Norme CEI 64-12

1. Norme CEI 64-12 Guida per l’esecuzione dell’impianto di terra negli edifici per uso residenziale e terziario

2. Costituzione di un impianto di terra • dispersori • conduttori di terra • collettori o nodi principali di terra • conduttori di protezione • conduttori equipotenziali principali • conduttori equipotenziali supplementari

3. PE MASSA MASSA PE PE Tubazioni bagno EQS EQS Tubazioni bagno EQP COLLETTORE PRINCIPALE H2O GAS MASSE ESTRANEE CT CT EQP DISPERSORE INTENZIONALE DISPERSORE NATURALE

4. Scopo dell’impianto di terra • Protezione mediante interruzione automatica della alimentazione • Assicurare equipotenzialità

5. Efficacia di un impianto di terra • Essere affidabile e di lunga durata • Avere resistenza tale da provocare l’intervento del dispositivo di protezione nei tempi molto brevi richiesti

6. Dispersore (caratteristiche) • resistenza ( dimensionata secondo il tipo di guasto) • costituito da elementi metallici posati nel terreno ed a contatto con esso • naturali (ferri di fondazione, tubazioni ecc.) • intenzionali ( verticali, orizzontali, ad anello, a maglia)

7. Tipologia dei conduttori • Conduttori di terra ( fra il dispersore ed il collettore principale) • PE Conduttore di protezione, fra il collettore e le masse • EQP Equipotenziale principale fra il collettore e le masse estranee • EQS Equipotenziale supplementare (in alcuni ambienti)

8. Ispezionabilità e controllabilità L’interruzione del conduttore di protezione o del conduttore di terra o di quello equipotenziale non può venire segnalata. Occorre quindi che l’impianto possa venire controllato spesso; e misurato alle scadenze previste. Deve quindi essere accessibile

9. Importanza dell’equipotenzialità • E’ l’unico sistema in grado di assicurare la protezione da tensioni pericolose provenienti dall’esterno dell’impianto • L’interruzione automatica protegge da guasti interni ma è inefficacecontro guasti introdotti da altri impianti tramite masse estranee • Pericolo principale in costruzioni civili è nei locali da bagno

10. Il guasto in un appartamento senza differenziale si ripercuote su appartamento con differenziale e PE ( ma senza equipotenziale) Lavabo PE Alimentazione Scarico Elettrodomestico Alimentazione Scarico

11. Funzione dell’impianto di terra Assume aspetti diversi per impianti alimentati: • da sistemi di I categoria ( in bassa tensione fino a 1.000 V) Collegamento tipico TT • da sistemi di II categoria ( in media tensione fino a 30 kV) Collegamento tipico TN

12. Sistemi di I categoria (TT)Percorso della corrente di guasto L1 L2 L3 N Puntodi consegna Id

13. Sistemi di I categoria (TT) • La corrente di terra è fortemente limitata dalla resistenza di terra dell’impianto utilizzatore e della cabina • Non raggiunge un valore tale da far intervenire nei tempi richiesti i dispositivi di protezione contro le sovracorrenti • Occorre un differenziale • Non occorre bassa resistenza di terra

14. Sistemi di II categoria (TN) Punto di consegna Rete MT neutro isolato L1 Cabina AT/MT Cabina MT/bt L2 L3 N PE Percorso della corrente di guasto lato bt Capacità distribuita della linea Percorso della corrente di guasto lato MT

15. Guasto lato b.t. • La corrente di guasto interessa il conduttore di fase ed il conduttore di protezione • La corrente non interessa praticamente il dispersore • L’impianto di terra (PE) assicura la chiusura su un circuito a bassissima impedenza • L’impianto di terra (EQP ed EQS) assicura l’equipotenzialità delle masse e delle masse estranee

16. Guasto lato M.T. • Il dispersore è direttamente interessato alla chiusura del circuito di guasto • La tensione delle masse dipende dalla corrente di terra lato M.T. e dalla resistenza • Corrente di terra e tempo di intervento sono parametri del sistema, forniti dall’ENEL • Interessa dispersore a bassa resistenza e corretta geometria

17. Determinazione della resistenza di terra Rt • Nei sistemi TT devono essere rispetttate le Norme CEI 64-8 • Nei sistemi TN (lato M.T.) devono essere rispettate le Norme CEI 11.1

