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L impianto di terra realizzato primaria-mente(1) per soddisfare le esigenze di si-curezza (protezione contro i contatti in-diretti) degli impianti elettrici.La funzione dellimpianto di terra, in questi ca-si, triplice e consiste: nellassicurare un percorso prestabilito per la

corrente di guasto in modo che i dispositividi protezione possano rilevarla ed intervenireinterrompendo lalimentazione del circuito se-de del guasto;

nel limitare il valore delle tensioni di passo edi contatto a valori convenzionalmente nonpericolosi;

nel realizzare lequipotenzialit di masse emasse estranee.

Perch distinguere i criteri di progetto del disper-sore di un impianto di terra(2) in relazione allatensione del sistema di alimentazione?La risposta semplice: nei sistemi di I categoria,la protezione contro i contatti indiretti si realiz-za limitando, sostanzialmente, la tensione tota-le di terra. Questo determina, quindi, un vinco-lo esclusivamente sulla resistenza di terra deldispersore. Nei sistemi di II categoria il criterio diverso; lapproccio alla protezione contro icontatti indiretti si basa sostanzialmente sulla limi-tazione delle tensioni di passo e di contatto. Cidetermina, in un certo senso, un cambiamento diprospettiva relativamente al progetto del disper-sore dellimpianto di terra, in quanto non solo sidovr aver cura di garantire un valore opportunodi resistenza di terra, ma si dovr tenere in debi-ta considerazione anche la geometria del disper-sore da cui dipende la distribuzione del poten-ziale sulla superficie del terreno e, quindi, il valo-re delle tensioni di passo e di contatto.

NORME TECNICHE DI RIFERIMENTOIl quadro tecnico/normativo di riferimento per ildimensionamento dellimpianto di terra degliimpianti elettrici utilizzatori a tensione nomina-le non superiore a 1.000 V costituito dallaNorma CEI 64-8 [4] e dalla Guida CEI 64-12 [5].

La Norma CEI 64-8 fornisce, infatti, nella Parte 4,i criteri di protezione contro i contatti indirettie, nella Parte 5, indicazioni sulla modalit di rea-lizzazione degli impianti di terra. In particolare,con riferimento ai criteri di protezione contro icontatti indiretti, gli articoli dinteresse sono iseguenti: 413.1.4.2, 413.1.5.3, 413.1.3.3. Inoltre,alcuni elementi fondamentali per il dimensio-namento del dispersore sono contenuti nellarti-colo 542.2 della Norma.La Guida CEI 64-12 fornisce, oltre ai criteri dibase da seguire per la loro progettazione, alcuneutili indicazioni sulla loro realizzazione, met-tendo in evidenza possibili soluzioni costrutti-ve; la Guida fornisce, infine, informazioni rela-tive alle tecniche di verifica ed alla documenta-zione tecnica necessaria.Il quadro tecnico/normativo di riferimento per ildimensionamento dei dispersori in sistemi contensione nominale superiore a 1 kV costituito,invece, dalla Norma CEI 11-1 [6] e dalla GuidaCEI 11-37 [10].La Norma CEI 11-1 indica, infatti, al capitolo 9,i criteri per la progettazione, realizzazione emanutenzione degli impianti di terra. In partico-lare, con riferimento al dimensionamento deldispersore, gli articoli dinteresse sono i seguen-ti: 9.2.4, 9.4.1, 9.4.2 e 9.4.3. Inoltre, alcuni ele-menti fondamentali per il progetto del disperso-re (valori indicativi della resistivit del terreno,formule per il calcolo della resistenza di terra dialcuni tipi di dispersori) sono contenutinellAllegato K della Norma.La Guida CEI 11-37 fornisce chiarimenti ed esem-pi applicativi delle prescrizioni della Norma CEI11-1, sia in relazione al dimensionamento deivari componenti degli impianti di terra, sia circale misurazioni da eseguirsi.

