Controllo dell’impendenza
dell’elettrodo di terra
per edifici commerciali,
industriali e residenziali
Nota applicativa
La maggior parte degli impianti dispone di collegamenti di terra in grado di scaricare in
modo sicuro la corrente verso terra, in caso di fulmini o di sovratensione dell’alimentazione.
Un elettrodo di terra fornisce il contatto tra l’impianto elettrico e la terra. Per garantire un
collegamento affidabile alla terra, le normative, gli standard tecnici e gli standard locali
spesso specificano un’impendenza minima per l’elettrodo di terra. L’ente IETA (International
Electrical Testing Association) ha evidenziato la necessità di effettuare test sugli elettrodi di
terra ogni tre anni per avere i sistemi in buone condizioni e con tempi di servizio nella
media. In questa nota applicativa sono descritti in dettaglio i collegamenti di terra e le
istruzioni di sicurezza, nonché i metodi di test principali: test a caduta di potenziale tripolare
e quadripolare, test selettivo, test senza picchetti e test bipolare.
Perché è importante
l’impianto di terra?
FFO
NO
FFO
NO
FFO
NO
FFO
NO
FFO
NO
FFO
NO
FFO
NO
FFO
NO
FFO
NO
all’interno dell’impianto o un
generatore. Il fulmine, allo stesso
modo, sarà sempre in grado di
raggiungere la terra.
Nello standard US National
Nel caso in cui un fulmine
Electrical Code (NEC) vengono
sottolineate due ragioni fondamen- colpisca le linee di distribuzione o
cada in prossimità di un edificio, un
tali per predisporre un collegadispersore a bassa impendenza
mento a terra di un impianto.
contribuirà a scaricare a terra
•Stabilità della tensione a terra
l’energia prodotta. I sistemi di
durante il funzionamento
continuità e collegamento a terra
normale.
consentono di collegare l’impianto
•Limitazione della crescita di
elettrico e la struttura in acciaio
tensione prodotta da fulmini,
dell’edificio alla terra. Se l’impianto
sovratensione o contatto
accidentale con linee di tensione viene colpito da un fulmine,
assorbirà il potenziale di quest’ulpiù alte.
La corrente sarà sempre in grado timo. Mantenendo il gradiente del
potenziale basso, i danni vengono
di trovare il percorso con la
ridotti al minimo.
resistenza minore per tornare alla
Se una linea a media tensione
sorgente elettrica, indipendente(oltre 1000 V) entra in contatto con
mente dal fatto che si tratti di un
una linea a bassa tensione,
trasformatore del sistema di
potrebbe verificarsi una sovratendistribuzione, un trasformatore
sione negli impianti vicini.
Un elettrodo a bassa
impendenza consente di
limitare l’aumento della
tensione nell’impianto. Una
terra a bassa impendenza è
in grado di fornire un
percorso di ritorno per i
transitori generati dal
sistema. Nella Figura 1
viene illustrato un impianto
di collegamento a terra per
un edificio commerciale.
Impendenza
dell’elettrodo di
terra
Figura 1: Sistema di collegamento a terra che combina
una struttura in acciaio e un elettrodo a barra
L’impendenza tra l’elettrodo e la terra dipende da
due fattori: la resistività
della terra circostante e la struttura dell’elettrodo.
La resistività rappresenta una
proprietà peculiare per ogni tipo di
materiale e definisce la capacità
del materiale di condurre la
corrente.
Il calcolo della resistività della terra
è piuttosto complicato perché:
•Dipende dalla composizione del
terreno (ad es. argilla, ghiaia e
sabbia)
•Varia anche a brevi distanze a
causa della diversa combinazione dei materiali
•Dipende dal contenuto di
minerali (ad es. sale)
•Varia in base alla compressione
e al tempo di sedimentazione
•Si modifica in funzione della
temperatura e del grado di
congelamento (quindi in base al
periodo dell’anno). La resistività
aumenta con il diminuire della
temperatura.
•Può essere influenzata dalla
presenza di serbatoi di metallo
interrati, tubature, armature per
cemento, ecc.
•Varia in base alla profondità
Poiché la resistività può diminuire con la profondità, un metodo
per ridurre l’impendenza di terra
consiste nell’inserire l’elettrodo a
una profondità maggiore. L’utilizzo
di una serie di picchetti, di un
anello conduttivo o di una griglia
rappresentano altri metodi per
aumentare l’area d’influenza di un
elettrodo. In caso di presenza di
più picchetti, è necessario che
questi non entrino nelle rispettive
“aree di influenza” per essere più
efficaci (vedere Figura 2).
tester di terra a pinza
(vedere Figura 3).
Entrambi gli strumenti
applicano una tensione
all’elettrodo e calcolano
la corrente risultante.
