5. Classificazione dei sistemi elettrici

5.1 Classificazione dei sistemi elettrici in base alla tensione

Si dice tensione nominale di un sistema il valore della tensione con il quale il sistema è denominato ed al quale sono riferite le sue caratteristiche.

Si dice tensione nominale verso terra la tensione dipendente dallo stato del neutro verso terra: nei sistemi trifasi con neutro a terra la tensione stellata della tensione nominale, nei sistemi monofasi col punto di mezzo a terra, metà della tensione nominale.

Nei sistemi isolati da terra tale tensione non ha un valore ben preciso perché dipende dalle impedenze di isolamento delle tre fasi verso terra costituite dal parallelo delle resistenze d’isolamento e delle reattanze capacitive. In ogni caso si assume come valore della tensione verso terra la tensione nominale perché il caso peggiore consiste nel guasto franco a terra di una fase per cui le altre fasi assumono verso terra il valore della tensione concatenata. La tensione verso terra è importante per la sicurezza perché i contatti più frequenti si hanno tra mani e piedi tra una parte in tensione e la terra mentre più raramente tra due fasi in cui è coinvolta la tensione concatenata. E’ riferendosi alla tensione nominale che si classificano i sistemi elettrici :

· Sistema di categoria 0 con U <= 50 V in C.a. e 120V in C.c.

· Sistemi di categoria I con U >50V <=1000 in C.a. e >75V <=1550V in C.c.

· Sistemi di categoria II con U>1000V <=30000V in C.a. e >1500V <=30000V in C.c.

· Sistemi di gategoria III con U > 30000 V sia in C.a. che in C.c.

Il DPR 547/1955 fissa il limite tra alta e bassa tensione in 400V per la C.a. e in 600V per la C.c.

Per i sistemi con V_n > di 1000V C.a. e 1500V C.c. ad ogni valore nominale di tensione si abbina anche un valore di tensione riferito all’isolamento rispetto al quale devono essere dimensionate le apparecchiature (La tensione d’isolamento Vi deve essere circa uguale a V_n+ 10%V_n - tab. 5.2.1).

Tensione concatenata

(KV)

Tensione massima di riferimento per l’isolamento (KV)

3
6
10
15
20
30
66
132
220
380

3,6
7,2
12
17,5
24
36
72,5
145
245
420

Tab. 5.1 - Tensioni nominali e relative tensioni di riferimento per l'isolamento per sistemi con tensione nominale superiore a 1000 V in c.a. e 1550 V in c.c.

5.2 Classificazione dei sistemi elettrici in relazione alla messa a terra

I sistemi elettrici sono classificati in base allo stato del neutro e delle masse rispetto alla terra. Vengono indicati con due lettere:

1^a lettera = T Il neutro è collegato a terra

1^a lettera = I Il neutro non è collegato a terra oppure è collegato a terra tramite un’impedenza

2^a lettera = T Masse collegate a terra

2^a lettera = N Masse collegate al neutro del sistema

Fondamentalmente esistono tre tipi di sistemi elettrici di distribuzione:

1) Sistema TT, terra del neutro in cabina e terra delle masse collegate all’impianto di terra dell’utente mediante il conduttore di protezione (PE). Il conduttore di neutro è considerato attivo a tutti gli effetti (può assumere tensioni pericolose ad esempio a causa di cadute di tensione su di esso) come tale deve essere sezionabile e quindi gli interruttori devono aprire su tutti i poli. Il conduttore PE invece non deve mai essere sezionato.

Fig. 5.1 - Sistema TT. Il neutro è collegato direttamente a terra mentre le masse sono collegate ad un impianto di terra locale indipendente da quello del neutro.

2) Sistema TN, neutro a terra con le masse collegate direttamente al neutro (TN-C - il neutro, fungendo anche da conduttore di protezione, non deve essere sezionabile e deve avere sezione rispondente alle normative sugli impianti di terra) oppure tramite il conduttore di protezione (TN-S - le norme richiedono il sezionamento del neutro solo nei circuiti a due conduttori fase-neutro aventi a monte un dispositivo di interruzione unipolare come ad esempio un fusibile. Comunque il sezionamento del neutro non è vietato negli altri casi).

Fig. 5.2 - Sistema TN. Il neutro è collegato direttamente a terra. Le masse sono collegate al conduttore di neutro direttamente (TN-C) o tramite un conduttore di protezione (TN-S). Se il conduttore di neutro funge anche da conduttore di protezione prende il nome di PEN.

3) Sistema IT, il neutro è isolato o collegato a terra tramite impedenza mentre le masse sono collegate ad una terra locale (il neutro deve essere sempre sezionabile). Il principale vantaggio di questo sistema è la continuità del servizio perché al primo guasto a terra la corrente che si richiude attraverso le capacità parassite dei conduttori verso terra è molto piccola e quindi non necessita di essere interrotta. Questo è un sistema utilizzato per impianti con particolari esigenze di continuità di esercizio purché vi sia un collegamento ad un unico impianto di terra delle parti metalliche da proteggere, la tensione sulle masse non superi i 25V nel caso di primo guasto a terra, il tempo di intervento del dispositivo di protezione non superi i 5s quando si verifica il secondo guasto a terra e vi sia un dispositivo di controllo continuo dell’isolamento delle parti attive verso terra.

Fig. 5.3 - Sistema IT

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