CRITERI DI DIMENSIONAMENTO SECONDO LE NORME CEI 64-8 E CEI 11-1

Le prescrizioni della Norma CEI 64-8 che hannouna diretta influenza sul dimensionamento del

Perch distinguere i criteri di progetto del dispersore di un impianto di terra in relazione alla tensione del sistema di alimentazione?

DIMENSIONAMENTO DEI DISPERSORI DI UN IMPIANTO DI TERRAdi Angelo Baggini, Francesco Buratti

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dispersore sono diverse in funzione dello stato delneutro e delle masse (tipo di sistema). La NormaCEI 64-8, prescrive che, per i sistemi TT, sia sod-disfatta la seguente relazione(3):

RA . IA 50 V

dove RA la somma delle resistenze del disper-sore e dei conduttori di protezione delle masse,in ohm, e IA la corrente che provoca il funzio-namento automatico del dispositivo di protezio-ne (tipicamente di tipo differenziale), espressa inampere. A proposito di questa relazione, impor-tante sottolineare che il criterio di dimensiona-mento del dispersore che ne deriva non sem-plicemente:

RA 50 V/IA

in quanto la resistenza RA non quella del disper-sore, ma, appunto, la somma delle resistenzedel dispersore e dei conduttori di protezione dellemasse; si deve, quindi, dimensionare il disperso-re in modo tale che la sua resistenza sia signifi-cativamente inferiore a 50 V/IA, cos che la rela-zione prescritta sia sicuramente soddisfatta.Per i sistemi TN le caratteristiche dei dispositividi protezione e le impedenze dei circuiti devonoessere tali che, se si presenta un guasto dimpe-denza trascurabile in qualsiasi parte dellimpiantotra un conduttore di fase ed un conduttore di pro-tezione o una massa, linterruzione automaticadellalimentazione avvenga entro il tempo spe-cificato, soddisfacendo la seguente condizione:

ZS . IF U0

dove ZS limpedenza dellanello di guasto, inohm, e IF la corrente che provoca il funziona-mento automatico del dispositivo di protezione

entro il tempo definito dalla tabella 41A dellaNorma CEI 64-8, in ampere. In questo caso, laresistenza di terra del dispersore non ha alcunainfluenza sulla protezione contro i contatti indi-retti, in quanto la corrente di guasto si richiudeattraverso il circuito costituito dalla fase guastaed il conduttore di protezione.Per i sistemi IT, infine, la Norma CEI 64-8 pre-scrive che sia soddisfatta la seguente condizione:

RE . ID 50 V

dove RE resistenza di terra del dispersore alquale sono collegate le masse, in ohm, e ID cor-rente di guasto nel caso di primo guasto di impe-denza trascurabile tra un conduttore di fase eterra, in ampere.In tabella 1 riportato un riepilogo dei criteri elen-cati. importante sottolineare che, anche per isistemi IT, conveniente dimensionare il disper-sore in modo che la disuguaglianza sia soddisfattacon un margine di sicurezza ragionevole.Per quanto riguarda gli impianti con tensionesuperiore a 1 kV, la Norma CEI 11-1 prescrive chegli impianti di terra siano progettati, a frequenzaindustriale, in modo da(4): avere sufficienti resistenza meccanica e resi-

stenza alla corrosione; essere in grado di sopportare da un punto di

vista termico le pi elevate correnti di guastoverso terra prevedibili;

evitare danni a componenti elettrici e beni; garantire la sicurezza delle persone contro le

tensioni che si manifestano sugli impianti di ter-ra per effetto delle correnti di guasto a terra.

Relativamente alla garanzia di sicurezza dellepersone, le prescrizioni sono un po articolate,anche se, va detto, questarticolazione derivanecessariamente dal fatto che il dettato normati-vo deve riflettere situazioni molto diverse come,

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Riepilogo dei criteri di protezione contro i contatti indiretti