Un tester di terra
tripolare o quadripolare
combina una sorgente di
corrente e un dispositivo
di misura di tensione in
una scatola di dimensioni ridotte o in una
confezione stile multimetro. Tali tester
utilizzano più picchetti
e/o pinze. I tester di
Figura 2: gli elettrodi di terra creano “aree di influenza”
terra dispongono delle
intorno a loro
seguenti caratteristiche:
•Corrente di prova AC. La terra
La pratica insegna che occorre
non è un buon conduttore di
separare gli elementi utilizzando
corrente DC.
una distanza superiore alla loro
•Frequenza di prova, simile ma
lunghezza. Ad esempio: per essere
differenziabile dalla frequenza
più efficienti, è necessario che la
di alimentazione e dalle sue
distanza tra picchetti di lunghezza
armoniche. In questo modo, si
pari a 2,5 mt sia maggiore di 2,5 mt.
impedisce a correnti parassite
Lo standard NEC specifica un
di interferire con la misura
valore di 25 ohm come limite
dell’impendenza di terra.
accettabile per l’impendenza di un •Sorgenti e cavi di misura
elettrodo. Lo standard IEEE 142
separati per compensare gli
relativo alle procedure consigliate
effetti prodotti dall’impiego di
per il collegamento a terra dei
cavi lunghi nelle procedure di
sistemi di alimentazione industriali
misura.
e commerciali (“Libro verde”)
•Filtraggio in ingresso per la
suggerisce una resistenza tra
rilevazione del segnale
l’elettrodo principale e la terra
d’origine e l’eliminazione di
compresa tra 1 e 5 ohm per
tutti gli altri segnali.
sistemi commerciali o industriali di
I tester di terra a pinza
grandi dimensioni. Le autorità
sembrano simili a multimetri a
locali, comprese le autorità con
pinza di grandi dimensioni. In
giurisdizione (AHJ), e i responsabili realtà differiscono profondadell’impianto hanno la responsamente, perché i tester di terra
bilità di stabilire limiti accettabili
dispongono sia di un trasformaper l’impendenza dell’elettrodo di tore di sorgente che di un trasforterra.
matore di misura. Il trasformatore
Nota: i sistemi di distribuzione
di sorgente impone una determidell’alimentazione forniscono
nata tensione sul circuito sottopocorrente alternata e i tester di terra
sto a test, mentre il trasformatore
utilizzano la corrente alternata per
di misura calcola la corrente
l’esecuzione dei test. Sebbene il
risultante. I tester di terra utiliztema della presente nota sia
zano sistemi di filtraggio avanzati
l’impendenza, non la resistenza, alle in grado di riconoscere il segnale
frequenze della linea di alimentad’origine e di eliminare tutti gli
zione, la componente resistiva
altri segnali.
dell’impendenza di terra è in genere
molto maggiore della componente
Sicurezza nei test dei
reattiva, per cui i termini “impecollegamenti di terra
denza” e “resistenza” vengono
utilizzati quasi come sinonimi.
Durante la realizzazione dei
In che modo funzionano i collegamenti, indossare sempre
guanti isolanti, utilizzare una
tester di impendenza di
protezione per gli occhi e altre
terra?
apparecchiature di protezione
Sono disponibili due tipi di
personale adeguate. Un elettrodo di
tester di impendenza di terra:
terra non ha una tensione o una
tester tripolari e quadripolari e
corrente pari a zero, per le ragioni
Fluke Corporation
riportate di seguito. Per eseguire un
test di terra base (denominato
“caduta di potenziale”) su un
elettrodo, è necessario scollegare l’elettrodo dall’edificio.
Nuovi metodi selettivi consentono
di effettuare test accurati con
l’elettrodo ancora collegato. Vedere
“Misure selettive”. Un guasto verso
terra nell’impianto può causare un
flusso di corrente significativo verso
il conduttore di terra.
È opportuno utilizzare una pinza
amperometrica per controllare la
corrente prima di eseguire qualsiasi
test di impendenza. Se la corrente
misurata è superiore a 1 amp, è
consigliabile controllare la sorgente
della corrente prima di procedere.
Nel caso in cui sia necessario
scollegare un elettrodo da un
sistema elettrico, effettuare tale
operazione durante un intervento
di manutenzione con spegnimento
del sistema, poiché in questo
frangente l’alimentazione del
sistema viene interrotta.
In alternativa, collegare temporaneamente un elettrodo di backup
all’impianto elettrico durante il test.
Non scollegare mai un elettrodo
di terra in condizioni atmosferiche
Ground Loop Tester
15A
TRUE RMS
HOLD
OFF
mA
A
Figura 3
che presuppongono l’insorgere di
fulmini.
Un guasto nel collegamento di
terra dell’impianto può causare un
aumento della tensione di terra.
