I dispositivi elettrici in funzione devono essere collegati a terra. A seconda dello scopo, può essere funzionante o protettivo. Il primo è per il corretto funzionamento dei dispositivi e il secondo è per la protezione delle persone. Il principio di funzionamento dell'uno e del secondo è diverso.
- I principali obiettivi e obiettivi del grounding
- Principio di messa a terra di protezione
- Protezione contro i fulmini
- Protezione contro le sovratensioni
- Proteggere le persone
- La differenza tra messa a terra di lavoro e protezione
- Requisiti di messa a terra di protezione
- Messa a terra domestica
- Operazione di messa a terra in caso di guasti elettrici
- Come vengono calcolati i parametri dei principali elementi di messa a terra
- Installazione di sezionatori di terra
I principali obiettivi e obiettivi del grounding
Il terreno è in grado di neutralizzare la corrente elettrica, poiché il grado della sua tensione è zero. La resistenza è l'indicatore principale di un dispositivo di messa a terra, in base al quale si può giudicare la sua qualità e capacità di adempiere al suo scopo. La resistività dipende dalla composizione del terreno, dalla presenza di sostanze chimiche al suo interno: acido o alcalino, umidità, scioltezza. A seconda della composizione del terreno, potrebbe essere necessario utilizzare un apposito kit di messa a terra o sostituire completamente il terreno per il corretto funzionamento dei dispositivi di messa a terra.
La messa a terra è la connessione di qualsiasi dispositivo, impianto elettrico o parte della rete a un dispositivo di messa a terra. È un elettrodo di terra e conduttori di messa a terra attraverso i quali la corrente scorre nel terreno e viene neutralizzata.
Possono essere presenti più sezionatori di terra. In uno schema distribuito, si trovano lungo il perimetro dell'oggetto, la cui rete elettrica deve essere protetta. Le parti conduttive (sezionatori di terra) sono generalmente in metallo. Vengono forniti loro elettrodi di messa a terra, che hanno un contatto diretto con il suolo.
Il dispositivo di messa a terra è montato lungo il circuito. Un loop di massa è una serie di conduttori di elettrodi che sono guidati nel terreno. La loro lunghezza è di 3 metri, si trovano a breve distanza l'uno dall'altro. Come collegamento viene utilizzata una striscia metallica orizzontale, che viene posata nel terreno a una profondità ridotta - fino a 1 metro. Il collegamento agli elettrodi viene effettuato mediante saldatura convenzionale. In speciali kit di messa a terra, le parti dell'apparecchiatura sono collegate da una filettatura, che non influisce in alcun modo sulle proprietà di lavoro.
La messa a terra di lavoro è necessaria nei seguenti casi:
- Protezione delle apparecchiature dall'accumulo di elettricità statica. Processi naturali come i fulmini possono influenzare la corrente che scorre in un circuito, causando danni alle apparecchiature. Gli elettrodi installati nel terreno drenano la corrente in eccesso.
- Protezione della rete contro i cortocircuiti.
- Protezione da sovratensione.
Un esempio di terreno funzionante è un parafulmine collegato agli elettrodi. Particolarmente importante in generatori, trasformatori.
Principio di messa a terra di protezione
La messa a terra di protezione è un insieme di misure volte a proteggere le apparecchiature e le persone che lavorano con esse. Viene utilizzato per eliminare le interferenze elettromagnetiche derivanti da un dispositivo vicino, nonché per neutralizzare le interferenze durante l'attivazione del circuito di alimentazione.
Protezione contro i fulmini
L'ambiente dell'aria è una sezione ad alta resistenza, ma la scarica ha una potenza che supera questa resistenza, quindi la sfonda.Nel suo percorso dall'alta atmosfera al suolo, il fulmine seleziona le aree con la minor resistenza: aree umide, muri, alberi e gocce d'acqua. Questo spiega il fatto che gli scarichi spesso cadono nell'albero: ha meno resistenza dell'aria circostante. Quando entra in un edificio, la corrente passa anche attraverso le aree con la minore resistenza: si tratta di tubi metallici, elettrodomestici o loro parti metalliche, pareti umide. Se il dispositivo non è collegato a terra, toccarlo durante la ricarica può essere fatale.
Quando un parafulmine è installato sul tetto, la carica vi entra, quindi si sposta nel terreno e viene neutralizzata. È importante che le correnti non si propaghino nell'oggetto, quindi i materiali utilizzati per organizzare la messa a terra hanno una bassa resistenza. Secondo le regole, non dovrebbe superare i 4 ohm. Il parafulmine stesso deve essere collegato agli elettrodi nel terreno.
