Sicurezza elettrica - Messa a terra
Il processo di trasferimento di energia elettrica involontaria direttamente a terra tramite un filo a bassa resistenza è chiamato messa a terra elettrica. Si riferisce al collegamento a terra di una parte non portante di corrente dell'apparecchiatura o neutro del sistema di alimentazione, che rappresenta il potenziale zero. La corrente di dispersione sceglie il semplice percorso a bassa resistenza per fluire. Pertanto, l'impianto elettrico e le apparecchiature sono protetti dai danni.
Tipi di messa a terra elettrica
L'apparecchiatura elettrica ha due parti che non trasportano corrente come il neutro del sistema e il telaio dell'apparecchiatura. Anche il sistema di messa a terra è classificato in due tipi.
Messa a terra neutra
Il processo di collegamento del neutro del sistema alla terra tramite un filo GI è noto come messa a terra del neutro o messa a terra del sistema. Viene utilizzato nei sistemi di avvolgimento a stella inclusi generatore, trasformatore, ecc.
Messa a terra dell'attrezzatura
Quando la struttura metallica dell'apparecchiatura è collegata alla terra mediante un filo conduttore, si parla di messa a terra dell'apparecchiatura. In condizione di guasto nell'apparato, la corrente di guasto fluisce verso terra e il sistema è protetto.
Necessità di messa a terra
La messa a terra è necessaria per i seguenti motivi:
Per proteggere l'utente da scosse elettriche.
Il sistema di messa a terra mostra il percorso più semplice per la corrente di guasto anche dopo il guasto dell'isolamento.
Protegge le apparecchiature elettriche utilizzate nel circuito da correnti di corto circuito, sovratensioni di alta tensione e scariche di fulmini.
Spiegazione
Comprenderemo ora la necessità della messa a terra considerando le seguenti condizioni:
Condizione normale
La messa a terra di un sistema viene eseguita nell'installazione per collegare le rispettive parti con conduttori elettrici o elettrodi. L'elettrodo è posizionato vicino al terreno o sotto il livello del suolo, che ha un montante in ferro piatto sotto il terreno. Le parti non portanti corrente sono collegate al ferro da stiro.
La figura seguente mostra il file flow of fault current without earthing system -
Condizione di guasto
In una condizione di guasto, la corrente di guasto fluisce dall'apparecchiatura a terra attraverso il sistema di messa a terra. Pertanto, l'apparato è protetto da cortocircuito o corrente di guasto. Al momento del guasto, la tensione dell'elettrodo aumenta ed è uguale alla resistenza dell'elettrodo e al guasto a terra.
La figura seguente mostra il file flow of fault current with an earthing system -
Misurazione della resistenza del suolo
La resistenza di terra di un elettrodo viene misurata mediante il metodo della caduta del potenziale. Il set up totale è mostrato nella figura sotto riportata, dove:
E è l'elettrodo di terra in prova
P & C sono due elettrodi ausiliari posti ad una opportuna distanza da E
I è la quantità di corrente che passa tra E e C
V è la tensione misurata tra E e P
La figura seguente mostra la configurazione per misurare la resistenza di terra:
Non vi è alcun effetto apprezzabile sulla resistenza di E, se C è ad una distanza adeguata da E. Poiché la corrente nell'elettrodo P è molto piccola, l'elettrodo ha anche un effetto trascurabile sulla resistenza. Ora variando la distanza dell'elettrodo P da E, si misura la resistenza.
La figura seguente mostra la vera resistenza dalla curva R vs d -
Dalla figura, la porzione della curva è contrassegnata come R di E, che è una pendenza quasi orizzontale nella curva. La pendenza verso l'alto indica l'effetto della resistenza di C. Per la taratura del tester di terra per misure di campo, il rapporto viene utilizzato direttamente.
Riduzione del rischio
L'impianto di terra deve seguire le norme e le prescrizioni per la riduzione del rischio secondo le seguenti norme.
Standard indiani: IS 3043- Code of practice for Earthing (ultimo)
National Electricity Code (NEC): 1985 della BRI
Guida IEEE per la sicurezza nella messa a terra della sottostazione CA N. Standard ANSI / IEEE, 80-1986.
Prima dell'installazione è necessaria un'ispezione e un'indagine sul campo adeguate. È necessario seguire un diagramma di flusso per i diversi passaggi:Inspection & Survey – Design – Testing – Installation - Maintenance - Preparing Report.
La resistenza degli elettrodi, la resistività del suolo viene misurata periodicamente e deve essere eseguito il test megger.
Non utilizzare fili di rame o alluminio come sostituti, vernice, smalto e grasso sull'elettrodo. Proteggere il conduttore dell'elettrodo da sollecitazioni meccaniche e corrosione.
Una formazione e una gestione adeguate possono ridurre il fattore di rischio.