Messa a terra di funzionamento
Riguarda il mantenimento a potenziale di terra di una parte di un circuito elettrico. Rientrano in questo ambito la messa a terra del conduttore del neutro delle reti di distribuzione dell'energia elettrica, la connessione a terra delle rotaie delle ferrovie e delle tranvie quando esse costituiscono un conduttore attivo della rete di distribuzione.
COSTITUZIONE DI UN IMPIANTO DI TERRA.
Una installazione di messa a terra consiste sostanzialmente in dispersori (picchetti, piastre o conduttori in intimo contatto con il terreno) e di una rete di conduttori che li collega con le parti di impianto da mettere a terra. Le parti metalliche saranno tanto più efficacemente collegate a terra quanto maggiore sarà la possibilità di far defluire eventuali correnti di guasto verso il terreno, disperderle in modo uniforme e senza dar luogo a zone di concentrazione che potrebbero a loro volta essere fonti di pericolo per l'incolumità delle persone che si trovino in prossimità di tali zone.
Inoltre, per evitare che nell'ambito stesso dell'impianto utilizzatore(*) possano verificarsi tensioni pericolose tra due parti normalmente non in tensione, ma che possono esserlo accidentalmente, altri elementi contribuiscono alla dispersione delle correnti di guasto (ferri dei plinti, tubazioni metalliche, ecc.). Importante sottolineare come quest'ultimi, anche se affondati o interrati nel terreno non sostituiscono in alcun modo l'impianto di messa a terra. Lo stesso dicasi per i tubi metallici dei pluviali, anche se una parte di essi è interrata.
Effetti sul corpo umano
Gli effetti dell'elettricità sul corpo umano dipendono dall'intensità di corrente che lo attraversa, dal tempo di contatto e dalla resistenza elettrica del corpo stesso. Tale resistenza varia in relazione alle condizioni fisiche e psichiche dei soggetto (valori particolarmente bassi si riscontrano nelle donne incinte, in caso di presenza di alcool nel sangue, in connessione a stati depressivi o di preoccupazione generica) e dallo stato dell'epidermide (asciutta o bagnata). La resistenza media del corpo umano si pone, convenzionalmente in 3000 ohm, essendo, per quanto detto sopra, un dato estremamente variabile.
Tempi di contatto e correnti
La folgorazione (') dipende non solo dalla tensione applicata al corpo umano, e quindi dalla corrente che lo attraversa in relazione alla sua resistenza (pelle bagnata, umida o asciutta, uso di calzature più o meno isolate), ma pure dal tempo di contatto (").
Tanto più rapidamente colui che viene a contatto con parti sotto tensione riesce a staccarsi dal contatto, o tanto più tempestivamente intervengono i dispositivi dl protezione (interruttori automatici o fusibili), tanto minore sarà il pericolo di folgorazione.
Se il soggetto non riesce a staccarsi dal contatto ciò è dovuto a fenomeni di tetanizzazione, ossia contrazioni dei muscoli degli arti, in particolare quelli superiori, che però possono estendersi ai muscoli del tronco. della nuca o del viso. Il Gruppo medico dell'UNIPEDE (Unione internazionale dei produttori e distributori di energia elettrica) ha effettuato studi per tracciare la curva della pericolosità della corrente elettrica". Essa si basa su una formula che tiene conto della corrente di rilascio (ossia del valore che consente al soggetto di staccarsi spontaneamente dalle parti sotto tensione) e del tempo di contatto ('--). In relazione all'andamento di tale curva i costruttori di interruttori muniti di dispositivi differenziali definiscono i tempi e le soglie di intervento dei loro apparecchi.
(*) Folgorazione: produzione di lesioni sul corpo umano dovute a scariche elettriche (ustioni. crampi, fibrillazione cardiaca), Viene usato anche d termine "elettrocuzine".
(**) A rigore ha importanza anche la frequenza (numero di periodi al secondo) della corrente. La frequenza - industriale - (50 periodi al secondo, ossia 50 hertz) s più pericolosa delle alte ed altissime frequenze, meglio sopportate dall'uomo.
("') La formula in base allo quale o stata tracciata la curva di pericolosità è la seguente:
I= I1 + (10/t)
ove
I - corrente (milliampere);
I1 - corrente di rilascio (milliampere), diversa per uomini, donna e bambini (la curva di pericolo è stata tracciata considerando I1 = 10 mA); t - tempo (secondi).