Protezione contro le sovratensioni
Le apparecchiature elettroniche sono sensibili agli sbalzi di tensione o agli impianti elettrici potenti che operano nel loro raggio. Un fulmine improvviso nelle vicinanze può danneggiare l'elettronica.
Ad esempio: durante un temporale, può verificarsi un sovraccarico nel cavo di rame che collega le case e attraverso il quale scorre la corrente. La carica, all'aumentare delle sue dimensioni, può distruggere il cavo. In questo caso, sulla linea di alimentazione è installato un SPD, un dispositivo di protezione contro le sovratensioni impulsive in modo che la carica in eccesso venga rilasciata nel terreno.
Proteggere le persone
Custodie per strumenti, tutti gli elementi metallici sono in grado di condurre corrente. Se si tocca un apparecchio senza messa a terra che ha accumulato elettricità statica, si potrebbe ricevere una scossa grave. Ciò influenzerà principalmente il sistema cardiovascolare e nervoso. Scarpe di gomma, guanti di gomma e una stanza assolutamente asciutta aiutano a ridurre l'impatto, ma raramente le persone camminano in un appartamento o in un ufficio con stivali di gomma. Collegando il terzo filo al corpo dei dispositivi, e poi collegandolo agli elettrodi, si permette di smaltire a terra la corrente in eccesso.
Nei vecchi edifici privati e condominiali non sono state eseguite misure di messa a terra, quindi tutti gli apparecchi elettrici rappresentano un potenziale pericolo per le persone.
I dispositivi fatti da sé possono assomigliare a questo: un filo è collegato al corpo del dispositivo, che viene portato in strada e collegato a un prodotto metallico conficcato nel terreno (tubo, angolo, secchio, raccordi). Questi prodotti sono buoni conduttori di corrente, a differenza del corpo umano, quindi la corrente seleziona il metallo e va nel terreno.
La differenza tra messa a terra di lavoro e protezione
Nello schema di messa a terra funzionale (funzionante), tutte le strutture che trasportano corrente sono collegate agli elettrodi installati nel terreno. Per il corretto funzionamento della messa a terra di lavoro, vengono utilizzati anche fusibili, che prendono la tensione su se stessi e si guastano.
Viene fornita una messa a terra funzionale se le istruzioni e i requisiti del produttore sono allegati ai dispositivi che proteggono il dispositivo.
Più requisiti sono imposti a un dispositivo di messa a terra di protezione, poiché ha compiti più importanti: salvare la vita delle persone.
| Scopo del dispositivo di messa a terra funzionante | Scopo della messa a terra protettiva |
| Grande potenza dello strumento | Apparecchi trifase inferiori a 1 kW |
| Apparecchiature elettroniche sensibili | Dispositivi mono e bifase non a contatto con la terra |
| Dispositivi medici | Apparecchi con una potenza superiore a 1 kW |
| La tecnologia elettronica, che è il vettore di informazioni importanti | Nei circuiti con fusibili e conduttore di protezione neutro |
La messa a terra più affidabile è fornita nel circuito elettrico della casa. I cavi che si inseriscono in ciascuna presa devono essere a tre fili. Il terzo conduttore è collegato a terra e conduce l'elettricità statica, inoltre impedisce l'ingresso di cortocircuiti e fulmini nell'edificio.
Requisiti di messa a terra di protezione
Sfumature che influiscono sulla funzionalità:
- Resistenza al suolo grazie alle sue caratteristiche fisiche e chimiche. Argilla bagnata, scaglie di grafite, torba, barene o acqua di mare conducono meglio la corrente. Peggio: sabbia secca o rocce dure: granito, pietrisco, quarzo, asfalto, cemento.
- L'area di contatto dell'elettrodo di terra con il terreno. Più grande è l'area, più si creano le condizioni favorevoli per il flusso di corrente, più velocemente accade. È possibile aumentare l'area installando più elettrodi lungo il contorno dell'edificio. In questo caso, sono uniti tra loro con una piastra di acciaio in un'unica unità. Se si aumenta la dimensione di un elettrodo, aumenterà anche l'area totale. L'installazione di un contorno metallico verticale aiuta ad aumentare l'area se gli strati inferiori del terreno hanno una resistenza maggiore rispetto a quelli superficiali.
Poiché è difficile ottenere una resistenza ideale del suolo, i dispositivi sono progettati in base alle sue caratteristiche. Ogni installazione elettrica ha i propri standard per la resistenza dei dispositivi di messa a terra. Ad esempio, per una sottostazione elettrica con una tensione superiore a 100 kW, la resistenza non deve essere superiore a 0,5 Ohm e per una rete domestica con un sistema TT, nonché l'uso dello spegnimento automatico, fino a 500 Ohm.
