IMPIANTI ELETTRICI: SISTEMI DI DISTRIBUZIONE IT

I tipi di sistemi di distribuzione sono definiti in funzione del loro sistema di conduttori attivi e del loro modo di collegamento a terra. I sistemi di conduttori attivi considerati dalla norma CEI 64-8 sono: monofase in corrente alternata a 2 o 3 conduttori, trifase in corrente alternata a 3 o 4 conduttori, in corrente continua a 2 o 3 conduttori. I modi di collegamento a terra sono classificati secondo i seguenti codici: Prima lettera: situazione del sistema di alimentazione verso terra: T = collegamento diretto a terra di un punto, in c.a. in genere il neutro; I = isolamento da terra, oppure collegamento a terra di un punto, in c.a. in genere il neutro, tramite un'impedenza. Seconda lettera: situazione delle masse dell'impianto elettrico rispetto a terra: T = masse collegate direttamente a terra; N = masse collegate al punto messo a terra del sistema di alimentazione. Eventuali lettere successive: disposizione dei conduttori di neutro e di protezione: S = funzioni di neutro e di protezione svolte da conduttori separati; C = funzioni di neutro e di protezione svolte da un unico conduttore (conduttore PEN).

I sistemi più comuni sono pertanto i seguenti:

Nota: quando l'impianto è alimentato direttamente da una rete di distribuzione pubblica a bassa tensione, il sistema utilizzato in Italia è il sistema TT. In generale i sistemi TT e TN sono i più diffusi in impianti civili ed industriali e per essi è disponibile una vasta letteratura e una consolidata esperienza.

Gli impianti di tipo IT, isolati da terra (detti anche "flottanti" perché, in assenza di un riferimento, hanno un valore di tensione verso terra indeterminato) vengono impiegati dove sia ritenuto necessario usufruire di uno o più dei 5 vantaggi particolari che se ne possono ottenere e che possiamo schematicamente così riassumere:

  1. sicurezza dell'operatore contro i contatti diretti o indiretti (mancando il ritorno attraverso la terra la corrente non può circolare attraverso il corpo dell'operatore che entrasse in contatto con una parte attiva). Questo beneficio è limitato dalle capacità equivalenti di dispersione verso terra della linea che possono costituire una chiusura del circuito adatta anche a portate consistenti in caso di linee particolarmente lunghe.
  2. continuità di servizio anche in caso di un primo guasto a terra. Attraverso la resistenza di guasto (quand'anche nulla) non circola una corrente significativa essendo il circuito aperto: si può quindi continuare ad operare fino a quando non si dovesse verificare un secondo guasto.
  3. eliminazione di "punti caldi" che possono generare, in certi ambienti, pericoli d'incendio o d'esplosione. Per modesti cedimenti o deterioramenti dell'isolamento verso terra, in caso di impianti elettrici di tipo TN o TT si potrebbero verificare dispersioni di modesto valore, non sufficienti a provocare l'intervento delle protezioni automatiche (fusibili o interruttori). In questo caso in piccole aree di isolamento deteriorato si potrebbero raggiungere alti valori di corrente specifica con effetto di un riscaldamento concentrato pericoloso,
  4. più agevole messa a terra delle carcasse metalliche. La normativa ammette, per i circuiti di tipo IT, valori più elevati di resistenza nella messa a terra.
  5. possibilità di programmare la manutenzione degli impianti elettrici per quanto riguarda lo stato dell'isolamento verso terra.

 

 

I vantaggi di un sistema IT sono assicurati da un buon controllo dell'isolamento 

 

I 5 vantaggi offerti dal sistema IT hanno evidentemente una diversa valenza a seconda dell'applicazione. In linea generale la prestazione di gran lunga più usufruita è la garanzia di continuità di servizio anche in caso di primo guasto a terra, spesso fondamentale in impianti complessi o costosi o critici dove l'interruzione del servizio comporta conseguenze gravosissime in termini di sicurezza (si considerino gli ospedali, i mezzi di trasporto pubblico, ecc.) o in termini di costi (per interruzione di servizio nei settori di pubblica utilità, per arresti di produzione con scarti di materiale e costi di riavviamento, per mancata alimentazione di centri d'elaborazione di dati, ecc. ecc. ).