18. Sistema TT DETERMINAZIONE DELLA Ia NO SI PROT. DIFF. ? Ia = corrente intervento contro sovracorrenti entro 5 sec o istantanea Ia = I Diff. AMBIENTI PARTICOLARI ? Uso medico Cantieri Ricovero animali SI NO Rt<=25/Ia Rt<=50/Ia

19. Esempi TT • I diff. = 0,5 A Rt = 50/0,5 = 100 Ohm • I int. = 16 A, I funzionamento entro 5 sec = 90 A; Rt=50/90 = 0,56 Ohm

20. Tempi massimi di interruzione per i sistemi TN Uo (Volt) Tempo di interruzione (secondi) normale cantieri 120 0,8 0,4 230 0,4 0,2 400 0,2 0,06 > 400 0,1 0,02

21. Sistemi TN L’ENEL fornisce 2 grandezze: • Valore della corrente di guasto a terra (Ig) • Tempo di eliminazione del guasto (t)

22. Tensioni di contatto

23. NOTA • Il valore della corrente di guasto lato MT può essere calcolato con la seguente formula: Ig = U (0,003 L1 + 0,2 L2) dove U = Tensione nominale della rete in kV L1 = lunghezza in km delle linee aeree L2 = lunghezza in km delle linee in cavo

24. Esempio di calcolo Dati : Corrente di guasto Ig = 150 A Tempo di intervento t = 0,7 sec Tensione massima U = 85 x 1,2 = 102 V Resistenza massima ammessa Rt = 102/150 = = 0,68 Ohm

25. Dati di progetto • Analisi del sito ( resistività del terreno) • Limiti di estensione (possibilmente entro il perimetro della proprietà) • Corrosività del terreno ( per agenti chimici, coppie galvaniche e correnti vaganti)

26. Scelta della configurazioneImpostazione generale • Motivi tecnici (raggiungere valore calcolato e buona equipotenzialità) • Motivi economici (evitare spreco di materiale - Facile in TT) • Motivi ambientali ( presenza di rocce o terreni ad elevata resistività)

27. Criteri di scelta SI DISPONIBILI DISPERSORI DI FATTO IN QUANTITA’ SUFFICIENTE NO REALIZZARE DISPERSORE CON SOLO ELEMENTI DI FATTO PREVEDERE ANCHE ELEMENTI INTENZIONALI SI NO LO STRATO SUPERFICIALE DEL TERRENO HA BASSA RESISTIVITA’ COMPLETARE IL DISPERSORE CON ELEMENTI ORIZZONTALI ELEMENTI VERTICALI PROFONDI PER RAGGIUNGERE BASSA RESISTIVITA’

28. Conduttore di interconnessione fra elementi (analisi del modo di posa) NO SI E’ NECESSARIO IL CONTRIBUTO COME DISPERSORE ? SI NO IL TERRENO E’ CHIMICAMENTE AGGRESSIVO ? SI NO ESISTE UN CUNICOLO DI POSA GIA’ PREVISTO PER ALTRI USI ? POSA NEL CUNICOLO POSA A CONTATTO COL TERRENO CON DIMENSIONI DA DISPERSORE CONDUTTORE ISOLATO O NUDO E INTUBATO

29. Equipotenzialità • Consigliabile collegare i ferri di armatura almeno in un punto • Collegare al collettore ( o ai collettori ) tutte le canalizzazioni metalliche entranti nell’edificio ( gas, acqua o altro) • Collegare al collettore le parti strutturali metalliche dell’edificio

30. Collettore • In impianti non estesi basta un solo collettore principale • In ambito civile ( sistema TT) può bastare la barra o il morsetto di terra del quadro generale • In impianti di notevoli dimensioni è sempre necessario creare più collettori cui connettere masse e masse estranee locali

31. Calcolo della resistenza Rd • Resistenza di un dispersore verticale: Rd = rm / L rm = Resistività media del terreno in W.m L = lunghezza dell’elemento a contatto in m.

32. Calcolo della resistenza Rd • Resistenza di un dispersore orizzontale Rd = 2 . rm / L rm = Resistività media del terreno in W.m L = lunghezza dell’elemento a contatto in m.

