Misura della resistenza di terra
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Il metodo è rigorosamente valido solamente per elettrodi sferici di piccole dimensioni interrati e con connessioni isolate. Ciononostante, se la parte di elettrodo infissa nel terreno a è minima rispetto alla distanza d fra gli elettrodi, i dispersori possono essere assimilati a emisfere e il metodo fornisce risultati sufficientemente attendibili. Si infiggono nel terreno quattro sonde, allineate e ad ugual distanza (d) le une dalle altre, ad una stessa profondità, trascurabile rispetto alla distanza d. Due picchetti, collegati ad un generatore di corrente alternata, sono detti amperometrici, mentre gli altri due, detti voltmetrici sono collegati ad un voltmetro. La resistività del terreno può essere ricavata dalla semplice relazione:
dove U è la tensione misurata col voltmetro (ad alta resistenza interna) tra la coppia di elettrodi intermedi, I la corrente di prova iniettata nel terreno attraverso la coppia di elettrodi estremi e d la distanza tra gli elettrodi (per evitare rischi di sovrapposizione di correnti vaganti può essere utile impiegare un'alimentazione a frequenza leggermente diversa da quella di rete).
Poiché normalmente il terreno non è omogeneo la resistività del terreno non risulta uniforme. La resistività varia al variare della distanza fra le sonde e può essere utile effettuare una serie di misure variando la distanza d e mantenendo costante la profondità di infissione a.
La distanza fra i picchetti viene proporzionalmente aumentata allargandosi verso l'esterno rispetto ad un punto centrale preso come riferimento. La serie di risultati forniti dalle misure permette di ottenere dati relativi a profondità diverse di terreno aumentando, all'aumentare della distanza fra gli elettrodi, anche la penetrazione della corrente nel suolo. La resistività del terreno è data dalla media aritmetica dei valori misurati.
3. Misura della resistenza di terra
I sistemi di misura della resistenza di terra sono numerosi e le tecniche sono ormai consolidate e in uso da molto tempo. Il metodo più diffuso e consigliato dalle norme CEI è il metodo della caduta di tensione o voltamperometrico (fig. 3.1).
Fig. 3.1 – Misura della resistenza di terra con metodo voltamperometrico
Il metodo prevede di iniettare una corrente alternata (la corrente continua non viene utilizzata perché essendo il terreno un conduttore di natura elettrolitica le misure potrebbero essere viziate da forze elettromotrici di tipo elettrolitico o da correnti continue vaganti) attraverso i dispersori in misura e di permetterne la richiusura attraverso un dispersore ausiliario. La correttezza della misura dipende dalla posizione che assumono il dispersore ausiliario e l'elettrodo di tensione fra di loro e rispetto al dispersore in misura. Il dispersore ausiliario deve essere posto in un punto del terreno sufficientemente lontano rispetto a quello in prova in modo che la misura non sia viziata dall'influenza reciproca. Si può ritenere con buona approssimazione che ad una distanza di circa cinque volte la lunghezza del dispersore o cinque volte la diagonale se si considera una rete di dispersori cessi la zona di influenza fra i dispersori. L'andamento che assume la curva relativa ai potenziali del terreno in queste condizioni è quella di fig. 3.2. Tale andamento è giustificato dal fatto che la sezione del “conduttore terreno” che è attraversato dalla corrente di prova non è costante in tutti i suoi punti. La sonda di tensione deve essere conficcata in un punto dove la resistenza può essere considerata trascurabile e il potenziale uguale a zero (zona P1-P2 della curva di fig. 3.2).
Fig. 3.2 – Variazione del potenziale nel terreno tra due dispersori
Lo schema di collegamento rappresentato in fig. 3.1 presuppone un'alimentazione dalla rete tramite un trasformatore di sicurezza è l'impiego di un voltmetro e di un amperometro. Innanzitutto, prima di far circolare corrente nel circuito di misura, occorre verificare che il voltmetro non indichi alcuna tensione dovuta a correnti di dispersione estranee al circuito di prova la cui origine, se ne fosse rilevata la presenza, dovrà essere individuata ed eliminata. Si alimenta quindi con una generatore facendo circolare una corrente nel circuito di prova tra il dispersore in misura e il dispersore ausiliario. Se si indica con I la corrente che circola nel circuito e con UE la tensione indicata dal voltmetro, applicando la legge di ohm si può calcolare la resistenza di terra RE:
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