Cosa collegare a terra e cosa no

Cosa collegare a terra e cosa no
Impianti di terra: quesiti ricorrenti
pubblicato il 12/08/2013
aggiornato il 12/08/2013
1. Generalità
L’impianto di terra è definito dalla Norma CEI 64-8 come l’insieme dei dispersori, dei
conduttori di terra, dei collettori (o nodi) principali di terra e dei conduttori di protezione ed
equipotenziali, destinato a realizzare la messa a terra di protezione e/o di funzionamento.
L’impianto di terra è quindi realizzato primariamente per soddisfare le esigenze di sicurezza,
di protezione contro i contatti indiretti, degli impianti elettrici.
In generale l'impianto di terra limita il valore delle tensioni di passo e di contatto,
garantisce equipotenzialità di masse e masse estranee, e fornisce un percorso prestabilito
per la corrente di guasto, in modo che i dispositivi di protezione possano rilevarla ed
intervenire, interrompendo l’alimentazione del circuito sede del guasto.
Sorgono spesso dubbi su cosa vada collegato a terra e cosa no, il che rappresenta un
problema, in quanto un collegamento non necessario può non essere a favore della
sicurezza.
Il concetto di messa a terra è strettamente collegato ai concetti di massa e massa estranea,
così definiti dalla Norma CEI 64-8:
Massa: "Parte conduttrice di un componente elettrico che può essere toccata e che non è in
tensione in condizioni ordinarie, ma che può andare in tensione in condizioni di guasto”.
Figura 1 - a) Massa in tensione a causa di un cedimento dell'isolamento principale; b) massa
estranea che introduce un potenziale pericoloso.
Il termine massa designa quindi le parti conduttrici accessibili facenti parte dell'impianto
elettrico e degli apparecchi utilizzatori separate dalle parti attive solo con isolamento
principale. Il guasto si riferisce pertanto all'isolamento principale.
Una parte conduttrice che può andare in tensione in caso di cedimento dell'isolamento
principale, posta dietro un involucro o una barriera non saldamente fissati o rimovibili senza
l'uso di un attrezzo, è da considerare una massa se diviene accessibile dopo la rimozione
dell'involucro o della barriera; se invece l'involucro o la barriera sono saldamente fissati o
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Il materiale e i contenuti presentati nel sono stati attentamente vagliati e analizzati, e sono stati
elaborati con la massima cura da esperti di settore. In ogni caso errori, inesattezze e omissioni
sono possibili.
Voltimum declina qualsiasi responsabilità per errori ed omissioni eventualmente presenti nei testi.
sono rimovibili solo con l'uso di un attrezzo, le parti retrostanti non sono da considerare
masse, se non è necessario rimuovere l'involucro o la barriera nell'esercizio ordinario. Una
parte metallica non accessibile, che non è in tensione nel servizio ordinario, ma che può
andare in tensione in caso di cedimento dell'isolamento principale, viene denominata parte
intermedia.
Figura 2 - Una parte metallica è considerata accessibile non solo quando è a portata di
mano, ma anche quando può venire toccata nel servizio ordinario.
Discorso a parte per gli apparecchi di classe II. Un componente elettrico è di classe II se
dotato di isolamento doppio o rinforzato. Tutti gli apparecchi di classe seconda devono
recare in targa il simbolo di un doppio quadrato
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Massa estranea: "Parte conduttrice non facente parte dell'impianto elettrico in grado di
introdurre un potenziale, generalmente il potenziale di terra". Ovvero una parte metallica la
cui presenza aumenta il pericolo di contatto indiretto (figura 1b).
2.Collegamenti equipotenziali nell'edificio
Non è necessario equipotenzializzare, all'interno dell'edificio, ogni massa estranea in ogni
locale. E' necessario prevedere un collegamento equipotenziale principale per i servizi
entranti nell'edificio e collegamenti equipotenziali supplementari solo nei locali da bagno,
nelle piscine e nelle stalle, nei locali ad uso medico e nei luoghi conduttori ristretti.
Figura 3 - Esempio di collettore di terra, al quale sono collegati i conduttori EQP delle
tubazioni metalliche per acqua, acque reflue, gas, aria condizionata e riscaldamento
centralizzato, oltre al conduttore di terra e conduttore di protezione PE. Se presente, i
collegamenti equipotenziali vanno realizzati a valle del giunto isolante.
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I collegamenti equipotenziali principali EQP collegano le masse estranee al collettore di
terra, mentre i collegamenti equipotenziali supplementari EQS collegano le masse con le
masse estranee, e le masse estranee tra loro.
Nei locali da bagno, nelle piscine e nelle stalle, nei locali ad uso medico e nei luoghi
conduttori ristretti l’EQS deve collegare tutte le masse dei componenti elettrici fissi
simultaneamente accessibili e tutte le masse estranee.
