Una delle attività più particolari nel contesto delle verifiche in campo è certamente la misura della resistenza di terra. Il valore misurato deve soddisfare il coordinamento delle protezioni associate secondo quanto previsto dalle norme tecniche applicabili. Le condizioni dipendono dal sistema elettrico e dalla tipologia di impianto oggetto della verifica. In generale, la verifica del dispersore deve essere impostata dopo l’esame a vista e dopo l’analisi della documentazione, per scegliere la modalità di misura più adatta per il tipo di dispersore installato (di fatto o intenzionale) e per il tipo di sistema esercito. In ogni caso la misura va effettuata con l’impianto nelle ordinarie condizioni di funzionamento a meno che non venga accertato (tramite misure) che l’efficienza dell’impianto di terra dipende in larga parte dai dispersori non posti sotto il controllo di chi gestisce l’impianto. In tale eventualità è giustificato cercare di valutare il contributo di questi ultimi dispersori.
Le diverse tecniche di misura
Le tecniche di misura della resistenza del dispersore più comunemente utilizzate sono:
- il metodo della misura della resistenza dell’anello di guasto;
- il metodo voltamperometrico “classico”;
- il metodo voltamperometrico della caduta di tensione.
Il valore della resistenza di terra può esser misurato direttamente da strumenti appositamente realizzati (misuratori della resistenza di terra) o ricavato dal rapporto della tensione misurata e la corrente di prova (legge di Ohm). La soluzione più comune è rappresentata dall’utilizzo di strumenti multifunzione, costruiti allo scopo, che riportano direttamente il valore sul display.
Il metodo della misura della resistenza dell’anello di guasto
Il metodo della misura della resistenza dell’anello di guasto, finalizzato alla misura della resistenza di terra, applicabile esclusivamente ai sistemi TT, e fornisce sempre un valore maggiore di quello ottenuto utilizzando i metodi voltamperometrici che tratteremo in seguito, per cui, ai fini del coordinamento con i dispositivi di protezione, risulta sempre a vantaggio della sicurezza.
La misura comprende, oltre al valore della resistenza del circuito di guasto dell’impianto utilizzatore, anche quello “della cabina” (resistenza di terra del neutro), quello della resistenza equivalente secondaria del trasformatore e quello della resistenza delle linee (di valore in genere trascurabile rispetto alla prima).
Se il valore risulta coordinato con le protezioni associati non serve ulteriore verifica. Se il valore non risulta coordinato, perché troppo elevato ai fini del coordinamento con i dispositivi di protezione, è necessario eseguire una misura voltamperometrica che, a differenza del metodo della misura della resistenza dell’anello di guasto, consente di misurare esclusivamente il valore della resistenza del dispersore in prova.
Il metodo voltamperometrico “classico”
Il metodo voltamperometrico è sempre valido (sistema TT o TN, Categoria I, II o III), e prevede di far circolare una corrente alternata di valore costante tra il dispersore in esame ed un dispersore ausiliario posizionato, secondo la Guida CEI 64-14, ad una distanza dal bordo del dispersore in prova pari ad almeno 4 volte la dimensione massima dello stesso dispersore (ad es. massima diagonale o diametro del cerchio di pari area che contiene il dispersore), dopodiché si misura la tensione tra il dispersore in esame ed una sonda di tensione situata al di fuori delle zone di influenza generate dalla corrente di prova che attraversa il dispersore in prova e il dispersore ausiliario di corrente. Il collegamento tra lo strumento di misura e il dispersore in prova può essere fatto separatamente per i terminali voltmetrico e amperometrico, oppure con un unico cavo.
Nel primo caso si realizza un sistema “a 4 terminali”, nel secondo “a 3 terminali”. Il collegamento a 4 terminali consente di annullare il contributo della resistenza dei conduttori di
collegamento tra lo strumento di misura e il dispersore in prova. Una volta appreso il valore voltmetrico, il valore della resistenza si ricava direttamente con la legge di Ohm.
Figura 2. Metodo voltamperometrico: schema di collegamento del circuito di misura secondo la Guida CEI 64-14
Se la misura della resistenza di terra viene eseguita in sistemi di III categoria il contesto è verosimilmente quello di complessi industriali con notevole estensione del dispersore e valore
della resistenza di terra nell’ordine dei decimi di ohm. In questi casi, per ottenere un valore attendibile, è necessario dislocare la sonda di tensione ad una distanza notevole e utilizzare una corrente di prova di valore significativo (tipicamente circa 50 A). È quindi consigliabile utilizzare una linea AT, opportunamente messa fuori servizio, a terra in sottostazione e in sicurezza, ed utilizzare la terra della sottostazione remota come sonda di corrente.
Il metodo voltamperometrico della caduta di tensione
Il metodo della caduta di tensione è ideale per dispersori di piccole o medie dimensioni, o quando il contesto non consente di effettuare in sicurezza la misura con il metodo voltamperometrico “classico” (ad esempio in contesti urbani o sub-urbani). Lo schema di collegamento è simile a quello al punto precedente, lo strumento deve essere collegato al dispersore in prova e a due elettrodi di prova: una sonda di corrente (o dispersore ausiliario) e una sonda di tensione.
Anche in questo caso il collegamento tra lo strumento di misura e il dispersore in prova può essere fatto separatamente per i terminali voltmetrico e amperometrico, oppure con un unico cavo. Nel primo caso si realizza un sistema “a 4 terminali”, nel secondo “a 3 terminali”. Come nel caso precedente, il collegamento a 4 terminali consente di annullare il contributo della resistenza dei conduttori di collegamento tra lo strumento di misura e il dispersore in prova. I dispersori in prova, le sonde e gli elettrodi devono essere disposti il più possibile lontano tra loro.
Con i normali strumenti multifunzione disponibili attualmente sul mercato, una distanza di 20 m tra la sonda di tensione e il dispersore in prova può essere considerata accettabile, mentre la distanza tra il dispersore ausiliario e il dispersore in prova può essere ragionevolmente fissata in 4 volte la diagonale di quest’ultimo, e comunque non inferiore a 40/50 m.
Figura 3. Metodo voltamperometrico della caduta di tensione: schema di collegamento del circuito di misura secondo la Guida CEI 64-14
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