La messa a terra è uno dei primi concetti che incontriamo studiando ingegneria elettrica. La necessità di introdurre una messa a terra protettiva è dovuta al fatto che una condizione necessaria per la sicurezza funzionamento di qualsiasi impianto elettrico è la chiusura forzata di tutti i suoi componenti conduttivi a terra.
Il principio di messa a terra
È noto che l'ingegnoso è nella stragrande maggioranza dei casi semplice. Allo stesso modo con la messa a terra. Si basa su diverse disposizioni estremamente semplici e ovvie.
Si riducono al fatto che:
- è garantito per prevenire sia la rottura dell'isolamento sul corpo conduttore dell'impianto elettrico sia una sensibile diminuzione della sua resistenza;
- il potenziale colpo sul corpo non ha segni esterni visibili;
- quando si toccano tali parti, una persona è sotto l'influenza di un alto potenziale;
- il fattore che colpisce è la corrente che appare al momento di toccare la superficie conduttiva e scorre attraverso il corpo umano fino a terra;
- la corrente può essere ridotta a un livello di sicurezza solo riducendo la DIFFERENZA potenziale tra l'elemento conduttivo e massa, per la quale è sufficiente collegare forzatamente le parti metalliche della custodia a terra con un filo con un piccolo resistenza.
Di conseguenza, durante la rottura dell'isolamento, la corrente va semplicemente principalmente nel terreno e non passa attraverso il corpo umano. Questo è mostrato graficamente nella Figura 1.
Perché c'è poca resistenza al suolo
Secondo la legge di Ohm, la corrente scorre sempre in un circuito chiuso. In questo caso, da un polo della centrale elettrica all'elettrodo di messa a terra attraverso l'impianto elettrico con il suo sistema di messa a terra. In questo caso, la bassa resistenza della messa a terra dell'impianto non è garanzia di una piccola resistenza del ramo inverso del circuito in esame. In effetti, la resistività del suolo è piuttosto elevata e, a prima vista, l'effetto di deviare il corpo umano da parte di elementi di messa a terra non si verifica.
Nonostante tutta la validità di questo ragionamento, non tiene conto di una circostanza. In questo caso, il fatto che a causa della sezione trasversale estremamente grande, quasi infinita del mezzo tra la messa a terra elettrodi della centrale elettrica e dell'impianto elettrico, la resistenza del ramo inverso del nostro circuito chiuso sarà piuttosto piccola.
Questo permette:
- il sistema di messa a terra per svolgere qualitativamente le sue funzioni protettive;
- garantire un'elevata affidabilità della loro implementazione grazie all'assenza di interruzioni
- risparmiare notevolmente sulla posa di un cavo aggiuntivo che collega gli elettrodi di terra della struttura e della centrale elettrica.
Caratteristiche del dispositivo di messa a terra
La messa a terra di protezione svolge le sue funzioni qualitativamente solo se c'è poca resistenza di transizione tra l'elettrodo di terra a cui è collegata l'unità e la terra.
Ciò si ottiene:
- elevata area di contatto, che a sua volta è fornita da più piastre rigidamente collegate mediante saldatura, figura 2;
- approfondendo gli elettrodi al di sotto della profondità di congelamento (la resistività del terreno ghiacciato aumenta bruscamente).
Per soddisfare l'ultima condizione, i sezionatori di terra verticali con una lunghezza fino a 3 m sono adatti, Figura 3.
Inoltre, la resistenza di messa a terra non deve superare i 4 ohm. Quest'ultimo è determinato dal fatto che la resistenza del corpo umano è di almeno diverse centinaia di ohm, ad es. due ordini di grandezza superiore.