estesi possono essere più di uno

77

78

Conduttori equipotenziali principali (EQP)

• Devono avere percorsi brevi

• Non devono essere soggetti a sforzi meccanici

• Avere sezione adeguata ( vedi dimensionamento di progetto)

• Essere ben collegati alle tubazioni

• Collegamenti eseguiti nei tratti di proprietà dell’utente

79

80

81

Giunzioni e connessioni

• Con idonei morsetti

• Con saldatura forte

• Con sald. alluminotermica

• Ridotte al minimo

• Protette contro la corrosione con

– verniciatura

– catramatura

– nastratura

– impiego dello stesso materiale

– di materiale compatibile:

• cadmiato

• passivato

• zincato elettroliticamente

• Usare tipi che non

richiedono il taglio

82

83

84

85

86

87

88

89

90

91

92

Documentazioni e verifiche

• Esame a vista

• Prova di continuità dei conduttori di terra ed equipotenziali principali

• Misura della resistenza di terra del dispersore

93

Esame a vista

Serve a riscontrare

• Eventuali difformità rispetto alla documentazione di progetto

• Difetti degli impianti evidenti allo sguardo

• Eventuali danneggiamenti dei componenti elettrici

94

Prove di continuità

Da fare se non è sufficiente la verifica a vista

• Fra i vari elementi del dispersore in corrispondenza dei conduttori di terra

• Fra il dispersore ed il collettore principale di terra

• Fra i vari collettori principali di terra (se>1)

• In ogni possibile soluzione di continuità

• Tra le masse estranee ed i collettori

95

96

Misura della resistenza di terra

• Con metodo volt amperometrico con sonda di corrente distante almeno 5 volte la dimensione massima dell’impianto di terra

• Con distanza ridotta e misure succcessive avvicinandosi dall’impianto alla sonda. Il valore assunto è quello del punto di flesso

• Misurando la resistenza del circuito di guasto

97

98

99

100

Segni grafici

• Sono da utilizzare quelli rispondenti alle Norme emanate dal CEI CT 3 e vengono di seguito riprodotti

101

102

Corrosione

• Fenomeno elettro chimico estremamente complesso

• Può essere ricondotto allo schema seguente:

103

104

Cause di corrosione

• coppie galvaniche fra metalli diversi

• correnti vaganti

• reazioni chimiche per batteri

• eterogeneità dell’ambiente con diversa ossigenazione ( può originare coppia galvanica tra parti dello stesso elemento metallico)

105

Scelta dei materiali

• Possibilmente omogenei, o vicino della scala delle nobiltà– stagno

– rame-ottone-bronzo-acciaio nel calcestruzzo

– acciaio dolce

– piombo

– alluminio

– zinco

106

Materiali atti alla posa

In condizioni normali, senza altri metalli presenti nel terreno ( altrimenti controllare compatibilità)

• Rame nudo o stagnato

• Acciaio zincato a caldo (non in terreno acido)

• Acciaio inossidabile (terreno senza cloruri)

107

Giunzioni

• Evitare contatto con ambiente umido

• Evitare coppie elettrochimiche ( utilizzare materiali omogenei)

• Evitare il contatto diretto fra due metalli ( interporre materiale con potenziale elettrochimico intermedio)

108

109

110

Collegamento di strutture metalliche nel terreno

• Evitare l’uso di rame come dispersore

• Evitare collegamento delle strutture a tondini di armatura di fondazioni estese

111

Tondini nel calcestruzzo

• Collegarli a dispersori in rame nudo o acciaio ramato

• Può essere dannoso il collegamento a dispersori in acciaio zincato, non per i tondini ma per il dispersore. Nel caso utilizzare rame per il collegamento fra dispersori e tondini

112

Precauzioni di posa

• Nel riempimento di scavi evitare il materiale di scarto. Utilizzare materiale simile a quello dello scavo

• In terreni molto ghiaiosi o rocciosi porre attenzione all’infissione di picchetti

113

Impianti in edifici esistenti

• Se possibile utilizzare dispersori di fatto (ferri di armatura, saldando un bullone per il collegamento e proteggendo la connessione)

• Qualsiasi dispersore intenzionale di ogni forma e dimensione è altrimenti utilizzabile

114

Grazie dell’attenzione