dove:

R_T  è la resistenza, espressa in ohm, del dispersore al quale sono collegate le masse ;

I_g è la corrente di guasto, espressa in ampere,  fra un conduttore di fase e una  massa ;

U_Lè il  massimo valore ammissibile per la tensione di contatto in seguito ad un guasto a massa  (U_L=50 V per ambienti ordinari, U_L=25 V per ambienti particolari).

Fig. 7.13 – Percorso della corrente di primo guasto a terra in un sistema IT.

Se questa condizione è soddisfatta il guasto può permanere per un tempo indefinito senza che vi sia pericolo di contatti indiretti. Questa caratteristica è molto vantaggiosa in quegli  impianti in cui l’interruzione del servizio può causare danni economici o causare pericolo per la salute delle persone. Le Norme CEI ne consentono l’utilizzo negli impianti di prima categoria dotati di cabina propria e prescrivono che la tensione limite sulle masse, a causa di un primo guasto a terra,  non superi U_L=50 V per ambienti ordinari e U_L=25 V per ambienti particolari. In caso di contatto diretto la corrente che fluisce attraverso la persona è invece piuttosto pericolosa soprattutto nel caso di impianti con linee in cavo molto estese (se il neutro è isolato da terra e i circuiti sono poco estesi il contatto non è pericoloso trattandosi di misura di protezione per ‘separazione elettrica’). Inoltre, in caso di permanenza di un primo guasto a terra, una persona che subisse un contatto diretto sarebbe sottoposta alla tensione concatenata anziché alla tensione stellata come  invece succede in un sistema TT o TN. Per ovviare a questo inconveniente si rende necessario ricorrere ad un sistema di controllo continuo dell’isolamento verso terra, in modo che sia facile individuare ed eliminare un primo guasto a terra. Il dispositivo di controllo dell’isolamento è un apparecchio sempre inserito, regolato per una soglia di circa 0,4 MW  che segnala acusticamente o visivamente la mancanza di isolamento minimo prestabilito causato dal primo  guasto verso terra. Per evitare manomissioni la regolazione deve essere effettuata solo tramite chiave o attrezzo. Al verificarsi di  un allarme  per caduta dell’isolamento deve far seguito una rapida ricerca del punto di guasto che può essere eseguita solo se si dispone di apparecchiature adeguate e di personale specializzato.  Una particolare attenzione occorre avere per i  luoghi MARCI  dove il permanere di una corrente verso terra è poco gradita perché potrebbe produrre riscaldamenti localizzati ed innescare un incendio. Inoltre allo stabilirsi di un secondo guasto si ha la circolazione su due circuiti di una sovracorrente il cui valore non è noto a priori e i dispositivi di protezione  potrebbero non essere adatti a proteggere adeguatamente i circuiti. In questi luoghi è necessario impartire particolari istruzioni al personale affinché, scegliendo il momento più adatto, cioè quando il disservizio è minore,  provveda ad aprire manualmente il circuito quando il dispositivo di controllo dell’isolamento segnala un primo guasto a terra.

7.1.1      Protezione dai contatti indiretti 

Al primo guasto a terra  sappiamo che la condizione 7.18 è facilmente soddisfatta ed un’eventuale resistenza di guasto (a differenza dei sistemi TT e TN) aumenta la sicurezza. Con il primo guasto a terra il sistema non è più isolato da terra e si trasforma in un sistema TT  (fig. 7.14) o TN  (fig 7.15) a seconda che le masse siano collegate ad un unico impianto di terra o ad impianti di terra separati.

Fig. 7.14 – Impianto IT con le masse degli utilizzatori collegate ad uno stesso impianto di terra. A seguito di un primo guasto a terra il sistema IT si trasforma in un sistema TN.

Fig. 7.15 – Impianto IT con le masse degli utilizzatori connesse a impianti di terra separati. A seguito di un primo guasto a terra il sistema IT si trasforma in un sistema TT.

In questo secondo caso, la corrente di guasto è normalmente in grado di far intervenire le protezioni di massima corrente. Se invece la messa a terra è ottenuta con impianti di terra separati la corrente  di guasto potrebbe non essere in grado di far intervenire le protezioni di massima corrente. Se si usassero i relè differenziali si potrebbero verificare situazioni di disservizio dovute al loro intervento intempestivo per cui si ritiene normalmente  più economico costruire un impianto di terra unico in modo da convertire il sistema IT  in un sistema TN. 

Le condizioni per assicurare la protezione contro i contatti indiretti devono quindi essere:

a) Conformi alle prescrizioni per i sistemi TT se le masse sono messe a terra singolarmente o per gruppi;

b) Conformi alle prescrizioni per i sistemi TN se le masse sono collegate allo stesso impianto di terra ma distinguendo tra impianto con neutro non distribuito e impianto con neutro distribuito.

Neutro non distribuito -Il doppio guastointeressa due fasi (fig. 7.16) come se si trattasse di un sistema TN con una tensione uguale a  Purtroppo l’anello di guasto e la relativa impedenza non sono noti in quanto il guasto può avvenire in due punti qualsiasi dell’impianto. La Norma stabilisce convenzionalmente che l’impedenza dell’anello di guasto debba essere la metà di quella permessa per un sistema TN. In questo modo dovrebbe essere possibile l’apertura di almeno uno dei due circuiti guasti in un tempo stabilito come da tabella 7.5 (neutro non distribuito). La condizione da soddisfare quando il neutro non è distribuito diventa :

(7.19)

dove : 

I_a è la corrente che provoca l’intervento del dispositivo di protezione del circuito entro il tempo t specificato nella tabella 7.5  per i circuiti terminali che alimentano apparecchi trasportabili, mobili o portatili ed entro 5s per gli altri circuiti come per i sistemi TN; 
Z_s¹ è l’impedenza dell’anello di guasto costituito dal conduttore di fase e dal conduttore di protezione;
U₀ è la tensione nominale tra fase e neutro;
U è la tensione nominale tra fase e fase.

Fig.7.16 – Sistema di distribuzione IT. Circuito senza neutro distribuito

continua...

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