Designazione della messa a terra protettiva. · Neutro-neutro isolato di un trasformatore o generatore, non collegato a un dispositivo di terra o collegato ad esso tramite alta resistenza di dispositivi di segnalazione, misura, protezione e altri simili

Misurazione della resistenza dei dispositivi di messa a terra

Cos'è la messa a terra

Insieme all'isolamento, la messa a terra è il mezzo di protezione più importante contro le scosse elettriche, che determina la sicurezza elettrica. A prima vista, può sembrare strano “seppellire letteralmente i soldi sotto terra”. Ma quando si tratta della salute e della vita umana, qualsiasi costo volto a prevenire un incidente o ad attenuarne le conseguenze sarà giustificato! A tale scopo vengono utilizzate la messa a terra di lavoro, la messa a terra di protezione contro i fulmini e la messa a terra di protezione.

Terreno di lavoro- questa è la connessione deliberata di alcuni punti al suolo circuito elettrico(ad esempio, punti neutri degli avvolgimenti di generatori, trasformatori di potenza e di misura, nonché quando si utilizza la terra come cavo di ritorno). La messa a terra di lavoro ha lo scopo di garantire il corretto funzionamento degli impianti elettrici in condizioni normali e di emergenza e viene effettuata direttamente o tramite dispositivi speciali (fusibili, scaricatori, resistori).

La messa a terra di protezione contro i fulmini è il collegamento intenzionale di scaricatori e parafulmini a terra per deviare le correnti di fulmine da essi nel terreno.

La messa a terra di protezione è la messa a terra eseguita per scopi di sicurezza elettrica (secondo, di seguito denominata PUE), vale a dire collegamento intenzionale a terra di parti metalliche non sotto tensione che possono essere sotto tensione e destinate a proteggere le persone dalla scossa elettrica dovuta a contatto accidentale. Inoltre, i dispositivi di messa a terra svolgono altre funzioni legate alla sicurezza: rimuovono la carica elettricità statica in strutture a rischio di esplosione e incendio (ad esempio, stazioni di servizio). Una tensione pericolosa può comparire su qualsiasi superficie conduttrice di corrente per vari motivi: cariche di elettricità statica, rimozione di potenziale, scarica di fulmini, tensione indotta, ecc.

In pratica, l'evento più comune è un cortocircuito accidentale di una fase verso l'alloggiamento a causa di un danno meccanico ai conduttori che trasportano corrente o di una violazione dell'isolamento del cavo. Toccare il corpo di un'installazione così difettosa è in realtà una modalità di tocco monofase, sebbene la persona non violi le norme di sicurezza. La tensione alla quale una persona tocca la custodia nella Figura 1 a valori bassi della capacità della linea sarà determinata dalla formula Upr = I h ∙R h. Se la resistenza di isolamento dei fili di fase è uguale, scorre attraverso il corpo Rh= 1kOhm di corrente, sarà determinata dallo stato di isolamento rispetto a terra io h = 3U f / (3R h + R iso).

Riso. 1. Scossa elettrica quando una fase viene cortocircuitata su un corpo isolato da terra

misurazione della resistenza dei conduttori collegati a terra e equalizzazione potenziale (collegamento metallico) (2p);
misurare la resistenza dei dispositivi di messa a terra utilizzando un circuito tripolare (3p);
misurare la resistenza dei dispositivi di messa a terra utilizzando un circuito quadripolare (4p);
misurare la resistenza di più dispositivi di messa a terra senza interrompere il circuito di terra (utilizzando pinze amperometriche);
misurare la resistenza dei dispositivi di messa a terra utilizzando il metodo a due morsetti;
misurare la resistenza della protezione contro i fulmini (parafulmini) utilizzando un circuito quadripolare utilizzando il metodo degli impulsi;
misurazione AC(corrente dispersa);
misura della resistività del terreno mediante il metodo Wenner con possibilità di selezionare la distanza tra gli elettrodi di misura; elevata immunità al rumore;

La messa a terra protettiva nella Figura 2 in una situazione del genere ridurrà la tensione di contatto a un valore sicuro riducendo il potenziale del corpo dell'installazione elettrica e livellando il potenziale della base su cui si trova la persona a un valore vicino al potenziale dell'installazione messa a terra U corp = U z = I z ∙r z. La resistenza di terra r è circa 100 volte inferiore alla resistenza del corpo umano, quindi la tensione di contatto sarà bassa.

La messa a terra fornisce sicurezza in situazioni in cui la corrente di guasto verso terra non è sufficiente a far scattare l'interruttore automatico ed è quindi la forma principale di protezione contro le scosse elettriche negli impianti elettrici con trasformatore isolato o neutro del generatore. In una rete con neutro saldamente messo a terra nella Figura 3, la corrente di guasto verso terra I z = U f /(r 0 + r z) è determinata solo dal rapporto tra le resistenze di terra r 0 e r z e non dipende dallo stato di isolamento . Se r 0 e r з sono uguali, la tensione sulla custodia messa a terra sarà pericolosa per l'uomo U corp = U з = 0,5∙U f, il che dimostra l'inefficacia della messa a terra, in questo caso per la protezione dai danni scossa elettrica utilizzare la messa a terra o l'RCD.

L'effetto protettivo della messa a terra si basa su diversi principi:

riducendo ad un valore sicuro la differenza di potenziale tra il dispositivo messo a terra e altri conduttori messi a terra naturalmente.
drenaggio della corrente di dispersione quando appare tensione nel circuito del dispositivo messo a terra. In un sistema adeguatamente progettato, la comparsa di una corrente di dispersione porta al funzionamento immediato di un dispositivo a corrente residua (RCD) e alla diseccitazione di una sezione della rete. Tempo di spegnimento massimo consentito secondo GOST R IEC 60755-2012è 0,3 s (0,5 s per selettivo), ma in realtà i moderni RCD di alta qualità hanno una velocità di risposta di circa 20-30 ms.
nei sistemi con neutro saldamente messo a terra - avvio del funzionamento dell'interruttore quando una fase colpisce una superficie messa a terra. Il tempo di spegnimento automatico protettivo più lungo consentito in un tale sistema secondo il paragrafo PUE è 0,4/0,2 s, rispettivamente, per tensioni 220/380 V.

Nell'ingegneria elettrica si distingue tra il concetto di messa a terra naturale e quella artificiale.

A radicamento naturale Questi includono strutture conduttrici posizionate permanentemente nel terreno, ad esempio le condutture dell'acqua. Poiché la loro resistenza non è standardizzata, tali strutture di messa a terra naturali non possono essere utilizzate come messa a terra di un impianto elettrico. Se appare un potenziale pericoloso tubo dell'acqua esiste una minaccia per la vita di un numero illimitato di persone. Pertanto, la clausola PUE vieta l'uso di comunicazioni ordinarie o sistemi di ingegneria. Per garantire le condizioni di sicurezza degli edifici e delle strutture viene utilizzato un sistema di equalizzazione del potenziale che prevede collegamento elettrico tutte le strutture metalliche e zero conduttore di protezione.

Messa a terra artificiale- è una connessione elettrica intenzionale di qualsiasi punto rete elettrica, impianti elettrici o apparecchiature dotate di dispositivo di messa a terra. Il dispositivo di messa a terra è costituito da un elettrodo di terra (una parte conduttiva o un insieme di parti conduttrici interconnesse che sono in contatto elettrico con il terreno direttamente o attraverso un mezzo conduttore intermedio) e un conduttore di terra che collega la parte messa a terra all'elettrodo di terra. Il design della messa a terra può essere molto vario: da una semplice asta metallica a un insieme complesso di elementi dalla forma speciale (Fig. 4).

Riso. 4. Progettazione della messa a terra: a) pin, b) loop, c) multielemento

La qualità della messa a terra è determinata dal valore della resistenza al flusso di corrente attraverso la terra (più bassa è, meglio è), che può essere ridotta, ad esempio, aumentando l'area degli elettrodi di messa a terra e riducendo la resistività elettrica del terreno , aumentando il numero degli elettrodi di messa a terra o la loro profondità.

L'impianto di terra deve essere sottoposto a controlli periodici durante il funzionamento affinché la corrosione o le variazioni della resistività del terreno non possano alterarne significativamente i parametri. Il dispositivo di messa a terra può per molto tempo non mostrare il tuo malfunzionamento finché non si verifica una situazione pericolosa.