TIPI DI CONTATTI ACCIDENTALI.
Protezioni adottabili.
Di tipo passivo: inacessibilità delle parti sotto tensione, uso di utensili o di pedane isolanti e di altri accorgimenti protettivi (guanti, stivaletti, ecc).
Di tipo attivo: interruttori con dispositivo differenziale ad alta sensibilità.
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Protezioni adottabili.
L'incidente può essere evitato osservando le norme di prevenzione infortuni (togliere tensione, mantenere distanze di sicurezza, mettere a terra la linea, ecc).
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CONTATTI INDIRETTI ( con parti normalmente non in tensione)
Protezioni adottabili.
Messa a terra. Nessuna protezione possibile.
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Protezioni adottabili.
Messa a terra coordinata con dispositivi di intervento di massima corrente e differenziali.
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Tensione di terra, di contatto e di passo
Tensione totale di terra (Vt )
Essa è il prodotto della resistenza di terra (Rt ) dell'impianto considerato per la corrente di terra (It ) che l'impianto di terra è chiamato a disperdere.
Vt = Rt * It
Vediamo un esempio: se abbiamo un impianto protetto con un interruttore automatico da 10 A (corrente nominale) e con resistenza dell'impianto di messa a terra sia di 5 ohm, al verificarsi un contatto verso massa in un elettrodomestico, lato da far transitare 15 A (perché il contatto tra il punto di guasto o la carcassa non e "franco"), la tensione verso terra sarà di (15 * 5) = 75 V; questa
tensione che può essere già pericolosa, soprattutto tenendo conto che i relè termici dell'interruttore automatico intervengono entro un'ora quando la corrente di sovraccarico è compresa tra 1,3 e 1,4 la corrente nominale: aumentando I'entità del sovraccarico diminuisce il tempo necessario per far scattare l'interruttore.
Se invece la corrente verso terra e molto Superiore a quella nominale dell'interruttore (supponiamo 10 volte, quindi 100 A), la tensione verso terra sarà (100 x 5) = 500 V. In questo caso però intervengono i relè magnetici dell'interruttore che aprono il circuito in tempi valutabili in millisecondi.
Tensione di contatto (Vc)
E' la tensione alla quale può essere soggetto il corpo umano in seguito a contatto con le carcasse e le strutture metalliche, normalmente non in tensione, delle macchine e delle apparecchiature, ma che possono esserlo per eventuali guasti interni.
Tensione di passo Vp..
E' la tensione che durante il funzionamento dell'impianto di terra può risultare applicata tra i piedi di una persona a distanza di passo (1 metro).
La protezione contro le tensioni di passo riguarda particolarmente gli impianti a media ed alta tensione. Per evitare che possano risultare pericolose
disporre i dispersori in luoghi difficilmente accessibili ed eventualmente recintarli.
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A sinistra: rete di collegamento (in rosso) realizzara con conduttori isolati o nudi, in quest'ultimo caso i conduttori assumono la funzione di dispersori e la rete viene considerata come un dispersore ad anello.
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L'impianto utilizzatore o impianto elettrico ha inizio a valle del contatore e comprende gli utilizzatori come elettrodomestici, motori, apparecchi illuminanti,ecc.
Sotto: effetti della corrente elettrica sul corpo umano
corrente in mA che attraversa il corpo umano
fino a 1
2-3
3 - 10
10 > 50
50 : 500
oltre i 500
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Effetti
impercettibile dall'uomo
sensazione di formicolio
il soggetto riesce generalmente a staccarsi dal
contatto (rilascio). La corrente non è comunque
mortale.
la corrente non è mortale se applicata per tempi
decrescente con il crescere dell intonsità (vedi
curva di pericolosità), altrimenti intervengono crampi
al muscoli della respirazione che possono provocare la morte per asfissia.
corrente decisamente pericolosa, in funzione crescente del tempo di contatto, che dà luogo alla
fibrillazione del cuore (irregolare funzionamento con contrazioni molto frequenti e inefficaci). Possibile decesso dell'infortunato,
decresce la possibilità di fibrillazione, ma aumenta il pericolo di morte per paralisi dei centri
nervosi e per fenomeni secondari,
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SOTTO: CURVA DI PERICOLOSITA'
Sotto: scariche atmosferiche
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