CEI 11-37 Del 07-2003 II-ed (Guida Impianti Di Terra II e III Categoria)

CNR

CONSIGLIO NAZIONALE DELLE RICERCHE

AEI

ASSOCIAZIONE ELETTROTECNICA ED ELETTRONICA ITALIANA

COMITATOELETTROTECNICO

ITALIANO

Norma Italiana

Data Pubblicazione

Edizione

Classificazione Fascicolo

Titolo

Title

N O R M A I T A L I A N A C E I

CEI 11-37

2003-07

Seconda

11-37 6957

Guida per lesecuzione degli impianti di terra di impianti utizzatori in cui siano presenti sistemi con tensione maggiore di 1 kV

Earthing system installation of the user electrical plant with presence of exceeding 1 kV systems

IMPIANTI E SICUREZZA DI ESERCIZIO

GU

IDA

GUID

A

RIPRODUZIONE SU LICENZA CEI AD ESCLUSIVO USO AZIENDALECopia concessa a A.E.M. SPA in data 01/06/2004 da CEI-Comitato Elettrotecnico Italiano

CEI - Milano 2003. Riproduzione vietata.

Tutti i diritti sono riservati. Nessuna parte del presente Documento pu essere riprodotta o diffusa con un mezzo qualsiasi senza il consenso scritto del CEI.Le Norme CEI sono revisionate, quando necessario, con la pubblicazione sia di nuove edizioni sia di varianti. importante pertanto che gli utenti delle stesse si accertino di essere in possesso dellultima edizione o variante.

SOMMARIO

La presente Guida fornisce semplici indicazioni, nel rispetto delle Norme esistenti, ed in particolare dellaNorma CEI 11-1, per il dimensionamento delle varie parti degli impianti di terra in sistemi con tensione

maggiore di 1 kV, per la loro pratica esecuzione e per le misure da eseguire sugli stessi.

DESCRITTORI

Impianti di alta tensione; Impianti di terra; Esecuzione degli impianti di terra;

COLLEGAMENTI/RELAZIONI TRA DOCUMENTI

Nazionali

Europei

Internazionali

Legislativi

INFORMAZIONI EDITORIALI

Norma Italiana

CEI 11-37

Pubblicazione

Guida

Carattere Doc.

Stato Edizione

In vigore

Data validit

2003-9-1

Ambito validit

Nazionale

Varianti

Nessuna

Ed. Prec. Fasc.

2911:1996-11

Comitato Tecnico

11-Impianti elettrici ad alta tensione e di distribuzione pubblica di bassa tensione

Approvata dal

Presidente del CEI

in Data

2003-6-16

Sottoposta a

inchiesta pubblica come Progetto C. 862

Chiusa in data

2003-4-30

Gruppo Abb.

2

Sezioni Abb.

A

ICS

CDU


GUIDACEI 11-37:2003-07

Pagina iii

INDICE GENERALE

Rif. Argomento Pag

.

1

SCOPO

1

2

NORME DI RIFERIMENTO

1

3

DEFINIZIONI

1

4

SIMBOLI E INDICI

1

5

GENERALIT DELLIMPIANTO DI TERRA

2

5.1

Finalit

.............................................................................................................................................................................................

2

5.2

Tensione totale di terra

.......................................................................................................................................................

2

5.3

Tensioni di contatto e di passo

.....................................................................................................................................

2

5.4

Rilevanza delle tensioni di contatto e di passo (

U

T

e

U

S

)

..........................................................................

8

5.5

Effetti connessi alla presenza di un impianto di terra globale

...............................................................

8

5.6

Protezione contro le scariche atmosferiche

........................................................................................................

10

5.7

Drenaggio delle cariche elettrostatiche

.................................................................................................................

10

6

LA CORRENTE DI GUASTO A TERRA RIPARTIZIONE E PERCORSO

10

6.1

Premessa Modalit di alimentazione dei distributori pubblici

..............................................................

10

6.2

Definizioni delle correnti che si determinano nei guasti a terra

.........................................................

11

6.3

Percorso e alimentazione della corrente di guasto

.......................................................................................

11

6.4

Contributo delle funi di guardia e degli schermi metallici dei cavi - I circuiti di ritorno

.

14

7

VALUTAZIONE DELLE CORRENTI DI GUASTO NELLE DIVERSE TIPOLOGIE DI ALIMENTAZIONE

20

7.1

Alimentazione in BT

............................................................................................................................................................

20

7.2

Impianti utilizzatori con propria stazione di trasformazione alimentati da una rete di distribuzione in MT o in AT

..........................................................................................................................

20

8

COLLEGAMENTO A TERRA DEL NEUTRO BT DELL'IMPIANTO UTILIZZATORE

33

9

TENSIONI TRASFERITE ALLESTERNO DELLIMPIANTO DI TERRA

39

9.1

Generalit

....................................................................................................................................................................................

39

9.2

Funi di guardia

........................................................................................................................................................................

40

9.3

Schermi metallici dei cavi

................................................................................................................................................

40

9.4

Masse estranee

.........................................................................................................................................................................

41

10

INTERFERENZE TRA IMPIANTO DI TERRA E STRUTTURE METALLICHE ESTERNE

48

11

PROPRIET DIVERSE; INTERFACCIA CON IL DISTRIBUTORE PUBBLICO

50

12

IL DISPERSORE IN IMPIANTI CON TENSIONE MAGGIORE DI 1 KV

50

12.1

Generalit

....................................................................................................................................................................................

50

12.2

Dispersore magliato

.............................................................................................................................................................

51

12.3

Resistenza di terra di un dispersore a maglia

...................................................................................................

51

12.4

Resistenza di un dispersore verticale (picchetto)

...........................................................................................

52

12.5

Altri dispersori

..........................................................................................................................................................................

52


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Pagina iv

12.6

La resistivit del terreno

....................................................................................................................................................

53

12.7

Dimensionamento termico del dispersore

...........................................................................................................

53

12.8

Dimensionamento termico dei conduttori di terra

........................................................................................

53

13

DIMENSIONAMENTO ALLE TENSIONI DI CONTATTO E DI PASSO

54

13.1

Determinazione delle

U

ST

e

U

SS

...................................................................................................................................

54

13.2

Rimedi, provvedimenti correttivi

................................................................................................................................

55

13.3

Schema a blocchi

................................................................................................................................................................... 55

13.4 Esecuzione dellimpianto di terra ............................................................................................................................... 58

13.5 Protezione contro la corrosione .................................................................................................................................. 58

13.6 Interferenze ad Alta Frequenza ................................................................................................................................... 59

13.7 Altri aspetti esecutivi ........................................................................................................................................................... 60

13.8 Accessibilit, visibilit, ispezionabilit .................................................................................................................... 63

A L L E G AT OA RIFERIMENTI NORMATIVI 64

A L L E G AT OB DIMENSIONAMENTO DI DISPERSORI DI FORMA SEMPLICE 65

A L L E G AT OC ALLEGATO B (NORMATIVO) DELLA NORMA CEI 11-1

CALCOLO DELLE SEZIONI MINIME DEI CONDUTTORI DI TERRA 73

A L L E G AT OD TAB. 9-1 E RELATIVE NOTE DELLA NORMA CEI 11-1

VALORI DI CORRENTE DA UTILIZZARE PER LA PROGETTAZIONE DI IMPIANTI DI TERRA 77

A L L E G AT OE MISURE IN CAMPO 78


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Pagina v

PREFAZIONELa presente Edizione della Guida CEI 11-37 una sostanziale revisione della pre-cedente edizione resasi necessaria a seguito della Pubblicazione della NormaCEI 11-1, Edizione nona. Questultima, oltre ad aver sostituito le NormeCEI 11-18 e 11-8, ha introdotto alcune novit nella trattazione degli impianti diterra tali da rendere difficoltoso lutilizzo della Guida CEI 11-37 del 1966.

Loccasione di detta revisione ha condotto ad una nuova impostazione della Guidaed in particolare allintroduzione di un Allegato per definire alcuni dispersori di for-ma e struttura semplice utilizzabili, in particolare, in presenza di un impianto di terraglobale ed allarmonizzazione della simbologia definiti nella citata CEI 11-1.

Si richiama lattenzione del lettore sugli Allegati C e D della presente Guida: essiriportano rispettivamente, senza alcuna variazione, lAllegato B e la Tab. 9.1 conrelative note della Norma CEI 11-1.


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1 SCOPO

Scopo della presente Guida di dare semplici indicazioni ai progettisti ed agli in-stallatori, nel rispetto delle Norme esistenti, per il dimensionamento delle varieparti degli impianti di terra, per la loro pratica esecuzione e per le misure da ese-guire sugli stessi.

Le condizioni che seguono sono di carattere generale e non tengono conto delfatto che le propriet dellimpianto utilizzatore e della rete di alimentazione pos-sano essere diverse. Nel caso, pur molto frequente, che la rete di alimentazionesia di propriet diversa da quella dellimpianto utilizzatore, in particolare siaquella del distributore pubblico, opportuno prendere accordi tra le parti, se-condo le indicazioni che verranno date al Cap. 11.

2 NORME DI RIFERIMENTO

Vedere Allegato A della presente Guida.

3 DEFINIZIONI

Ai fini della presente Guida valgono le definizioni delle Norme CEI 11-1 e 64-8,inoltre, per Media Tensione (abbreviazione MT), si intende un sistema di Cate-goria II.

Per dispersore semplice si intende un qualsiasi dispersore di tipo non magliato.

4 SIMBOLI E INDICI

Ove non specificato nel testo, i simboli e gli indici sono uniformati a quelli dellaNorma CEI 11-1 e della Norma CEI EN 60909-0 (CEI 11-25) con le seguenti va-rianti semplificative: le correnti, le tensioni, le impedenze, ecc. sono sempre indicate in forma sim-

bolica complessa anche quando le parti reali o quelle immaginarie siano nul-le e sono riportate in corsivo anzich in corsivo con sottolineatura;

la resistivit del terreno indicata nella Norma CEI 11-1 con E, nella presenteGuida indicata con il solo simbolo ;

negli esempi numerici della presente Guida, le operazioni sono state riportatecon riferimento ai moduli delle quantit vettoriali anche se non compaiono irelativi simboli.