IN Federazione Russa i requisiti di messa a terra e la sua disposizione sono descritti nel capitolo 1.7 del Codice di installazione elettrica. I più alti valori di resistenza consentiti dei dispositivi di messa a terra per varie condizioni sono indicati nella tabella del PUE e nella tabella 36 del Regolamento operazione tecnica impianti elettrici dei consumatori (di seguito denominati PTEEP) e la frequenza delle misurazioni è riportata nella tabella 26 dell'appendice 3 del PTEEP. La resistenza di terra non deve superare il valore nominale in nessun periodo dell'anno.

Secondo la clausola 1.17.118 del PUE, il segnale identificativo è posto nei punti in cui i conduttori di terra entrano negli edifici. Le dimensioni e il tipo del segnale di “Messa a terra” sono stabiliti in GOST 21130-75 “Morsetti di messa a terra e segnali di messa a terra. Design e dimensioni."

Riso. 5. Firma "Messa a terra"

Sistemi di messa a terra

Per gli impianti elettrici con tensione fino a 1 kV, vengono utilizzati i seguenti tipi di messa a terra dei sistemi CA e CA: DC:

La prima lettera indica lo stato del neutro dell'alimentatore rispetto a terra:

T - neutro messo a terra (lat. Terra);
I - neutro isolato (isolamento inglese).

La seconda lettera indica lo stato delle parti conduttrici esposte rispetto alla terra:

T - le parti conduttrici aperte sono messe a terra, indipendentemente dalla relazione con la terra del neutro della fonte di alimentazione o di qualsiasi punto della rete di alimentazione;
N - le parti conduttive aperte sono collegate al neutro solidamente messo a terra della fonte di alimentazione.

Le lettere che seguono N indicano la combinazione in un conduttore o la separazione delle funzioni per il conduttore zero di lavoro e zero di protezione:

S - zero lavoro N e conduttori PE di protezione separati;
C - le funzioni dei conduttori neutri protettivi e di lavoro neutri sono combinate in un unico conduttore PEN (Combinato);
N - conduttore di lavoro zero (neutro) (neutro inglese);
PE - conduttore di protezione (conduttore neutro di protezione o di messa a terra, conduttore di protezione del sistema di equalizzazione potenziale) (inglese: Protective Earth);
PEN - conduttori combinati di protezione zero e di lavoro zero (inglese: Terra protettiva e neutro).

Teoria della messa a terra e misure della resistività del suolo

La resistenza di un elettrodo di terra a elemento singolo è influenzata da diversi fattori:

la resistenza del metallo dell'elettrodo di terra e la resistenza del contatto del conduttore con il perno. Un conduttore di terra artificiale è realizzato in rame, nero o acciaio zincato (clausola PUE) e viene utilizzato un conduttore di collegamento di dimensioni e sezione adeguate (Tabella 1.7.4 PUE), quindi, se esiste un contatto affidabile con il conduttore di terra , il valore di queste resistenze può essere trascurato;
resistenza di contatto del perno con il suolo. Se il perno è saldamente conficcato nel terreno ad una profondità sufficiente e non presenta tracce di vernice, olio o corrosione significativa sulla sua superficie sotterranea, anche la resistenza al contatto con il suolo può essere ignorata;
resistenza della terra (suolo). Immaginiamo il perno di messa a terra in Fig. 11 sotto forma di un elettrodo circondato da strati concentrici di terreno dello stesso spessore.

Lo strato adiacente all'elettrodo ha la superficie più piccola ma la resistenza maggiore. Man mano che ci si allontana dall'elettrodo, la superficie dello strato aumenta e la sua resistenza diminuisce. Il contributo della resistenza degli strati distanti alla resistenza totale del terreno diventa presto insignificante. La regione oltre la quale la resistenza degli strati terrestri può essere trascurata è detta regione della resistenza effettiva. La sua dimensione dipende dalla profondità di immersione dell'elettrodo nel terreno. Quando si calcola la resistenza di terra resistività il suolo è considerato invariato. La resistenza di terra per il caso di un elettrodo è determinata dalla formula di Dwight:

R = ρ/2πL ∙ ((ln4L)-1)/r

dove R è la resistenza di terra, Ohm.
L è la profondità di immersione dell'elettrodo nel sottosuolo, m.
r-raggio dell'elettrodo, m.
ρ - resistività media del terreno in Ohm.m.

L'analisi della formula di Dwight mostra che aumentando il diametro del pin si riduce leggermente la resistenza di terra, in particolare raddoppiando il diametro si riduce la resistenza di meno del 10%; La profondità dell'elettrodo ha un effetto molto più forte. Teoricamente, quando la profondità raddoppia, la resistenza di terra diminuisce del 40%. Il fattore principale che determina in ultima analisi la resistenza di terra e la profondità di messa a terra del perno necessaria per fornire una determinata resistenza è la resistività del terreno. Dipende in gran parte dal contenuto di minerali ed elettroliti elettricamente conduttivi nel terreno, ad es. acqua con sali disciolti in essa. La resistività del suolo varia notevolmente a seconda della regione del globo e del periodo dell'anno. Il terreno secco del deserto o il permafrost ha un'elevata resistenza.

A causa della dipendenza della resistività del suolo dalla temperatura e dal contenuto di umidità, anche la resistenza del dispositivo di messa a terra cambia durante l'anno. Poiché la stabilità della temperatura e il contenuto di umidità nel terreno aumentano con la distanza dalla superficie, il sistema di messa a terra sarà efficace tutto l'anno, se l'elettrodo di terra è posizionato ad una profondità significativa superiore profondità massima congelamento.

La necessità di misurare la resistività del terreno e la resistenza del dispositivo di messa a terra nasce già in fase di progettazione e installazione. Per misurare la resistenza di terra si utilizzano strumenti speciali che sfruttano il principio della caduta di potenziale creata dal flusso di corrente alternata tra l'elettrodo ausiliario e l'elettrodo in prova.

Lo schema di misurazione della resistenza a tre poli o tre fili (3p) in Fig. 12 è quello principale e consiste nell'installare due elettrodi di misura (elettrodo di corrente H ed elettrodo di tensione (potenziale) S) nel terreno vicino al dispositivo di messa a terra (E ) secondo uno schema a raggio singolo. L'elettrodo di tensione (S) è posizionato in linea tra il dispositivo di messa a terra in prova (E) e l'elettrodo di corrente (H) a potenziale zero. Per una misurazione accurata è necessario che il potenziale sull'elettrodo di tensione ausiliaria venga misurato al di fuori delle zone di resistenza effettiva sia del dispositivo di messa a terra che dell'elettrodo di corrente ausiliaria. La regione a potenziale zero si espande anche con l'aumentare della distanza tra la massa misurata e l'elettrodo di corrente ausiliaria. In pratica si utilizza il metodo del 62%, che garantisce la massima precisione a condizione che il terreno sia omogeneo. Utilizzando questo metodo, è possibile trovare facilmente la posizione di installazione dell'elettrodo di tensione ausiliaria (punto di potenziale zero), quando gli elettrodi si trovano lungo una linea retta.

Il dispositivo misura la quantità di corrente che scorre nel circuito creato e la tensione tra l'elettrodo di terra in esame e l'elettrodo di tensione. Il risultato della misurazione è il valore di resistenza del dispositivo di messa a terra calcolato secondo la legge di Ohm. Negli ambienti urbani è difficile trovare un posto dove installare due elettrodi ausiliari alla distanza richiesta. Ma quando va bene infrastrutture sviluppate, accanto all'elettrodo di terra misurato (N) può esserci un altro elettrodo di terra (M) con una resistenza nota, Fig. 14. In questo caso viene utilizzato il metodo di misurazione a due punti (2p), che mostra la resistenza di due dispositivi di messa a terra collegati in serie. Pertanto, il secondo motivo deve essere così buono che la sua resistenza possa essere trascurata. Inoltre, è necessario determinare ulteriormente la resistenza dei puntali e sottrarla dal risultato ottenuto. Questo metodo semplificato viene utilizzato come modo alternativo, e non è accurato come il metodo standard a 3 fili (62%) perché dipende fortemente dalla distanza tra la terra misurata e quella ausiliaria.

