Sette motivi per mettere a terra una parte metallica

Perché una parte metallica deve essere collegata al cavo PE?

CONSIDERAZIONI:

Prima di tutto dobbiamo chiarire perché un pezzo di metallo deve essere collegato a terra! In realtà ci sono 7 ragioni: vediamole una per una.

Una Massa è una parte metallica appartenente all’impianto elettrico che può entrare in tensione nel caso di un guasto, ad esempio una perdita di isolamento dell’avvolgimento statorico di un motore. In questo caso la carcassa del motore assumerà una tensione verso terra che dipende dalla tensione nominale della distribuzione elettrica. Per esempio, la carcassa di un motore a 460 Volt (cioè una distribuzione elettrica di 480Y/277 V ac), in caso di guasto franco a terra, assumerà una tensione verso terra pari a 277 V ac (in Europa, il sistema elettrico è normalmente a 400 V ac e la tensione veso terra è 230 V ac). Si tratta di una tensione pericolosa e se una persona tocca la carcassa del motore (massa), è soggetta a una scossa elettrica. Per evitare gravi conseguenze, la massa del motore deve essere dotata di un collegamento equipotenziale, ovvero collegata alla barra di terra interno quadro (si dice in gergo comune “la carcassa deve essere Messa a Terra”).

Una massa estranea è una parte metallica, non appartenente all’impianto elettrico (per esempio uno scambiatore di calore in un impianto industriale, o il calorifero di ghisa in una casa) che può introdurre il potenziale di terra nella zona dove un operatore sta lavorando.

Se l’operatore tocca sia la carcassa del motore che lo scambiatore, mentre la massa del motore è soggetta a un guasto, poiché la maggior parte della corrente fluirà attraverso la massa estranea, invece che attraverso la persona, questa si trova in una situazione pericolosa, anche se la massa è stata correttamente collegata a terra. Questa è la ragione per cui lo scambiatore di calore deve essere collegato insieme, alla carcassa del motore, mediante un collegamento equipotenziale.

Per creare un sistema TN-S o TN-C, il comune sul lato bassa tensione di un trasformatore MT/BT deve essere messo a terra (grounding in USA o Canada, earthing Regno Unito e resto del mondo).

Un sistema di protezione contro i fulmini (LPS) deve essere “Messo a Terra” al fine di disperdere la corrente di fulmine in modo sicuro verso terra.

Lo scopo di un LPS esterno è quello di proteggere la struttura da un fulmine diretto, fornendo un punto di attacco preferenziale, per condurre e disperdere la corrente del fulmine.

I’LPS esterno ha lo scopo di intercettare i lampi diretti del fulmine verso la struttura, compresi i lampi sul lato della struttura, e di condurre la corrente del fulmine dal punto di impatto a terra. LPS esterno ha anche lo scopo di disperdere questa corrente nella terra senza causare danni termici o meccanici, o scintille pericolose che possono innescare incendi o esplosioni.

Il collegamento verso terra può ridurre le interferenze elettromagnetiche. Uno dei vantaggi nell’uso di una guaina metallica come conduttore di terra e come canalina di cablaggio è che qualsiasi rumore elettrico emanato nell’impianto elettrico viene eliminato. Il condotto agisce come uno schermo per il flusso elettromagnetico, che viene intrappolato all’interno dello schermo e non si irradia all’esterno dell’involucro. Questo è di particolare rilevanza nei moderni sistemi elettrici in cui l’uso di semiconduttori di potenza crea un flusso di corrente armonica attraverso il sistema, così come una tensione di linea, che può agire come fonte di rumore per radiazione dai conduttori di potenza elettrica. Quando i conduttori che alimentano tali apparecchiature sono racchiusi in una canalina metallica, tali interferenze elettromagnetiche (EMI) vengono automaticamente soppresse.

L’elettricità statica può essere molto pericolosa, specialmente in luoghi classificati (ATEX). In certe circostanze, una scarica elettrostatica può creare una scintilla che avvia un incendio o innesca un’esplosione. L’esplosione che ha distrutto l’Hindenburg, per esempio, si crede sia stata causata da una scarica elettrostatica. Di conseguenza, molti processi/operazioni industriali devono essere accuratamente controllati per minimizzare la possibilità che l’elettricità statica scateni un incidente con gravi conseguenze.

Per ridurre il rischio di accumulo di cariche elettrostatiche, tutti gli oggetti conduttivi e dissipativi dovrebbero essere collegati insieme e messi a terra. Questo garantisce l’esistenza di un percorso a impedenza relativamente bassa verso terra, in modo che le cariche elettrostatiche vengano automaticamente scaricate a terra. Si noti che la resistenza massima che garantisce la sicurezza è di circa 1 MΩ!

Il “comune” del trasformatore di comando in un macchinario deve essere collegato alla barra di terra del rispettivo quadro per evitare il malfunzionamento dei circuiti di comando in caso di guasto, come indicato nel disegno. Nell’esempio, uno dei due poli del trasformatore e tutte le parti metalliche che contengono i circuiti di controllo, anche in caso di sorgenti a bassissima tensione, sono collegate a terra. Così facendo, quando si verifica il primo guasto a terra nel campo, come indicato nella figura, la protezione da sovracorrente “I >” apre il circuito e mette la macchina in uno stato sicuro.

Per decidere se una parte metallica deve essere dotata di collegamento equipotenziale o messa a terra, è necessario considerare tutti questi sette motivi. Se nessuna di queste situazioni è applicabile, non bisogna metterla a terra! La regola che “tutte le parti metalliche che possono assumere un potenziale pericoloso debbano essere messe a terra” è fuorviante e comporta dei costi senza miglioramento della sicurezza. Anzi! collegare una parte metallica a terra, senza ragione, comporta un peggioramento della sicurezza, dato che, in caso di guasto in una parte dell’impianto, anche tale parte metallica, assume un potenziale pericoloso.

Seguite le sette regole per la messa a terra e la vostra installazione sarà sicura e ottimizzata!