Sistema di messa a terra

In un sistema di messa a terra TN, uno dei punti del generatore o del trasformatore è collegato alla terra, di solito il punto stella in un sistema trifase., Il corpo del dispositivo elettrico è collegato con la terra tramite questa connessione di terra al trasformatore.Questa disposizione è uno standard attuale per i sistemi elettrici residenziali e industriali in particolare in Europa.

Il conduttore che collega le parti metalliche esposte dell’impianto elettrico del consumatore è chiamato terra protettiva (PE; vedi anche: Terra). Il conduttore che si collega al punto stella in un sistema trifase, o che trasporta la corrente di ritorno in un sistema monofase, è chiamato neutro (N)., Si distinguono tre varianti dei sistemi TN:

TN-S PE e N sono conduttori separati collegati tra loro solo vicino alla fonte di alimentazione. TN-C Un conduttore a PENNA combinato svolge le funzioni sia di un conduttore PE che di un conduttore N. (su sistemi a 230/400 V normalmente utilizzati solo per reti di distribuzione) La parte TN−C−S del sistema utilizza un conduttore a penna combinato, che a un certo punto viene suddiviso in linee PE e N separate. Il conduttore a PENNA combinato si verifica tipicamente tra la sottostazione e il punto di ingresso nell’edificio e la terra e il neutro sono separati nella testa di servizio., Nel Regno Unito, questo sistema è anche conosciuto come protective multiple earthing (PME), a causa della pratica di collegare il conduttore neutro e di terra combinato attraverso il percorso più breve possibile alle barre di terra locali alla sorgente e ad intervalli lungo le reti di distribuzione a ciascun locale, per fornire sia la messa a terra del sistema che la messa a terra delle apparecchiature in Sistemi simili in Australia e Nuova Zelanda sono designati come neutrali a terra multipla (MEN) e, in Nord America, come neutrali a terra multipla (MGN).,

È possibile avere sia le forniture TN-S che TN-C-S prelevate dallo stesso trasformatore. Ad esempio, le guaine di alcuni cavi sotterranei si corrodono e smettono di fornire buoni collegamenti di terra, e così le case in cui si trovano “cattive terre” ad alta resistenza possono essere convertite in TN-C-S. Ciò è possibile solo su una rete quando il neutro è adeguatamente robusto contro il guasto e la conversione non è sempre possibile. La PENNA deve essere adeguatamente rinforzata contro il guasto, poiché una PENNA a circuito aperto può imprimere la tensione di fase completa su qualsiasi metallo esposto collegato alla terra del sistema a valle della rottura., L’alternativa è fornire una terra locale e convertirla in TT.L’attrazione principale di una rete TN è il percorso di terra a bassa impedenza che consente una facile disconnessione automatica (ADS) su un circuito ad alta corrente in caso di cortocircuito line-to-PE poiché lo stesso interruttore o fusibile funzionerà per guasti L-N o L-PE e non è necessario un RCD per rilevare i guasti di terra.,

TT networkEdit

In un sistema di messa a terra TT (francese: terre-terre), la connessione di terra di protezione per il consumatore è fornita da un elettrodo di terra locale, (a volte indicato come connessione Terra-Firma) e il generatore. Non c’è’ filo di terra ‘ tra i due.L’impedenza del circuito di guasto è più alta e, a meno che l’impedenza dell’elettrodo non sia molto bassa, un’installazione TT dovrebbe sempre avere un RCD (GFCI) come primo isolatore.,

Il grande vantaggio del sistema di messa a terra TT è la ridotta interferenza condotta dalle apparecchiature collegate di altri utenti. TT è sempre stato preferibile per applicazioni speciali come i siti di telecomunicazione che beneficiano della messa a terra senza interferenze. Inoltre, le reti TT non presentano rischi gravi in caso di rottura del neutro. Inoltre, nei luoghi in cui il potere è distribuito overhead, conduttori di terra non sono a rischio di diventare vivo se qualsiasi conduttore di distribuzione overhead essere fratturato da, dire, un albero caduto o ramo.,