Tipo di sistema Criterio

di I categoria Criterio Parametro di dimensionamento Riferimentodel dispersore

TT RA. IA 50 V Tensione totale RE < 50 / IA(1) Art. 413.1.4.2

RA. IA 25 V (2) di terra RE < 25 / IA(1) (2) CEI 64-8/4

IT RE. ID 50 V

Tensione totale RE < 50 / IDArt. 413.1.5.3

di terra CEI 64-8/4

TN ZS . IF U0Tensione di contatto Art. 413.1.3.3a vuoto CEI 64-8/4

RA = somma delle resistenze del dispersore e dei conduttori di protezione delle masse, in ohmRE = resistenza di terra del dispersore, in ohmIA = corrente che provoca il funzionamento automatico del dispositivo di protezione, in ampereID = corrente di guasto nel caso di primo guasto di impedenza trascurabile tra un conduttore di fase e terra, in ampereZS = impedenza dellanello di guasto, in ohmIF = corrente che provoca il funzionamento automatico del dispositivo di protezione entro il tempo definito dalla tab. 41Adella Norma CEI 64-8, in ampereU0 = valore efficace della tensione nominale tra fase e terra

(1) dal momento che deve essere soddisfatta la relazione RA x IA 50 V, il dimensionamento del dispersore deve garanti-re che la sua resistenza RE sia strettamente minore di 50 / IA(2) ambienti particolari

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ad esempio, quella di un impianto di terra di unastazione AAT/AT di una societ distributrice equella di un impianto di terra di una cabina ditrasformazione MT/BT dutente(5).Quali sono, quindi, le prescrizioni della NormaCEI 11-1 che devono essere osservate affin-ch limpianto di terra garantisca la sicurezzadelle persone?Esistono due strade e quattro possibilit che, bene sottolineare, rispondono per al medesimocriterio fondamentale: assicurare che, in caso diguasto verso terra, non si manifestino tensionidi passo e di contatto pericolose, ossia tensionidi passo e di contatto superiori ad un valore mas-simo ammissibile definito (tabella 2).Prima di esaminare i vari criteri importanterichiamare le definizioni di tensioni di passo e dicontatto, la loro relazione reciproca e la loro rela-zione con la tensione totale di terra.La tensione totale di terra (UE) il valore di ten-sione che si stabilisce tra limpianto di terra, quan-do disperde la corrente di terra in punti del ter-reno sufficientemente lontani da potersi consi-derare a potenziale nullo. La UE data dal pro-dotto della corrente di guasto a terra (IE ) per laresistenza di terra del dispersore (RE ).La tensione di contatto (UT ) la differenza dipotenziale fra la massa di un componente elet-trico, andata in tensione in seguito ad un guasto,ed il potenziale del terreno dove presumibilmentesi posano i piedi di una persona che tocca in quelmomento la massa. Per tensione di contatto sintende convenzio-nalmente la tensione mano/piedi, consideran-do i piedi distanti orizzontalmente 1 m dalla

massa che pu essere toccata. Le tensioni dicontatto sono sempre una frazione della ten-sione totale di terra.La tensione di passo la differenza di potenzia-le fra due punti del terreno posti alla distanza diun passo, convenzionalmente di lunghezza paria 1 m. Le tensioni di passo sono sempre minoridi quelle di contatto e sono molto meno perico-lose, perch la resistenza del corpo umano per ilpercorso piede/piede maggiore di quella delpercorso mano/piedi e perch, spesso, sono pre-senti resistenze aggiuntive.Riepilogando: le tensioni di passo e di contattosono sempre una frazione della tensione totale diterra e dipendono dallandamento del potenzia-le sul terreno.La prima possibilit quella di dimensionare ildispersore in modo che sia verificata la seguen-te relazione:

UE UTP

Essendo la tensione totale di terra (UE ) pari a:

UE = RE . IE

ne deriva che la resistenza di terra del disperso-re deve essere:

RE UTP /IE

La seconda possibilit quella di realizzare unimpianto di terra unico (sia per le masse del siste-ma di II categoria, sia per le masse del sistema diI categoria), con un dispersore a maglie, su tutta

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Valori massimi ammissibili delle tensioni di contatto secondola Norma CEI 11-1 [6] e la Guida CEI 11-37 [10]

