Impianti di terra, definizione e norme

Che cos’è e come dev’essere realizzato un impianto di terra per essere davvero efficiente? Un tema sempre attuale e fondamentale per chi installa impianti elettrici: nel servizio una sintesi delle principali norme e guide tecniche CEI disponibili sull’argomento.

L’impianto di terra è definito dalla Norma CEI 64-8 come “l’insieme dei dispersori, dei conduttori di terra, dei collettori (o nodi) principali di terra e dei conduttori di protezione ed equipotenziali, destinato a realizzare la messa a terra di protezione e/o di funzionamento, e deve soddisfare esigenze sia di sicurezza sia funzionali”.

La funzione dell’impianto di terra di sicurezza è triplice e consiste in:

  • assicurare un percorso prestabilito per la corrente di guasto, in modo che i dispositivi di protezione possano rilevarla ed intervenire interrompendo l’alimentazione del circuito sede del guasto;
  • limitare il valore delle tensioni di passo e di contatto a valori convenzionalmente non pericolosi;
  • realizzare l’equipotenzialità di masse e masse estranee.

L’esempio più immediato di messa a terra di funzionamento è il collegamento a terra del neutro, e in questo caso la funzione svolta dall’impianto di terra è quella di:

  • fissare la tensione di fase del sistema ad un valore ben determinato;
  • limitare il valore delle sovratensioni verso terra negli impianti e permettere un più razionale coordinamento dell’isolamento.

Si hanno inoltre impianti di terra per:

  • la protezione contro le scariche atmosferiche;
  • l’eliminazione di cariche elettrostatiche;
  • il funzionamento di speciali circuiti con ritorno a terra (ferrovie, tramvie, ecc.).

Nei sistemi di I categoria, la protezione contro i contatti indiretti si realizza limitando la tensione totale di terra. Questo determina, quindi, un vincolo esclusivamente sulla resistenza di terra del dispersore.

Nei sistemi IT, invece, è il basso valore della corrente di primo guasto a terra tipico di questi sistemi che consente di realizzare dispersori con valori di resistenza di terra relativamente elevati.

Per i sistemi TN, infine, la resistenza di terra del dispersore non è determinante ai fini della protezione contro i contatti indiretti. In tutti questi casi potrebbe essere sufficiente, ad esempio, realizzare un impianto di terra con un unico dispersore verticale costituito da un tubo di acciaio zincato a caldo di lunghezza pari a 1,5 m e diametro pari a 25 mm. L’impianto di terra è quasi sempre unico; in questi casi esso deve garantire la protezione contro i contatti indiretti per un guasto a terra sul sistema di II categoria.

Impianti MT e AT

L’approccio alla protezione contro i contatti indiretti negli impianti MT e AT è diverso rispetto a quello degli impianti BT e si basa sostanzialmente sulla limitazione delle tensioni di passo e di contatto. Ciò determina un cambiamento di metodo relativamente al progetto del dispersore dell’impianto di terra in quanto, non solo si dovrà aver cura di garantire un valore opportuno di resistenza di terra, ma si dovrà tenere anche in debita considerazione la geometria del dispersore da cui dipende la distribuzione del potenziale sulla superficie del terreno e quindi il valore delle tensioni di passo e di contatto. Relativamente alla garanzia di sicurezza delle persone, le prescrizioni per impianti con UN ≥1 kV sono un po’ articolate poiché il dettato normativo deve riflettere situazioni molto diverse come, ad esempio, quella di un impianto di terra di una stazione AAT-AT di una società distributrice e quella di un impianto di terra di una cabina di trasformazione MT-BT d’utente.

Riferimenti normativi

I Comitati Tecnici del CEI che si occupano di impianto di terra sono il CT 64 “Impianti elettrici utilizzatori di bassa tensione (fino a 1000 V in c.a. e a 1500 V in c.c.)” e il CT 99 “Impianti elettrici di potenza con tensioni nominali superiori a 1 kV in corrente alternata”. Una sintesi delle principali norme e guide tecniche CEI disponibili sull’argomento è riportata nella tabella.

I componenti dell’impianto di terra

Per la corretta applicazione della Norma CEI 64-8/5, è necessario definire l’impianto di terra distinguendo cinque parti, ognuna delle quali è soggetta a specifiche prescrizioni dimensionali:
Dispersore
Il dispersore è un corpo metallico in contatto con il terreno che ha lo scopo di disperdere le correnti di terra. È un elettrodo destinato a realizzare il contatto con il terreno ed è costituito dai complessi metallici in intimo contatto con il terreno. Il dispersore può essere “intenzionale” quando è installato unicamente per scopi inerenti alla messa a terra dell’impianto elettrico, oppure “di fatto” quando si utilizza una struttura avente altri scopi primari.
Conduttore di terra
Il conduttore di terra è l’elemento destinato a collegare il dispersore al collettore di terra oppure i diversi elementi del dispersore fra loro. Esso non è in intimo contatto con il terreno e può essere costituito da cavo isolato, corda metallica nuda, piattina metallica, tubi metallici e altri elementi strutturali metallici inamovibili, con le seguenti caratteristiche di affidabilità, di continuità elettrica e resistenza alla corrosione: assenza di sollecitazioni meccaniche, percorso breve, giunzioni con saldatura a forte o con appositi robusti morsetti o manicotti protetti contro la corrosione, opportuno dimensionamento.
Collettore (o nodo) principale di terra
Il collettore principale di terra è la morsettiera alla quale sono collegati i conduttori di terra, i conduttori di protezione e i conduttori equipotenziali principali. Esso può essere costituito da un morsetto multiplo o da una sbarra meccanicamente robusti e atti ad assicurare continuità elettrica nel tempo.
Conduttori di protezione (PE)
I conduttori di protezione PE (Protective Earth) sono gli elementi destinati a collegare le masse al collettore principale di terra. Sono generalmente costituiti da cavi unipolari isolati o da anime di cavi multipolari isolate contraddistinte dal colore giallo-verde.
Conduttori equipotenziali
Il conduttori equipotenziali collegano le masse alle masse estranee e le masse estranee tra loro, al fine di assicurare equipotenzialità. Si distinguono in conduttori equipotenziali principali (EQP) e supplementari (EQS).

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