Nell’era pre-RCD, il sistema di messa a terra TT era poco attraente per l’uso generale a causa della difficoltà di organizzare una disconnessione automatica affidabile (ADS) in caso di cortocircuito line-to-PE (rispetto ai sistemi TN, dove lo stesso interruttore o fusibile funzionerà per guasti L-N o L-PE). Ma poiché i dispositivi a corrente residua attenuano questo svantaggio, il sistema di messa a terra TT è diventato molto più attraente a condizione che tutti i circuiti di alimentazione CA siano protetti da RCD., In alcuni paesi (come il Regno Unito) il TT è raccomandato per situazioni in cui una zona equipotenziale a bassa impedenza non è pratica da mantenere legando, dove c’è un cablaggio esterno significativo, come le forniture alle case mobili e alcuni ambienti agricoli, o dove un’alta corrente di guasto potrebbe rappresentare altri pericoli, come nei depositi di carburante o nei porti turistici.

Il sistema di messa a terra TT è utilizzato in tutto il Giappone, con unità RCD nella maggior parte delle impostazioni industriali., Ciò può imporre requisiti aggiuntivi su azionamenti a frequenza variabile e alimentatori in modalità commutata che spesso hanno filtri sostanziali che trasmettono rumore ad alta frequenza al conduttore di terra.

IT networkEdit

In una rete informatica (isolé-terre), il sistema di distribuzione elettrica non ha alcun collegamento con la terra o ha solo un collegamento ad alta impedenza.,

ComparisonEdit

Altri terminologiesEdit

Mentre la nazionale di cablaggio norme per gli edifici di molti paesi, seguire la norma IEC 60364 terminologia, in Nord America (Stati Uniti e Canada), il termine “impianti messa a terra” si riferisce alle attrezzature giardino e fili di terra su circuiti, e “elettrodo di terra il conduttore di” è utilizzato per conduttori di legame di una terra di canna (o simili) per un pannello di servizio., “Conduttore a terra” è il sistema “neutro”.Gli standard australiani e neozelandesi utilizzano un sistema di messa a terra PME modificato chiamato Multiple Earthed Neutral (MEN). Il neutro è messo a terra (messa a terra) in ogni punto di servizio del consumatore portando così efficacemente la differenza di potenziale neutro a zero lungo l’intera lunghezza di LV lines.In il Regno Unito e alcuni paesi del Commonwealth, il termine “PNE”, che significa fase-neutro-terra è usato per indicare che tre (o più per connessioni non monofase) conduttori sono utilizzati, cioè, PN-S.,

Resistance-earthed neutral (India)Modifica

Un sistema di terra a resistenza viene utilizzato per l’estrazione mineraria in India secondo le normative Central Electricity Authority. Invece di una connessione solida di neutro a terra, viene utilizzato un resistore di messa a terra neutro (NGR) per limitare la corrente a terra a meno di 750 mA. A causa della limitazione della corrente di guasto è più sicuro per le miniere gassose. Poiché la perdita di terra è limitata, i dispositivi di protezione dalle perdite possono essere impostati a meno di 750 mA . In confronto, in un sistema solidamente collegato a terra, la corrente di guasto a terra può essere tanto quanto la corrente di cortocircuito disponibile.,

La resistenza di messa a terra neutra viene monitorata per rilevare una connessione di terra interrotta e per interrompere l’alimentazione se viene rilevato un guasto.

Dispersione verso terra protectionEdit

Per evitare urti accidentali, corrente circuiti di rilevamento sono utilizzati alla fonte per isolare il potere quando corrente di dispersione superare un certo limite. A questo scopo vengono utilizzati dispositivi a corrente residua (RCD, RCCB o GFCI). In precedenza, viene utilizzato un interruttore di dispersione verso terra. Nelle applicazioni industriali, i relè di dispersione verso terra vengono utilizzati con trasformatori di corrente bilanciati a nucleo separato., Questa protezione funziona nella gamma di milli-Amp e può essere impostata da 30 mA a 3000 mA.