Nei casi in cui è richiesta una precisione di misura eccezionalmente elevata, viene utilizzato un circuito a quattro poli o quattro fili (4p), che elimina l'influenza della resistenza dei puntali.

Tutti i metodi sopra indicati richiedono la disconnessione dell'elettrodo di terra in prova dal sistema di messa a terra generale per la durata della misurazione (svitamento della connessione filettata/smontaggio giunto saldato). Per la messa a terra di più elementi, tale processo richiede molto lavoro, quindi gli strumenti Sonel consentono misurazioni senza scollegare l'elettrodo di terra da testare. Con questo metodo (3p+pinze) il elettrodo di corrente (H) e quello di tensione (S) vengono interrati come nel metodo tripolare classico, ma la corrente viene misurata tramite pinze installate sul elettrodo di terra in esame. Il dispositivo determina la resistenza dell'elettrodo di terra su cui sono installate le pinze amperometriche (calcola la resistenza in base alla corrente che attraversa l'elettrodo di terra in esame e ignora la corrente che scorre attraverso gli elettrodi di terra adiacenti).

Dopo aver misurato i valori di resistenza singoli elementi messa a terra R E1, R E2, R E3 ...R EN, il valore della resistenza totale R E nella Figura 16 viene calcolato utilizzando la formula:

Misurare la resistenza dei dispositivi di messa a terra nelle megalopoli presenta enormi difficoltà. Soprattutto nel centro cittadino, dove gli edifici sono particolarmente densi, a causa del manto stradale o lastre di pavimentazione non è possibile installare elettrodi ausiliari. Nel caso sistema complesso messa a terra, i cui elementi non sono collegati sotto terra, utilizzare il metodo a due morsetti. Se i terreni sono collegati sottoterra, questo metodo può solo determinare l'assenza di un circuito aperto. I morsetti trasmittenti, a causa dell'induzione elettromagnetica, eccitano la corrente nel circuito misurato e i morsetti aggiuntivi la misurano. Non importa quali siano in alto, è importante garantire una distanza minima tra loro (>3 cm) per evitare che le pinze di trasmissione influenzino le pinze di corrente.

Dopo la misurazione, il dispositivo mostrerà il valore della resistenza RE, che per una messa a terra a quattro elementi in Figura 17 può anche essere calcolata utilizzando la formula:

Come segue dalla relazione di cui sopra, il valore di RE sarà la somma del valore della resistenza di terra misurata e del risultato collegamento parallelo altri conduttori di terra. Pertanto, il valore risultante della resistenza di terra sarà leggermente sovrastimato (ulteriore errore di misurazione). Questo è un errore di metodo fatale. Poiché il valore risultante della connessione parallela dei restanti elementi di messa a terra sarà minore, quanto più tali elementi di messa a terra saranno presenti, si consiglia di effettuare misurazioni con questo metodo solo in sistemi a più elementi.

Come segue dalla formula di Dwight, la resistività del suolo influisce direttamente sulla progettazione dei dispositivi di messa a terra (la profondità dell'elettrodo di terra ad una determinata resistenza e il numero di elementi). Quando si progettano grandi sistemi di messa a terra, è importante trovare le aree di minore resistenza del terreno per progettare l'opzione più economica con il numero minimo di elementi.

Per misurare la resistività del suolo utilizzando il metodo Wenner, implementato nei dispositivi Sonel, vengono utilizzati quattro elettrodi, posizionati linearmente a distanze uguali, Figura 18. Il valore della resistività del suolo viene calcolato automaticamente durante il processo di misurazione utilizzando la formula: ρ = 2πd ∙ U/I [Ohm∙m].

Una caratteristica del metodo Wenner è la relazione direttamente proporzionale tra la distanza tra gli elettrodi e la profondità alla quale scorre la corrente. La profondità limite di penetrazione della corrente nel terreno è 0,7∙d. Eseguendo una serie di misurazioni di resistività e modificando contemporaneamente la distanza tra gli elettrodi, è possibile stimare approssimativamente a quale profondità si trova il suo valore più basso. Quindi dovresti girare gli elettrodi ad angolo retto rispetto alla linea su cui sono state effettuate le misurazioni e ripetere l'intera serie. Se il dispositivo mostra una significativa dispersione dei risultati, rendendo difficile l'esecuzione delle misurazioni, è probabile che in questo luogo siano presenti comunicazioni sotterranee (tubazioni dell'acqua, strutture metalliche, ecc.). In questo caso è necessario allontanare gli elettrodi di diversi metri dal luogo in cui sono state osservate letture disomogenee e ripetere la misurazione della resistività del terreno. Risultati simili indicano l'omogeneità del terreno e la correttezza delle misurazioni.

I dati ottenuti vengono utilizzati per lo studio geofisico delle rocce sottostanti al fine di determinare le zone e la profondità di occorrenza. Inoltre, l’entità della resistenza del terreno può essere utilizzata per stimare il tasso di corrosione delle condotte sotterranee. Una significativa diminuzione della resistenza del suolo porta ad un'intensificazione del processo di corrosione e richiede uno speciale trattamento protettivo delle superfici metalliche sotterranee.

Conclusioni:

1. La misurazione della resistenza del dispositivo di messa a terra viene effettuata durante la stagione secca.
2. Sali e minerali disciolti nell'acqua conferiscono al terreno proprietà elettrolitiche, quindi è necessario utilizzare corrente alternata per misurare la resistenza del terreno.
3. Per evitare l'influenza delle correnti a frequenza industriale e delle loro armoniche superiori, utilizzare una frequenza della tensione di misura che non sia un multiplo di 50 Hz (60 Hz).
4. La migliore precisione della misurazione della messa a terra è fornita dal circuito 4p utilizzando il metodo del 62%.
5. La misurazione della resistenza utilizzando due pinze presenta un errore metodologico, quindi si consiglia di utilizzarla solo in sistemi di messa a terra multielemento.
6. Il metodo Wenner consente di misurare rapidamente e facilmente la resistività del suolo.

Protezione contro i fulmini

Nei sistemi di messa a terra discussi sopra, destinati principalmente alla protezione contro le scosse elettriche, è importante il comportamento delle correnti a bassa frequenza.

Il compito di un temporale messa a terra protettivaè la scarica di un fulmine nel terreno. La natura pulsata di questa scarica determina la notevole influenza della componente induttiva della messa a terra, pertanto solo la parte della messa a terra situata nelle immediate vicinanze del punto di scarica viene effettivamente utilizzata per drenare la corrente di fulmine. Una messa a terra con bassa resistenza statica, che garantisce una buona protezione di base, non fornirà parametri di protezione contro i fulmini sufficienti, soprattutto nel caso di sistemi di messa a terra estesi che, avendo una bassa resistenza statica, possono avere un'impedenza dinamica molto più elevata. Nella Federazione Russa attualmente, tranne documenti normativi, che stabilisce i requisiti per la protezione contro i fulmini degli edifici: "Istruzioni per la protezione contro i fulmini di edifici e strutture" RD 34.21.122-87 e "Istruzioni per la protezione contro i fulmini di edifici, strutture e comunicazioni industriali" CO 153-343.21.122-2003, il primo nel 2011 sono state rilasciate due parti GOST R IEC 62305-2-2010 “Gestione del rischio. Protezione contro i fulmini", che sono traduzioni dello standard IEC 62305 in quattro parti. Sfortunatamente, nessuna di queste istruzioni copre la questione dell'applicazione pratica dei dispositivi di protezione contro i fulmini e contro le sovratensioni di commutazione.

Riferimenti:

Regole di installazione elettrica, edizione 7.
Le regole per il funzionamento tecnico degli impianti elettrici di consumo sono state introdotte nel 2003.
GOST R IEC 61557-5-2008 “Sicurezza elettrica. Apparecchiature per testare, misurare o monitorare i dispositivi di protezione. Parte 5. Resistenza dell'elettrodo di terra rispetto al suolo"
GOST R 50571.1-2009 Impianti elettrici a bassa tensione, parte 1 “Disposizioni di base, valutazione caratteristiche generali, termini e definizioni".
GOST R IEC 60755-2012" Requisiti generali ai dispositivi di protezione controllati da corrente differenziale (residua)."
GOST R IEC 62305-2-2010 “Gestione del rischio. Protezione contro i fulmini”, parte 1 e parte 2
“Istruzioni per la protezione contro i fulmini di edifici e strutture” RD 34.21.122-87.
“Istruzioni per l'installazione della protezione contro i fulmini di edifici, strutture e comunicazioni industriali” CO 153-343.21.122-2003.
AV. Sakara. "Organizzativo e raccomandazioni metodologiche per testare apparecchiature elettriche e dispositivi di impianti elettrici di consumo" Mosca, JSC "Energoservice", 2004.

