LA SICUREZZA ELETTRICA IN BASSA TENSIONE 

Impianto di terra (3)

13.7.3  Dispersori di fatto

Le caratteristiche del dispersore di terra possono essere migliorate utilizzando, oltre i dispersori intenzionali, anche i dispersori di fatto. Tutti i corpi metallici in intimo contatto col terreno o tramite calcestruzzo possono essere collegati all’impianto di terra adottando però alcuni accorgimenti atti ad evitare fenomeni di corrosione. Per limitare tali fenomeni è bene impiegare, negli accoppiamenti, metalli omogenei, possibilmente vicini nella scala di nobiltà. L’ordine di nobiltà tra i metalli più comuni è nell’ordine: stagno, rame, ottone, bronzo, acciaio annegato nel calcestruzzo, acciaio dolce, piombo, alluminio e zinco. Soprattutto nelle giunzioni senza saldatura è necessario limitare le copie elettrolitiche utilizzando morsetti e conduttori dello stesso metallo e proteggere le giunzioni dall’umidità rivestendole con nastri vulcanizzanti. Nella tabella 13.3 è riportata la scala dei potenziali elettrochimici di alcuni metalli riferita all’elettrodo idrogeno.

Tab. 13.3 - Scala dei potenziali elettrochimici rispetto all’idrogeno

Uno dei dispersori di fatto più comuni sono i ferri di armatura del cemento armato che, per effetto dell’umidità contenuta nel calcestruzzo, possono considerarsi, una volta collegati all’impianto di terra, dispersori a tutti gli effetti. Per consentire il collegamento con le varie parti del dispersore devono essere previsti, in fase di realizzazione, dei conduttori di adeguata lunghezza collegati con le armature e dei conduttori posati lungo il perimetro dell’edificio per interconnettere elettricamente tra loro i ferri dei plinti. I ferri del cemento armato devono essere, per garantire la continuità, collegati tra di loro per mezzo di saldature, morsetti o legature effettuate a regola d’arte.

13.8        Conduttore di protezione (PE)

Col conduttore di protezione (è identificato dal colore giallo/verde e viene chiamato PE oppure, se svolge contemporaneamente anche la funzione di neutro, PEN) si realizza il collegamento delle masse con l’impianto di terra. Unitamente all’interruttore automatico garantisce la protezione dai contatti indiretti e deve essere dimensionato, come pure il conduttore di terra ed equipotenziale, sia per sopportare le sollecitazioni termiche dovute alla corrente di guasto verso terra (che in condizioni di regime è nulla) sia per sopportare eventuali sollecitazioni meccaniche (le norme a tal proposito stabiliscono delle sezioni minime). Il dimensionamento può essere effettuato, con un metodo semplificato, in funzione della sezione del conduttore di fase (tab. 13.4) o in modo adiabatico (il calore prodotto e accumulato tutto dal cavo) con la formula sotto indicata, metodo che conduce a sezioni notevolmente inferiori rispetto a quelle ottenute col metodo semplificato.

Tab. 13.4

dove:

I²t è l’energia specifica lasciata passare dell’interruttore automatico durante l’interruzione del guasto

K_C è un coefficiente (tab. 13.5) che dipende dal materiale isolante e dal tipo di conduttore impiegato

La formula è valida per riscaldamento adiabatico del cavo partendo da una temperatura iniziale nota J₀ per arrivare ad una temperatura finale J_f specificata. Per gli impianti di prima e seconda categoria le Norme 81-1 prescrivono per i conduttori nudi la temperatura non superi i 200°C . I valori di K_C ad una temperatura iniziale di 30 °C (la costante K ha lo stesso significato di quella che si utilizza per la verifica al corto circuito dei conduttori di fase con la differenza che la loro temperatura di riferimento ad inizio guasto, essendo conduttori non attivi e quindi normalmente non percorsi da corrente, non è quella di regime ma la temperatura ambiente) sono 159 per il rame, 105 per l’alluminio e 58 per il ferro. Le correnti da considerare nel calcolo della sezione sono ovviamente diverse a seconda che si tratti di sistema TT, correnti di valore relativamente basso, o TN, correnti che potranno essere anche elevate poiché il circuito di guasto non interessa il dispersore ma l’anello di guasto. Il tempo di durata del guasto infine dovrà essere quello di intervento delle protezioni magnetotermiche o differenziali. Da notare che quando si dimensiona un conduttore di protezione facente parte di un insieme di cavi posati in uno stesso condotto, poiché si suppone che i guasti avvengano uno alla volta, è sufficiente dimensionare il conduttore per la situazione più gravosa, e non per la somma delle possibili correnti di guasto verso terra dei vari cavi.  Da non dimenticare infine che dalla sezione del conduttore di protezione dipende l’impedenza dell’anello di guasto determinante per il contenimento della tensione di guasto sulle masse.

Tab. 13.5 – Valori di K_C per il calcolo dei conduttori di terra e protezione

Per concludere occorre ricordare che quando il conduttore non fa parte della conduttura di alimentazione non deve, in ogni caso, essere inferiore a 2,5 mm² se è prevista una protezione meccanica del conduttore stesso (tubo di protezione), e a 4 mm² se non è prevista una protezione meccanica. Una particolare nota va dedicata alle apparecchiature elettroniche con correnti di dispersione superiore a 10 mA che devono essere collegate a terra secondo una delle seguenti configurazioni:

·         un cavo unipolare non inferiore a 10 mm² ;

·         due cavi in parallelo ciascuno di sezione non inferiore a 4 mm² ;

·         anima di cavo multipolare di sezione non inferiore a 2,5 mm² purché il cavo abbia una sezione complessiva non inferiore a 10 mm² per rendere minimi i danni dovuti ad eventuali sollecitazioni meccaniche;

·         due cavi in parallelo di sezione non inferiore a 2,5 mm² protetti mediante componenti metallici.

continua...