La sorgente del guasto potrebbe
non trovarsi all’interno dell’impianto sottoposto a test, ma
potrebbe comunque provocare una
tensione tra gli elettrodi sottoposti
a test. Tale condizione potrebbe
risultare estremamente pericolosa
in special modo vicino a sottostazioni o a linee di media o alta
tensione, in cui le correnti di guasto
sono significative. L’esecuzione di
Controllo dell’impendenza dell’elettrodo di terra per edifici commerciali, industriali e residenziali
test per impianti di terra di tralicci
di distribuzione o sottostazioni
richiede l’uso di procedure con la
terra sotto tensione e non viene
descritta nella presente nota
applicativa.
I tester di impendenza di terra
utilizzano una quantità di energia
maggiore rispetto ai multimetri
standard. Possono emettere fino a
250 mA. Assicurarsi che ogni
persona presente all’interno
dell’area del test sia a conoscenza
di ciò e che non tocchi le sonde
quando l’apparecchiatura è
attivata.
Come funziona
Il metodo a caduta di potenziale
consente di effettuare i collegamenti a terra in tre punti distinti.
Spesso è denominato “metodo
tripolare”. È possibile utilizzare
un quarto cavo per misure ancora
più precise sugli elettrodi a bassa
impendenza, ma nella presente
nota applicativa verrà considerato
solo il metodo tripolare.
I collegamenti vengono realizzati
su:
•E/C1: elettrodo di terra
sotto test
•S/P2: un picchetto di misura
della tensione (potenziale)
inserito a terra a una certa
Controllo della resistenza
distanza dall’elettrodo. Tale
del collegamento tra cavi
picchetto è anche denominato
ed elettrodo
elettrodo ausiliario di tensione
Prima di sottoporre a test
•H/C2: un picchetto di corrente
l’elettrodo, controllare il collegainserito a terra a una distanza
mento al sistema di terra dell’immaggiore. Tale picchetto è
pianto. La maggior parte dei tester
anche denominato “elettrodo
a caduta di potenziale sono in
ausiliario di corrente”. La
grado di eseguire misure bipolari a
Figura 4 illustra schematicabasso valore resistivo e sono
mente questo metodo mentre
perfetti per tale scopo. È necessala Figura 5 mostra i tre
rio che la misura della resistenza
collegamenti realizzati
sia minore di 1 ohm:
mediante un tipico tester di
terra.
•Sul ponticello di terra principale
Il tester di terra trasmette una
•Tra il ponticello di terra
principale e il conduttore
corrente alternata a terra tra
dell’elettrodo di terra
l’elettrodo sottoposto a test (E) e
il picchetto di corrente (C2). Il
•Tra l’elettrodo di terra e il
relativo conduttore
tester di terra misura la caduta di
•Lungo tutti gli altri collegamenti tensione tra il picchetto P2 e
intermedi tra il ponticello di
l’elettrodo E. Utilizza quindi la
terra principale e l’elettrodo di
legge di Ohm per calcolare la
terra
resistenza esistente tra P2 e E.
Per effettuare il test, posizionare
il picchetto C2 a una certa
Il metodo a caduta di
distanza dall’elettrodo sottoposto
potenziale
a test. Quindi, mantenendo
immobile il picchetto C2, spostare
Il metodo a caduta di potenziale
il picchetto P2 lungo la linea tra E
è il metodo “tradizionale” per il
e C2, misurando l’impendenza
test della resistenza dell’elettrodo.
nel tratto indicato.
La procedura da seguire viene
La parte complicata del proceillustrata nello standard IEEE-81
dimento consiste nel determinare
“Guide for Measuring Earth
la corretta posizione dei picchetti
Resistivity, Ground Impedance and per ottenere una misura effettiva
Earth Surface Potentials of a
della resistenza tra l’elettrodo e la
Ground System”. In generale,
terra.
funziona correttamente per sistemi
A quale profondità la sporcizia
con elettrodi di piccole dimensioni, che circonda l’elettrodo smette di
ad esempio a uno o a due picchetti essere un elemento di disturbo e
di terra. Verrà anche descritta la
diventa terra? Si noti che non è
tecnica delle curve di Tagg,
importante rilevare la resistenza
mediante la quale è possibile
tra l’elettrodo e i picchetti. Ciò
estrapolare risultati accurati su
che interessa è la misura della
sistemi di grandi dimensioni.
resistenza prodotta da una
Si noti che per tale metodo,
corrente di dispersione durante il
l’elettrodo di terra deve essere
passaggio attraverso la terra.
scollegato dall’impianto
La sonda di corrente genera una
dell’edificio..
tensione tra se stessa e l’elettrodo sottoposto a test.
Source
Measure
Measure
E
Figura 4: schema del metodo caduta di potenziale
P2
E
Potential
Spike
Electrode
Under test
C2
Current
Spike
V
I
Measured
Resistance
Electrode/Earth
Impedance
valid resistance
Distance of P2 from E
Figura 5: il grafico delle impendenze misurate rispetto alla posizione dei
picchetti di potenziale consente di vedere l’impendenza di terra
Controllo dell’impendenza dell’elettrodo di terra per edifici commerciali, industriali e residenziali
Fluke Corporation Suggerimenti
per la misura
•Utilizzare un metro lungo
e in buono stato.
