Apparecchiature per la verifica degli impianti di messa a...

Verifiche su impianti di Terra

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Apparecchiature per la verifica degliimpianti di messa a terra e modalità d’uso

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Principale normativa inerente impianti di messa a terraImpianti elettrici•CEI 99-2 (IEC EN 61936-1)•CEI 99-3 (EN 50522)•CEI 64-8/6 + Variante V1 – Parte 4 e 6•CEI 81-10/3 (IEC EN 62305-3 – Prot. scariche atm.)

•Guida CEI 64-14 (guida ver. impianti utilizzatori)•Guida CEI 0-14 (guida ver. DPR 462/01)

Strumentazione per verifica sicurezza elettrica (< 1kV~)•CEI 85-22 (IEC EN 61557-1)•CEI 85-2x (IEC EN 61557-4 , 61557-5, 61557-6)

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Definizioni – Verifica (CEI 64-8/6)6.3.1 VerificaInsieme delle operazioni mediante le quali si accerta la rispondenza alle prescrizioni

della (presente) Norma dell’intero impianto elettrico.NOTA: La verifica comprende esame a vista, prove e rapporto di verifica.

6.3.3 ProvaEffettuazione di misure o di altre operazioni sull’impianto elettrico mediante le quali si

accerta l’efficienza dello stesso impianto elettrico.NOTA: La misura comporta l’accertamento di valori mediante appropriati strumenti,

cioè valori non riscontrabili con l’esame a vista.

6.3.4 RapportoRegistrazione dei risultati dell’esame a vista e delle prove.

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Prove (CEI 64-8/6)61.3.1 Generalità..Gli strumenti di misura e gli apparecchi di controllo devono essere

conformi alle Norme della serie IEC EN 61557 (CEI 85-xx).Se si usano altri strumenti di misura od altri apparecchi di controllo, essi

non devono avere caratteristiche e grado di protezione inferiori.

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Principali Prove inerenti impianti di messa a terra

Descrizione Prova CEI99-2

CEI99-3

CEI64-8/6

CEI64-14

Continuità conduttori di terra, prot. ed equip. Resistenza di terra Resistività del terreno Tensione di contatto Tensione di passo

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Prova della continuità dei conduttori di terra, protezione ed equipotenziali - (CEI 85-25)

Deve essere•sempre eseguita come prima prova (CEI 64-14)•eseguita con un strumento (CEI 85-25):

o con una tensione a vuoto compresa tra 4 V e 24 V in c.c. o in c.a.o in grado di erogare almeno 0,2 A su 2 Ωo avente un campo di misura compreso fra 0,2 Ω e 2 Ωo in grado di eseguire l'inversione della polarità dei terminali di prova

(meglio se automatica)

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Prova della continuità dei conduttori di terra, protezione ed equipotenziali - Osservazioni

• La misura è tipicamente effettuata "a 2 fili" per cui è necessario effettuare un "azzeramento" della resistenza dei cavi di misura

• Se la misura è effettuata in c.a. è consigliabile svolgere completamente la matassa dei cavi di misura per evitare variazioni dell’impedenza dei cavi stessi che inficerebbero l'azzeramento precedentemente eseguito.

• Le norme citate non indicano un predeterminato valore di resistenza la prova di continuità non serve a misurare la resistenza, ma solo a valutare l’esistenza o meno della continuità elettrica, ovvero ad accertare l’integrità dei circuiti di protezione.

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Prova della continuità dei conduttori di terra, protezione ed equipotenziali

Tale controllo deve essere effettuato:• tra il dispersore (se accessibile) ed il collettore di terra;• tra i vari collettori di terra;• tra le masse ed i collettori di terra;• tra le masse estranee fra di loro e verso le masse.

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Prova della continuità dei conduttori di terra, protezione ed equipotenziali - IOP

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Prova della continuità dei conduttori di terra, protezione ed equipotenziali - Risultati

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Misura Resistenza di Terra (CEI 85-26)Deve essere eseguita con un strumento:• che non eroghi componenti continue• che non introduca potenziali pericolosi durante la prova :o Tensione a vuoto < 50V(*) oppureo Tensione a vuoto > 50V(*) e corrente c.to < 3.5mA oppureo Disconnessione automatica entro limiti IEC 61010-1

• la cui precisione resti entro i limiti specificati in presenza di:o disturbi a 16 2/3Hz, 50Hz, 60Hz, 400Hzo Resistenza delle sonde ausiliarie entro 100 x RE ( 50k)