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INconduzione

La messa a terra protettiva (messa a terra) è la misura principale per proteggere le strutture metalliche. Lo scopo principale di questa misura è proteggere l'utente del dispositivo da possibili scosse elettriche in caso di cortocircuito sull'alloggiamento in caso, ad esempio, di scosse elettriche in caso di cortocircuito del filo di fase quando l'isolamento è rotto . In altre parole, la messa a terra è un backup delle funzioni protettive dei fusibili. Non è necessario mettere a terra tutti gli apparecchi elettrici della casa: la maggior parte di essi ha un involucro di plastica affidabile, che a sua volta protegge dalle scosse elettriche. Messa a terra protettiva differisce dalla messa a terra in quanto i corpi delle macchine e dei dispositivi sono collegati non a “terra”, ma a un filo neutro messo a terra proveniente da sottostazione di trasformazione su una linea elettrica a quattro fili. Per garantire completa sicurezza la resistenza umana dei conduttori di terra (insieme al circuito) non deve superare i 4 ohm. A questo scopo vengono prodotti due volte l'anno (in inverno e in estate). verifica di controllo laboratorio speciale.

1. Messa a terra

La messa a terra è un collegamento elettrico intenzionale di qualsiasi punto di una rete elettrica, installazione o apparecchiatura elettrica, con un dispositivo di messa a terra.

Il dispositivo di messa a terra è costituito da un elettrodo di terra (una parte conduttiva o un insieme di parti conduttrici interconnesse che sono in contatto elettrico con il terreno direttamente o attraverso un mezzo conduttore intermedio) e un conduttore di terra che collega la parte messa a terra (punto) all'elettrodo di terra . L'elettrodo di terra può essere una semplice barra metallica (molto spesso acciaio, meno spesso rame) o un insieme complesso di elementi dalla forma speciale. La qualità della messa a terra è determinata dal valore di resistenza del dispositivo di messa a terra, che può essere ridotto aumentando l'area dei conduttori di terra o la conduttività del mezzo - utilizzando molte bacchette, aumentando il contenuto di sale nel terreno, ecc. La resistenza elettrica del dispositivo di messa a terra è determinata dai requisiti del PUE

Terminologia

· Neutro saldamente messo a terra- neutro di un trasformatore o generatore, collegato direttamente al dispositivo di terra. Anche l'uscita di una sorgente di corrente alternata monofase o il polo di una sorgente di corrente continua nelle reti a due fili, nonché il punto medio nelle reti CC a tre fili, possono essere collegati a terra in modo solido.

· Neutro-neutro isolato di un trasformatore o generatore, non collegato a un dispositivo di terra o collegato ad esso tramite alta resistenza di dispositivi di segnalazione, misurazione, protezione e altri simili.

I conduttori di messa a terra di protezione in tutti gli impianti elettrici, nonché i conduttori di protezione neutri negli impianti elettrici con tensioni fino a 1 kV con neutro solidamente messo a terra, comprese le sbarre collettrici, devono avere la designazione della lettera PE (Protective Earthing) e designazione del colore strisce longitudinali o trasversali alternate della stessa larghezza (per pneumatici da 15 a 100 mm) di colore giallo e verde. I conduttori (neutri) funzionanti zero sono designati dalla lettera N e blu. I conduttori neutri di protezione e di lavoro neutri combinati devono avere la designazione della lettera PEN e una designazione del colore: blu su tutta la lunghezza e strisce giallo-verdi alle estremità.

Designazioni del sistema di messa a terra.

La prima lettera nella designazione del sistema di messa a terra determina la natura della messa a terra della fonte di alimentazione:

· T - collegamento diretto del neutro della fonte di alimentazione a terra;

· I - tutte le parti attive sono isolate da terra.

La seconda lettera determina lo stato delle parti conduttrici esposte rispetto alla terra:

· T - le parti conduttrici aperte sono messe a terra, indipendentemente dalla natura del collegamento tra la fonte di alimentazione e la terra;

· N - collegamento diretto delle parti conduttrici aperte dell'impianto elettrico con la rete solidamente messa a terra della fonte di alimentazione.

Le lettere che seguono N attraverso un trattino determinano la natura di questa connessione - il metodo funzionale per costruire i conduttori di protezione zero e di lavoro zero:

· S - le funzioni dei conduttori zero PE protettivo e zero lavoro N sono fornite da conduttori separati;

· C - le funzioni dei conduttori neutri di protezione e di lavoro neutri sono fornite da un conduttore comune PEN.

Funzione protettiva della messa a terra

L’effetto protettivo della messa a terra si basa su due principi:

· Ridurre la differenza di potenziale tra un oggetto conduttivo messo a terra e altri oggetti conduttivi messi a terra naturalmente a un valore sicuro.

· Scarica della corrente di dispersione quando un oggetto conduttivo messo a terra entra in contatto con un filo di fase. In un sistema progettato correttamente, il verificarsi di corrente di dispersione provoca un intervento immediato. dispositivi di protezione(dispositivi differenziali - differenziali).

Pertanto, la messa a terra è più efficace solo in combinazione con l'uso di dispositivi a corrente residua. In questo caso, nella maggior parte dei casi di guasti all'isolamento, il potenziale sugli oggetti messi a terra non supererà i valori pericolosi. Inoltre, la sezione difettosa della rete verrà disconnessa in un tempo molto breve (decimi d'ora e centesimi di secondo - il tempo di funzionamento dell'interruttore differenziale).

La messa a terra protettiva viene utilizzata in reti con tensioni fino a 1000 V CA - trifase a tre fili con neutro saldamente messo a terra; monofase a due fili, isolato da terra; reti CC a due fili con un punto medio isolato degli avvolgimenti della sorgente di corrente; in reti superiori a 1000 V CA e CC con qualsiasi modalità neutra.

La messa a terra è obbligatoria in tutti gli impianti elettrici con tensioni pari o superiori a 380 V corrente alternata, 440 V e superiore corrente continua, e in ambienti ad alto pericolo, particolarmente pericolosi e in installazioni esterne con tensioni pari o superiori a 42 V corrente alternata, 110 V e sopra la corrente continua; a qualsiasi tensione in aree esplosive.

A seconda della posizione dei conduttori di terra rispetto alle apparecchiature di terra, si distinguono due tipi di dispositivi di messa a terra - remoto e contorno.

Con un dispositivo di messa a terra remoto, l'elettrodo di terra viene posizionato all'esterno del sito in cui si trova l'apparecchiatura collegata a terra.

Con un dispositivo di messa a terra sagomata, gli elettrodi di messa a terra vengono posizionati lungo il contorno (perimetro) del sito su cui si trova l'apparecchiatura da mettere a terra, nonché all'interno di questo sito.

Negli impianti elettrici aperti, gli alloggiamenti sono collegati direttamente all'elettrodo di terra tramite fili. Negli edifici viene posata una linea di terra alla quale sono collegati i cavi di terra. La linea di terra è collegata all'elettrodo di terra in almeno due punti.

Come conduttori di messa a terra, innanzitutto, dovrebbero essere utilizzati conduttori di messa a terra naturali sotto forma di comunicazioni metalliche sotterranee (ad eccezione di condotte per sostanze infiammabili ed esplosive, tubi di riscaldamento), strutture metalliche di edifici collegati a terra, guaine di piombo di cavi , rivestimento tubazioni di pozzi artesiani, pozzi, pozzi, ecc.

Come conduttori naturali di messa a terra delle sottostazioni e degli apparecchi di distribuzione, si consiglia di utilizzare conduttori di terra dei supporti delle linee elettriche aeree in uscita collegate al dispositivo di messa a terra delle sottostazioni o dell'apparecchio di distribuzione mediante cavi di protezione contro i fulmini delle linee.