Figura 4- Esempio di collegamenti equipotenziali supplementari in un locale da bagno. Non è
necessario collegare a terra tutti i rubinetti, basta collegare la tubazione (se metallica)
dell'acqua.
2.1 Dimensionamento
La sezione minima dei conduttori equipotenziali principali EQP non deve essere inferiore alla
metà del conduttore di protezione PE di maggior sezione che fa capo allo stesso collettore di
terra, con un minimo di 6 mmq e un massimo di 25 mmq (se in rame).
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La sezione minima dei conduttori equipotenziali supplementari EQS dipende dal tipo di
collegamento e dalla sezione del conduttore di protezione PE.
3. Esempi pratici
Di seguito analizziamo alcune situazioni critiche a titolo di esempio: impianti di illuminazione;
pareti metalliche e quadri elettrici.
3.1 Illuminazione
Se l'impianto di illuminazione è realizzato interamente in classe II, ovvero se il cavo dorsale
di alimentazione, il cavo di alimentazione tra morsettiera e apparecchio di illuminazione, la
morsettiera a bordo palo e l'apparecchio di illuminazione sono in classe II allora il palo non
va collegato a terra perché non è un massa e non è una massa estranea.
Se l'apparecchio di illuminazione è di classe I e il palo ha una resistenza verso terra minore
di 100 ohm (ovvero è una massa estranea), realizzare un collegamento equipotenziale
(anche se non richiesto dalla Norma), migliora la sicurezza di chi tocca palo e apparecchio.
Il collegamento all’impianto di terra di estese strutture metalliche (ad esempio recinzioni e
guard-rail) deve in genere essere evitato. Si ritiene infatti che anziché limitare il pericolo di
contatto fra parti simultaneamente accessibili come si desidererebbe ci sia invece maggiore
rischio che tensioni pericolose possano essere trasferite in un punto più lontano difficilmente
controllabile. Negli impianti di illuminazione pubblica, ad esempio, non è praticamente
possibile tenere sotto controllo la situazione (controllare che le varie parti della recinzione
siano elettricamente connesse e che il pericolo non sia introdotto in nessun punto per tutta la
lunghezza della recinzione spesso notevolmente estesa).
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Figura 5 - Il collegamento equipotenziale in figura peggiora le condizioni di sicurezza perchè
quando il palo va in tensione il collegamento equipotenziale può provocare una situazione di
pericolo per la persona che tocca la recinzione e una massa estranea (in questo caso la
fontanella).
3.1.1 Dimensionamento
La sezione minima dei vari elementi costituenti l’impianto di terra si determina seguendo le
prescrizioni generali previste nella Norma CEI 64-8. Spesso le derivazioni fra i vari pali viene
eseguita nella morsettiera inserita in ciascun palo. In questo caso il conduttore di protezione
(PE) deve avere sezione compatibile con quella della dorsale.
Il conduttore di terra che collega il palo al dispersore, se come spesso accade non è protetto
ne contro la corrosione ne meccanicamente, deve avere sezione pari a 25 mmq se in rame e
50 mmq se in ferro.
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In considerazione delle caratteristiche ambientali particolarmente gravose e della presenza
di pubblico è comunque consigliabile non scendere al di sotto dei 16 mmq per le parti
accessibili.
Figura 6 - Se i diversi pali di un impianto condividono un'unica protezione:
a) E' necessaria la protezione differenziale e non è consentito realizzare dispersori separati;
b) E' necessaria la protezione differenziale ed è sovrabbondante realizzare un dispersore per
ogni palo, tutti interconnessi tra loro;
c) E' necessaria la protezione differenziale e basta un dispersore (se sufficiente per il
coordinamento) al quale collegare tutti i pali;
d) Non sono necessari il differenziale e l'impianto di terra se l'impianto è interamente
realizzato in classe II.
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3.2 Superfici metalliche
Un altra tipica causa di errore è la messa a terra delle pareti e dei controsoffitti metallici.
Una parete metallica con installato un apparecchio di illuminazione realizzato in classe I
diventa una massa, e come tale va collegata a terra.
Se sia il cavo di alimentazione che l'apparecchio sono di classe II il collegamento a terra
della parete non è necessario.
Figura 7 - I cavi sono entrambi di classe II (FG7OR e FROR), il controsoffitto non è una
massa e non va dunque collegato a terra. Niente collegamento a terra anche nel caso di
corde N07V-K in tubo protettivo in PVC.
3.3 Quadri elettrici
L'ultimo caso che consideriamo è quello sei quadri elettrici. Se aprendo solo lo sportello non
è possibile accedere alle parti attive, non è necessario collegarlo a terra (o alla carcassa del
quadro), anzi è contro la sicurezza. Lo sportello infatti può andare in tensione solo perchè a
contatto con una massa (la carcassa del quadro).