I sezionatori di terra in metallo non devono essere coperti con pitture e vernici. A volte una parte sotterranea di un edificio con strutture metalliche viene utilizzata come dispositivo di messa a terra: calcestruzzo elettricamente conduttivo con rinforzo all'interno. I tubi metallici del gas non possono essere utilizzati per risolvere il problema della messa a terra.
Secondo le regole per l'installazione di impianti elettrici, sono soggetti a messa a terra:
- Reti con tensioni superiori a 380 V.
- Installazioni estremamente pericolose e all'aperto.
Parti dell'apparecchiatura da mettere a terra e da mettere a terra:
- Involucri per apparecchiature elettriche.
- Avvolgimento secondario del trasformatore.
- Azionamenti di dispositivi elettrici.
- Quadri di distribuzione, telai per armadi.
- Attrezzature strutture metalliche.
- Guaina cavo in ferro.
Se la tensione non supera i 42 VAC o 110 VDC, non è necessaria la messa a terra.
Messa a terra domestica
La maggior parte degli incidenti nell'ambiente domestico sono associati al contatto con il dispositivo, che presenta danni all'isolamento. Il corpo umano in questo caso è un conduttore di corrente. Piani cottura elettrici, lavatrici e lavastoviglie, radiatori per riscaldamento, forni a microonde, caldaie, PC, lavastoviglie: tutte queste sono strutture metalliche che conducono bene l'elettricità e possono essere dannose per la salute senza messa a terra.
Un cortocircuito è un contatto tra i fili di fase e neutro nella rete, che porta al funzionamento della protezione di emergenza e alla disconnessione del dispositivo dall'alimentazione. Molto spesso, non si verifica un cortocircuito, ma una dispersione di corrente che si accumula nell'alloggiamento delle apparecchiature domestiche. Ciò può causare scosse elettriche.
Per la sicurezza umana, è necessario installare prese con contatti di terra. Un cavo a tre fili deve essere collegato alla presa. Con un sistema a due e tre fili, la messa a terra è equipaggiata in diversi modi: da una scatola di giunzione o da un quadro elettrico.
Le tubazioni del gas, dell'acqua o del teleriscaldamento non possono essere utilizzate come dispersore.
Operazione di messa a terra in caso di guasti elettrici
Nella seconda opzione, la dispersione di corrente potrebbe non essere significativa, il dispositivo di protezione dell'apparecchiatura non reagirà alla tensione e non spegnerà il dispositivo. La persona può ricevere un piccolo colpo.
Se la custodia non è collegata a terra, ma l'RCD è installato, funzionerà in 0,02 secondi dopo che una persona ha toccato la custodia del dispositivo. Questa volta non è abbastanza per nuocere alla salute.
Il circuito più efficace dal punto di vista della sicurezza è la presenza della messa a terra e di un RCD. In caso di dispersione di corrente e sua transizione a terra, l'RCD reagisce e spegne il dispositivo.
Come vengono calcolati i parametri dei principali elementi di messa a terra
- resistenza del suolo in quest'area;
- lunghezza, spessore, diametro degli elettrodi, nonché il loro numero.
In pratica, in tutti i casi ci sono discrepanze con il piano di lavoro pianificato, poiché l'indicatore del suolo deve essere analizzato in modo più accurato. È quasi impossibile farlo: su 100 metri quadrati, è necessario perforare circa 100 mini miniere fino a 10 m di profondità per valutare gli strati del suolo, la sua composizione e l'inclusione di elementi: argilla, calcare, sabbia e altri componenti.
L'installazione dei dispositivi di messa a terra viene eseguita secondo il principio principale della messa a terra: la presenza di un fattore di sicurezza, con valori medi dei parametri. Minore è la resistenza ottenuta, meglio è per tutti gli apparecchi elettrici e le persone.
Installazione di sezionatori di terra
Gli elettrodi verticali svolgono le loro funzioni in modo più efficiente, poiché possono essere installati a profondità maggiori. Quando si posa orizzontalmente a poca profondità, la resistenza aumenta, soprattutto in inverno, quando gli strati superiori del terreno si congelano.
Per gli elettrodi vengono utilizzati perni, la cui lunghezza è superiore a 1 metro (di solito 1,5 m). È facile martellare tali strutture nel terreno utilizzando un martello convenzionale; il collegamento viene effettuato su un piano orizzontale di almeno 0,5 m di profondità.