•La ricerca della parte
orizzontale della curva
richiederà almeno 5, ma
più probabilmente 7 o
9 misure.
•È buona norma ricavare
tre letture della resistenza
con il picchetto P2 al 20%,
40% e 60% di distanza tra
E e C2. In questo modo
è possibile utilizzare la
tecnica delle curve di
Tagg.
•Durante il posizionamento
dei picchetti, assicurarsi che il picchetto di
corrente, il picchetto di
potenziale e l’elettrodo
sottoposto a test siano
allineati.
•Se si ottiene una misura
dell’impendenza eccessiva o un picco massimo,
versare dell’acqua
intorno ai picchetti di test
per aumentare il loro
contatto con la terra.
Non si tratta di alterare la
misura risultante, poiché
l’obiettivo ultimo non è
misurare la resistenza dei
picchetti, ma la resistenza
dell’elettrodo.
•Mantenere i cavi della
corrente e del potenziale separati in modo da
evitare l’accoppiamento
dei segnali provenienti da
entrambi i cavi.
•In un sito di nuova costruzione, è opportuno effettuare più serie di misure.
Potrebbe verificarsi una
caduta della resistenza
man a mano che la terra
sedimenta
Accanto all’elettrodo, la tensione
è bassa e diviene zero quando il
picchetto P e l’elettrodo entrano in
contatto. Se la sonda del potenziale è collocata accanto all’elettrodo, tale sonda viene considerata
sotto la sua influenza. Accanto alla
sonda di corrente, la tensione
Fluke Corporation
equivale quasi alla tensione
complessiva emessa dal tester.
Ma in un punto intermedio tra gli
elettrodi e la terra, si verifica
qualcosa di interessante. Quando
ci si allontana dall’influenza degli
elettrodi la corrente di prova non
determina più significativi cambiamenti di potenziale. Se vengono
eseguite una serie di misure,
spostando il picchetto di tensione
dall’elettrodo sottoposto a test
verso il picchetto di corrente, si
può notare un appiattimento della
curva. La Figura 5 mostra una
curva ideale (vedere la pagina
precedente).
La sezione più appiattita della
curva coincide con il punto in
cui viene letta la resistenza
della terra.
mento dei picchetti di tensione e di
corrente.
A causa della possibilità di
interazione tra gli anelli, le maglie
o le file di elettrodi e i picchetti di
misura, è necessario prestare la
massima attenzione e pianificare
un grafico per la caduta di potenziale, in modo da assicurarsi di
ottenere risultati precisi.
Nel test di una serie di elettrodi
collegati, la resistenza della serie
risulta minore della misura più
bassa di ogni singolo elettrodo. Se,
ad esempio, si dispone di picchetti
di 2,5 mt, distanziati l’uno dall’altro
di una lunghezza maggiore di 2,5
mt, è certo che la resistenza
combinata sarà sostanzialmente
inferiore.
La misura a tre fili potrà restituire
buoni risultati se vengono utilizzati
In realtà, la curva non diventa mai cavi C1 di piccole dimensioni o se
completamente piatta
si considera ininfluente la resima riduce il grado di curvatura
stenza dei cavi pari a un ohm. Per
laddove i cambiamenti della
misure di resistenza di terra
resistenza sono minori.
superiori a 10 ohm, l’effetto della
Il livello di influenza dell’eletresistenza del cavo C1 sarà minimo.
trodo dipende dalla profondità a
Tuttavia, per misure estremamente
cui è stato inserito e dalla superfiprecise, specialmente a basse
cie che occupa. Elettrodi inseriti più resistenze, un tester a quattro fili
in profondità richiedono una
consente di aggiungere un quarto
maggiore distanza dei picchetti di
cavo ed eliminare l’effetto del cavo
corrente (vedere Tabella 1). Per
C1. Collegando un cavo di potenanelli di terra di grandi dimensioni, ziale separato (P1) all’elettrodo
maglie o file, l’influenza dell’eletsottoposto a test, è possibile
trodo può estendersi per diversi
rilevare la caduta nel cavo di
metri. La Tabella 2 indica i punti
corrente C1 indipendentemente
iniziali consigliati per il posizionadalla procedura di misura adottata.