Tempo di eliminazione Tensione di contatto Tempo di eliminazione Tensione di contattodel guasto a terra tF ammissibile UTP del guasto a terra tF ammissibile UTP

[s] [V] [s] [V]

0,04 800 0,55 185

0,06 758 0,60 166

0,08 700 0,64 150

0,10 660 0,65 144

0,14 600 0,70 135

0,15 577 0,72 125

0,20 500 0,80 120

0,25 444 0,90 110

0,29 400 0,95 108

0,30 398 1,00 107

0,35 335 1,10 100

0,39 300 3,00 85

0,40 289 5,00 82

0,45 248 7,00 81

0,49 220 10,00 80

0,50 213 > 10 75

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larea. Il criterio di dimensionamento, in questocaso, il seguente:

UE 1,5 . UTP

Ne consegue, quindi, per le stesse ragioni illu-strate sopra, che la resistenza del dispersore dovrsoddisfare la seguente relazione:

RE (1,5 UTP )/IE

La terza possibilit quella di realizzare sem-pre un dispersore del tipo a maglie, adottareuno o pi provvedimenti specifici indicatinellAllegato D della Norma CEI 11-1 e di

dimensionarlo in modo che sia soddisfatta larelazione seguente:

UE 4 . UTP

il che significa che la resistenza di terra del disper-sore deve essere:

RE (4 UTP )/IE

Lultima possibilit concessa dalla Norma CEI 11-1 quella di progettare il dispersore in modo che,in caso di guasto a terra, non si verifichino ten-sioni di passo e contatto inferiori ai limiti massi-mi ammissibili.

Q Figura 1:Schemaa blocchidei criteridi dimensio-namento diun impiantodi terrain mediae altatensionedegli Entidistributori

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FATTORI CHE INFLUENZANO IL DIMENSIONAMENTO DEL DISPERSORE

Le propriet elettriche di un impianto di terradipendono essenzialmente da due parametri: la resistenza di terra del dispersore; la configurazione del dispersore.La resistenza di terra determina la relazione trail valore della tensione totale di terra (UE ) ed ilvalore della corrente di terra (IE ). La configura-zione dei dispersori definisce la distribuzionedel potenziale sulla superficie del terreno inseguito alliniezione della corrente di guasto aterra nel dispersore. Dalla distribuzione delpotenziale sulla superficie del terreno dipendo-no, poi, il valore delle tensioni di passo e delletensioni di contatto.In relazione a quanto visto nel paragrafo prece-dente, si pu dire che, schematicamente, il pro-getto del dispersore dipende da: fattori che non sono sotto il controllo del pro-

gettista e che, quindi, devono essere assunticome dati, quali, ad esempio, la resistivit delterreno(6), corrente di guasto e tempo di eli-minazione del guasto ed, ovviamente, i valo-ri delle tensioni di contatto e di passo massi-me ammissibili (UTP , USP);

fattori che sono sotto il controllo del progetti-sta, quali il tipo e la geometria del dispersore.

Durante la progettazione opportuno tener contodelle possibili variazioni nel tempo di questi datie riferirli alle condizioni pi sfavorevoli che sipossono verificare.

RESISTENZA DI TERRA E DISTRIBUZIONE DEL POTENZIALESULLA SUPERFICIE DEL TERRENO DI DISPERSORI

Nei paragrafi che seguono sono riportate alcuneformule per il calcolo della distribuzione delpotenziale sulla superficie del terreno e della resi-stenza di terra per le principali tipologie di disper-sori: dispersori orizzontali, dispersori verticali edispersori a maglia. importante sottolineare che le formule fornitesono valide nellipotesi che il suolo abbia unastruttura omogenea e sia indefinito.Oltre a questa ipotesi di calcolo, bisogna tenerpresente che, in generale, la resistivit del terre-no varia con il contenuto di umidit del suolo e,quindi, a seconda delle stagioni dellanno.Per tutti questi motivi, il valore della resistenza diterra calcolato deve essere considerato una stima

del valore della resistenza di terra, attendibile neilimiti in cui le ipotesi di validit delle formulesono rispettate. consigliabile, dunque, progettare (e, quindi,dimensionare) limpianto di terra, ma altret-tanto consigliabile eseguire preventivamenteuna misura della resistivit del terreno e, quin-di, una misura della resistenza di terra, adimpianto realizzato.In tutti gli esempi riportati si ipotizzato che ilterreno avesse una struttura omogenea, con unaresistivit pari a = 100 m.