Se la resistenza dei conduttori di terra naturali Rз soddisfa gli standard richiesti, non è necessaria l'installazione di conduttori di terra artificiali. Ma questo può solo essere misurato. È impossibile calcolare la resistenza dei conduttori di messa a terra naturali.

Quando gli agenti naturali di messa a terra sono assenti o il loro utilizzo non dà i risultati desiderati, utilizzare elettrodi di terra artificiali - aste in acciaio angolare di dimensioni 50X50, 60X60, 75X75 mm con uno spessore della parete di almeno 4 mm, lunghezza 2,5-3 m; tubi di acciaio con un diametro di 50-60 mm, una lunghezza di 2,5-3 m con uno spessore della parete di almeno 3,5 mm; tondino di acciaio con un diametro di almeno 10 mm, lunghezza fino a 10 m o più.

I conduttori di terra vengono guidati in fila o lungo un contorno fino a una profondità alla quale rimane 0,5 dall'estremità superiore del conduttore di terra alla superficie della terra. - 0,8 m. La distanza tra i conduttori di terra verticali deve essere almeno 2,5 - 3 milioni.

Per collegare tra loro i conduttori di terra verticali, vengono utilizzate strisce di acciaio con uno spessore di almeno 4 mm e una sezione trasversale di almeno 48 metri quadrati. mm o filo di acciaio con un diametro di almeno 6 mm. Le strisce (conduttori di terra orizzontali) sono collegate ai conduttori di terra verticali mediante saldatura. Il sito di saldatura è rivestito di bitume per l'isolamento dall'umidità.

Le linee di messa a terra all'interno degli edifici con impianti elettrici con tensioni fino a 1000 V sono realizzate con un nastro di acciaio con una sezione di almeno 100 metri quadrati. mm o acciaio tondo della stessa conduttività. Le diramazioni dalla linea principale agli impianti elettrici sono realizzate con nastro di acciaio di sezione pari ad almeno 24 mq. mm o acciaio tondo con un diametro di almeno 5 mm.

La messa a terra tiene conto della capacità della Terra di condurre elettricità. Gli elettrodi di messa a terra sono generalmente realizzati in acciaio. Con il passare del tempo l'acciaio si arrugginisce e si rompe e la messa a terra viene persa. Questo processo è irreversibile, ma è possibile utilizzare tondini di acciaio zincato. Anche lo zinco è un metallo, ma non è soggetto alla ruggine finché è presente uno strato di zinco.

Quando lo zinco viene dilavato nel tempo o consumato con mezzi meccanici, ad esempio quando si inseriscono gli elettrodi in un terreno duro, le pietre possono staccarsi dal rivestimento, quindi la velocità di corrosione raddoppierà. A volte vengono utilizzati elettrodi speciali rivestiti di rame.

I picchetti di messa a terra possono essere prelevati da quelli utilizzati come rinforzo per la fondazione in cemento. Non possono essere verniciati o rivestiti con composti resinosi: la resina fungerà da isolante e non ci sarà alcuna messa a terra. Più lunghe sono le aste, meno saranno necessarie per la messa a terra, ma più difficile sarà conficcarle nel terreno. Pertanto, prima devi scavare una trincea profonda 1 metro. Martella un pezzo di rinforzo preaffilato nella trincea in modo che sporga non più di 20 centimetri dal fondo della trincea. Quindi, dopo 2 metri, viene inserito il rinforzo successivo e così via secondo il calcolo. Successivamente, il rinforzo viene posizionato sul fondo della trincea e saldato a tutti i perni guidati. L'area di saldatura deve essere rivestita con bitume per l'isolamento dall'umidità. Questo viene fatto perché il rinforzo di 12 millimetri di spessore marcirà nel terreno per un tempo molto lungo, ma l'area di saldatura è relativamente piccola, ma la più critica.

Dopo aver guidato tutti gli elettrodi, puoi condurre l'esperimento. Tiriamo fuori la prolunga da casa. La sorgente di tensione deve provenire da un polo della sottostazione. Utilizzare per la verifica fonte autonoma tipo di generatore non è possibile - non ci sarà un circuito chiuso. Troviamo una fase sulla prolunga e colleghiamo un filo dalla lampadina, e con il secondo filo tocchiamo gli elettrodi scottati. Se la lampadina è accesa, misuriamo la tensione tra il filo di fase e gli elettrodi messi a terra, la tensione dovrebbe essere 220 V, ma la lampadina dovrebbe brillare abbastanza intensamente. Puoi anche misurare la corrente attraverso una lampadina da 100 W. Se la corrente è di circa 0,45 A va tutto bene, ma se la corrente è molto inferiore è necessario aggiungere dei picchetti di terra.

È necessario raggiungere la normale luminosità della lampadina e la corrente entro limiti normali. Successivamente, le aree di saldatura vengono riempite di bitume e un pezzo di rinforzo viene rimosso dalla trincea, fissandolo alla casa. Successivamente, la trincea può essere riempita. Il pezzo di rinforzo rimosso deve essere saldato all'impianto elettrico centralino nella casetta. Disconnettiti già dallo scudo cavi in rame tutti i punti.

2. Tipologie di impianti di terra

La classificazione dei tipi di sistemi di messa a terra è data come le principali caratteristiche della rete elettrica di alimentazione. GOST R 50571.2-94 “Impianti elettrici degli edifici. Parte 3. Caratteristiche fondamentali" regola i seguenti sistemi di terra: TN-C, TN-S, TN-C-S, TT, IT. Sistema TN-C

TN-C Negli anni '30 fu sviluppato il sistema TN-S (francese Terre-Neutre-Separe), in cui gli zeri di lavoro e di protezione erano separati direttamente nella sottostazione e l'elettrodo di terra era una struttura piuttosto complessa di raccordi metallici. Pertanto, se lo zero di lavoro veniva interrotto al centro della linea, gli alloggiamenti dell'impianto elettrico non ricevevano la tensione di linea. Successivamente, un tale sistema di messa a terra ha permesso lo sviluppo automi differenziali e interruttori automatici di dispersione di corrente in grado di rilevare piccole correnti. Il loro lavoro fino ad oggi si basa sulle leggi di Kirchhoff, secondo le quali la corrente che scorre attraverso il filo di fase deve essere numericamente uguale alla corrente che scorre attraverso lo zero di lavoro.

Puoi anche osservare il sistema TN-C-S, dove la separazione degli zeri avviene al centro della linea, tuttavia, se il filo neutro si rompe prima del punto di separazione, gli alloggiamenti saranno sotto tensione di linea, il che rappresenterà un pericolo per la vita. se toccato.

Nel sistema TN-C-S la cabina di trasformazione ha il collegamento diretto delle parti attive a terra. Tutte le parti conduttrici esposte dell'impianto elettrico dell'edificio sono direttamente collegate al punto di terra della sottostazione del trasformatore. Per garantire questo collegamento, nella sezione tra la sottostazione del trasformatore e gli impianti elettrici dell'edificio, viene utilizzato un conduttore neutro di protezione e di lavoro combinato (PEN), nella parte principale del circuito elettrico è un conduttore di protezione neutro (PE) separato; usato.

Nel sistema TT la sottostazione di trasformazione ha un collegamento diretto delle parti attive a terra. Tutte le parti conduttrici aperte dell'impianto elettrico dell'edificio hanno un collegamento diretto a terra tramite un elettrodo di terra, elettricamente indipendente dall'elettrodo neutro di terra della sottostazione del trasformatore.

In un sistema IT, il neutro dell'alimentazione è isolato da terra o messo a terra tramite strumenti o dispositivi ad alta resistenza e le parti conduttrici esposte sono messe a terra. La corrente di dispersione verso il telaio o verso terra in tale sistema sarà bassa e non influenzerà le condizioni operative dell'apparecchiatura collegata. Il sistema IT viene solitamente utilizzato negli impianti elettrici di edifici e strutture scopo speciale, che sono soggetti a maggiori requisiti di affidabilità e sicurezza, ad esempio negli ospedali per alimentazione di emergenza e illuminazione.

3. Azzeramento

La messa a terra è una connessione elettrica deliberata di parti conduttive aperte di impianti elettrici che normalmente non sono energizzati con un punto neutro solidamente messo a terra di un generatore o trasformatore nelle reti corrente trifase; con un'uscita solidamente messa a terra di una sorgente di corrente monofase; con un punto sorgente messo a terra nelle reti CC, eseguito per scopi di sicurezza elettrica. La messa a terra di protezione è la principale misura di protezione contro i contatti indiretti negli impianti elettrici fino a 1 kV con neutro saldamente messo a terra.