Tabella 1: distanza approssimativa rispetto ai picchetti
ausiliari mediante la regola 62 %
Profondità dell’elettrodo
sottoposto a test (E)
Distanza tra E e il picchetto
di tensione (P2)
Distanza tra E e il
picchetto di corrente (C2)
2
15
25
3
19
30
6
25
40
9
31
50
Tabella 2: distanza approssimativa rispetto ai picchetti
ausiliari per la serie di elettrodi
Dimensione maggiore
(diagonale, diametro o
linea retta) della serie
di elettrodi sottoposta a
test (E)
Distanza tra E e il
picchetto di tensione (P2)
Distanza tra E e il
picchetto di corrente (C2)
20
30
50
25
50
80
30
70
100
50
100
170
70
130
200
Controllo dell’impendenza dell’elettrodo di terra per edifici commerciali, industriali e residenziali
Distance From Electrode Under Test
(m)
100
100
100
100
100
100
100
100
100
P2
Resistance
(m)
(ohms)
10
20
30
40
50
60
70
80
90
C2
E
Electrode
Under test
Current
Spike
Fall-of-Potential Plot
R (Ohms)
Potential
Spike
62 % d
15
30
45
60
75
P2 Distance from Electrode Under Test (meters)
90
d
Figura 6: posizioni dei picchetti per la regola 62 %.
La regola 62 %
È possibile utilizzare un
collegamento rapido se il test
effettuato soddisfa i criteri
seguenti:
•Il test viene effettuato su un
elettrodo semplice (non una
griglia di grandi dimensioni o
una maglia)
•È possibile inserire il picchetto
di corrente a una distanza di
30 mt o più dall’elettrodo
sottoposto a test
•Il terreno è uniforme
Se vengono soddisfatti tali
requisiti, è possibile inserire il
picchetto di corrente a una
distanza di 30 mt o più dall’elettrodo sottoposto a test Posizionare
il picchetto di tensione al 62 %
della distanza esistente tra il
picchetto di corrente e l’elettrodo
sottoposto a test, quindi effettuare
la misura. A scopo di verifica,
effettuare due misure supplementari: una con la sonda di tensione
posizionata 1 metro più vicina
all’elettrodo sottoposto a test e
una allontanando la sonda di
1 metro (vedere Figura 6). In
corrispondenza della sezione
piatta della curva di caduta del
potenziale, le misure devono
corrispondere approssimativamente
e la prima misura registrata può
essere presa come valore
affidabile della resistenza.
La tecnica delle curve
di Tagg
Elettrodi di grandi dimensioni
o sistemi di collegamento a terra
richiedono alcune considerazioni
speciali. Se sono state pianificate
misure della resistenza con nove
differenti posizioni del picchetto
P2 e non è evidente un sensibile
appiattimento della curva, la
tecnica delle curve di Tagg (anche
denominata metodo della curva) è
in grado di stabilire l’impendenza
di terra.
La Figura 7 illustra una serie di
dati di esempio per i quali non è
possibile che si verifichi un chiaro
appiattimento della curva. Una
curva di questo tipo è caratteristica di un test in cui le sonde di
tensione e di corrente rimangono
sempre nel raggio di influenza
dell’elettrodo sottoposto a test.
Possono esserci numerose ragioni
che giustificano una curva di
questo tipo:
•Per impianti che coprono aree
di grandi dimensioni, potrebbe
essere difficile posizionare i
picchetti a una distanza
elevata
•Potrebbe non essere possibile
posizionare il picchetto C1 al
centro dell’elettrodo
•L’area in cui dovrebbero essere
inseriti i picchetti potrebbe
essere limitata
Figura 7: è possibile rilevare l’impendenza di terra da questa curva
mediante la tecnica delle curve di Tagg
In caso di misure della resistenza effettuate nei punti al
20 %, 40 % e 60 % tra E e C2, è
possibile applicare la procedura ai
dati già estrapolati.
Misurare il coefficiente della curva
(μ) mediante le tre misure della
resistenza al 20 %, 40 % e 60 %
della distanza tra l’elettrodo
sottoposto a test e il picchetto di
corrente C2.
µ=
( R60 % – R40 % )
( R40 % – R20 % )
Consultare quindi la tabella sul
retro della nota applicativa ed
esaminare il rapporto P2/C2
corrispondente al coefficiente μ. In
questo modo è possibile ricavare
la posizione sul grafico relativa
alla resistenza di terra. Per i dati di
esempio nella Figura 7:
µ=
( 6.8 – 5.8 )
= 0.71
( 5.8 – 4.4 )
Nella tabella, per μ = 0,71 la
percentuale corrispondente P2/C2
è 59,6 %. Ne consegue che la
resistenza di terra dovrebbe essere
misurata a 59,6 % di 100 mt
ovvero a 59,6 mt. Si tratta di un
valore molto vicino al punto del
60 % a 60 mt, in cui è stata
effettuata una misura di 6,8 ohm.
Si potrebbe quindi affermare che
la resistenza di terra dell’elettrodo
sottoposto a test è circa 6,8 ohm.