Dispersori orizzontaliNella categoria dei dispersori orizzontali rientra-no quei dispersori costituiti da piatti di acciaiozincato, tondi (conduttori massicci) tipicamentein acciaio zincato e da corde di rame nudo. Ledimensioni commerciali di questo tipo di disper-sori sono riportate in tabella 3.In generale, questo tipo di dispersori interra-to orizzontalmente, ad una certa profondit(7)

(t ), come mostrato in figura 2. Generalmente, lalunghezza di questi elementi (L ) molto mag-giore di t.Il comportamento di questo tipo di dispersori generalmente schematizzato mediante un disper-sore cilindrico di lunghezza e diametro dato,interrato in un mezzo omogeneo ed indefinito,caratterizzato da una resistivit .

Distribuzione del potenziale sulla superficie del terrenoSotto queste ipotesi, la distribuzione del poten-ziale sulla superficie del terreno, in una dire-zione x perpendicolare alla lunghezza L deldispersore, pu essere calcolata con la seguen-te formula:

(4)

dove: VX = potenziale sulla superficie del terreno [V]; IE = valore della corrente di terra [A]; = resistivit del terreno [ m]; L = lunghezza del dispersore [m].Il valore relativo del potenziale VX* pu esserescritto come:

(4a)

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Dimensioni commerciali di alcuni tipi di dispersori orizzontali

Tipo Dimensioni Note

Dispersore piatto Sezione da 20 x 3 fino a 50 x 4 mm2 Nastro in acciaio dolce zincato a caldo

Dispersore tondo Diametro = 810 mm Rotoli o barre lineari in acciaio zincato a caldo

Dispersore a fune Diametro fune = 10 mm, Fune di tipo spiroidalediametro fili = 2 mm, sezione 60 mm2 in acciaio zincato a caldo

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dove VE = potenziale del dispersore [V] per unvalore della corrente di terra IE [A].La distribuzione del potenziale di un conduttoreorizzontale sulla superficie del terreno, in accor-do con le formule 4 e 4a, mostrata in figura 2.

Resistenza di terraLa resistenza di terra di un dispersore orizzonta-le, interrato ad una certa profondit, pu esseredeterminata con la seguente formula:

(5)

dove il significato dei simboli lo stesso delle for-mule precedenti e d il diametro del dispersore.Come detto in precedenza alcuni tipi di disper-sori orizzontali consistono generalmente in unnastro a sezione rettangolare, tipicamente di lar-ghezza pari a 3040 mm (b) e spessore pari a 45mm (c). In questo caso, la formula precedentepu essere utilizzata impiegando per il nastro undiametro equivalente calcolato con la formula:

(6)

In letteratura, per il calcolo del diametro equi-valente del dispersore a nastro, viene propostaanche la seguente formula:

(7)

Nella pratica, i dispersori orizzontali non sonocostituiti da semplici conduttori o piatti rettili-nei posati nel terreno, ma sono composti da con-duttori posati con una determinata geometria,tipicamente quadrata o rettangolare.La resistenza per queste particolari geometrie didispersori orizzontali semplici pu essere cal-colata usando la seguente formula:

(8)

dove B un fattore dipendente dalla geometriadel dispersore (si veda la tabella 4), e l lasomma delle lunghezze di tutti gli elementi del-lelettrodo.

