Sicurezza elettrica - Protezione dai guasti di terra
Ora capiremo cos'è la protezione dai guasti di terra. Ci concentreremo su Earth Fault.
Guasto di terra
Il guasto a terra è un guasto involontario tra il conduttore sotto tensione e la terra. Quando si verifica un guasto a terra, l'impianto elettrico viene cortocircuitato e la corrente in cortocircuito scorre attraverso il sistema. La corrente di guasto ritorna attraverso la terra o qualsiasi apparecchiatura elettrica, che danneggia l'apparecchiatura. Inoltre interrompe la continuità dell'alimentazione e può scioccare l'utente. Per proteggere le apparecchiature e per la sicurezza delle persone, nell'installazione vengono utilizzati dispositivi di protezione dai guasti.
Dispositivi di protezione da guasto a terra
I dispositivi danno il comando di intervento per interrompere il circuito quando si verifica un guasto a terra. La corrente di guasto è limitata e il guasto è disperso dallo schema Restricted Earth Fault Protection (REFP). Normalmente il relè di guasto a terra, l'interruttore di circuito di dispersione a terra e l'interruttore di circuito di guasto a terra, ecc. Vengono utilizzati per limitare la corrente di guasto.
Relè di guasto a terra (EFR)
È un dispositivo di sicurezza utilizzato negli impianti elettrici con elevata impedenza di terra. Rileva piccole tensioni parassite sugli involucri metallici delle apparecchiature elettriche. Il risultato è l'interruzione del circuito se viene rilevata una tensione pericolosa. L'EFR è protetto contro lo scatto da transitori e previene gli urti.
La figura seguente mostra il relè di guasto a terra:
Interruttore di circuito di dispersione a terra
L'interruttore di dispersione a terra rileva direttamente la corrente di dispersione e previene lesioni a persone e animali dovute a scosse elettriche. È un dispositivo di rilevamento della tensione ed è stato recentemente sostituito dall'interruttore differenziale (RCCB), che è un dispositivo di rilevamento della corrente. È un tipo speciale di relè bistabile collegato all'alimentazione principale. Quando la corrente di guasto fluisce dal filo sotto tensione al filo di terra all'interno dell'installazione, la bobina dell'ELCB rileva la tensione e interrompe l'alimentazione. Ciò richiede un processo di ripristino manuale per funzionare di nuovo. L'RCCB rileva la corrente di dispersione e invia un segnale per far scattare il sistema.
Interruttore del circuito di guasto a terra
L'interruttore del circuito di guasto a terra è un dispositivo di sicurezza per prevenire un incidente elettrico quando viene collegato uno strumento difettoso. Si tratta di un interruttore di circuito ad azione rapida per interrompere l'alimentazione quando il guasto a terra si verifica entro 1/40 di secondo. Confronta la corrente in entrata e in uscita dall'apparecchiatura lungo il conduttore del circuito. Se c'è una differenza di appena 5 mA, GFCI limita la corrente e interviene rapidamente. GFCI non aiuta molto con i rischi di contatto della linea, ma protegge dal fuoco, dal surriscaldamento e dalla distruzione dell'isolamento dei cavi.
Schema limitato di protezione dai guasti a terra
Consideriamo un trasformatore con avvolgimento a stella, che è protetto da a Restricted Earth Fault Protection con dispositivo di protezione EFR come mostrato nella figura sotto.
L'immagine seguente mostra la protezione dai guasti di terra con EFR -
Quando si verifica un guasto esterno F1 nella rete, I1 e I2 fluiscono attraverso il lato secondario dei TA. La risultante di I1 e I2 sarà zero. Tuttavia, se si verifica un guasto interno F2 all'interno della zona di protezione, scorre solo I2 e I1 viene trascurato. La corrente I2 risultante passa attraverso il relè di guasto a terra, che rileva la corrente di guasto e protegge la parte ristretta dell'avvolgimento. La corrente di guasto è circa il 15% in più rispetto alla corrente nominale dell'avvolgimento. Per evitare la corrente di spunto magnetizzante, la corrente di stabilizzazione deve essere in serie con il relè.