Controllo dell’impendenza dell’elettrodo di terra per edifici commerciali, industriali e residenziali
Fluke Corporation Il metodo selettivo
Metodo a pinza o senza
picchetti
curva non raggiunge un grado di
Il metodo selettivo è una
appiattimento sufficiente, è
variante del metodo a caduta di
possibile utilizzare la tecnica
potenziale, disponibile su tester
delle curve di Tagg.
di terra di alta qualità, come il
Sia il metodo a caduta di potenFluke 1625. I tester che disponziale che il metodo selettivo
gono di questa funzionalità sono
utilizzano picchetti per trasmetin grado di misurare l’impentere corrente e misurare la caduta
denza di un elettrodo di terra
di tensione. La grande differenza
specifico senza scollegarlo da una consiste nel fatto che mediante il
serie o da un impianto. Non è
test selettivo è possibile misurare
perciò necessario attendere lo
in modo preciso la corrente di
spegnimento dell’impianto per
prova dell’elettrodo sottoposto a
l’esecuzione del test o scollegare test. Il neutro del sistema, la
l’elettrodo dal sistema sotto
struttura in acciaio dell’edificio e
tensione, rischiando possibili
l’elettrodo sono tutti collegati a
lesioni. Le stesse regole indicate
terra. Quando viene trasmessa la
per il posizionamento dei
corrente in questo sistema di
picchetti di corrente e di tensione collegamenti di terra in parallelo,
viste nel metodo a caduta di
la corrente si suddivide.
potenziale valgono anche per
In un test a caduta di potenziale
questa soluzione. Se vengono
tradizionale, non è in alcun modo
soddisfatte tutte le condizioni
possibile conoscere la quantità
specificate per la regola 62 %
del flusso di corrente che passa
(vedere pagina precedente). il
tra un elettrodo qualsiasi e il
numero delle misure si riduce
picchetto di corrente C2. I test
sensibilmente. Altrimenti, è
selettivi utilizzano un trasformabuona norma utilizzare il metodo tore di corrente a pinze integrato
a caduta di potenziale. Se la
ad elevata sensibilità per misurare la corrente di prova in un
solo elettrodo sottoposto a test.
Nella Figura 8 viene
illustrato come inserire il
trasformatore di corrente
nel circuito. Il tester di
terra selettivo filtra
digitalmente la misura
della corrente in modo da
0
#
ridurre gli effetti delle
correnti parassite. Una
misura accurata della
corrente nell’elettrodo
sotto test consente di
isolare efficacemente
l’elettrodo e di effettuare
il test senza scollegarlo
dal sistema o da altri
Figura 8: collegamenti per la misura selettiva dell’elettrodo elettrodi.
Il metodo “senza picchetti” o “a
pinza” consente di misurare
l’impendenza di un circuito
costituito da una serie di elettrodi
di terra. Il test è semplice e può
essere effettuato su un elettrodo
collegato a un impianto elettrico in
funzione.
Per effettuare la misura, il tester
utilizza un trasformatore speciale
che genera una tensione sul
conduttore di terra mediante
un’unica frequenza di test. Viene
utilizzato un secondo trasformatore
per distinguere la frequenza di test
e misurare la corrente risultante
che attraversa il circuito.
Questo metodo è disponibile in
alcuni tester a caduta di potenziale
(ad esempio Fluke 1625 o Fluke
1623) oppure in un’unità a pinza
singola come il Fluke GEO 30.
Nella Figura 10 viene illustrato il
collegamento della sorgente e le
pinze amperometriche di Saturn
GEO X. Nella Figura 9 (vedere
pagina successiva) viene illustrato
il circuito da sottoporre a test
equivalente per il metodo senza
picchetti. Quando viene effettuata
una misura su un elettrodo di terra
di un edificio mediante tale
metodo, in realtà si sta effettuando
il test su un circuito che
comprende:
•L’elettrodo sottoposto a test
•Il conduttore dell’elettrodo
•Il ponticello di terra principale
•Il conduttore di neutro
•Il collegamento neutro-terra
del sistema
•I conduttori di terra del
sistema (tra i poli)
•I collegamenti di terra dei poli
del sistema
NORMA Earth / Ground Tester
C2
START
H
P2
S
DISPLAY
OFF
R A Ground
Resistance 300kΩ
3 pole 4 pole
R
AC Resistance
300kΩ
2 pole
ext
P1
CHANGE
C1
E
SELECT
SATURN GEO
Probe
Aux earth electrode
Electrode
under test
More than 65 ft
More than 65 ft
di terra
NORMA Earth / Ground Tester
C2
START
H
P2
S
DISPLAY
OFF
R A Ground
Resistance 300kΩ
3 pole 4 pole
R
AC Resistance
300kΩ
2 pole
ext
P1
CHANGE
SELECT
C1
E
SATURN GEO
Voltage
Grounding
Electrode
Conductor
U
Current
I
Equivalent Circuit
I
AC
Voltage Source
U
Rx
R1
R2
Rn-1
Rn
Rx
IN
>10 cm
R1
R2
R3
Figura 9: collegamenti per la misura selettiva dell’impendenza
dell’elettrodo
Fluke Corporation
Rn-1
Figura 10: collegamento di Saturn GEO X per una misura senza picchetti
Controllo dell’impendenza dell’elettrodo di terra per edifici commerciali, industriali e residenziali
Poiché questo metodo utilizza
l’impianto come parte del circuito,
può essere utilizzato soltanto una
volta cablato completamente, cioè
non è possibile utilizzarlo prima di
aver realizzato tutti i collegamenti
del sistema. Con questo metodo, la
pinza controlla la continuità dei
collegamenti di tutti i componenti
descritti in precedenza. Una
misura troppo alta o un’indicazione di circuito aperto sullo
strumento evidenzia la presenza di
un falso contatto tra due o più
componenti critici menzionati in
precedenza.