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5 GENERALIT DELLIMPIANTO DI TERRA

5.1 FinalitLe principali finalit dellimpianto di terra sono:a) vincolare (mediante collegamento diretto o tramite impedenza, per lo pi pu-

ramente resistiva) il potenziale di determinati punti (in generale il centro stel-la, naturale o artificiale) dei sistemi elettrici (di uno di essi, di alcuni o di tutti)esistenti nellarea dellimpianto considerato;

b) disperdere nel terreno correnti del sistema elettrico in regime normale e per-turbato senza danni per le apparecchiature ed i componenti;

c) disperdere nel terreno le correnti convogliate dagli impianti di protezionecontro le scariche atmosferiche (vedere 5.6);

d) assicurare che le funzioni a), b) e c) si svolgano in condizioni di sicurezza perle persone per quanto riguarda il rischio di shock elettrico.

5.2 Tensione totale di terraUn dispersore ha una resistenza verso terra che dipende dalle sue dimensioni edalle caratteristiche del terreno nel quale posto. Il prodotto della corrente che chiamato a disperdere per limpedenza di terra che esso presenta la tensionetotale di terra UE, cio la tensione che limpianto di terra, e quindi tutte le massead esso collegate, assume verso il terreno riferita ad un punto a distanza tale danon risentire dellinfluenza del dispersore considerato (vedi definizione di terradi riferimento (terra lontana) al punto 2.7.2 della Norma CEI 11-1).

Landamento del potenziale sulla superficie del terreno sovrastante un disper-sore a maglia regolare rappresentato a titolo di esempio in Fig. 1 e in Fig. 2, perun dispersore a maglie irregolari (vedi parte superiore della figura).

Fatto 100% il valore di UE, i valori di UST% sono dati dalla relazione:

Dove % il valore del potenziale sulla superficie del terreno espresso in per-cento della tensione totale di terra UE.

5.3 Tensioni di contatto e di passoLa tensione di contatto la differenza di potenziale fra la massa di un componen-te elettrico o di una massa estranea, messe in tensione da un guasto, e il terrenodove presumibilmente si troverebbero i piedi di una persona che toccasse in quelmomento la massa. Tenendo presente che il potenziale della massa praticamen-te uguale a quella del dispersore al quale collegata metallicamente, si pu an-che dire che la tensione di contatto uguale alla differenza di potenziale fra il di-spersore e il terreno nel punto in cui si posano i piedi della persona.

Per tensione di contatto si intende convenzionalmente la tensione mano-piedi,con i piedi alla distanza di 1 m dalla proiezione verticale della massa.

La tensione di passo la differenza di potenziale fra due punti del terreno postialla distanza di un passo convenzionalmente definita pari a 1 m e corrispondealla differenza di potenziale fra le due linee equipotenziali affioranti nel terrenonei due punti considerati.

UST % = 100 %


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Fig. 1 Andamento del potenziale sulla superficie del terreno e della UST per un dispersorea maglia

Dia

gonal

e

Med

iana

Lungh

ezza

dei

lat

i di m

aglia

UE%

UST% %



Fig. 2 Andamento del potenziale sulla superficie del terreno e della UST, lungo lasse A-B

Lunghezza dei lati di maglia

%

UST%

UE%

U%

N.d.R = I valori indicati sonoda considerarsi in %


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Fig. 3 Tensione di contatto UT e di passo US. Tensione di contatto UST e di passo USS a vuotoLEGENDA

UST, USS Tensioni di contatto e di passo a vuotoUT, US Tensioni di contatto e di passo applicate alla personaRE Resistenza di terra del dispersoreZB Impedenza del corpo umanoRa Resistenza aggiuntiva tra il terreno e piedi = Ra1+Ra2 dove:Ra1 = resistenza della calzatura o di eventuali altri mezzi di protezioneRa2 = esistenza di contatto con la superficie del suolo (per ciascun piede essa pari a tre volte la resistivit superficiale

S del suolo nella zona considerata).UE = Tensione totale di terra = Potenziale sulla superficie del terreno

Schema del circuito per UT Schema del circuito per US

UE

RE

UTUST

US USS

UST

ZB UT

REUE REUE

Ra

Ra

ZB UsUss



La presenza di una persona, in virt della sua resistenza interna, convenzional-mente assunta pari a 1000 , altera landamento della tensione di contatto e dipasso in superficie. La Fig. 3 chiarisce la distinzione fra tensione di contatto e dipasso a vuoto ed applicate alla persona.

Nello schema relativo alla tensione di contatto, la persona che tocca la massa intensione, cortocircuita 1 m di terreno tra la massa stessa e i suoi piedi. Se la suaresistenza fosse nulla, linizio della curva del potenziale sulla superficie del terre-no si sposterebbe semplicemente dalla massa ai suoi piedi; poich invece la suaresistenza non nulla, la presenza della persona determina un rialzo della curvadel potenziale sotto i suoi piedi nel senso di avvicinare il potenziale del terreno aquello della massa. La resistenza totale della persona si compone della sommadella sua resistenza interna di 1000 , come detto sopra, pi la resistenza tra pie-di e terreno. Questultima dipende dalla resistivit dello strato superficiale del ter-reno e da eventuali mezzi di protezione (es. calzature) e ci spiega perch unodei provvedimenti per limitare la corrente nel corpo umano sia proprio quello diaumentare la resistivit dello strato superficiale del terreno (vedi punto 12.6).

Convenzionalmente, per tensione di contatto sintende quella tra una mano e idue piedi; ne consegue che la resistenza di contatto verso terra dei due piedi inparallelo, nello schema relativo alla tensione di contatto, pari alla met della re-sistenza di contatto verso terra di ciascun piede.

Similmente nella rappresentazione della tensione di passo, la persona cortocircu-ita un tratto di terreno di 1 m, provocando una riduzione della differenza di po-tenziale sulla superficie del terreno tra questi due punti.

Poich i due punti del terreno tendono a portarsi allo stesso potenziale, il piedepi vicino dalla massa e il piede pi lontano dalla massa provocano rispettiva-mente un abbassamento della curva del potenziale e un rialzo della curva stessa.

Nel circuito corrispondente alla tensione di passo, le resistenze di contatto versoterra dei due piedi sono tra loro in serie, quindi la resistenza terreno-piede 4volte maggiore rispetto al caso della UT.

Le tensioni di passo risultano molto meno pericolose di quelle di contatto nonsolo per il contributo delle resistenze aggiuntive, ma anche perch il percorsodella corrente nel corpo umano (piede-piede) consente valori ammissibili pielevati (circa tre volte) rispetto a quelli mano-piedi.

Nella Fig. 4 che segue, sono indicati i limiti posti dalla Norma CEI 11-1, punto9.2.4.1 per gli impianti elettrici con tensione maggiore di 1000 V e nella Tab. 1successiva gli stessi limiti vengono forniti in valore numerico.


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Fig. 4 Fig. 9.1. della Norma CEI 11-1. Tensioni di contatto ammissibili UTp per correnti dibreve durata

Tab. 1 Tab. C-3 della Norma CEI 11-1 completata con i valori di tF pi comuni

Il pericolo per le persone dipende oltre che dalla corrente e dalla sua durata anchedal suo percorso allinterno del corpo umano. Solo la frazione di corrente che inte-ressa il muscolo cardiaco determinante ai fini del rischio di fibrillazione ventrico-lare del cuore che la causa principale degli esiti letali da shock elettrico.

Quanto sopra esposto giustifica il fatto che la Norma CEI 11-1 consideri, in lineagenerale, le sole tensioni di contatto.

Largomento trattato in dettaglio nei Rapporti IEC 60479-1 e IEC 60479-2, neiquali sono forniti i valori della resistenza probabile del corpo umano, e vieneesposto il procedimento seguito per passare dal valore di corrente ammissibile, aivalori delle tensioni di contatto ammissibili (Allegato C della Norma CEI 11-1).

Tempo (s) 0,04 0,06 0,08 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45 0,50

UTP (V) 800 758 700 660 577 500 444 398 335 289 248 213

Tempo (s) 0,55 0,60 0,65 0,70 0,80 0,90 0,95 1,00 3,00 5,00 7,00 10,00

UTP (V) 185 166 144 135 120 110 108 107 85 82 81 80

0,05 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,7 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

4

5

6

7

89

100

2

3

4

5

6

7

8

91000

V

Tempo di permanenza della corrente in secondi

Ten

sio

ne

di

con

tatt

o U

TP



5.4 Rilevanza delle tensioni di contatto e di passo (UT e US)Se limpedenza dellimpianto di terra bassa, e se la corrente che attraversa lim-pianto di terra relativamente piccola, allora anche la tensione totale di terra UEpotr essere mantenuta al di sotto dei limiti ammessi.

Nei sistemi elettrici con neutro efficacemente a terra, invece, la corrente di guastomonofase a terra pu raggiungere valori di diversi kA in funzione del numero edella potenza dei trasformatori di alimentazione e dei criteri adottati nelleserciziodella rete di alimentazione. La tensione UE pu raggiungere valori molto elevati:per esempio, se si ipotizza unimpedenza dellimpianto di terra di 0,5 , e unacorrente di terra di 10 kA, allora risulta:

dove:

UE = tensione totale di terra in kV;

IE = corrente di terra in kA;

ZE = impedenza di terra in .

Tuttavia, anche in questo caso le condizioni di sicurezza possono essere rispetta-te se le tensioni di contatto e di passo, determinate in sede di progetto o con mi-sure in sito ad impianto realizzato, sono contenute nei limiti ammessi.

