Sezioni dell’articolo
- Il ruolo della messa a terra in una rete trifase
- Come funziona l’anello di massa
- Differenza tra messa a terra e azzeramento
- Tipi di sistemi di messa a terra
- Punti chiave dell’installazione elettrica
Alcuni aspetti della sicurezza elettrica non sono del tutto chiari per il profano, e questo è ciò che lo distingue da un professionista che ha il permesso di installare reti elettriche. Oggi parleremo dei componenti più importanti di qualsiasi sistema di elettrificazione: messa a terra e neutralizzazione..
Il ruolo della messa a terra in una rete trifase
Qualsiasi sistema elettrico è costruito su una rete trifase o ne fa parte. Senza approfondire troppo la teoria, ricordiamo le definizioni di base del funzionamento di qualsiasi sistema trifase..
Una tensione di 380 V si verifica tra due fasi qualsiasi prese 50 volte al secondo, in particolare, in questo momento, uno dei conduttori si trasforma in terra – una fonte di elettroni liberi e l’altro conduttore accetta questi elettroni.
Lo stesso fenomeno si verifica nelle altre due coppie di fasi, ma la differenza di tempo tra il modo in cui le fasi “cambiano” è circa un terzo del periodo di oscillazione in una di esse. Questo schema di lavoro deve il suo aspetto al tipo più popolare di macchine elettriche. Se disponi le fasi in un cerchio nel giusto ordine, anche la presenza di corrente in esse seguirà in un cerchio e sarebbe in grado di spingere il nucleo rotondo del motore. Nella versione più semplice dei collegamenti elettrici, tutte e tre le fasi devono essere collegate in un punto, mentre in un determinato momento nel tempo, solo due di esse saranno in potenza di picco.
Il problema principale è che la resistenza degli elementi di lavoro (avvolgimenti del motore o bobine di riscaldamento) inclusi in ciascuna delle fasi non può essere assolutamente uguale. Pertanto, la corrente in ciascuno dei tre circuiti sarà sempre diversa e questo fenomeno deve essere compensato in qualche modo. Pertanto, il punto di convergenza di tutte e tre le fasi è collegato a terra per assorbire il potenziale elettrico residuo.
Come funziona l’anello di massa
Qualsiasi entrata in un edificio a più piani può essere modellata secondo lo stesso schema. Ma gli appartamenti, distribuiti nelle tre fasi disponibili, consumano elettricità a caso e questo consumo è in continua evoluzione. Naturalmente, in media, nel punto di connessione del cavo di casa nel punto di distribuzione (RP), la differenza di correnti nelle fasi non supera il 5% del carico nominale. Tuttavia, in rari casi, questa deviazione può essere superiore al 20% e questo fenomeno promette gravi problemi..
Se per un momento immaginiamo che il riser elettrico, o meglio, la sua parte del telaio, su cui sono avvitati tutti i fili neutri, si sia rivelata isolata da terra, una differenza così elevata tra il consumo di appartamenti in diverse fasi si traduce nel seguente schema:
- Nella fase più caricata, si verifica una caduta di tensione in proporzione al carico.
- Sulle fasi rimanenti, questa tensione, rispettivamente, aumenta.
Il filo neutro, collegato al circuito di terra, funge da fonte di riserva di elettroni proprio in questo caso. Aiuta a eliminare l’asimmetria del carico ed evitare sovratensioni sui rami adiacenti di un circuito trifase..
Differenza tra messa a terra e azzeramento
Se durante il funzionamento di una singola coppia di fasi, il carico su di esse non è lo stesso, sorgerà sicuramente un potenziale elettrico positivo nel punto di convergenza. Cioè, se, a seguito di un’interruzione nel circuito di messa a terra, una persona afferra l’alloggiamento del vialetto, sarà scioccato e la forza di questo shock dipenderà dal grado di asimmetria dei carichi.
La maggior parte delle macchine elettriche sono progettate in modo tale che i carichi siano distribuiti uniformemente su tutte e tre le fasi, altrimenti alcuni conduttori si surriscaldano e si consumano più rapidamente di altri. Pertanto, il punto di connessione delle fasi in alcuni dispositivi viene portato in un quarto contatto separato, a cui è collegato il conduttore neutro.
Ed ecco la domanda: dove trovare questo stesso conduttore zero? Se presti attenzione ai poli delle linee elettriche ad alta tensione, ci sono solo tre fili su di essi, cioè tre fasi. E per il trasporto di elettricità, questo è abbastanza, perché tutti i trasformatori nelle sottostazioni discendenti hanno un carico simmetrico sugli avvolgimenti e ciascuno è collegato a terra indipendentemente dagli altri..