Tale metodo richiede un percorso
a bassa impendenza in parallelo
con l’elettrodo sottoposto a test.
L’elettrodo di terra della maggior
parte degli impianti è collegato in
parallelo a numerosi elettrodi
dell’impianto. Questi elettrodi
possono essere elettrodi a poli,
piastre con giunti a poli o conduttori neutri privi di isolamento.
L’impendenza degli elettrodi del
sistema in genere indica una
impendenza molto bassa.
Ad esempio: presupponiamo che
si disponga di 40 elettrodi a poli di
circa 20 Ω ciascuno e che questi
elettrodi siano collegati da un cavo
di massa a bassa impendenza da
polo a polo. La resistenza equivalente dei 40 elettrodi in parallelo è:
1
= 1/2Ω
40 x 1/20Ω
Poiché un valore pari a metà ohm
è esiguo in confronto alla resistenza prevista per il singolo
elettrodo sottoposto a test,
possiamo assumere che la maggior
parte della resistenza misurata è
dovuta alla resistenza di terra
dell’elettrodo sottoposto a test.
È necessario tenere presente
Req =
FFO
NO
FFO
NO
FFO
NO
FFO
NO
FFO
NO
FFO
NO
Source
ext
NO
AC Resistance
300kΩ
FFO
R
2 pole
NO
3 pole 4 pole
FFO
H
P2
S
R A Ground
Resistance 300kΩ
NO
C2
OFF
FFO
NORMA Earth / Ground Tester
START
DISPLAY
alcuni svantaggi in riferimento al
presente metodo:
Se la misura viene effettuata
nella posizione errata del sistema,
è possibile ricavare una resistenza
del cablaggio, ad esempio su un
anello di terra o su un sistema di
protezione dai fulmini. In caso si
desiderasse ottenere la resistenza
di terra, la misura del circuito o
loop conduttivo produrrebbe misure
impreviste a bassa resistenza.
Tali misure possono essere
determinate dall’interazione di due
elettrodi collegati a una distanza
ridotta, ad esempio in caso di
condutture interrate, tubature
idriche, ecc.
La qualità della misura dipende
dalla disponibilità di percorsi
paralleli. Se un edificio è dotato
esclusivamente di un generatore o
di un trasformatore con un singolo
elettrodo, non è possibile fare
affidamento su più percorsi e la
misura indicherà la resistenza di
terra di entrambi gli elettrodi.
Questo metodo non misura la
resistenza di terra. Se dovesse
verificarsi un problema con il
sistema di collegamento di terra
dell’impianto, le misure potrebbero
risultarne compromesse.
In generale, in caso di misure al
di sotto di un valore di 1 ohm,
effettuare un secondo controllo per
assicurarsi di non misurare un
circuito di loop conduttivo cablato
invece della resistenza di terra.
terra dell’elettrodo ausiliario e la
resistenza dei cavi di misura. Se
ne deduce
che la resistenza dell’elettrodo
ausiliario è molto bassa, il che
potrebbe essere vero con ogni
probabilità in caso di tubature in
metallo senza segmenti in plastica
o giunture isolanti.
È possibile ovviare all’effetto
prodotto da tale misura effettuando misure con cavi in corto
circuito e sottraendo questa misura
dalla misura finale.
È opportuno prestare la massima
NORMA Earth / Ground Tester
C2
START
H
P2
S
DISPLAY
OFF
R A Ground
Resistance 300kΩ
3 pole 4 pole
R
AC Resistance
300kΩ
2 pole
ext
P1
CHANGE
SELECT
C1
E
SATURN GEO
6
Electrode
Under test
)
Figura 12: circuito equivalente per la misura
bipolare
attenzione quando si utilizza il
metodo bipolare:
Una tubatura idrica può essere
Metodo bipolare
composta da componenti in PVC,
Il metodo bipolare utilizza un
in grado di aumentare notevol“elettrodo ausiliario”, ad esempio
mente la resistenza di terra.
una tubatura idrica. Nella Figura
In tal caso il metodo suddetto
12 vengono illustrati i collegaprodurrebbe una misura eccessimenti. Il tester misura la resistenza vamente alta.
di terra combinata dell’elettrodo
È possibile che l’elettrodo ausiliasottoposto a test, la resistenza di
rio non venga influenzato
dall’elettrodo sottoposto a test. In
tal caso, la misura potrebbe essere
più bassa di quella effettiva.