Si ricorda che allo scopo di evitare inutili interventi preventivi atti ad abbattere ilvalore della tensione totale di terra UE, le UT e US, da ricondurre ai valori ammissi-bili, sono sempre una frazione della UE come evidenziato nella Fig. 1. Ricerche te-oriche e lesperienza quasi secolare autorizzano peraltro a ritenere, sulla base dicriteri molto cautelativi, che se la tensione totale di terra non supera del 50% letensioni di contatto ammesse UTp, queste ultime sono rispettate in qualsiasi puntodellimpianto (vedi Norma CEI 11-1, punto 9.2.4.2 oltre alla Fig. 4 e alla Tab. 1della presente Guida).

5.5 Effetti connessi alla presenza di un impianto di terra globaleNel caso che limpianto utilizzatore sia collocato allinterno di un impianto diterra globale (vedere definizione nella Norma CEI 11-1 punto 2.7.14.5), la pro-gettazione del dispersore di impianti AT ed MT, pur essendo in condizioni sem-plificative, richiede comunque particolare attenzione riguardo alle modalit dimessa a terra del neutro del sistema BT.

Anche nel caso suddetto, prima di tutto, valgono i criteri generali di dimensiona-mento definiti al punto 9.2.1 nei commi a), b), c) e d) della Norma CEI 11-1 cheriguardano tutti gli elementi che compongono limpianto di terra stesso (disper-sore, conduttori di terra ed equipotenziali). In particolare, si ricorda che la NormaCEI 11-1 richiede che sia assicurata laffidabilit dellimpianto (in termini di resi-stenza meccanica ed alla corrosione), la sicurezza delle persone ed il buon fun-zionamento dei componenti elettrici (in termini di un corretto dimensionamentoelettrico e termico).

La Norma suddetta, peraltro, afferma che, nel caso limpianto dellutilizzatore siacompletamente compreso in un impianto di terra globale, il criterio di cui alcomma d) del punto 9.2.1, relativo alla sicurezza delle persone, soddisfatto apriori.

UE = IE ZE = 10 0,5 = 5 kV


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La Norma CEI 11-1 non esime quindi dal realizzare un dispersore anche quandoci si trovi allinterno di un impianto di terra globale: esso, tuttavia, pu adesempio essere scelto tra le forme semplici di Fig. B.3 dell'Allegato B della pre-sente Guida, rispettando le dimensioni minime indicate nellAllegato A della Nor-ma succitata.

appena il caso di rilevare come nellarea, solitamente molto estesa e fortementeurbanizzata, di un impianto di terra globale, anche per effetto dello stato diquasi equipotenzialit, risulti molto difficile, anche se talvolta possibile, effet-tuare rilievi sperimentali significativi della tensione totale di terra relativa ad ognisingolo impianto utilizzatore.

opportuno sottolineare ancora come la Norma restringa cautelativamente la va-lidit di detto impianto di terra globale agli impianti delle reti del distributorepubblico ed agli impianti degli utilizzatori alimentati in AT e MT inclusi nellareaequipotenziale e che, tenuto conto della sua definizione, solo il distributore pub-blico in grado di dichiararne lesistenza e lestensione.

Per detta dichiarazione, possono rivolgersi al distributore gli utilizzatori con for-niture in AT ed MT ed anche quelli con fornitura in BT.

Gli imprescindibili criteri generali cui deve soddisfare limpianto di terra, da unlato, e linutilit (oltre che alla pratica difficolt) delle misure e delle verifiche diresistenza dei dispersori in campo, dallaltra, portano, a formulare le seguenticonclusioni: gli impianti di terra (sia del distributore pubblico nel punto di consegna

dellenergia che degli utilizzatori), facenti parte di un impianto di terra globa-le, rispettano le condizioni previste dalla Norma CEI 11-1 relativamente alletensioni di contatto ammissibili per guasto a terra sul lato AT. Devono perciessere dimensionati soltanto in relazione al comportamento termico, alla resi-stenza meccanica ed alla corrosione. Per tale ragione possono avere strutturesemplici come previsto nellAllegato B della presente Guida.

allinterno di un impianto di terra globale possono non essere effettuate leverifiche (mediante calcolo o mediante rilievi in campo) degli impianti di ter-ra (sia del distributore pubblico che degli utilizzatori ma con le precisazioniindicate nel seguito); ovviamente occorrer procedere ad una verifica inizialee quindi periodica dellefficienza della connessione esistente tra limpianto diterra del distributore e quello dellutilizzatore ed in particolare verificare che: tale connessione sia visibile, accessibile e sezionabile solo con attrezzo ad

entrambe le estremit; lenergia specifica passante massima sia sopportabile dal conduttore e dal-

le relative connessioni (cautelativamente pu essere assunta la piena IF); vi sia continuit, ad entrambe le estremit, verso gli impianti collegati.

Per le parti di impianto a valle del punto di consegna dellenergia, spetta allutiliz-zatore valutare le condizioni di sicurezza del proprio impianto di terra: ci par-ticolarmente importante per le utenze aventi sensibili distanze tra la cabina di ri-cezione (punto di consegna) e quelle di trasformazione; il motivo da ricercarenelle cadute di tensione che si manifestano, in caso di guasto a terra, sui condut-tori di connessione tra i diversi dispersori e di valore tale da richiedere particola-re attenzione e/o provvedimenti specifici (vedere esempio 2 di 7.2.1.1).

importante, inoltre, che il distributore sia in grado di comunicare allutilizzatoreil valore della UE nel punto di consegna dellenergia elettrica per consentirgli dipoter valutare lassenza dei pericoli di cui al punto 9.3.3, sesto comma dellaCEI 11-1: possono insorgere pericoli se sono simultaneamente accessibili particonduttrici di tubazioni isolate, di cavi, ecc. collegate ad una terra lontana e particonduttrici collegate alla terra dellimpianto di alta tensione.



Queste parti conduttrici possono essere ad esempio: binari del tram, che collega-no impianti di terra globale con quelli esterni, rotaie del treno e di metropolitane(intenzionalmente isolate da terra per problemi legati allesercizio in correntecontinua), tubazioni del gas che sono intenzionalmente isolate da terra (sono ge-neralmente con protezione catodica), tubazioni di impianti di teleriscaldamento(isolate da terra per problemi di dissipazione termica), camicie esterne di pozziartesiani profondi (che portano il potenziale prossimo a zero nellimpianto di ter-ra globale), reti di terra e/o cavi di altre aziende distributrici, posati congiunta-mente, cavi telefonici e/o di reti informatiche ecc. aventi schermi metallici di pro-tezione esterni ed accessibili alle estremit ed in corrispondenza delle giunzioni.

Il valore della UE necessario, inoltre, per verificare le prescrizioni applicabili agliimpianti di telecomunicazione soggetti a regolamenti del Ministero delle P.T. op-pure delle circolari ITU (distanze di rispetto tra reti di terra e cavi interrati, instal-lazione di traslatori telefonici, cavi ad isolamento aumentato, ecc.).

5.6 Protezione contro le scariche atmosfericheQuando sia necessaria la protezione contro le scariche atmosferiche, limpianto diterra deve soddisfare anche tutte le prescrizioni contenute nella Norma CEI 81-1.

5.7 Drenaggio delle cariche elettrostaticheLe strutture che, in determinate condizioni, possono essere sedi di cariche elet-trostatiche e che, a loro volta, possono essere causa di innesco di miscele esplo-sive gas-aria, vapori, nebbie o di nubi di polvere combustibile, devono esserecollegate al dispersore generale (vedi CEI 31-33).

6 LA CORRENTE DI GUASTO A TERRA: RIPARTIZIONE E PERCORSO

6.1 Premessa: modalit di alimentazione dei distributori pubbliciQuando gli impianti utilizzatori sono alimentati da una rete del distributore, que-sta alimentazione pu avvenire nei seguenti modi:1. in BT con il sistema TT;2. in MT con neutro isolato;3. in MT con neutro risonante (bobina di Petersen)4. in MT con neutro messo a terra tramite resistenza;5. in MT con messa a terra con impedenza (bobina di Petersen in parallelo ad

una resistenza);6. in AT, con tensione minore o uguale a 100 kV, con sistemi di messa a terra si-

mili a quelli in MT;7. in AT, con tensione maggiore di 100 kV, con neutro efficacemente a terra.

Naturalmente, la diversificazione della tensione di alimentazione dipende dallapotenza richiesta e dalla posizione dellimpianto utilizzatore rispetto alla rete dialimentazione del distributore. Tutti questi fattori hanno influenza sulle correntidi cui al successivo punto 6.2 e definite nella Norma CEI 11-1.


GUIDACEI 11-37:2003-07

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6.2 Definizioni delle correnti che si determinano nei guasti a terraLa Norma CEI 11-1 (punto. 2.7.15 e Fig. 2.2) distingue tra: IF, definita corrente di guasto a terra; IE, definita corrente di terra: la corrente che fluisce verso terra tramite

limpedenza collegata a terra. Detta impedenza costituita dal parallelo ditutte le possibili vie attraverso cui la corrente di terra fluisce (es. funi di guar-dia, guaine di cavi, ecc.);

IRS, definita corrente nella resistenza di terra del dispersore a maglie.

6.3 Percorso e alimentazione della corrente di guastoQualunque sia il tipo di alimentazione, non sempre tutta la corrente di guasto aterra viene dispersa dal dispersore di stazione.

La corrente di terra IRS quella determinante per la valutazione delle tensioni dicontatto.

Si consideri ad esempio il guasto in un impianto utilizzatore come indicato nelleFig. 5a e 5b.

In Fig. 5a limpianto utilizzatore alimentato da un trasformatore con neutro aterra lontano (alimentazione da una sorgente esterna allimpianto utilizzatore).Ipotizzando per semplicit lassenza di funi di guardia, la corrente di guasto si ri-chiude tutta attraverso il terreno tramite il dispersore, e quindi IF = IE.