• che evidenzi la condizione per cui la resistenza delle sonde ausiliarie utilizzate per la misura ecceda i limiti previsti

(*) per zone agricole la Norma CEI 85-26 indica che non si dovrebbero superare i 25V

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Misura Resistenza di Terra (CEI 64-14)Distingue fra:• Impianti di piccole dimensioni - Dato che non indica né suggerisce valore

per la corrente di prova, può essere visto con un caso particolare di quanto indicato dalla CEI 85-26

• Impianti di grandi dimensioni - Individua "per prassi consolidata e per analogia alle misure di passo-contatto" uno strumento:

o che eroghi circa 5A (*) in prove su sistemi di II categoriao che eroghi circa 50A (*) in prove su sistemi di III categoria

(*) per le misure di passo-contatto sono ammessi anche valori inferiori di corrente purchè sia verificata la linearità.

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Misura Resistenza di Terra (CEI 99-3)Non va eseguita su sistemi di Terra Globale.Fornisce 4 esempi di metodologia di misura:a. Metodo per caduta di tensione (o voltamperometrico):

• Dato che non indica né suggerisce valore per la corrente di prova, può essere visto con un caso particolare di quanto indicato dalla CEI 85-26

• Suggerisce una frequenza max di 150Hz per la misurab. Metodo della misura da alta frequenza

• Come sopra con frequenza più elevata.• Utile specialmente per misura della messa a terra del singolo traliccio

senza disconnettere la fune di guardia.c. Metodo di iniezione di corrente di valore elevato

• simile a quanto indicato dalla CEI 64-14 per impianti di "grandi" dim.• Frequenza prossima a quella di rete

d. Metodo di misura delle singole resistenze dei dispersori• si basa sull'ipotesi di dispersori indipendenti

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Misura della Resistenza di Terra- Osservazioni• La norma CEI 82-26:o NON impone vincoli sulla frequenza di provao NON impone vincoli sulla corrente minima per la provao NON entra nel merito dell’esecuzione pratica della misura

• La norma 99-3 e la guida CEI 64-14:o "suggeriscono" valori per la corrente di prova per impianti di grandi

dimensionio NON impongono vincoli sulla frequenza di provao forniscono istruzioni pratiche per la misura

Occorre fare un "collage" di indicazioni/requisiti

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Misura della Resistenza di Terra- OsservazioniRiassumendo le varie indicazioni desunte dalle norme, si possono "estrapolare" le CT di uno strumento per la misura della resistenza di Terra:

•deve garantire la sicurezza secondo uno dei punti indicati dalla 85-26

•strumento a 3 o 4 terminali (3 terminali "azzeramento" cavi)

•la frequenza di prova >0Hz e < 150Hz (conviene che sia Hz

•il valore della corrente di prova non è strettamente vincolante (specialmente se la frequenza di prova Hz).

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Misura della Resistenza di Terra- Osservazioni

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Misura della Resistenza di Terra - IOPTale controllo va effettuato:• con l’impianto in condizioni di esercizio;• senza particolari vincoli dettati dal meteo• (se non è nota a priori la "forma" dell'impianto di terra) con la sonda di

corrente posta a:o impianti piccole dim.: 4 volte la dimensione max dell'impianto Do impianti grandi dim.: > 1 volta la dimensione max dell'impianto D +

"verifica del punto di flesso"• (se la "forma" dell'impianto di terra è "rettangolare") con la sonda di

corrente posta ortogonalmente alla dimensione max ed ad una distanza:o impianti piccole dim.: > 4 volte la "larghezza" Do impianti grandi dim.: > 1 volta la "larghezza" D

Per aumentare corrente di prova si possono porre in parallelo + sonde di corrente

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Misura della Resistenza di Terra

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Misura della Resistenza di Terra

x

E H

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Misura della Resistenza di Terra - IOPVerifica del corretto posizionamento del dispersore di corrente

• Ricerca punto di flesso : spostare x (es: ± 2%L) ed eseguire 2 nuove misure. I risultati dovrebbero essere molto simili (Es: entro 2%)

• Verifica della resistenza del picchetto Rp:o si scambiano fra loro i terminali E ed H e si misura Rpo si calcola il valore teorico di Rp

o i due valori dovrebbero essere simili (Es: entro 10%)

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Misura della Resistenza di Terra - Risultati

Tensione di Terra (UE)

Resistenza disp. ausiliari

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Misura della Tensione di contattoDistinzione fra guasti lato BT o MT

• Guasti lato BTCT strumentazione/prove descritte da:o CEI 85-29o Guida CEI 64-14

• Guasti lato AT CT strumentazione/prove descritte da:o Guida CEI 64-14o CEI 99-3

Misura della Tensione di contatto a vuotoMisura della Tensione di contatto "reale"

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Misura Tensione di contatto (CEI 64-14 / CEI 99-3)

La misura viene effettuata nelle ordinarie condizioni difunzionamento, facendo disperdere nel dispersore in esameuna corrente di valore noto e rilevando sulle masse e sullemasse estranee le tensioni che nascono fra le stesse edappositi elettrodi.