Il principio di funzionamento della messa a terra: se la tensione (fase) colpisce il corpo metallico del dispositivo collegato a zero, si verifica un cortocircuito. Viene attivato un interruttore collegato a un circuito danneggiato cortocircuito e scollega la linea dall'elettricità. Inoltre, un fusibile può scollegare l'elettricità dalla linea. In ogni caso il PUE regola il tempo per lo spegnimento automatico di una linea danneggiata. Per una tensione di fase nominale di una rete da 380/220 V, non deve superare 0,4 s.

La messa a terra viene effettuata con conduttori appositamente progettati per questo scopo. Nel cablaggio monofase questo è, ad esempio, il terzo conduttore di un filo o di un cavo. Affinché il dispositivo di protezione venga disconnesso nel momento specificato dalle norme, la resistenza del circuito fase zero deve essere piccola, il che, a sua volta, impone severi requisiti di qualità su tutte le connessioni e l'installazione della rete, altrimenti la messa a terra potrebbe essere inefficace. Oltre a disconnettere rapidamente la linea difettosa dall'alimentazione, poiché il neutro è a terra, la messa a terra garantisce bassa tensione toccare il corpo dell'apparecchio elettrico. Ciò elimina la possibilità di scosse elettriche a una persona.

La messa a terra viene utilizzata per spegnere il più presto possibile un ricevitore elettrico danneggiato in caso di guasto dell'alloggiamento e limitare così al minimo possibile il tempo durante il quale l'oggetto danneggiato rappresenta un pericolo per le persone. Durante l'azzeramento, il ricevitore elettrico danneggiato viene spento sotto l'azione di una corrente di cortocircuito sull'alloggiamento nella linea che alimenta il ricevitore elettrico danneggiato.

Per un funzionamento della protezione rapido e affidabile corrente massima la molteplicità della corrente di guasto al telaio in relazione alla corrente di impostazione della protezione dovrebbe essere la più ampia possibile.

Il PUE richiede (clausola 1.7.79): che la corrente di un cortocircuito monofase verso l'alloggiamento

1. superato - almeno 3 volte la corrente nominale del fusibile del fusibile più vicino;

2. almeno 3 volte la corrente di taratura dello sganciatore dell'interruttore, che ha caratteristica inversamente dipendente dalla corrente;

3. almeno 1,1 Kr volte la corrente istantanea di funzionamento di una macchina dotata solo di sganciatore non ritardato, dove Kr è un coefficiente che tiene conto della diffusione delle correnti di funzionamento (secondo dati di fabbrica). In assenza di dati di fabbrica sull'entità della dispersione, la molteplicità della corrente di cortocircuito rispetto al valore impostato dovrebbe essere considerata pari a 1,4 per macchine fino a 100 A e 1,25 per macchine con corrente nominale più di 100 A.

Nelle installazioni esplosive (PUE, clausola 7.3.139), le suddette molteplicità di corrente di un cortocircuito monofase verso l'alloggiamento devono essere aumentate a 4 in un circuito protetto da un fusibile; fino a 6 in un circuito protetto interruttore automatico con caratteristica inversamente dipendente dalla corrente. Nei circuiti protetti da un interruttore che ha solo uno sganciatore elettromagnetico (istantaneo), la molteplicità di corrente di un guasto monofase al telaio è determinata come per le installazioni non esplosive.

Zero conduttori di protezione. Come conduttore di protezione neutro possono servire:

1. nuclei individuali (incluso zero). fili intrecciati e cavi;

2. conduttori appositamente posati;

3. elementi di strutture metalliche di edifici, tubi di acciaio per cavi elettrici, strutture metalliche per scopi industriali, condotte per tutti gli usi (ad eccezione di condotte di miscele infiammabili ed esplosive) posate a cielo aperto;

4. Guaine cavi in alluminio.

I conduttori di terra e di protezione del neutro devono essere protetti dalla corrosione. I giunti devono essere verniciati dopo la saldatura. In ambienti asciutti, a questo scopo è necessario utilizzare vernice per asfalto. colori ad olio o smalti nitro. Nelle stanze umide e nelle stanze con vapori caustici, la verniciatura deve essere eseguita con vernici resistenti agli agenti chimici (ad esempio smalti al cloruro di polivinile).

È vietato utilizzare guaine metalliche di conduttori tubolari portanti cavi quando cablaggio del cavo, gusci metallici di tubi isolanti, tubi flessibili metallici, armature e guaine di piombo di fili e cavi come conduttori di messa a terra o di protezione neutra.

Quando si utilizzano guaine di cavo in alluminio come conduttori di terra o di protezione del neutro, il loro collegamento alle custodie delle apparecchiature elettriche, alle terminazioni di collegamento o dei cavi deve essere effettuato con ponticelli flessibili in rame di sezione non inferiore a quelli riportati in Tabella. 1.

Tabella 1. Sezione trasversale dei ponticelli flessibili in rame

Negli impianti elettrici con tensioni fino a 1000 V con neutro solidamente messo a terra, non sono presenti conduttori di protezione per ridurre reattanza induttiva I circuiti di fase zero devono essere posati insieme a quelli di fase o in prossimità di essi.

Le diramazioni dalla linea principale ai ricevitori elettrici fino a 1 kV possono essere posate nascoste direttamente nel muro, sotto un pavimento pulito, ecc. proteggendoli dall’esposizione ad ambienti aggressivi. Tali rami non dovrebbero avere connessioni.

La posa dei conduttori di terra e di protezione del neutro attraverso le pareti deve essere effettuata in aperture aperte, in tubi non metallici o altri telai rigidi.

In ambienti asciutti, senza ambiente aggressivo, i conduttori di terra e di protezione neutra possono essere posati direttamente lungo le pareti. In ambienti umidi, umidi e particolarmente umidi e in ambienti con un ambiente aggressivo, i conduttori di terra e di protezione neutro devono essere posati ad una distanza dalle pareti di almeno 10 mm. La distanza tra i supporti per il fissaggio dei conduttori di terra e di protezione del neutro non deve essere superiore a 1000 mm.

Nelle installazioni all'aperto i conduttori di terra e di neutro di protezione possono essere posati nel terreno, nel pavimento o lungo il bordo di piattaforme, fondazioni di impianti tecnologici, ecc.

È vietato l'uso di conduttori in alluminio non isolati da interrare come conduttori di messa a terra o di protezione del neutro.

Ogni parte dell'impianto elettrico soggetta a messa a terra o messa a terra deve essere collegata alla rete di messa a terra o di messa a terra utilizzando un ramo separato. Connessione seriale non è consentito collegarlo al conduttore di terra o al conduttore di protezione neutro delle parti messe a terra o neutralizzate dell'impianto elettrico.

Gli elettrodi di terra devono essere collegati alla rete di terra tramite almeno due conduttori collegati all'elettrodo di terra in punti diversi. Questo requisito non si applica alla nuova messa a terra del filo neutro e delle guaine metalliche dei cavi.

Il collegamento delle parti dell'elettrodo di terra tra loro, così come l'elettrodo di terra ai conduttori di terra, deve essere eseguito mediante saldatura; in questo caso la lunghezza della sovrapposizione dovrà essere pari alla larghezza del conduttore a sezione rettangolare e sei diametri con sezione rotonda. In una connessione a T con sovrapposizione di due strisce, la lunghezza della sovrapposizione è determinata dalla larghezza della striscia.

Non è consentito l'uso di conduttori di messa a terra o di protezione neutra appositamente predisposti per qualsiasi scopo.

I conduttori di messa a terra e di protezione neutri posati apertamente devono avere un colore distintivo: strisce gialle su sfondo verde.

Quando si utilizzano strutture edili o tecnologiche come conduttori di messa a terra o di protezione neutra, sui ponticelli tra loro, nonché nei punti di connessione e diramazione dei conduttori, devono essere applicate due strisce gialle su sfondo verde a una distanza di 150 mm l'una dall'altra .

