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LA SICUREZZA ELETTRICA
IN BASSA TENSIONE
Il
terreno come conduttore elettrico (1)
3.
Il terreno come conduttore elettrico
3.1
La resistenza di terra
Se a due elettrodi (dispersori) conficcati
nel terreno viene applicata una d.d.p. il terreno svolge
la funzione di conduttore elettrico. Ogni porzione elementare
del terreno offre una resistenza tanto più piccola quanto
più è lontana dal dispersore (per la verifica si è usato un
dispersore emisferico di raggio “r0“ perché ad
una certa distanza, qualunque sia la forma del dispersore,
le linee equipotenziali diventano emisferiche). Si dice resistenza
di terra Rt la somma delle resistenze elettriche elementari
di queste porzioni di terreno. Ad una certa distanza dal dispersore
la sezione diventa così grande che la resistenza è pressoché
nulla mentre nelle immediate vicinanze le sezioni attraverso
le quali fluisce la corrente si rimpiccioliscono e la
resistenza aumenta. Per quanto detto sopra si definisce equivalente
emisferico di un dispersore qualsiasi il dispersore
di forma emisferica avente la stessa resistenza.
Fig. 3.1 - Andamento
del potenziale nel terreno per dispersione con elettrodo emisferico.
3.2
I potenziali del terreno
Nel circuito (bipolo) equivalente alla
Rt un polo è rappresentato dal dispersore, l’altro da
un punto all’infinito a potenziale zero (punto sufficientemente
lontano dal dispersore tale da poter essere considerato a
potenziale zero).
Fig. 3.2 - a) Punto
all’infinito a potenziale zero. b) Resistenza
di terra di un dispersore.
3.3
Dispersori in parallelo
Due elettrodi possono essere considerati
in parallelo quando è zero il potenziale prodotto dall’uno
sull’altro. In teoria i dispersori non sono mai in parallelo
(solo all’infinito l’influenza reciproca è nulla) anche se
in pratica è sufficiente che siano distanti circa d>10r0
per poter essere considerati in parallelo (r0=raggio
dell’equivalente emisferico del dispersore).
3.4
Resistenza verso terra di una persona
I piedi possono essere assimilati
a due piastre circolari di raggio rp . Per comodità
assumiamo la piastra di raggio rp=1/10 m per
cui la resistenza di terra di ciascun piede vale:
(3.1)
(r
= resistività del terreno in Wm)
Potendoli considerare come due dispersori
in parallelo la resistenza di terra del “dispersore
piedi” Rtc di una persona vale circa 2r.
Se si indica con Rc la resistenza del corpo umano,
Rc+Rtc rappresenta la resistenza della
persona e del terreno fino ad un punto preso all’infinito. A
questa, se la persona si trova in locale chiuso, andrebbe aggiunta
la resistenza del pavimento.
3.5
Tensione di contatto (UC) di passo (UP)
Le tensioni di passo e di contatto sono
due grandezze fondamentali per la sicurezza. Si riferiscono
infatti ai rischi di fenomeni di elettrocuzione e rappresentano
le tensioni alle quali possono essere accidentalmente sottoposti
gli esseri umani. La tensione di contatto è la differenza di
potenziale alla quale può essere soggetto il corpo umano in
contatto con parti simultaneamente accessibili, escluse le parti
attive, durante il cedimento dell’isolamento (fig. 3.3 ).
 
Fig. 3.3 - Tensione di contatto
- Significato e circuito equivalente
Il circuito equivalente consente di risalire
con facilità alla tensione UC. Ricordando che la
corrente che attraversa il corpo umano è una piccala frazione
della corrente di guasto Ig con sufficiente
approssimazione si ottiene:
 (3.2)
La tensione di passo è la differenza di potenziale che può risultare
applicata tra i piedi di una persona alla distanza di un passo
(convenzionalmente un metro) durante il cedimento dell’isolamento
(fig. 3.4).
 
Fig. 3.4 - Tensione di passo
- Significato e circuito equivalente
Con riferimento allo schema
equivalente si può calcolare la UPcon la formula:
 (3.3)
Dagli schemi equivalenti si può rilevare
l’importanza che può assumere il valore delle resistenze R2
( legate alla resistenza dello strato superficiale del terreno)
che potrebbe essere, per ottenere un resistività più alta, realizzato
con materiali appositi (ghiaia, bitume, ardesia, ecc..).
continua...
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