Esempio di calcoloSi supponga di voler calcolare la resistenza di undispersore orizzontale costituito da un nastro diacciaio zincato interrato, avente le seguentidimensioni: larghezza b = 30 mm spessore c = 3,5 mm lunghezza L = 5 mLa resistenza pu essere calcolata per mezzo delleequazioni 6 e 7 e della tabella 4. Il diametro equi-valente de (6) cos calcolato:

La resistenza del dispersore vale, quindi, (il fat-tore B dalla tabella 4 stato posto uguale a 1):

H Figura 2: Distribuzione del potenziale sulla superficie del terreno indirezione perpendicolare al conduttore orizzontale

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Valori del coefficiente B per varie formegeometriche degli elettrodi superficiali

Conduttore di terra Coefficiente BNome Proiezione orizzontale nella formula 8

Quadrato 5,53

1,5 5,81

2 6,42

3 8,17

4 10,4

Rettangolare,al variare del rapporto l1/l2(1,5; 2; 3; 4)

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Dispersori verticaliNella categoria dei dispersori verticali rientranoquei dispersori costituiti da picchetti massicci diacciaio zincato o acciaio ramato, profilati a crocetipicamente di acciaio zincato e picchetti tubo-lari, sempre di acciaio zincato. Le dimensionicommerciali di questo tipo di dispersori sonoriportate in tabella 5.Questo tipo di dispersori viene usato per rag-giungere gli strati di terra pi profondi, dove,generalmente, il contenuto di umidit pi ele-vato e la resistivit pi bassa.I dispersori verticali sono particolarmente utili nel

caso in cui si debba realizzare un impianto diterra in unarea con una superficie limitata, comecapita, ad esempio, nelle aree densamente edifi-cate. I dispersori verticali sono spesso utilizzatiin aggiunta a quelli orizzontali per minimizzarela resistenza totale di terra.Uno svantaggio importante dei dispersori verticali che determinano, quando disperdono a terrala corrente di guasto, una distribuzione del poten-ziale sulla superficie del terreno sfavorevole.Anche in questo caso, il comportamento di que-sto tipo di dispersori generalmente schematiz-zato mediante un dispersore cilindrico di lun-ghezza e diametro dato, interrato, questa voltaverticalmente, in un mezzo omogeneo ed inde-finito, caratterizzato da una resistivit .

Distribuzione del potenziale sulla superficie del terrenoNelle ipotesi predette, il valore del potenzialesulla superficie del terreno, ad una data distan-za x dal dispersore, pu essere calcolato con laseguente formula:

(9)

dove: x = distanza dal dispersore; L = lunghezza del dispersore.Anche in questo caso si pu calcolare il valorerelativo del potenziale sulla superficie del terre-no rispetto alla tensione totale di terra, utilizzan-do la formula (4) vista precedentemente. Unesempio riportato in figura 3.Il confronto tra le curve mostrate in figura 2 edin figura 3 dimostra quello che era stato eviden-ziato in precedenza, ossia che i gradienti di poten-ziale sulla superficie del terreno per un disperso-re verticale sono sostanzialmente superiori a quel-li determinati da un dispersore orizzontale (a paritdi condizioni) e, quindi, che le tensioni di con-tatto sono pi elevate. Per quanto riguarda le ten-sioni di passo, interessante notare come le con-dizioni siano, invece, favorevoli, in quanto la pen-denza della curva (e, quindi, la differenza di poten-ziale) si appiattisce ad un terzo della distanzarispetto al caso di dispersore orizzontale.

Resistenza di terraLa resistenza di terra di un dispersore verticale,

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Dimensioni commerciali di alcuni tipi di dispersori verticali

Tipo Dimensioni Note

Picchetto a croce Profilato (50 x 50 x 5) mm, Acciaio zincato a caldoLunghezza = 16 m

Picchetto massiccio D = 20/25 mm, L = 1,5/2 m Acciaio zincato a caldo

Picchetto tubolare D est. = 48,3 mm, Acciaio zincato a caldo, spesso con forispessore = 5 mm, per favorire lentrata dellacqua e sfruttareL = 1,5 m in questo modo anche la superficie interna

H Figura 3: Distribuzione del potenziale sulla superficie del terreno attorno aun dispersore verticale di lunghezza l = 3 m e diametro d = 0,04 m (valorerelativo)

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pu essere determinata con la seguente formula(8):