33. Calcolo della resistenza Rd • Resistenza di un sistema di elementi magliati Rd = rm / 4 . r dove r = raggio del cerchio che circoscrive la maglia in m.

34. Calcolo della resistenza Rd • Ferri delle fondazioni Rd = rm / p . d dove d = 3 V . 1,57 essendo V il volume del calcestruzzo armato a contatto con il terreno di fondazione in metri cubi

35. Calcolo della resistenza Rd • Dispersore a piastre rm p Rd = 4 S dove S superficie di un lato della piastra a contatto con il terreno in metri quadrati

36. Resistenza Rt totale La resistenza totale è data dalla formula: 1 Rt = 1 S i Rd i Quando si può considerare che i vari elementi di Rt non si influenzino a vicenda, siano cioè distanti almeno il doppio della loro dimensione maggiore

37. Determinazione della resistività • Sulla base della natura del terreno • Da misura di resistività eseguita con il metodo Wenner ( a 4 sonde) • Da misure di resistenza applicando la formula al contrario

38. Resistività in funzione della natura del terreno ( valori in W.m) • Terreno paludoso da 2 a 15 • Argille e marne da 3 a 15 • Arenarie, gessi, scisti argillosi da 10 a 50 • Calcare quarz., granito, ghiaia da 50 a 500 • Terreno sabbioso umido da 70 a 100 • Calcare da 100 a 150 • Terreno sabbioso secco da 150 a 200 • Rocce da 500 a 10000

39. Resistività con il metodo Wenner a a a si infiggono 4 elettrodi alla stessa distanza a e si effettua la misura con lo strumentoche fornisce una lettura diretta in W dellaresistenza R La resistività vale : r = 2 p a R (W.m)

40. Resistività con misura di resistenza con dispersore verticale rm = Rd . L con dispersore orizzontale rm = Rd . L/2 si effettua una misura di resistenza e si applica al contrario la formula per ricavare la resistività

41. Valori di resistenza insoddisfacenti • Nel sistema TT ciò è possibile solo se non si utilizzano differenziali. Riconsiderare la scelta • Nel sistema TN riconsiderare la configurazione.Se non si riesce a fare di meglio, eseguire comunque la presa di terra e misurare la Rt ottenuta. Possono eventualmente essere adottate misure per limitare le tensioni di passo e contatto

42. Dimensionamento del dispersore • Si fa riferimento alla tabella riportata in tutte le Norme CEI che trattano anche marginalmente di impianti di terra: • CEI 11-1 • CEI 64-8 • CEI 81-1 • CEI 64-12

44. Caratteristiche del conduttore di terra • Dovendo essere a contatto con il terreno deve: • resistere alla corrosione • resistere ad eventuali sforzi meccanici • portare al dispersore la corrente di guasto

45. Resistenza alla corrosione • In assenza di protezione contro la corrosione le sezioni minime dei conduttori di terra non devono essere inferiori a: • 25 mmq se in rame • 50 mmq se in acciaio zincato

46. Protezione meccanica • In assenza di protezione meccanica, ma con protezione contro la corrosione efficiente, le sezioni minime non devono essere inferiori a: • 16 mmq se in rame • 16 mmq se in acciaio zincato

47. In funzione della portata (TT) • La sezione del conduttore di terra non deve essere inferiore a quella necessaria per il conduttore di protezione (PE) avente sezione maggiore: • s = sez. fase per sez. fase fino a 16 mmq. • s = 16 mmq. per sez. fase fra 16 e 35 mmq. • s = metà sez. fase per sez. fase oltre 35 mmq

48. Calcolata in funzione di I (TTeTN) 2 I t S = k dove k = 229 per rame nudo interrato 400°C 159 per rame nudo semi interrato 200°C 176 per rame rivestito in gomma 143 per rame rivestito in PVC 78 per acciaio zincato interrato 400°C 58 per acciaio semi interrato 200°C

50. Caratteristiche conduttore EQP • Metà della sezione del PE dell’impianto di sezione massima, con minimo di 6 mmq ( e massimo di 25 mmq) in rame Esempio: sez.max PE metà sezione sez. EQP 4 2 6 16 8 10 70 35 25