Il collegamento dei conduttori di terra e di protezione del neutro alle parti dell'apparecchiatura da mettere a terra o neutralizzare deve essere eseguito mediante saldatura o imbullonatura. Il collegamento deve essere accessibile per l'ispezione.

In caso di collegamento bullonato è necessario adottare misure contro l'allentamento del collegamento di contatto (dadi autobloccanti, rondelle elastiche spaccate, ecc.) e contro la corrosione (lubrificazione con un sottile strato di vaselina sulle superfici di contatto ripulite fino a renderle lucide, ecc.). ).

La resistenza dei conduttori di protezione neutri ha un'influenza decisiva sulla resistenza totale del circuito di terra e, di conseguenza, sull'entità della corrente di guasto verso il corpo. Dei conduttori di protezione neutri sopra elencati, solo la resistenza dei fili e dei nuclei dei cavi può essere calcolata analiticamente.

Calcolo di zero conduttori di protezione per il riscaldamento. I conduttori di protezione neutri devono far passare, senza essere danneggiati, la corrente di un cortocircuito monofase verso l'alloggiamento. Si ritiene che questo requisito sia soddisfatto se la conduttività del conduttore di protezione neutro in qualsiasi punto è almeno il 50% della conduttività dei conduttori di fase.

Una corrente di cortocircuito bifase può circolare attraverso i conduttori di protezione neutri solo in caso di cortocircuito simultaneo sull'alloggiamento su diversi ricevitori elettrici e in diverse fasi. Quando si sceglie la sezione dei conduttori di protezione neutri, questo caso non viene preso in considerazione.

Gli elementi delle strutture metalliche degli edifici, i tubi in acciaio per i cavi elettrici, le strutture per scopi industriali e le tubazioni utilizzate come conduttori di protezione neutri non sono testati per la resistenza ai cortocircuiti al telaio.

La sezione trasversale della guaina in alluminio dei cavi in quasi tutti i casi supera la sezione trasversale del filo di fase, quindi può essere considerata stabile durante le correnti di cortocircuito verso l'alloggiamento.

I conduttori di terra e di protezione del neutro negli impianti elettrici fino a 1 kV devono avere dimensioni non inferiori a quelle indicate nella tabella. 2.

corrosione del conduttore di messa a terra

4. Zero conduttori funzionanti

Per alimentare ricevitori elettrici con carico monofase o trifase irregolare, è necessario posare un filo neutro funzionante attraverso il quale scorre la somma geometrica delle correnti di fase. Il filo di lavoro neutro è collegato al neutro del generatore o all'avvolgimento secondario del trasformatore e può essere utilizzato per mettere a terra l'alloggiamento del ricevitore. Una corrente di lavoro scorre a lungo attraverso il filo neutro di lavoro, creando una caduta di tensione in esso, e quindi deve essere isolata su tutta la sua lunghezza quando viene utilizzata per la messa a terra (come protezione).

Se il conduttore di lavoro neutro viene utilizzato come conduttore di protezione, è soggetto ai requisiti relativi ai conduttori di protezione neutri.

I conduttori neutri di lavoro devono essere progettati per il flusso di corrente operativa a lungo termine.

Si consiglia di utilizzare conduttori con isolamento equivalente all'isolamento dei conduttori di fase come conduttori di lavoro neutri. Tale isolamento è obbligatorio sia per i conduttori di lavoro zero che per i conduttori di protezione zero nei luoghi in cui l'uso di conduttori nudi può portare alla formazione coppie elettriche o danni all'isolamento dei conduttori di fase a causa di scintille tra il conduttore neutro non isolato e l'involucro o la struttura (ad esempio durante la posa di cavi in tubi, scatole, passerelle).

Non è consentito utilizzare conduttori di lavoro neutri che vanno a ricevitori elettrici portatili monofase e in corrente continua come conduttori di protezione neutri. Per mettere a terra i ricevitori elettrici portatili, è necessario utilizzare un terzo filo separato, collegato in un connettore a innesto (connettore) al conduttore di lavoro neutro o al conduttore di protezione neutro.

5. Tipologie di sistemi di azzeramento

Esistono sistemi di messa a terra TN-C, TN-C-S e TN-S:

Sistema di azzeramento TN-C

Un semplice sistema di messa a terra in cui il conduttore neutro N e il neutro protettivo PE sono combinati su tutta la loro lunghezza. Il conduttore congiunto è abbreviato in PEN. Presenta notevoli inconvenienti, il principale dei quali sono gli elevati requisiti per i potenziali sistemi di equalizzazione e la sezione trasversale del conduttore PEN. Utilizzato, ad esempio, per alimentare carichi trifase motori asincroni. È vietato l'uso di questo sistema in gruppi monofase e reti di distribuzione:

Non è consentito combinare le funzioni dei conduttori di protezione neutri e di lavoro neutri nei circuiti monofase e a corrente continua. In tali circuiti deve essere previsto un terzo conduttore separato come conduttore di protezione neutro. (PUE-7)

Sistema di azzeramento TN-C-S

Sistema di messa a terra avanzato progettato per garantire la sicurezza elettrica reti monofase impianti elettrici. È costituito da un conduttore PEN combinato, collegato al neutro solidamente messo a terra del trasformatore che alimenta l'impianto elettrico. Nel punto in cui una linea trifase si dirama in utenze monofase (ad esempio in un centralino di piano condominio o nel seminterrato di una casa del genere) il conduttore PEN è diviso in conduttori PE e N, direttamente adatti per consumatori monofase.

Sistema di azzeramento TN-S

Il sistema di azzeramento più avanzato, costoso e sicuro, diffuso soprattutto nel Regno Unito. In questo sistema, i conduttori neutri di protezione e neutri sono separati su tutta la loro lunghezza, il che elimina la possibilità di guasto in caso di incidente sulla linea o di errore nell'installazione del cablaggio elettrico.

Conclusione

Garantire la sicurezza della vita è un compito prioritario per l’individuo, la società e lo Stato. Dal momento della sua apparizione sulla Terra, l'uomo vive e agisce costantemente in condizioni di potenziali pericoli in costante cambiamento. Realizzati nello spazio e nel tempo, i pericoli causano danni alla salute umana, che si manifestano in shock nervosi, malattie, disabilità e morti, ecc. La prevenzione dei pericoli e la protezione da essi sono la cosa più urgente dal punto di vista umano, socioeconomico e problema legale, alla cui soluzione lo Stato non può che essere interessato. Per garantire la sicurezza elettrica, è necessario attuare rigorosamente una serie di misure organizzative e tecniche stabilite dalle regole per la progettazione degli impianti elettrici, dalle regole per il funzionamento tecnico degli impianti elettrici di consumo e dalle regole di sicurezza per il funzionamento degli impianti elettrici di consumo . Pericoloso e effetti dannosi Sulle persone la corrente elettrica, l'arco elettrico e i campi elettromagnetici si manifestano sotto forma di lesioni elettriche e malattie professionali. La sicurezza elettrica nei locali è garantita da metodi tecnici e mezzi di protezione, nonché da misure organizzative e tecniche.

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Introduzione

La messa a terra protettiva (messa a terra) è la misura principale per proteggere le strutture metalliche. Lo scopo principale di questa misura è proteggere l'utente del dispositivo da possibili scosse elettriche in caso di cortocircuito sull'alloggiamento in caso, ad esempio, di scosse elettriche in caso di cortocircuito del filo di fase quando l'isolamento è rotto . In altre parole, la messa a terra è un backup delle funzioni protettive dei fusibili. Non è necessario mettere a terra tutti gli apparecchi elettrici della casa: la maggior parte di essi ha un involucro di plastica affidabile, che a sua volta protegge dalle scosse elettriche. La messa a terra protettiva differisce dalla messa a terra in quanto i corpi delle macchine e dei dispositivi non sono collegati alla "terra", ma al filo neutro messo a terra proveniente dalla sottostazione del trasformatore lungo una linea elettrica a quattro fili. Per garantire la completa sicurezza umana, la resistenza dei conduttori di terra (insieme al circuito) non deve superare i 4 ohm. A questo scopo vengono controllati due volte l'anno (in inverno e in estate) da un apposito laboratorio.

La messa a terra è un collegamento elettrico intenzionale di qualsiasi punto di una rete elettrica, installazione o apparecchiatura elettrica, con un dispositivo di messa a terra.