(10)

dove r il raggio del dispersore. importante sottolineare che la formula appros-simata nella misura in cui prescinde dalla profon-dit di posa.La figura 4 mostra i valori di resistenza di terra diun dispersore verticale in funzione della lun-ghezza e per diversi valori di resistivit.Nel caso di pi dispersori verticali (n ) collegatifra di loro in parallelo e interrati ad una stessadistanza a luno dallaltro, il valore della resi-stenza di terra pu essere ricavato utilizzando laformula seguente:

(10a)

dove R1, R2, R3Rn sono le resistenze di terracalcolate per ogni dispersore, assumendo chequesto non venga influenzato dalla presenza deglialtri dispersori di terra, e k un coefficiente chetiene conto della mutua influenza dei campi elet-trici prodotti dai dispersori adiacenti. In letteratura sono riportati valori per il coeffi-ciente k per diverse configurazioni di dispersoriin parallelo. Nella semplice configurazionemostrata in figura 5, possono essere assunti i valo-ri di k: k = 1,25 circa per a 2l; k = 1 per a 4l.

Esempio di calcoloSi supponga di voler calcolare la resistenza di terradi un dispersore costituito da un picchetto mas-siccio in acciaio zincato, con diametro di 20 mme lunghezza 3 m; utilizzando la formula (10) si ha:

Un valore simile a quello ottenuto poteva esserericavato dal diagramma di figura 4.

Dispersori magliatiI dispersori magliati sono usati principalmentenegli impianti di terra di grandi aree o per gli

H Figura 4: Resistenza di terra di un dispersore verticale con lunghezza l ediametro pari a 20 mm in un terreno omogeneo con resistivit

H Figura 5: Dispersori disposti in parallelo: R1 R4 = resistenza individuale dei dispersori; a = distanza tra i dispersori, l = lunghezza deidispersori

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impianti di terra caratterizzati da valori di cor-rente di guasto particolarmente elevati e, comun-que, laddove necessario operare un controllodella distribuzione del potenziale sul terreno alfine di contenere le tensioni di passo e di con-tatto. Tipico il caso delle stazioni AT/MT.La griglia dellintero dispersore costruita inmodo tale da corrispondere alle dimensioni del-linstallazione e da garantire una distribuzionedel potenziale sulla superficie del terreno circauniforme.

Resistenza di terraLa resistenza di terra dei dispersori magliati puessere calcolata usando la seguente formulasemplificata(9):

(11)

dove re il raggio equivalente.Per aree quadrate, o circa quadrate, il raggio equi-valente quello che d unarea circolare ugualea quella effettiva.Per le aree rettangolari, il raggio equivalente uguale alla somma dei lati esterni diviso per , sei dispersori formano un rettangolo molto lungo(figura 7b); I = somma delle lunghezze dei latidi tutte le maglie interne alla griglia.

Esempio di calcoloSi consideri un dispersore magliato di forma ret-tangolare, posto orizzontalmente con le dimen-sioni indicate in figura 6.La resistenza pu essere calcolata utilizzando laformula (11) e il raggio equivalente re , calcolatocome indicato in figura 7:

La somma delle lunghezze dei rami di una sin-gola maglia : (1,5 m + 1 m) 2 = 5 m. La sommadelle lunghezze di tutte le maglie allinternodella griglia vale: l = 5 m 12 maglie = 72 m.La resistenza del dispersore vale, quindi:

H Figura 6: Esempio di dispersore magliato

H Figura 7: Esempi di dispersori magliati illustranti il metodo di calcolo del raggio equivalente re nellequazione 11, perdue tipi di dispersore: dispersore praticamente quadrato (a) e rettangolare allungato (b)

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NOTE1) Altre ragioni per le quali si realizza la messa a terrasono ragioni funzionali (messa a terra di funziona-mento) e nel caso di lavori elettrici (messa a terra perlavori).