Se lalimentazione avviene invece da una sorgente interna allimpianto utilizzato-re, la corrente di guasto si chiude tramite il dispersore allinterno dellimpiantoutilizzatore stesso (con stazione elettrica interna) come indicato in Fig. 5b. Comesi vede chiaramente nella figura, il percorso della corrente tra il punto di guastoed il neutro del trasformatore interessa solamente il collegamento metallico rap-presentato dallimpianto di terra (PE compresi) e non vi corrente dispersa ap-prezzabile nel terreno. In questo caso quindi IE = 0.

Procedendo nellesame dei casi possibili, sempre nellipotesi di assenza delle funidi guardia, limpianto utilizzatore pu essere alimentato da due sorgenti contem-poraneamente, una esterna ed una interna, ad esempio nel caso che ci sia unau-toproduzione come indicato in Fig. 6a. In questo caso, le due situazioni di Fig. 5coesistono e la corrente di guasto si divide in due rami, uno rappresentato dallacorrente di terra IE che corrisponde al contributo della sorgente esterna, un altrorappresentato dalla IF IE che corrisponde al contributo dellautoproduzione.Solo la corrente IE determinante nei riguardi delle tensioni di contatto e di pas-so. Nel caso di Fig. 6a questa appunto la corrente di guasto prodotta dalla sor-gente esterna; ma se il guasto avviene allesterno dellimpianto utilizzatore, peresempio su un palo di linea e le due sorgenti sono in parallelo, come in Fig. 6b,la corrente IE2 che attraversa il dispersore dellimpianto utilizzatore pu essereanche maggiore della corrente IE di Fig. 6a, se preminente il contributo dellau-toproduzione. Limpianto di terra utilizzatore deve in ogni caso esser dimensiona-to per la maggiore tra le correnti che chiamato a disperdere nel terreno.



Fig. 5 Schema di principio e andamento quantitativo delle correnti per guasto a terra di unimpianto utilizzatore senza autoproduzioneLEGENDA

CT Conduttore di terraCN Conduttore di neutro del trasformatoreIF Corrente di guastoIE Corrente di terraRES Resistenza di terra dellimpianto utilizzatoreE Dispersore

EE

E

CT (

PE)

CT (

PE)

I E

I F

I FI F

I FI F

I F

I E

I E =

IF

I E =

0

RES

RES

RES

CN

CN

Staz

ione

elet

tric

a es

tern

a

Impia

nto

util

izza

tore

Terr

a di rife

rim

ento

(C

EI 11

-1, punto

2.7

.2)

Terr

a di rife

rim

ento

(C

EI 11

-1, punto

2.7

.2)

a)A

limen

tazi

one

da

una

sorg

ente

est

erna

b)

Alim

enta

zione

da

una

sorg

ente

inte

rna


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Fig. 6 Schema di principio e andamento qualitativo delle correnti per guasto unipolare a ter-ra nellipotesi che limpianto utilizzatore sia dotato di autoproduzione:a) guasto entro limpianto utilizzatoreb) guasto fuori dellimpianto utilizzatore (per es. in linea)LEGENDA

CT Conduttore di terraCN Conduttore di neutro del trasformatoreIF Corrente di guastoIE Corrente di terraRES Resistenza di terra dellimpianto utilizzatoreE Dispersore

G G

IE

IE

RES

IE

IE

EE

CTCN CN CT

RES

CTIFIF = IE

G G

IE1IF

IF

RES1

IE1

IE1

E EE

CTCN CN CT

RES2 RES

IE2

IE2

Stazione elettrica esterna

Stazione elettrica esterna

Impianto utilizzatore

Impianto utilizzatore

a) guasto entro limpianto utilizzatore

b) guasto fuori limpianto utilizzatore

Terra di riferimento (CEI 11-1, punto 2.7.2)



6.4 Contributo delle funi di guardia e degli schermi metallici dei cavi - I circuiti di ritornoIn una rete con neutro a terra si intendono per circuiti di ritorno quegli elementiche collegano direttamente gli impianti di terra, o semplicemente il punto di gua-sto con il centro stella del trasformatore che alimenta il guasto stesso, e consento-no a una parte della corrente di guasto di tornare alla sorgente di alimentazionesenza interessare il terreno. In Fig. 5b il circuito di ritorno il dispersore stessoche in questo caso, a dispetto del nome, non disperde corrente nel terreno, ma laconvoglia direttamente al neutro del trasformatore.

Anche nel caso pi generale di sorgente esterna allimpianto considerato vi pos-sono essere circuiti metallici di ritorno, e questi sono tipicamente le funi di guar-dia delle linee aeree e gli schermi o le guaine metalliche dei cavi che, se collegatiagli impianti di terra delle stazioni o degli impianti utilizzatori, si comportanocome conduttori di protezione PE.

Anche nelle reti con neutro isolato ci possono essere collegamenti metallici tradifferenti impianti di terra, come appunto gli schermi dei cavi, se connessi a terraad entrambe le estremit. In questo caso non rivestono pi laspetto di veri cir-cuiti di ritorno, quanto piuttosto quello di conduttori di terra che adempiono allafunzione di mettere tra loro in parallelo diversi impianti di terra. In tal modo unacerta parte degli impianti di terra interconnessi sono coinvolti nel guasto ovun-que esso sia, ma la corrente dispersa nellimpianto in cui avviene il guasto vienecorrispondentemente ridotta e cos anche la sua tensione di terra.

Ciascuno degli impianti di terra contribuisce alla dispersione della corrente diguasto IF in modo differente poich: le resistenze di terra RE sono diverse per ogni impianto; le impedenze longitudinali delle guaine dei cavi non sono trascurabili. Lo

stesso dicasi per le funi di guardia: quelle pi diffuse sono in acciaio da50 mm2 e hanno impedenza di qualche km;

ad ogni impianto di terra possono essere connesse, in modo numericamentee qualitativamente variabile, le succitate conduttanze.

Si noti, pertanto, che il contributo dei dispersori lontani potrebbe risultare trascu-rabile.

In una rete con neutro a terra, la fune di guardia o lo schermo dei cavi adempiea due funzioni.

La prima funzione, che vale solo per le funi e le guaine di linee che alimentanoil guasto, quella di drenare una notevole aliquota della corrente di guasto diciascuna linea, sottraendola al dispersore dellimpianto utilizzatore, in virtdellaccoppiamento induttivo tra le spire costituite dai conduttori di fase e dal ter-reno e le spire costituite dalle funi di guardia o guaine metalliche e dal terreno.

Grazie al contributo di accoppiamento, il compito del dispersore suddetto puessere notevolmente alleggerito.

Per ogni linea che alimenta il guasto si definisce infatti il fattore di riduzione ri ilrapporto tra la corrente di terra IEi, cio laliquota di corrente immessa nel terrenoattraverso il dispersore, e la corrente di guasto monofase a terra 3I0i fornita dallalinea stessa, cio:

riIEi3I0i---------=


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Il termine 3 I0i, cio tre volte la componente omopolare, deriva dal calcolo dellacorrente di guasto monofase a terra con il metodo delle componenti simmetriche,quale quello raccomandato nella Norma CEI EN 60909-0 (CEI 11-25). In sostan-za 3 I0 = IF.

Per una linea con funi di guardia, il fattore di riduzione r dipende dal materialedelle funi, dalla loro impedenza omopolare, dalle distanze tra le funi di guardia econduttori di fase e dalla resistivit del terreno.

Il metodo di calcolo del fattore r si trova nella pubblicazione IEC 60909-3, mentrenellAllegato J della Norma CEI 11-1 sono riportati alcuni valori tipici.

Le guaine dei cavi hanno un effetto drenante maggiore di quello delle funi di guar-dia, occorrer per eseguire per essi la verifica termica, come verr detto nel seguito.

Sia nel caso di funi di guardia che nel caso di guaine metalliche di cavi, la corren-te nel dispersore espressa da:

se il guasto alimentato da una linea, e da:

se le linee alimentanti il guasto sono due, dove r1 e r2, e rispettivamente I01 e I02sono i fattori di riduzione e le correnti omopolari delle due linee.

Corrispondentemente, le correnti nelle funi di guardia divengono rispettivamente:

Nel caso di cavi occorre verificare che la corrente drenata dallo schermo metalli-co sia inferiore a quella ammissibile nello schermo stesso. Per informazioni con-viene rivolgersi al costruttore, tenendo presente che il termine generico di scher-mo metallico comprende le eventuali armature metalliche.

La seconda funzione quella di ridurre limpedenza di terra mediante il collega-mento di pi dispersori tra loro, essa esplicata dalle funi di guardia e dalle guai-ne metalliche di tutte le linee in arrivo o in partenza, anche da quelle che non ali-mentano il guasto, o sono fuori tensione.

La fune di guardia si pu schematizzare con un circuito equivalente costituito dauna successione di bipoli in cascata formati dalle impedenze delle diverse cam-pate e dalle impedenze dei dispersori, intenzionali o di fatto, dei sostegni di li-nea. Questi bipoli sono in parallelo al dispersore in esame.

Limpedenza equivalente del complesso dei bipoli Z della catena supposta di

lunghezza infinita, ovvero Zp se di lunghezza finita, come rappresentato in Fig.7,si pone in parallelo alla resistenza del dispersore.

Definendo:

RET la resistenza di terra di un sostegno

Zw limpedenza omopolare di una campata di fune di guardia

IRS = r IF = r 3I0

IRS = r1 3 I01 + r2 3I02

IEW = IF IRS = (1-r) 3I0

IEW1 = (1-r1) 3I01; IEW2 = (1-r2) 3I02



nellipotesi semplificativa che tutti i valori di RET siano costanti almeno per i primipali in partenza dallimpianto utilizzatore o dalla stazione, e che le corrispondenticampate abbiano una lunghezza costante, il valore dellimpedenza di ingresso diuna fune di guardia dato da:

Poich in genere il valore di Zw piccolo rispetto a quello di RET, la precedenterelazione si pu anche semplificare in:

Formule per il calcolo di Zw e Zp si possono trovare nella IEC 60909-3.