Il dispositivo di messa a terra è costituito da un elettrodo di terra (una parte conduttiva o un insieme di parti conduttrici interconnesse che sono in contatto elettrico con il terreno direttamente o attraverso un mezzo conduttore intermedio) e un conduttore di terra che collega la parte messa a terra (punto) all'elettrodo di terra . L'elettrodo di terra può essere una semplice barra metallica (molto spesso acciaio, meno spesso rame) o un insieme complesso di elementi dalla forma speciale. La qualità della messa a terra è determinata dal valore della resistenza del dispositivo di messa a terra, che può essere ridotta aumentando l'area degli elettrodi di terra o la conduttività del mezzo - utilizzando molte aste, aumentando il contenuto di sale nel terreno, ecc. La resistenza elettrica del dispositivo di messa a terra è determinata dai requisiti del PUE

Terminologia

· Neutro solidamente messo a terra: il neutro di un trasformatore o generatore, collegato direttamente al dispositivo di messa a terra. Anche l'uscita di una sorgente di corrente alternata monofase o il polo di una sorgente di corrente continua nelle reti a due fili, nonché il punto medio nelle reti CC a tre fili, possono essere collegati a terra in modo solido.

· Neutro isolato - il neutro di un trasformatore o generatore, non collegato a un dispositivo di messa a terra o collegato ad esso tramite un'elevata resistenza di segnalazione, misurazione, protezione e altri dispositivi simili.

Designazioni

Denominazione sui diagrammi (due simboli a destra)

I conduttori di messa a terra di protezione in tutti gli impianti elettrici, nonché i conduttori di protezione neutri negli impianti elettrici con tensioni fino a 1 kV con neutro solidamente messo a terra, comprese le sbarre collettrici, devono avere la designazione della lettera PE (messa a terra di protezione) e una designazione del colore con alternanza longitudinale o strisce trasversali della stessa larghezza (per sbarre da 15 a 100 mm) gialle e verdi. I conduttori funzionanti (neutri) zero sono contrassegnati dalla lettera N e dal colore blu. I conduttori neutri di protezione e di lavoro neutri combinati devono avere la designazione della lettera PEN e una designazione del colore: blu su tutta la lunghezza e strisce giallo-verdi alle estremità.

Designazioni del sistema di messa a terra

La prima lettera nella designazione del sistema di messa a terra determina la natura della messa a terra della fonte di alimentazione:

· T - collegamento diretto del neutro della fonte di alimentazione a terra;

· I - tutte le parti attive sono isolate da terra.

La seconda lettera determina lo stato delle parti conduttrici esposte rispetto alla terra:

· T - le parti conduttrici aperte sono messe a terra, indipendentemente dalla natura del collegamento tra la fonte di alimentazione e la terra;

· N - collegamento diretto delle parti conduttrici aperte dell'impianto elettrico con la rete solidamente messa a terra della fonte di alimentazione.

Le lettere che seguono N attraverso un trattino determinano la natura di questa connessione - il metodo funzionale per costruire i conduttori di protezione zero e di lavoro zero:

· S - le funzioni dei conduttori zero PE protettivo e zero lavoro N sono fornite da conduttori separati;

· C - le funzioni dei conduttori neutri di protezione e di lavoro neutri sono fornite da un conduttore comune PEN.

Funzione protettiva della messa a terra

Principio dell'azione protettiva

L’effetto protettivo della messa a terra si basa su due principi:

· Ridurre la differenza di potenziale tra un oggetto conduttivo messo a terra e altri oggetti conduttivi messi a terra naturalmente a un valore sicuro.

· Scarica della corrente di dispersione quando un oggetto conduttivo messo a terra entra in contatto con un filo di fase. In un sistema adeguatamente progettato, la comparsa di corrente di dispersione porta all'intervento immediato dei dispositivi di protezione (dispositivi differenziali - RCD).

Tipologie di sistemi di messa a terra

Il sistema TN-C (francese Terre-Neutre-Combine) fu proposto dall'azienda tedesca AEG nel 1913. Lo zero di lavoro e il conduttore PE (terra di protezione) in questo sistema sono combinati in un unico filo. Lo svantaggio più grande era la possibilità che la tensione di fase comparisse sugli alloggiamenti degli impianti elettrici in caso di interruzione di emergenza dello zero. Nonostante ciò, questo sistema è ancora presente negli edifici dei paesi dell’ex Unione Sovietica.

Sistema TN-S

Zeri separati in TN-S e TN-C-S

Per sostituire il sistema TN-C condizionatamente pericoloso, negli anni '30 fu sviluppato il sistema TN-S (francese Terre-Neutre-Separe), in cui gli zeri di lavoro e di protezione venivano separati direttamente nella sottostazione e l'elettrodo di terra era piuttosto struttura complessa di raccordi metallici. Pertanto, se lo zero di lavoro veniva interrotto al centro della linea, gli alloggiamenti dell'impianto elettrico non ricevevano la tensione di linea. Successivamente, un tale sistema di messa a terra ha reso possibile lo sviluppo di interruttori differenziali e interruttori automatici di dispersione di corrente in grado di rilevare piccole correnti. Il loro lavoro fino ad oggi si basa sulle leggi di Kirchhoff, secondo le quali la corrente che scorre attraverso il filo di fase deve essere numericamente uguale alla corrente che scorre attraverso lo zero di lavoro.

Il circuito di terra è il dispositivo principale e integrale per proteggere una persona dalle scosse elettriche durante un guasto dell'apparecchio elettrico o un guasto dell'isolamento. Per monitorare le condizioni dell'elettrodo di terra è necessario effettuare misurazioni periodiche, poiché le parti metalliche nel terreno sono soggette a corrosione. Quando le parti metalliche vengono distrutte, la resistenza del circuito diminuisce e smette di svolgere la sua funzione protettiva. In questo articolo esamineremo gli strumenti per misurare la resistenza del terreno.

Panoramica del dispositivo

Il misuratore F4103-M1 controlla il contorno di qualsiasi forma e dimensione geometrica. Aspetto dispositivi mostrati nella foto:

Le caratteristiche tecniche sono riportate in tabella:

Il prossimo nella nostra recensione è un misuratore a lettura diretta resistenza attiva M416. Il dispositivo è testato nel tempo, ha un'elevata precisione e stabilità. Ecco come appare:

Dati tecnici di base:

L'esecuzione del lavoro di misurazione utilizzando m416 è mostrata nel video:

Microprocessore moderno metro L'IS-10 è il prossimo nella nostra recensione. Display LCD, range di misurazione automatico, memoria incorporata delle ultime quaranta misurazioni. Custodia resistente agli urti con protezione IP42. Puoi vedere l'aspetto nella foto qui sotto:

Il dispositivo è progettato per misurare e testare gli elementi di messa a terra utilizzando il metodo a due, tre e quattro fili. Può anche essere utilizzato per verificare la qualità dei collegamenti dei conduttori, ecc.

Le istruzioni operative per il misuratore IS-20/1 più avanzato sono mostrate nel video:

Bene, il nostro elenco di dispositivi per misurare la resistenza del circuito di terra si completa: dispositivo professionale MRU-101. Il dispositivo può misurare la resistività del suolo e adattarsi a un compito specifico attraverso l'analisi e la raccolta di dati. MRU-101 ha una memoria per le ultime quattrocento misurazioni. Aspetto del misuratore:

Di base specifiche tecniche di questo dispositivo:

Recensione video di MRU-101:

Principio di funzionamento dei contatori

La resistenza del terreno si misura secondo la classica legge di Ohm (R=U/I). La sorgente di tensione nel dispositivo fornisce una differenza di potenziale agli elettrodi e viene misurata la corrente che attraversa il dispositivo. Dopo aver ricevuto i dati, il contatore esegue un calcolo e visualizza il risultato. Lo schema seguente mostra il diagramma di misurazione:

La maggior parte delle misurazioni vengono effettuate utilizzando questo metodo o avvicinandosi a questo principio. Seguendo le istruzioni dell'apparecchio in vostro possesso è necessario installare gli elettrodi di misura, distanziati dalla terra principale.

Il lavoro viene eseguito entro un paio di minuti, durante i quali vengono stabilite le letture. Questa procedura viene eseguita separatamente per ciascun elettrodo di terra. Scopri di più su come