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Misura Tensione di contatto (CEI 64-14 / CEI 99-3)Le CT possono essere riassunte in 2 unità (meglio se separate):• Voltmetro:o con impedenza di ingresso:

1000 (misura diretta) oppure con impedenza elevata (> 40k - misura presunta)

o sonda di tensione (mano): elettrodo a punta in grado di forare un rivestimento di vernice (non l’isolamento).

o sonde di tensione (piedi): 2 piastre 200cm2 connesse fra loro ad 1m, base in feltro+sol. salina, premuti con 250N oppure 1 picchetto infisso per almeno 0,2m. (NO per calcestruzzo,ecc..)

• Sorgente di corrente elettricamente separata (trasformatore)o frequenza prossima a quella di rete (CEI 99-3)o in grado di erogare circa 5A (*) in prove su sistemi di II categoriao in grado di erogare circa 50A (*) in prove su sistemi di III categoriao Dispersore ausiliario di corrente posto ad almeno 4 volte la dimensione

max dell'impianto(*) = prassi consolidata. Sono ammesse correnti inferiori se è verificata la linearità.

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Misura Tensione di contatto

Scopo: simulazione dell'andamento del potenziale di terra in presenza di unguasto a Terra in AT

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Misura Tensione di contatto

• distanza L (>4D) tale da "simulare" l'andamento del potenziale di guasto all'interno della area di misura C

• non c'è ricerca del "flesso"

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Misura Tensione di contatto - OsservazioniLa norma 99-3 e la guida CEI 64-14:•forniscono istruzioni pratiche per la misura

•"suggeriscono" valori per la corrente di prova

•NON impongono un valore per la frequenza di prova:o conviene che sia 50Hzo se la frequenza = 50Hz potrebbero essere

necessarie tecniche di riduzione dei disturbi (es: metodo di Erbacher)

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Misura Tensione di contatto - IOP

L’indagine sui valori delle tensioni di contatto deve esserecondotta sulle masse e masse estranee, con la dovutaattenzione ai punti dove può venire a mancarel’equipotenzialità della zona interessata.

In particolare, si devono controllare le tensioni di contatto sulle masse esterne all’area del dispersore e sulle masse estranee (tubazioni, rotaie, ecc.) uscenti dal dispersore, ai fini del trasferimento delle tensioni all’esterno dell’area dell’impianto di terra (potenziali trasferiti).

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Misura Tensione di contatto - IOP

L'elettrodo/elettrodi (piedi) devono essere collocato ad una distanza di 1 m dalle parti metalliche in esame.

In caso di terreno in calcestruzzo od asciutto, le piastre dovrebbero essere posate su una soluzione salina.

L’elettrodo a punta per la simulazione della mano, deve essere in grado di forare con certezza un rivestimento di vernice (non l’isolamento).

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Misura Tensione di contatto - IOPUn voltmetro ad alta impedenza misura la Tensione di contatto "a vuoto" (UVTP) che è sicuramente a favore della sicurezza (a volte "troppo").

In realtà la tensione a cui sarebbe soggetto il corpo umano è la tensione UVTP ridotta dal partitore costituito da Impedenza corpo (ZT) + resistenze addizionali (RF)RF1 = Resistenza calzatureRF2 = 1,5 x S x m-1(resistività superficiale del terreno)

Nota UTP si può ricavare il valore dellaTensione limite per la Tensione UVTP

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Misura Tensione di contatto - IOP

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Misura Tensione di passo - Osservazioni

La misura va fatta solo in casi particolari, tenendo conto che per avere la stessa probabilità di fibrillazione ventricolare bisogna applicare tra i piedi una tensione circa 30 volte superiore alla tensione mano sinistra-piedi.

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Misura della Resistività

• Ha lo scopo di individuare le caratteristiche diconducibilità del terreno

• E' un parametro importante per:

o progettare l'impianto di messa a terra

o calcolare le resistenze addizionali

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Misura della Resistività - IOP

• Metodo WennerStrumento a 4 fili

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Grazie per l’attenzione