In Tab. 2 sono riportati alcuni valori dellimpedenza dingresso (modulo e fase)per funi di guardia singole di diverso materiale e per due valori della resistenzadi terra RET dei sostegni di linea.

La lunghezza della campata supposta di 300 m.

Tab. 2

Analoga funzione esplicata dagli schermi dei cavi se sono collegati a terra a en-trambi gli estremi. In tal caso limpedenza Zp uguale alla somma dellimpedenzaomopolare dei tre schermi tra loro in parallelo e della resistenza di terra del di-spersore della stazione contigua allimpianto utilizzatore, che risulta collegata inserie agli schermi.

Lo schema della distribuzione della corrente di guasto in una stazione o nellim-pianto utilizzatore alimentato in entra-esce da due linee ad AT in rete con neutroa terra e con autoproduzione locale, o comunque con trasformatore con neutromesso a terra in stazione, si presenta come in Fig.8.

La corrente di guasto monofase a terra risulta:

Materiale della fune di guardia Impedenza di ingresso Resistenza di terra RET dei sostegni di linea

RET = 5 RET = 50

AcciaioZp []

2,510

716

AlumoweldZp []

1,720

5,527

CopperweldZp []

1,431

536

Zp12---Zw Zw RET

Zw2

4-------++=

Zp12---Zw Zw RET+=

IF = 3 I0 + ITr


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La corrente che interessa il dispersore dellimpianto utilizzatore e i dispersori difatto nel loro complesso (Fig.8) risulta:

dove:

r = fattore di riduzione della linea che alimenta il guasto;

ITr = corrente di guasto monofase del trasformatore;

IE = corrente di terra che interessa il complesso disperdente.

Limpedenza di terra della stazione con i dispersori di guardia collegati :

La tensione di terra :

La corrente che fluisce a terra dal solo dispersore dellimpianto utilizzatore (Fig.8) :

Tale corrente presa in considerazione per la determinazione delle tensioni dicontatto e di passo.

Fig. 7 Catena composta dalla impedenza Zw delle funi e dalla resistenza di terra RET dei so-stegni posti a distanze uguali dTZp = Impedenza di ingresso della fune di guardia

IE = r (IF ITr)

ZE1

1RES-------- n

1ZP------+

--------------------------=

UE = IE ZE

I IZ

RRS EE

ES

=

Fune di guardia

Terra



Fig. 8 Ripartizione della corrente di guasto a terra per guasto allinterno dellimpianto utiliz-zatoreLEGENDA

ITr = Corrente di guasto nel neutro del trasformatore

IF = Corrente di guasto

IE = Corrente di terra = IF [ITr + (1-r) 3I0]

Nota (IE non pu essere misurata direttamente, ma solo calcolata secondo la differenza indicata)

IRS = Corrente dispersa nel terrenoRET = Resistenza di terra del sostegnoRES = Resistenza di terra del dispersore Zp = Impedenza di ingresso della fune di guardia-terra, vista dallimpianto utilizzatoreUE = Tensione totale di terra

Con programmi di calcolo appositamente studiati, si pu dimostrare che in pre-senza di sostegni di linea di piccola resistenza di terra, la corrente drenata dallefuni di guardia pu essere notevolmente maggiore dei contributi indicati nellaNorma CEI 11-1.

Terra

Terra

Linea 2Linea 1 Conduttore di fase

Autoproduzione

Circuito equivalente

Fune di guardia

Linea 2Linea 1

Dispersore


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7 VALUTAZIONE DELLE CORRENTI DI GUASTO NELLE DIVERSE TIPOLOGIE DI ALIMENTAZIONE

7.1 Alimentazione in BTI distributori alimentano gli impianti utilizzatori in bassa tensione secondo loschema TT. Gli impianti di terra per questi impianti utilizzatori sono regolati dallaNorma CEI 64-8.

Agli impianti di terra relativi ad applicazioni residenziali e terziarie, dedicatalapposita Guida CEI 64-12.

7.2 Impianti utilizzatori con propria stazione di trasformazione alimentati da una rete di distribuzione in MT o in ATQuando sia alimentato in MT o in AT, lutilizzatore pu avere distribuzione inter-na: soltanto in BT; in MT per i carichi maggiori e in BT per quelli minori.

La distribuzione in MT pu essere alla stessa tensione di alimentazione del distri-butore, oppure ad un valore diverso MT1 opportunamente scelto tra quelli nor-malizzati.

7.2.1 Sistemi MT o AT con neutro isolatoNelle reti con neutro isolato, il circuito di guasto pu chiudersi soltanto attraversole capacit verso terra della rete stessa (Fig. 9).

Poich le capacit verso terra di una rete, sia aerea che in cavo, sono un parame-tro distribuito, la corrente di guasto IF funzione, oltre che della tensione, anchedellestensione della rete ed quindi tanto pi alta quanto pi estesa la rete.

La Norma CEI 11-1, nel Cap. 9 sugli impianti di terra, riporta alla Tab. 9.1 la for-mula per valutare la corrente di terra in reti con neutro isolato:

dove:

IF = IC (vedi Fig. 2-3 della Norma CEI 11-1)

IC = corrente capacitiva di guasto in Ampere e calcolata con la formula appros-simata

con

Un = tensione nominale della rete in kV

L1 = lunghezza delle linee aeree, in km

L2 = lunghezza delle linee in cavo, in km

r = fattore di riduzione (per linee aeree con funi di guardia, cavi muniti dischermo e determinato in accordo con lAll. J informativo della CEI 11-1).

IE = r IF

IC = Un (0,003 L1 + 0,2 L2)



Per lunghezza delle linee L1 e L2 si intendono le lunghezze rispettivamente dellelinee aeree e in cavo ordinariamente collegate metallicamente fra loro durantelesercizio.

La stessa relazione si pu esprimere in maniera mnemonicamente pi semplicesotto la forma: 3 A per ogni 10 kV di tensione nominale e 100 km di linea aerea; 2 A per ogni 10 kV di tensione nominale e 1 km di linea in cavo.

Lapporto dei cavi , dunque, circa 67 volte quello delle linee aeree, a causa dellamaggiore capacit dei cavi verso terra. Il coefficiente 0,2 della formula gi detta,Un (0,003 L1 + 0,2 L2), si riferisce a cavi con isolamento in carta impregnata. Percavi con isolamento solido, opportuno riferirsi al costruttore per ottenere datipi attendibili.

Nei sistemi con neutro isolato si ha che: la corrente capacitiva di guasto a terra IC dipende dallestensione della rete al

momento del guasto; la corrente capacitiva di guasto a terra IC indipendente dal punto del guasto;

cio la corrente di guasto la stessa sia che il guasto avvenga vicino ai mor-setti del trasformatore di alimentazione, o vicino allutenza, al termine di unalinea;

per le linee aeree in conduttori nudi MT, il fattore r pari a uno in quantosono usualmente prive di funi di guardia.

Fig. 9 Correnti capacitive di guasto a terra in una rete con neutro isolato

3

2

2

11

1

3

3

1

2

C1

C1

C2

C2

C3

C3

IF

IC2IC2 IC3IC3


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Per il dimensionamento dellimpianto di terra si considera la configurazione com-posta dalle linee ordinariamente collegate metallicamente tra loro durante leser-cizio.

Per fare un esempio, se lutente collegato ad una rete MT a 15 kV la cui massi-ma estensione, con tutte le linee in tensione sia di 80 km di linee aeree e di 6 kmdi linea in cavo, la corrente capacitiva di guasto a terra :

In sostanza nelle reti a MT con neutro isolato, la corrente di guasto a terra va dapoche decine di ampere, per reti prevalentemente aeree, a qualche centinaio diampere per reti prevalentemente in cavo come quelle urbane. La Norma CEI 11-1(Tab. 9.1) prescrive che limpianto di terra in reti con neutro isolato sia dimensio-nato, per quanto riguarda la sicurezza delle persone, cio con riferimento allatensione di terra e alle conseguenti tensioni di contatto, per la massima correntedi terra IE che limpianto pu essere chiamato a disperdere nel terreno.

Nelle reti con neutro isolato, se una fase va a terra, la tensione verso terra dellealtre due fasi sane sale alla tensione concatenata. Il corrispondente isolamentoverso terra viene allora sollecitato a regime da una tensione volte maggiore edalle sovratensioni transitorie che si originano in seguito al guasto a terra stesso.In questa situazione potrebbe verificarsi un secondo guasto a terra in corrispon-denza di eventuali punti deboli della rete. Questo secondo guasto a terra stabili-sce un cortocircuito tra fasi attraverso la terra, e la corrente assume un valore cor-rispondentemente pi elevato in funzione dellimpedenza del circuito di guasto.

La corrente di doppio guasto a terra una corrente di cortocircuito bifase, il cui va-lore dipende quindi dalla distanza tra i due punti di scarica su fasi diverse. Ci puportare ad un campo di valori molto vasto, in funzione delle impedenze del circuitocompreso tra i due guasti, magari su radiali diverse. La IEC 60909-3 d le formulegenerali e quelle relative ai casi pi frequenti. Al limite per, poich non si puescludere che il secondo guasto avvenga nelle immediate vicinanze della stessa ca-bina del primo, un criterio cautelativo porta a valutare la corrente di secondo guastoa terra uguale a quella del cortocircuito bifase, che, secondo la Norma CEI 11-1, :

dove I KEE e I K sono rispettivamente le correnti iniziali simmetriche di cortocir-cuito bifase e cortocircuito trifase.

7.2.1.1 Esempi Esempio 1

Ci si riferisca allesempio di Fig. 10 dove la media tensione interna ad uno stabili-mento viene ottenuta dallalimentazione del distributore tramite una trasformazio-ne MT/MT1 e dove si presume che la rete a MT1 non sia molto estesa ed a neu-tro isolato.