Controllo della connettività di terraEdit

Un filo pilota separato viene eseguito dal sistema di distribuzione / alimentazione delle apparecchiature oltre al filo di terra, per supervisionare la continuità del filo. Questo viene utilizzato nei cavi di trascinamento delle macchine minerarie. Se il filo di terra è rotto, il filo pilota consente a un dispositivo di rilevamento all’estremità della sorgente di interrompere l’alimentazione alla macchina. Questo tipo di circuito è un must per le apparecchiature elettriche pesanti portatili (come LHD (Load, Haul, Dump machine)) utilizzate nelle miniere sotterranee.,

Proprietàmodifica

Costomodifica

• Le reti TN risparmiano il costo di una connessione a terra a bassa impedenza presso il sito di ciascun consumatore. Tale connessione (una struttura metallica sepolta) è necessaria per fornire terra protettiva in ESSO e sistemi TT.
• Le reti TN-C risparmiano il costo di un conduttore aggiuntivo necessario per connessioni N e PE separate. Tuttavia, per mitigare il rischio di neutrali rotti, sono necessari tipi di cavi speciali e molte connessioni a terra.
• Le reti TT richiedono un’adeguata protezione RCD (Ground fault interrupter).,

SafetyEdit

• In TN, è molto probabile che un guasto di isolamento porti ad un’elevata corrente di cortocircuito che innesca un interruttore o un fusibile di sovracorrente e scollega i conduttori L. Con i sistemi TT, l’impedenza del loop di guasto a terra può essere troppo alta per farlo, o troppo alta per farlo entro il tempo richiesto, quindi di solito viene impiegato un RCD (precedentemente ELCB)., Le installazioni TT precedenti possono mancare di questa importante caratteristica di sicurezza, consentendo al CPC (conduttore di protezione del circuito o PE) e forse alle parti metalliche associate alla portata delle persone (parti esposte-conduttive e parti estranee-conduttive) di eccitarsi per lunghi periodi in condizioni di guasto, il che è un pericolo reale.
• Nei sistemi TN-S e TT (e in TN-C-S oltre il punto di divisione), un dispositivo a corrente residua può essere utilizzato per una protezione aggiuntiva., In assenza di qualsiasi guasto di isolamento nel dispositivo consumer, l’equazione IL1+IL2+IL3+IN = 0 tiene, e un RCD può scollegare l’alimentazione non appena questa somma raggiunge una soglia (tipicamente 10 mA – 500 mA). Un errore di isolamento tra L o N e PE attiverà un RCD con alta probabilità.
• Nelle reti IT e TN-C, i dispositivi a corrente residua hanno meno probabilità di rilevare un guasto di isolamento., In un sistema TN-C, sarebbero anche molto vulnerabili all’innesco indesiderato dal contatto tra conduttori di terra di circuiti su diversi RCD o con terra reale, rendendo così il loro uso impraticabile. Inoltre, gli RCD di solito isolano il nucleo neutro. Poiché non è sicuro farlo in un sistema TN-C, gli RCD su TN-C dovrebbero essere cablati per interrompere solo il conduttore di linea.,
• Nei sistemi monofase single-ended in cui la terra e il neutro sono combinati (TN-C e la parte dei sistemi TN-C-S che utilizza un nucleo neutro e terra combinato), se c’è un problema di contatto nel conduttore della PENNA, tutte le parti del sistema di messa a terra oltre la rottura saliranno al potenziale del conduttore L. In un sistema multifase sbilanciato, il potenziale del sistema di messa a terra si sposterà verso quello del conduttore di linea più caricato. Tale aumento del potenziale del neutro oltre la rottura è noto come inversione neutra., Pertanto, le connessioni TN-C non devono passare attraverso connessioni spina/presa o cavi flessibili, dove c’è una maggiore probabilità di problemi di contatto rispetto al cablaggio fisso. C’è anche un rischio se un cavo è danneggiato, che può essere mitigato dall’uso della costruzione concentrica del cavo e di più elettrodi di terra., A causa della (piccola) con il rischio della perdita del neutro di sensibilizzazione ‘messa a terra’ in metallo opera di un pericoloso potenziale, accoppiato con l’aumento del rischio di scossa dalla vicinanza a buon contatto con la vera terra, l’uso di TN-C-S forniture è vietato nel regno UNITO per roulotte e banchina di barche, e fortemente sconsigliato l’uso su allevamenti all’aperto e cantieri, e in tali casi è consigliabile fare tutto all’aperto cablaggio TT con RCD separata e un elettrodo di terra.,
• Nei sistemi IT, è improbabile che un singolo errore di isolamento causi il flusso di correnti pericolose attraverso un corpo umano a contatto con la terra, poiché non esiste un circuito a bassa impedenza per il flusso di tale corrente. Tuttavia, un primo errore di isolamento può effettivamente trasformare un sistema IT in un sistema TN, e quindi un secondo errore di isolamento può portare a pericolose correnti del corpo. Peggio ancora, in un sistema multifase, se uno dei conduttori di linea entrasse in contatto con la terra, causerebbe l’aumento degli altri nuclei di fase alla tensione di fase relativa alla terra piuttosto che alla tensione di fase neutra., I sistemi IT sperimentano anche sovratensioni transitorie più grandi rispetto ad altri sistemi.
• Nei sistemi TN-C e TN-C-S, qualsiasi connessione tra il nucleo neutro e terrestre combinato e il corpo della terra potrebbe finire per trasportare una corrente significativa in condizioni normali e potrebbe trasportare ancora di più in una situazione neutra rotta. Pertanto, i principali conduttori di legame equipotenziale devono essere dimensionati tenendo presente questo; l’uso di TN-C-S è sconsigliabile in situazioni come le stazioni di servizio, dove c’è una combinazione di metalli molto sepolti e gas esplosivi.,