E questo quarto conduttore appare alle ultime sottostazioni di trasformazione (TS) nella catena di trasformazioni, dove 6 o 10 kV si trasformano in 220/380 V a cui siamo abituati, e c’è una probabilità non illusoria di un carico asincrono. A questo punto, l’inizio dei tre avvolgimenti del trasformatore sono collegati e collegati a un sistema di messa a terra comune e da questo punto ha origine il quarto filo neutro.
E ora comprendiamo che la messa a terra è un sistema di aste immerse nel terreno e la messa a terra è una connessione forzata del punto medio con il terreno per eliminare il potenziale pericoloso e l’asimmetria. Di conseguenza, il conduttore neutro è collegato al punto di messa a terra o più vicino e il filo di terra di protezione è collegato direttamente al circuito di terra stesso.
Tipi di sistemi di messa a terra
Hai notato che il filo neutro in un cavo trifase ha una sezione trasversale più piccola rispetto agli altri? Questo è abbastanza comprensibile, perché non l’intero carico ricade su di esso, ma solo la differenza di correnti tra le fasi. Deve esserci almeno un loop di massa nella rete e di solito si trova vicino alla sorgente corrente: il trasformatore nella sottostazione. Qui, il sistema richiede l’azzeramento obbligatorio, ma allo stesso tempo il conduttore zero cessa di essere protettivo: cosa succede se lo zero viene “bruciato” nel TP è familiare a molti. Per questo motivo, possono esserci diversi anelli di messa a terra lungo l’intera lunghezza della linea elettrica, e di solito lo è..
Naturalmente, la rifondazione, a differenza della messa a terra, non è affatto necessaria, ma è spesso estremamente utile. In base al luogo in cui viene eseguito l’azzeramento comune e ripetuto della rete trifase, si distinguono diversi tipi di sistemi.
Nei sistemi chiamati I-T o T-T, il conduttore di protezione viene sempre preso indipendentemente dalla sorgente, per questo il consumatore organizza il proprio circuito. Anche se la sorgente ha un proprio punto di messa a terra, a cui è collegato il conduttore neutro, quest’ultimo non ha funzione di protezione e non contatta in alcun modo il circuito di protezione del consumatore.
I sistemi senza messa a terra del consumatore sono più comuni. In essi, il conduttore di protezione viene trasmesso dalla sorgente al consumatore, anche attraverso il filo neutro. Tali schemi sono designati dal prefisso TN e da uno dei tre postfissi:
- TN-C: i conduttori di protezione e neutri sono combinati, tutti i contatti di messa a terra sulle prese sono collegati al filo neutro.
- TN-S: i conduttori di protezione e neutri non entrano in contatto con nessuno, ma possono essere collegati allo stesso circuito.
- TN-C-S: il conduttore di protezione segue la sorgente di corrente stessa, ma lì è ancora collegato al filo neutro.
Punti chiave dell’installazione elettrica
Quindi, in che modo tutte queste informazioni possono essere utili nella pratica? Gli schemi con la messa a terra del consumatore sono naturalmente preferibili, ma a volte sono tecnicamente impossibili da attuare, ad esempio, in appartamenti a molti piani o su terreni rocciosi. È necessario essere consapevoli del fatto che quando si uniscono i conduttori neutri e protettivi in un filo (chiamato PEN), la sicurezza delle persone non è una priorità e pertanto le apparecchiature con cui le persone vengono a contatto devono avere una protezione differenziale..
E qui, gli installatori alle prime armi commettono un sacco di errori, determinando in modo errato il tipo di sistema di messa a terra / messa a terra e, di conseguenza, collegando erroneamente l’RCD. Nei sistemi con un conduttore combinato, l’RCD può essere installato in qualsiasi momento, ma sempre dopo il luogo di combinazione. Questo errore si verifica spesso quando si lavora con i sistemi TN-C e TN-C-S, e specialmente spesso se in tali sistemi i conduttori neutri e protettivi non hanno la marcatura appropriata..
Pertanto, non utilizzare mai fili giallo-verdi dove non è necessario. Metti sempre a terra gli armadietti di metallo e le custodie delle apparecchiature, ma non con un conduttore PEN combinato, sul quale sorge un potenziale pericoloso quando si rompe uno zero, ma con un conduttore di protezione PE, collegato al proprio circuito.
A proposito, se si dispone del proprio circuito, è molto, molto sconsigliato eseguire la messa a terra non protetta su di esso, a meno che non sia un circuito della propria sottostazione o generatore. Il fatto è che con una pausa zero, tutta la differenza nel carico asincrono nella rete in tutta la città (e questo può essere di diverse centinaia di ampere) procederà a terra attraverso il circuito, riscaldando il filo di collegamento in bianco.
protettiva? Ho letto questo testo sull’argomento ma mi chiedo quale sia la differenza tra messa a terra e messa a terra protettiva. Potreste spiegarmelo? Grazie!
Sicurezza elettrica: qual è la differenza tra messa a terra e messa a terra protettiva? Come influiscono sulla protezione dagli incidenti elettrici?