Questo sistema, ipotizzando che la corrente di guasto a terra non superi una de-cina di ampere, pu essere impiegato per mantenere in esercizio limpianto uti-lizzatore per un certo tempo in presenza di un contatto a terra di una fase: sareb-bero infatti tollerabili i danni ai componenti ed alle apparecchiature provocati dalguasto (ai cavi, ai trasformatori, ai quadri ed ad eventuali macchine rotanti).

IF = 15 (0,003 80 + 0,2 6) = 21,6 A

3

I KEE = 0,85 I K



Fig. 10 Esempio di schema di cabina dellutilizzatore con distribuzione in MT1diversa da quella del distributore

In queste condizioni per, se per ragioni di continuit di esercizio non previstalinterruzione automatica del circuito al primo guasto a terra, limpianto di terra(per il guasto a terra sulla rete a MT1) viene dimensionato, dal punto di vista ter-mico, per la corrente di doppio guasto a terra. Questa situazione di guasto, peral-tro, non ha generalmente rilevanza agli effetti delle tensioni di contatto: infatti,solo una piccola parte della corrente di guasto viene dispersa nel terreno, mentrela maggior parte percorre i conduttori metallici dei dispersori intenzionali e di fat-to (vedere schema di Fig. 5b, nel quale per la distribuzione avviene con rete aneutro isolato invece che con neutro a terra come ivi indicato).

Esempio 2

Ci si riferisca allesempio di Fig. 11 dove si ipotizza che la rete interna ad uno sta-bilimento sia alla stessa tensione di quella fornita dal distributore. Si suppone,inoltre, che allinterno dello stabilimento vi siano tre cabine tra loro molto lonta-ne o fuori dalla rete magliata equipotenziale dello stabilimento, ma comunquecon le rispettive reti di terra tra di loro intenzionalmente connesse, a mezzo diconduttori o anche semplicemente con guaine di cavi e/o con funi di guardia.

In questo caso le tensioni di contatto, a seguito di un guasto a terra, possono as-sumere valori non trascurabili e richiedono particolare attenzione.

Ogni singola cabina infatti presenta una propria resistenza di terra RE che dipen-de dal parallelo dato dalla resistenza di terra del dispersore locale e delle impe-denze dei conduttori di ritorno ad essa allacciati.

In questi casi la resistenza longitudinale dei conduttori di terra (di ritorno) nonpu pi essere trascurata e le c.d.t. che ne derivano, allorch essi vengano attra-versati da una quota parte della IF, (la rimanente IE viene dispersa dalla rete diterra locale della cabina interessata al guasto) devono essere o calcolate o misu-rate ai fini delle tensioni di passo e di contatto.

MT1 6KV

Utenze BT Utenze MT

MT a tensione del distributore


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Si raccomanda, pertanto, di valutare anche la necessit di eseguire la misura delleRE di impianti tra di loro interconnessi ma distanti, iniettando la IM (corrente dimisura) alternativamente in ogni area cos individuata.

In queste condizioni infatti si potrebbero avere UE > 1,5 UTp oppure UT > UTp.

Nel 1 caso (UE > 1,5 UTp) ci si riferisce al progetto tipo di cui allart. 9.2.4.2.della CEI 11-1, allo scopo di verificare la necessit di procedere ai rilievi direttidelle tensioni di contatto.

Nel 2 caso (UT > UTp), dopo aver rilevato i valori delle tensioni di passo e di con-tatto, si dovr procedere allapplicazione dei provvedimenti M, elencati nellAlle-gato normativo D della Norma CEI 11-1.

Nel caso di impianti aventi numerose cabine elettriche, che rientrano nelle condi-zioni di installazione sopra dette, questo modo di procedere porta alla necessitdi eseguire i rilievi delle tensioni di contatto, soltanto per quelle cabine e perquelle zone di impianto ad esse associate, che rientrano nelle due condizionielencate sopra (UE > 1,5 UTp oppure UT > UTp) e non alla totalit delle cabine pre-senti.

Si conoscano i valori delle singole resistenze di terra di cabina RE e le impedenzelongitudinali tipiche delle guaine MT, e si abbia:

IF = 80 A;

Tensione nominale del sistema = 20 kV;

IC (corrente capacitiva dovuta alla lunghezza delle linee in cavo utente) = 3 A;

IE = IF + IC = 83 A

Tempo tF = 0,6 s;

UTp = 166 V;

ZE massima = da non superare pressoogni singola cabina;

lobbligo di eseguire le misure delle tensioni di contatto, in questo esempio, li-mitato alla sola cabina n 3, avendo questa una ZE pari a 3,50 ohm (maggiore,cio, di 3 ohm).

ZE1,5 UTp

IE----------------------

1,5 16683

--------------------- 3 = = =



Fig. 11 Schema equivalente della rete interna allo stabilimento LEGENDA

A: fornitura MT in linea aerea del distributore pubblicoB: rete di terra locale della cabina n 1 di ricezione con RE1 = 8 e ZE1 = 2,72 C: linea in cavo di lunghezza 150 m con ZLC = 0,45 D: rete di terra locale della cabina n 2 con RE2 = 5 e ZE2 = 2,56 E: linea in cavo di lunghezza 600 m con ZLE = 1,8 F: rete di terra locale della cabina n 3 con RE3 = 12 e ZE3 = 3,50

Per impianti pi articolati, la situazione si presenta ancora pi complessa e le dif-ferenze tra le resistenze di terra delle singole cabine possono essere valutate so-lamente con misure in sito. Dette differenze sono legate principalmente a: numero e caratteristiche delle connessioni intenzionali e di fatto; stato di conservazione delle connessioni; distanza tra le cabine; resistivit del suolo; resistenza propria di ogni singolo impianto di terra locale.

Lesecuzione di misure di RE in ogni cabina, evidenzia la possibile inefficacia del-le interconnessioni verso le rimanenti installazioni, difetti solitamente non riscon-trabili con la semplice verifica della continuit.

Nella Fig. 12 riportata nella pagina seguente, lohmmetro legge un valore dato, inprima approssimazione, dalla serie delle due resistenze di terra RE1 ed RE2. Il va-lore di 0,35 ohm, portato ad esempio, non permette di esprimere una conclusio-ne affidabile.

A

B

C

D

E

F

ZLC ZLE

RE1 RE2 RE3


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Fig. 12 Schema del circuito di provaLEGENDA

A: rete di terra di stabilimento e cabina di trasformazione con RE1 = 0,2 B: rete di terra della cabina di ricezione cliente con RE2 = 0,15 C: schermo del cavo del distributore pubblicoD: punto dinterruzione della connessione tra gli impianti di terra delle due cabineE: indicazione dellohmmetro 0,35

Le misure di RE, se eseguite con il metodo di iniezione di corrente IM di valoreelevato, permettono inoltre di:1) quantificare il drenaggio offerto dalle conduttanze allacciate al dispersore sot-

to prova che pu essere utile nel caso di adeguamento impiantistico;2) misurare le differenze di potenziale rispetto ad altri punti significativi della

rete di terra facente parte del medesimo sito, allo scopo di avere un quadrosullequipotenzialit di questultimo;

3) misurare le tensioni che si manifestano sui sistemi utilizzatori in bassa tensio-ne entranti/uscenti dalla cabina, onde verificare se dette tensioni superano omeno il limite di 250 V o di 500 V di cui alla Tab. 9-2 della CEI 11-1.

Esempio 3

Un altro esempio tipico dellalimentazione esterna fornita dal distributore pub-blico, con autoproduzione interna allimpianto. Per lesercizio in parallelo delledue reti, lutente deve prendere accordi con il distributore, conformemente alleprescrizioni della Norma CEI 11-20. Il dispersore di terra deve essere dimensiona-to per la corrente capacitiva di guasto a terra prodotto solamente dalla rete MTdel distributore, in quanto quella prodotta dallautoproduzione si chiude attraver-so i conduttori metallici come nellesempio 1 precedente.

A

D

B

E

C



7.2.2 Sistemi MT o AT con messa a terra risonanteIn questi sistemi, nel caso si verifichi un guasto monofase a terra, linduttanza co-stituita da una bobina di Petersen, posta tra il neutro del trasformatore di alimen-tazione della rete e la terra, fa s che nel punto di guasto si determini una corren-te induttiva che, per sua natura, si oppone alla corrente capacitiva di guasto dellarete. La corrente di guasto, pertanto, pu essere ridotta a piacere tenendo contodei limiti di convenienza costo/benefici.

Le bobine possono essere tali da poter variare linduttanza in modo continuo op-pure a gradini, cio per le quali si pu variare la reattanza per valori discreti chepossono essere inseriti/disinseriti a vuoto.

In linea generale, le prime possono essere utilizzate in reti la cui evoluzione pucambiare in modo continuo o comunque molto spesso e rapidamente, le secon-de possono essere indicate per reti il cui assetto ed evoluzione sono quasi statici.

Indipendentemente dal tipo di bobine, se la loro reattanza identica a quellaomopolare della rete su cui sono inserite, nel punto di un eventuale guasto a ter-ra di questultima si pu affermare che non circoler alcuna corrente (si trascuracio la conduttanza verso terra della rete). In questo caso (ma anche quando ledue reattanze suddette non siano del tutto identiche), se il guasto non perma-nente, di fatto si autoestingue. Inoltre, alquanto improbabile che, al contrariodei sistemi a neutro isolato, si determini un secondo guasto a terra.

Le bobine di Petersen, peraltro, hanno il pregio di eliminare i guasti intermittentiin quanto sono capaci di estinguere gli archi elettrici verso terra.

Contrariamente ai sistemi con neutro isolato, nei sistemi con messa a terra riso-nante non possibile rilevare in modo selettivo la linea soggetta a guasto se nonricorrendo a rel sensibili alla tensione omopolare e al transitorio di corrente cheinteressa la linea affetta da guasto per pochi periodi.