Compatibilità elettromagneticamodifica

• Nei sistemi TN-S e TT, il consumatore ha una connessione a terra a basso rumore, che non soffre della tensione che appare sul conduttore N come risultato delle correnti di ritorno e dell’impedenza di quel conduttore. Questo è di particolare importanza con alcuni tipi di apparecchiature di telecomunicazione e di misura.
• Nei sistemi TT, ogni consumatore ha la propria connessione a terra e non noterà alcuna corrente che possa essere causata da altri consumatori su una linea PE condivisa.,

RegulationsEdit

• Nel codice elettrico nazionale degli Stati Uniti e nel codice elettrico canadese, l’alimentazione dal trasformatore di distribuzione utilizza un conduttore neutro e di messa a terra combinato, ma all’interno della struttura vengono utilizzati conduttori di terra neutri e protettivi separati (TN-C-S). Il neutro deve essere collegato a terra solo sul lato alimentazione dell’interruttore di sezionamento del cliente.
• In Argentina, Francia (TT) e Australia (TN-C-S), i clienti devono fornire i propri collegamenti di terra.,
• Gli apparecchi in Giappone devono essere conformi alla legge PSE e il cablaggio degli edifici utilizza la messa a terra TT nella maggior parte delle installazioni.
• In Australia, viene utilizzato il sistema di messa a terra neutro multiplo (MEN) ed è descritto nella Sezione 5 di AS / NZS 3000. Per un cliente LV, si tratta di un sistema TN-C dal trasformatore in strada ai locali, (il neutro è collegato a terra più volte lungo questo segmento), e un sistema TN-S all’interno dell’installazione, dal centralino principale verso il basso. Considerato nel suo complesso, è un sistema TN-C-S.,
• In Danimarca il regolamento sull’alta tensione (Stærkstrømsbekendtgørelsen) e in Malesia l’Ordinanza sull’elettricità del 1994 stabilisce che tutti i consumatori devono utilizzare la messa a terra TT, anche se in rari casi può essere consentito il TN-C-S (utilizzato allo stesso modo degli Stati Uniti). Le regole sono diverse quando si tratta di aziende più grandi.
• In India secondo i regolamenti Central Electricity Authority, CEAR, 2010, rule 41, è prevista la messa a terra, il filo neutro di un sistema a 3 fasi e 4 fili e il terzo filo aggiuntivo di un sistema a 2 fasi e 3 fili. La messa a terra deve essere effettuata con due connessioni separate., Il sistema di messa a terra deve anche avere un minimo di due o più pozzi di terra (elettrodi) per garantire una migliore messa a terra corretta. Secondo la regola 42, l’installazione con carico collegato superiore a 5 kW superiore a 250 V deve disporre di un dispositivo di protezione contro le perdite a terra adatto per isolare il carico in caso di guasto o perdita a terra.