A causa dei numerosi imprevisti
che potrebbero verificarsi utilizzando questa tecnica, si consiglia
di adoperarla solo quando l’impianto di collegamento di terra e
l’elettrodo ausiliario sono ben noti.
P1
CHANGE
SELECT
C1
E
SATURN GEO
Measure
Current Paths
Figura 11: percorsi della corrente di prova nel metodo senza picchetti
Controllo dell’impendenza dell’elettrodo di terra per edifici commerciali, industriali e residenziali
Fluke Corporation Riepilogo dei metodi di test per gli elettrodi di terra
Vantaggi
Inconvenienti
Caduta di potenziale
• Ampiamente accettato
• Quando viene individuata la curva
caratteristica, si ha la certezza
di aver effettuato una misura
corretta.
Metodo selettivo
• Non è necessario scollegare
l’elettrodo
• Ampiamente accettato
• Quando viene individuata la curva
caratteristica, si ha la certezza
di aver effettuato una misura
corretta.
• È necessario scollegare la terra
• Il posizionamento dei picchetti
non è sempre facile
• Potrebbe non esserci spazio sufficiente intorno all’elettrodo di terra
per l’inserimento dei picchetti
• Il posizionamento dei picchetti
non è sempre facile
• Potrebbe non esserci spazio sufficiente intorno all’elettrodo di terra
per l’inserimento dei picchetti
Metodo senza picchetti
• Convenienza
• Presume un percorso parallelo a
bassa impendenza
• Possibili misure molto basse a
causa di misure errate su un
circuito cablato
Metodo bipolare
• Convenienza
• Impossibile giudicare l’integrità di
un “elettrodo ausiliario”.
• Impossibile stabilire se si è al
di fuori del raggio d’influenza
dell’elettrodo
Tabella per la tecnica delle curve di Tagg (a 2 decimali)
µ
P2/C2
µ
%
P2/C2
µ
%
P2/C2
µ
%
P2/C2
µ
P2/C2
%
%
0.40
64.3
0.65
60.6
0.90
56.2
1.15
50.7
1.40
43.1
0.41
64.2
0.66
60.4
0.91
56.0
1.16
50.4
1.41
42.7
0.42
64.0
0.67
60.2
0.92
55.8
1.17
50.2
1.42
42.3
0.43
63.9
0.68
60.1
0.93
55.6
1.18
49.9
1.43
41.8
0.44
63.7
0.69
59.9
0.94
55.4
1.19
49.7
1.44
41.4
0.45
63.6
0.70
59.7
0.95
55.2
1.20
49.4
1.45
41.0
0.46
63.5
0.71
59.6
0.96
55.0
1.21
49.1
1.46
40.6
0.47
63.3
0.72
59.4
0.97
54.8
1.22
48.8
1.47
40.1
0.48
63.2
0.73
59.2
0.98
54.6
1.23
48.6
1.48
39.7
0.49
63.0
0.74
59.1
0.99
54.4
1.24
48.3
1.49
39.3
0.50
62.9
0.75
58.9
1.00
54.2
1.25
48.0
1.50
38.9
0.51
62.7
0.76
58.7
1.01
53.9
1.26
47.7
1.51
38.4
0.52
62.6
0.77
58.5
1.02
53.7
1.27
47.4
1.52
37.9
0.53
62.4
0.78
58.4
1.03
53.5
1.28
47.1
1.53
37.4
0.54
62.3
0.79
58.2
1.04
53.3
1.29
46.8
1.54
36.9
0.55
62.1
0.80
58.0
1.05
53.1
1.30
46.5
1.55
36.4
0.56
62.0
0.81
57.9
1.06
52.8
1.31
46.2
1.56
35.8
0.57
61.8
0.82
57.7
1.07
52.6
1.32
45.8
1.57
35.2
0.58
61.7
0.83
57.5
1.08
52.4
1.33
45.5
1.58
34.7
0.59
61.5
0.84
57.3
1.09
52.2
1.34
45.2
1.59
34.1
0.60
61.4
0.85
57.1
1.10
51.9
1.35
44.8
0.61
61.2
0.86
56.9
1.11
51.7
1.36
44.5
0.62
61.0
0.87
56.7
1.12
51.4
1.37
44.1
0.63
60.9
0.88
56.6
1.13
51.2
1.38
43.8
0.64
60.7
0.89
56.4
1.14
50.9
1.39
43.4
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