2) Il dispersore una parte dellimpianto di terra; ladefinizione di impianto di terra riportata dalla NormaCEI 64-8 la seguente: Insieme dei dispersori, deiconduttori di terra, dei collettori (o nodi) principali diterra e dei conduttori di protezione ed equipotenzia-li, destinato a realizzare la messa a terra di protezionee/o di funzionamento (art. 24.11). La definizione inlinea con quella riportata dalla Norma CEI 11-1 e trat-ta dal vocabolario elettrotecnico internazionale:Sistema limitato localmente costituito da dispersori oda parti metalliche in contatto con il terreno di effica-cia pari a quella dei dispersori (per esempio fondazionidi sostegni, armature, schermi metallici di cavi), di con-duttori di terra e di conduttori equipotenziali, (IEV604-04-01).

3) A proposito di questa relazione importante sotto-lineare che la tensione massima ammissibile ridottaa 25 V in alcuni ambienti particolari, come, ad esem-pio, nei locali medici.

4) Art. 9.2.1 (Dimensionamento degli impianti di terraa frequenza industriale Generalit).

5) Queste situazioni sono esemplificative di due con-figurazioni diverse in termini di entit delle correnti diguasto, equipotenzialit dellarea, personale ammes-so allinterno (quindi, esposizione al rischio).

6) In realt, possibile realizzare interventi che pos-sono migliorare la resistivit del terreno sostituendo,ad esempio, il terreno immediatamente a contatto conil dispersore con uno strato di terreno vegetale, argil-la o bentonite.

7) La pratica corrente consiglia una profondit di posapari a 0,51 m a seconda del tipo di terreno.

8) Esiste anche una formula ancora pi approssimataproposta dalla Guida CEI 64-12, che fornisce il valo-re della resistenza di terra di un dispersore verticalepari a /L.

9) La Guida CEI 64-12 fornisce una formula ancora pisemplice, che tiene conto solo del primo termine: R= /4r.

BIBLIOGRAFIA[1] H. Markiewicz, A. Klajn: Impianti di terra - Concettibase di calcolo e progettazione, APN 6.3.1(http://www.lpqi.org)[2] H. Markiewicz, A. Klajn: Earthing & EMC -Earthing Systems - Basic Constructional Aspects, APN6.5.1 (http://www.lpqi.org)

[3] A. Cerretti, G. Valtorta: Messa a terra del neutrotramite impedenza nelle reti MT di ENELDistribuzione, Energia Elettrica n. 27, 2001

[4] Norma CEI 64-8: Impianti elettrici utilizzatori atensione nominale non superiore a 1.000 V in cor-rente alternata e a 1.500 V in corrente continua, IEdizione

[5] Norma CEI 64-12: Guida per lesecuzione del-limpianto di terra negli edifici per uso residenziale eterziario, I Edizione

[6] Norma CEI 11-1: Impianti elettrici con tensionesuperiore a 1 kV in corrente alternata, IX Edizione

[7] Norma CEI 11-1;V1: Impianti elettrici con tensio-ne superiore a 1 kV in corrente alternata, Variante 1[8] Norma CEI 11-1;Ec: Impianti elettrici con tensio-ne superiore a 1 kV in corrente alternata, Errata Corrige

[9] Norma CEI 11-1;V1/Ec: Impianti elettrici con ten-sione superiore a 1 kV in corrente alternata, Variante1/Ec

[10] Guida CEI 11-37: Guida per lesecuzione degliimpianti di terra nei sistemi utilizzatori di energia ali-mentati a tensione maggiore di 1 kV, II Edizione

AUTORIing. Angelo BagginiDipartimento di Ingegneria IndustrialeFacolt di IngegneriaUniversit degli Studi di BergamoDalmine (Bergamo)

ing. Francesco BurattiECD Engineering Consulting and Design Milano - Pavia

Questo articolo stato preparato nellambito delprogetto LPQI (www.lpqi.org). Il Progetto stato co-finanziato dalla Commissione Europea e dallIn-ternational Copper Association Ltd.Gli autori precisano per che il contenuto del pre-sente articolo non riflette necessariamente la posizionedella Commissione Europea e/o non implica alcunaresponsabilit da parte della Commissione Europea.