Esempi applicativimodifica

• Nelle aree del Regno Unito in cui il cablaggio sotterraneo è prevalente, il sistema TN-S è comune.
• In India LT fornitura è generalmente attraverso il sistema TN-S. Neutro è doppia messa a terra ad ogni trasformatore di distribuzione., I conduttori neutri e di terra funzionano separatamente sulle linee di distribuzione aeree. Per il collegamento a terra vengono utilizzati conduttori separati per linee aeree e armature di cavi. Elettrodi/pozzi di terra aggiuntivi sono installati a ciascuna estremità dell’utente per fornire un percorso ridondante verso la terra.
• La maggior parte delle case moderne in Europa hanno un sistema di messa a terra TN-C-S. Il neutro combinato e la terra si verificano tra la sottostazione di trasformazione più vicina e il servizio tagliato (il fusibile prima del contatore). Dopo questo, i nuclei di terra e neutri separati vengono utilizzati in tutti i cablaggi interni.,
• Le vecchie case urbane e suburbane nel Regno Unito tendono ad avere forniture TN-S, con il collegamento a terra consegnato attraverso la guaina di piombo di un cavo sotterraneo di piombo e carta.
• Case più vecchie in Norvegia utilizza il sistema IT mentre le case più recenti utilizzano TN-C-S.
• Alcune case più vecchie, in particolare quelle costruite prima dell’invenzione di interruttori di corrente residua e reti locali cablate, utilizzano una disposizione TN-C interna. Questa pratica non è più raccomandata.,
• I locali di laboratorio, le strutture mediche, i cantieri, le officine di riparazione, le installazioni elettriche mobili e altri ambienti forniti tramite generatori di motori in cui vi è un aumentato rischio di guasti di isolamento, utilizzano spesso una disposizione di messa a terra INFORMATICA fornita dai trasformatori di isolamento. Per mitigare i problemi di due guasti con i sistemi IT, i trasformatori di isolamento dovrebbero fornire solo un piccolo numero di carichi ciascuno e dovrebbero essere protetti con un dispositivo di monitoraggio dell’isolamento (generalmente utilizzato solo da sistemi IT medici, ferroviari o militari, a causa dei costi).,
• Nelle aree remote, dove il costo di un conduttore aggiuntivo PE supera il costo di una connessione di terra locale, le reti TT sono comunemente utilizzate in alcuni paesi, specialmente nelle proprietà più vecchie o nelle aree rurali, dove la sicurezza potrebbe altrimenti essere minacciata dalla frattura di un conduttore PE sopraelevato da, ad esempio, un ramo di un albero caduto. Le forniture TT a singole proprietà sono osservate anche nei sistemi TN-C-S per lo più in cui una singola proprietà è considerata inadatta per la fornitura di TN-C-S.,
• In Australia, Nuova Zelanda e Israele è in uso il sistema TN-C-S; tuttavia, le regole di cablaggio stabiliscono che, inoltre, ogni cliente deve fornire una connessione separata alla terra, tramite un elettrodo di terra dedicato. (Anche i tubi metallici dell’acqua che entrano nei locali del consumatore devono essere “incollati” al punto di messa a terra del quadro/pannello di distribuzione.) In Australia e Nuova Zelanda la connessione tra la barra di terra di protezione e la barra neutra sul centralino/pannello principale è chiamata Collegamento neutro a terra multiplo o collegamento MEN., Questo collegamento degli UOMINI è smontabile per gli scopi di prova dell’installazione, ma è collegato durante il servizio normale da un sistema di bloccaggio (controdadi per esempio) o da due o più viti. Nel sistema MEN, l’integrità del Neutro è fondamentale. In Australia, le nuove installazioni devono anche legare il calcestruzzo di fondazione re-enforcing sotto le aree umide al conduttore di terra protettivo (AS3000), in genere aumentando le dimensioni della messa a terra (cioè riducendo la resistenza) e fornendo un piano equipotenziale in aree come i bagni., Nelle installazioni più vecchie, non è raro trovare solo il legame del tubo dell’acqua, ed è permesso rimanere come tale, ma l’elettrodo di terra aggiuntivo deve essere installato se viene eseguito un lavoro di aggiornamento. Il conduttore di protezione Terra/neutro in ingresso è collegato a una barra neutra (situata sul lato del cliente della connessione neutra del contatore elettrico) che viene quindi collegata tramite il collegamento UOMO del cliente alla barra di Terra – oltre questo punto, i conduttori di protezione Terra e neutro sono separati.