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Viceversa se lo sportello metallico può andare in contatto con le parti attive (è il caso di un
quadro senza barriere interne, allora deve essere collegato a terra.
Figura 8 - Quadri elettrici e messa a terra dello sportello.
4. Quando è vietata la messa a terra
Gli apparecchi di classe seconda sono intrinsecamente sicuri perché sono dotati per
costruzione di doppio isolamento (isolamento principale più isolamento supplementare) o di
isolamento rinforzato. Il doppio isolamento è costituito da due isolamenti separati mentre
l'isolamento rinforzato è ottenuto tramite un unico isolamento con caratteristiche meccaniche
ed elettriche equivalenti al doppio isolamento.
Si distinguono facilmente dagli apparecchi di classe I perché portano stampigliato in targa, in
modo indelebile, il simbolo del doppio quadrato. Per questo tipo di apparecchi vige il divieto
di collegamento a terra (figura 9) perché si ritiene che sia minore la probabilità che possa
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cedere l'isolamento doppio o rinforzato piuttosto che la carcassa, se collegata a terra, possa
assumere tensioni pericolose introdotte dallo stesso impianto di terra.
Anche se è proibito il collegamento a terra la protezione mediante impiego di componenti di
classe II può comunque coesistere con circuiti protetti mediante messa a terra e interruzione
automatica del circuito.
Figura 9 - un componente di classe II deve avere impresso il simbolo in figura, costituito da
due quadrati. In questo caso il collegamento di terra è vietato perché si ritiene che sia minore
la probabilità che possa cedere l'isolamento doppio o rinforzato piuttosto che la carcassa, se
collegata a terra, possa assumere tensioni pericolose introdotte dallo stesso impianto di
terra.
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4.1 Separazione elettrica
La protezione per separazione elettrica consiste nel separare uno o più utilizzatori dagli altri
circuiti e da terra.
Viene in genere utilizzata quando, per motivi di continuità di servizio, si vogliono evitare
interruzioni del circuito in presenza di un guasto verso terra.
Può trovare impiego anche in tutti quei casi in cui la presenza di parti in tensione accessibili
consigliano, per il pericolo di un possibile contatto simultaneo fra una parte in tensione e una
massa, di non introdurre il potenziale zero di terra oppure ancora quando le modeste
dimensioni dell'impianto non giustificano la predisposizione di un costoso impianto di terra.
Lo scopo di un tale sistema di protezione è quello di isolare rispetto terra la persona che
dovesse entrare in contatto con una parte in tensione.
Se il circuito è poco esteso, in virtù dell'elevata impedenza di isolamento verso terra, le
trascurabili correnti capacitive escludono la possibilità che il circuito possa richiudersi
attraverso la persona.
La sorgente di alimentazione (ad esempio trasformatore con separazione di protezione fra
primario e secondario) deve assicurare la separazione dei circuiti alimentati rispetto tutti gli
altri sistemi elettrici e una separazione di protezione deve essere realizzata anche nei
confronti dei circuiti di altri sistemi.
Anche in questo caso, per i motivi suddetti, è proibito il collegamento a terra delle masse (ad
eccezione dei locali ad uso medico dove il pericolo si riduce in virtù del nodo equipotenziale
obbligatorio).
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Il collegamento a terra potrebbe essere efficace in caso di guasto fra il primario e il
secondario della sorgente di alimentazione ma la probabilità che si verifichi un simile evento
si ritiene sia inferiore alla probabilità che, attraverso il collegamento a terra, tensioni
pericolose possano essere trasferite sulle masse separate a causa di un guasto su altri
apparecchi alimentati direttamente dalla rete di distribuzione.
Il circuito separato deve essere di estensione ridotta per limitare il più possibile la formazione
delle pur piccole correnti capacitive. La soluzione ideale sarebbe di alimentare ogni
apparecchio tramite un'unica sorgente di alimentazione.
Questo, per motivi di carattere pratico, non è sempre possibile e quindi, anche se con alcune
limitazioni per quanto riguarda l'estensione dei circuiti, è ammesso alimentare tramite la
stessa sorgente più apparecchi.
Un primo guasto di una fase sulla massa di un'utenza può perdurare per un tempo
indeterminato senza pericoli per le persone. Un ulteriore guasto su di un'altra fase di un
secondo apparecchio potrebbe però rivelarsi pericoloso se non prontamente interrotto.
Per questo motivo, quando il circuito di separazione alimenta più di un utilizzatore le masse
devono essere collegate fra loro da un conduttore equipotenziale isolato da terra.
In presenza di un doppio guasto l'interconnessione delle masse determina la circolazione di
una corrente di corto circuito che può essere rilevata ed interrotta nei tempi previsti dalla
curva di sicurezza (0,4 s per U=230 V) dai dispositivi di massima corrente installati a
protezione di ogni utilizzatore.
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