La corrente di guasto a terra, in questi sistemi, secondo la Norma CEI 11-1 :

dove

IF = corrente di guasto a terra

IRES = corrente residua di guasto a terra

IC = corrente capacitiva di guasto a terra

IL = somma delle correnti delle bobine di soppressione darco in parallelo

IR = corrente di dispersione

IH = corrente armonica

7.2.3 Sistemi MT o AT con neutro a terra tramite resistenzaIn questi sistemi il neutro del trasformatore che alimenta la rete viene messo aterra attraverso una resistenza il cui valore pu essere convenientemente maggio-re dellimpedenza omopolare del trasformatore e della rete. Ci limita la correntedi guasto a terra a quella di cortocircuito iniziale simmetrica per un cortocircuitoverso terra I k1 monofase e comunque ad una percentuale (solitamente non pidel 10%) della corrente di cortocircuito trifase.

IF = IRES = (IC IL) + IR + IH


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La corrente di guasto monofase a terra risulta tuttavia maggiore di quella che siavrebbe nella stessa rete a neutro isolato. Per questo motivo, al fine di garantirelautoestinzione dei guasti, questi sistemi vengono utilmente adottati in reti la cuiestensione alquanto limitata.

La resistenza di messa a terra del neutro, come per i sistemi a neutro risonante,elimina gli archi elettrici intermittenti verso terra. Inoltre, si ottiene il beneficio dismorzare le sovratensioni di origine interna e di ridurre notevolmente la probabi-lit che si verifichi un secondo guasto a terra.

In questi sistemi, la resistenza di messa a terra determina la presenza di una com-ponente attiva della corrente omopolare soltanto nella linea guasta; detta compo-nente, se di valore sufficiente, potrebbe permettere lindividuazione di una lineaaerea guasta mediante semplici rel amperometrici. Nel caso di una rete in cavo,per individuare la linea guasta pi conveniente utilizzare rel wattmetrici perevitare di dover aumentare eccessivamente la componente attiva gi detta.

La corrente di guasto a terra, in questi sistemi, secondo la Norma CEI 11-1 :

dove IF e I K1 hanno i significati gi detti.

7.2.3.1 Esempi di rete con neutro a terra tramite resistenza o impedenzaIn questi sistemi il neutro della rete MT allinterno dellimpianto utilizzatore col-legato a terra attraverso un resistore (o reattore) al fine di limitare la corrente diguasto, rispetto ad un sistema con neutro franco a terra.

Nei sistemi dove il centro stella accessibile, il resistore pu essere inserito diret-tamente fra il centro stella dei trasformatori o dei generatori e la terra oppure sulsecondario di un trasformatore monofase inserito fra centro stella e terra.

Nel primo caso il resistore diventa un componente di Media Tensione mentre nelsecondo caso un componente di Bassa Tensione.

Nei sistemi in cui il centro stella non sia accessibile o non sia previsto, occorrerealizzare un centro stella fittizio (neutro) per poter realizzare il sistema di messaa terra del neutro tramite resistore. Una possibile soluzione consiste nell'impiegodi un reattore, inserito sul sistema di MT, collegato a zig-zag per formare il centrostella e di collegare poi il resistore tra il centro stella e la terra. Anche in questocaso il resistore un componente di MT.

Il valore della resistenza di messa a terra scelto secondo due criteri diversi, inrelazione ai diversi aspetti protettivi che si vogliono privilegiare: resistenza di basso valore, atta a ridurre la corrente di guasto a terra a valori

compresi tra la corrente nominale di un trasformatore di alimentazione e al-cune centinaia di ampere;

resistenza di alto valore, atta a limitare la corrente di guasto a terra a valoridellordine della decina di ampre o meno.

Il primo criterio privilegia la robustezza dei componenti (resistenza) e la sempli-cit dei dispositivi di protezione, che possono essere del tipo usato per la prote-zione contro le sovracorrenti; il potenziale del sistema risulta saldamente vincola-to a terra ed ridotto al minimo il pericolo di sovratensioni transitorie, sia diorigine interna che esterna, in misura confrontabile con quanto avviene per i si-stemi con neutro direttamente a terra. Per contro, tanto pi elevate sono le cor-renti di terra, tanto maggiori sono i danni di un guasto a terra. Come detto, si pri-vilegia la protezione contro le sovratensioni a scapito di quella contro ilcortocircuito.

IF = I K1



Il secondo criterio si pu considerare simile a quello con neutro isolato e privile-gia la protezione contro i danni conseguenti alle elevate correnti, nelle macchinerotanti e nei trasformatori e, non meno importante, nei quadri, non solo dovuti alprimo guasto, ma soprattutto allevolversi di questo. Tanto minore il pericolo (ei danni) dovuti alla corrente, tanto maggiore lattitudine del sistema ad esseresede di sovratensioni di varia origine (oscillazioni per guasto a terra, risonanzafra cavi e riduttori di tensione, ferrorisonanza).

Ancora in relazione al valore delle correnti di guasto a terra (praticamente indi-pendente dal punto di guasto) i rel devono essere di tipo direzionale, e inoltrecapaci di discriminare fra la componente capacitiva e quella attiva, dovutaquestultima prevalentemente alla resistenza di messa a terra; inoltre, al decresce-re della corrente di guasto, necessario adottare trasformatori di corrente (TA) ditipo toroidale.

Qualunque sia il valore della resistenza di messa a terra, applicando il metododelle componenti simmetriche, la corrente di guasto monofase a terra data da:

dove

Un = Tensione nominale della rete;

ZG = Impedenza nominale di messa a terra della rete di MT.

Poich le impedenze di sequenza diretta, inversa e omopolare Z1, Z2, Z0 sono disolito piccole rispetto a ZG, per verifiche rapide si pu ricorrere allespressioneapprossimata:

Per esempio, per una rete a 6 kV, messa a terra attraverso una resistenza sul neu-tro di 40 , si avrebbe una corrente approssimata di guasto di:

Limpianto di terra viene dimensionato per la maggiore tra le correnti di guastomonofase a terra lato MT e BT.

Se il neutro e le masse dellimpianto in media tensione sono collegate alla stessarete di terra magliata, si pu assumere che linsieme sia sufficientemente equipo-tenziale, Fig. 13.

Per guasto a terra sulla media tensione, la corrente di guasto ritorna al neutrodellavvolgimento attraverso la maglia di terra senza disperdersi nel terreno. Il di-spersore in questo caso ha una mera funzione equipotenziale.

Se per il neutro e le masse sono collegate a dispersori lontani e distinti, anchese fra loro interconnessi, la situazione si presenta come nelle Fig. 14a e 14b.

Questo pu succedere quando limpianto dellutilizzatore comprende gruppi diimpianti satelliti discretamente lontani fra loro, con propria rete di terra intercon-nessa alla rete di terra principale, con conduttori di terra di interconnessione (ABin Fig. 14a). In sede di progetto si tratta di dimensionare tali conduttori in modotale da evitare situazioni di pericolo.

IF3 U N

Z1 Z2 Z0 3ZG+ + +------------------------------------------------=

IFUN

3 Z G-------------------=

IF6000

3 40------------------ 86 A= =


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Con riferimento alla Fig. 14a, se la caduta di tensione Ui = Zi IF sul conduttoreAB al passaggio della corrente di guasto IF minore di 1,5 volte i valori della Fig.4 o della Tab.1 della presente Guida, non necessario fare la verifica delle ten-sioni di contatto nellimpianto di terra satellite interconnesso, perch sono sicura-mente inferiori ai valori ammessi. Se invece la tensione Ui maggiore dei valorisuddetti, tale verifica necessaria.

Se il conduttore in rame installato in tubo protettivo di materiale non ferroma-gnetico, limpedenza Zi del conduttore di ritorno pu essere calcolata con la for-mula seguente:

dove:

Ri = resistenza del conduttore in ohm;

r = raggio della sezione del conduttore in metri;

d = distanza del conduttore di protezione dai conduttori di fase in metri;

L = lunghezza del conduttore in metri;

0 = permeabilit dellaria = 4 107 H/m.

Fig. 13 Il neutro e le masse in media tensione sono collegate ad un unico dispersoreLEGENDA

ZG = Impedenza di messa a terra della rete di MT

Zi Ri2

2

02------

14--- ln

dr---+

2 L

2+=

6 kV

ZG

Massa in media tensione



Fig. 14a Il neutro e le masse sono collegati a dispersori lontani e distinti, ma tra loro intercon-nessiLEGENDA

ZG = Impedenza di messa a terra della rete di MTZi = Impedenza del conduttore di interconnessione dei dispersori

Fig. 14b Schema equivalente del circuito di guastoLEGENDA

RESA = Resistenza di terra del dispersore principaleRESB = Resistenza di terra del dispersore satelliteZi = Impedenza del conduttore di interconnessione dei dispersoriIF = Corrente di guasto a terraIRSB = Corrente nellimpianto di terra satellite

A B

6 kV

ZG

M

Zi

IF

RESA

M

Zi

RESB

IRSB

BAIRSB

IF IRSB


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Si supposto fin qui che tutta la corrente di guasto IF passi nel conduttore AB, eche questo sia isolato dal terreno. In realt una parte della corrente IF ritorna allasorgente attraverso il terreno e la somma delle due resistenze di terra RESBdellimpianto satellite e RESA dellimpianto principale come indicato in Fig. 14b.Solo la parte IF IRSB della corrente di guasto percorre il conduttore AB di impe-denza Zi.

Una volta che RESA e RESB siano note, il partitore di corrente costituito dallimpedenzaZi in parallelo con RESA + RESB permette di trovare la corrente IRSB che interessa lim-pianto di terra satellite di resistenza RESB e quindi anche la corrente IF IRSB che per-corre realmente il conduttore. Si ha:

Se il collegamento di impedenza Zi non isolato, ma costituito da un condutto-re nudo interrato, che a sua volta disperde corrente nel terreno, il ragionamentosar ancora valido ma pi cautelativo.

Se poi i satelliti fossero pi duno, e tutti tra loro interconnessi, il ragionamento sicomplicherebbe ancora, ma allora ci si avvicinerebbe sempre di pi ad una con-figurazione prossima a quella costituita da una unica rete di terra generale, so-prattutto quando si consideri la presenza dei dispersori naturali o di fatto, cometubazioni, binari, schermi dei cavi, armature del cemento armato delle fondazioniecc., elementi tutti che, in aggiunta ai dispersori intenzionali, concorrono a for-mare ununica rete di terra.

7.2.4 Sistemi MT o AT con neutro a terra tramite impedenza (bobina di Petersen // resistenza)La combinazione dei sistemi di cui in 7.2.2 e 7.2.3 fa s che vengano esaltati i pre-gi di ciascuno dei sistemi eliminandone i difetti maggiori.

Con questi sistemi ibridi infatti, si pu: limitare la corrente di guasto monofase a terra rispetto ai sistemi a neutro iso-

lato; individuare la linea guasta con rel wattmetrici; limitare le sovratensioni di origine interna e quindi rendere meno gravoso il

dimensionamento dellisolamento della rete.

7.2.5 Sistemi AT con neutro efficacemente a terraQuando la richiesta di potenza dellutilizzatore supera alcuni MVA, lalimentazionepu convenientemente essere fatta in AT; per lItalia le tensioni attualmente nor-malizzate sono 132 kV o 150 kV od eventualmente 220 kV o 380 kV, che corri-spondono rispettivamente a tensioni massime dei componenti di 145 kV, 170 kV,245 kV e 420 kV (Norma CEI 11-1 Tab. 4.2).

Il neutro della rete AT oltre 100 kV messo efficacemente a terra (CEI 11-1 punto3.1.1), e quindi ogni guasto a terra un cortocircuito monofase a terra, con valoridi corrente dellordine dei kA. Il valore di questa corrente di cortocircuito dipen-de unicamente dalla potenza dellalimentazione e dallimpedenza del circuito diguasto, pertanto ne consegue che, allopposto di quanto avviene con neutro iso-lato, le correnti di guasto: non dipendono dallestensione della rete, dipendono invece dal punto di guasto e dalla configurazione della rete che

alimenta il guasto.

IRSB IF Zi

Zi RESA RESB+ +------------------------------------------=



Il calcolo delle correnti di cortocircuito, sia trifase sia monofase a terra, riportatonella letteratura tecnica e pu essere eseguito secondo la Norma CEI EN 60909-0(CEI 11-25), secondo le Pubblicazioni IEC 60909-1 e IEC 60909-2.

Nelle reti AT con neutro a terra, le linee aeree sono dotate in genere di protezionidistanziometriche ed i guasti che interessano la linea sono eliminati dallinterven-to coordinato delle protezioni in primo gradino mediante lapertura degli interrut-tori agli estremi della linea stessa (tali interruttori sono generalmente equipaggiaticon chiusura rapida), mentre i guasti che interessano il sistema di sbarre di unastazione elettrica sono eliminati dallintervento della protezione di sbarra (oveprevista) o dallintervento in secondo gradino delle protezioni distanziometrichemediante lapertura degli interruttori agli estremi delle linee che afferiscono allastazione elettrica sede del guasto. In prima approssimazione si pu ritenere che iltempo di eliminazione del guasto sia pari a 0,5 s salvo casi particolari (per ulte-riori approfondimenti vedere pubblicazione CEI Le protezioni dei sistemi elettri-ci di potenza).

8 COLLEGAMENTO A TERRA DEL NEUTRO BT DELL'IMPIANTO UTILIZZATORE

La Norma CEI 11-1, pur raccomandando un impianto di terra comune, ammette,sotto determinate condizioni, che il neutro di BT possa essere collegato al disper-sore di cabina o al dispersore dellimpianto utilizzatore.

Si consideri il caso di uno stabilimento industriale, cio di un utilizzatore con ca-bina elettrica di alimentazione in AT o MT.

I casi possibili sono due:a) i dispersori di cabina e quello di stabilimento sono connessi tra loro ed il

neutro messo a terra su detto dispersore.Sul lato bassa tensione si ha in tal caso un sistema TN. Nelle Fig. 15a e 15bsono indicati due esempi di sistema TN. Tutte le masse (compresi gli schermidei cavi) e le masse estranee, sia della cabina che dello stabilimento indicatenel par. 413.1.2.1 della Norma CEI 64-8, ed anche il neutro in BT, sono messea terra sul dispersore unico. Per guasto sul sistema di BT, limpianto di terradeve soddisfare i requisiti della Norma CEI 64-8/4 par. 413.1.3. Per guasto sulsistema di AT e MT l'impianto di terra deve soddisfare i requisiti della NormaCEI 11-1 punto 9.2.4.2, dove sono indicati i limiti che le tensioni di contattonon devono superare n nello stabilimento, n allesterno di questo.Allatto delle necessarie eventuali verifiche, pertanto, le misure delle tensionidi contatto e di passo devono essere estese anche allo stabilimento, soprattut-to nei punti che possono essere pi critici, come in periferia, nei depositiallaperto, ecc. I controlli devono inoltre essere estesi alle tensioni trasferiteda tubazioni, binari ed altri (vedere pi oltre il Cap. 9).Il criterio lo stesso sia che limpianto utilizzatore sia alimentato in AT sia chesia alimentato in MT. Cambiano solo le correnti e di conseguenza le eventualidifficolt di restare dentro i limiti ammessi per le tensioni di contatto.


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Fig. 15 Dispersore unico

Fig. 15a Sistema TN-S

Fig. 15b Sistema TN-C

N

3

2

1

PE

Cabina MT/BT

Stabilimento

PEN

3

2

1

Cabina MT/BT

Stabilimento



b) i dispersori di cabina e quello di stabilimento sono separati ed il neutro di BT messo a terra in cabina o in stabilimento, in tal caso si possono avere sia ilsistema TT che TN. Le masse della cabina di trasformazione, relative sia alla AT (o MT) che allaBT, sono connesse al dispersore della cabina; le masse dello stabilimentosono messe a terra sul dispersore dello stabilimento, Fig. 16a e 16b.In pratica, la separazione delle messe a terra di cabina e di stabilimento possibile solo se i due impianti sono distanti tra loro.Per la messa a terra del neutro lato BT del trasformatore, il discorso diventaun p pi complesso.Se il neutro di BT fosse messo a terra in cabina AT, in caso di guasto in cabinaesso trasferirebbe nello stabilimento la tensione totale di terra della cabina inmaniera non dissimile da quanto avviene per le tensioni trasferite. Questatensione si ritroverebbe tra il conduttore di neutro e limpianto di terra dellostabilimento, come sopraelevazione di tensione del centro stella della BT ri-spetto alle masse dello stabilimento. Se questa tensione fosse rilevante, som-mata alla tensione di fase del sistema, potrebbe produrre una scarica versoterra nellimpianto utilizzatore in BT.La Norma CEI 11-1 si preoccupata di porre dei limiti a questa sovratensione,specificando che nel sistema TT consentita la messa a terra del neutro dellaBT in cabina, solo se la tensione totale di terra della cabina per guasto sulla ATnon supera 500 V(1) o 250 V rispettivamente per guasti di durata 5 s o > 5 s(Fig. 16a).Se questo valore superato, la messa a terra del neutro di BT deve essere fat-ta allesterno del perimetro(2) della terra della cabina AT /BT. Per esempio, inquesto caso, pu essere fatta sul dispersore dello stabilimento formando cosdi nuovo, allinterno di questo, un sistema TN (Fig. 16b).Tali valori di tensione totale di terra sono stati scelti in modo da garantirelisolamento dellimpianto utilizzatore BT. Infatti se si somma la massima ten-sione totale di terra che pu assumere il neutro di BT (500 V) alla tensione difase (circa 250 V) si arriva a circa 750 V, che la tenuta dellisolamento a fre-quenza industriale che ci si pu attendere in apparecchiature anche obsoletein bassa tensione, quando siano state provate, quando erano nuove, a 2000 V.

(1) Il valore di 500 V rappresenta una deroga valida solo per lItalia Il valore CENELEC di 1200 V.(2) Ad esempio ad una distanza superiore a 20 m per tensioni UN < 50 kV


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Fig. 16 Impianti di terra di cabina e di stabilimento separati

Fig. 16a Sistema TT

Fig. 16b Fig. 17b - Sistema TN-C

N

3

2

1

PE

Cabina MT/BT

Stabilimento

PEN

3

2

1

Cabina MT/BTStabilimento



Se quindi il neutro di BT fosse messo a terra nello stabilimento, perch la tensio-ne totale di terra della cabina (UECabina) > 500 V (o 250 V), sarebbe necessarioverificare che lavvolgimento BT del trasformatore e tutti i componenti in BT nel-la cabina soddisfino alla relazione:

dove:

UP = tensione di prova verso terra per un minuto a frequenza industriale di BT;

UECabina = tensione totale di terra della cabina;

U0 = tensione nominale verso terra di BT.

Se i due dispersori di cabina e di stabilimento sono separati, necessario fare at-tenzione che non vengano poi collegati da altri conduttori metallici, come scher-mi di cavi, tubazioni, passerelle, binari ecc. Tutti questi conduttori vanno interrot-ti, e linterruzione deve essere garantita nel tempo, ferma restando la prescrizionegenerale che, per guasto sulla AT, non devono verificarsi in nessun punto dellostabilimento tensioni di contatto e di passo superiori ai limiti ammessi. La separa-zione dei due dispersori in uno stabilimento c

CEI 11-37 Del 07-2003 II-ed (Guida Impianti Di Terra II e III Categoria)

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