La sicurezza dell'operatore ( e dell'utente) può diventare di pari importanza in applicazioni come quelle ospedaliere (in questi casi la lunghezza della rete viene ridotta al minimo indispensabile per evitare l'effetto delle dispersioni attraverso le capacità distribuite). La riduzione dei punti caldi diventa importante negli impianti in luoghi con pericolo d'incendio o d'esplosione. La più agevole messa a terra delle carcasse può interessare ad esempio gli utilizzatori di generatori mobili, impiegati nelle più disparate condizioni ambientali. Il controllo permanente dello stato dell'isolamento permette, in tutte le applicazioni, la manutenzione programmata con i conseguenti risparmi in termini di tempo e di costi.

Poiché i vantaggi finora elencati sono disponibili solo se il circuito è effettivamente isolato, il livello dell'isolamento di un circuito IT deve essere permanentemente tenuto sotto controllo con attivazione di un allarme in caso di discesa sotto un valore di soglia prefissato. L'apparecchio per il controllo dell'isolamento dispone spesso di regolabilità della soglia dall'allarme, di una seconda soglia di preallarme e di segnalazione del valore d'isolamento misurato: si può allora tenere sotto controllo l'andamento del deterioramento progressivo dell'isolamento, studiarne le cause e soprattutto predisporre e programmare una manutenzione preventiva che permetta di intervenire strategicamente riducendo il rischio di dover interrompere il servizio inaspettatamente per il verificarsi di un secondo guasto a terra.

Le più complete e moderne misure di sorveglianza dell'isolamento nei circuiti IT prevedono inoltre sistemi, manuali o automatici, per la localizzazione dei punti di guasto o di basso isolamento, facilitando la diagnosi e l'intervento di manutenzione.

Con la sorveglianza continua si conoscono in anticipo i deterioramenti progressivi (anche "fisiologici") dell'isolamento o i collegamenti a diramazioni difettose con un tempestivo riconoscimento di ogni tipo di dispersione pericolosa per la rete controllata. Viene così resa concretamente possibile la manutenzione preventiva e programmata. Naturalmente il vantaggio di poter tempestivamente essere informati sullo stato di isolamento da terra di un impianto elettrico è tanto maggiore quanto più affidabile è la misura effettuata dagli strumenti. I controllori d'isolamento (IMD = insulation monitor device) nel caso di circuiti IT devono essere realizzati con caratteristiche tecniche opportune per fornire informazioni attendibili ed accurate.

A titolo esemplificativo si possono considerare i circuiti che comprendano azionamenti per motori a velocità variabile o sistemi di alimentazione d'emergenza con convertitori. Sono queste situazioni sempre più frequenti in sistemi di automazione o in circuiti dove è richiesta la continuità nell'alimentazione. Ebbene, gli "inverter" presenti in tali reti elettriche rendono particolarmente delicato il rilevamento delle dispersioni poiché ci si trova in presenza di parti di circuito in corrente alternata, parti in corrente continua e parti con corrente pulsante o deformata con intense sorgenti di disturbi.

In questi casi il controllore d'isolamento deve essere di tipo attivo, sovraimporre alla rete tenuta sotto controllo un segnale codificato variabile in funzione delle capacità distribuite della linea, avere valori di soglia d'allarme e un ritardo di risposta regolabili. Gli strumenti devono permettere la lettura dei valori misurati e attivare allarmi ottici locali e contatti per indicazione remota.

 

 

 

 

La normativa vigente focalizza caratteristiche e vantaggi dei sistemi IT

e del loro controllo

Le norme CEI 64-8 e CEI EN 61557-8 presentano parecchi articoli pertinenti ai circuiti IT e ai relativi controllori d'isolamento.

In particolare dalla norma CEI 64-8 si ricava quanto segue:

Tensione nominale del circuito (V)

Tensione di prova c.c. (V)

Resistenza di isolamento (MW )

Fino a 500 V compresi

500

³ 0,5

Oltre 500 V

1000

³ 1,0

Dalla norma CEI EN 61557-8 si ricava quanto segue:

 

 

 

 

Attuali tecniche di controllo dell'isolamento e indicazioni di carattere pratico

Guida breve alla scelta dei controllori d'isolamento BENDER per reti IT.

Tipo di rete

Tipo di corrente

Tensione rete

Alimentaz. apparecchio

Soglia regolabile

Display valore isol.

Sistema di misura

Controllo conness.

Max capacità distribuita

Modello

AC monofase

Pura AC

0-138 V AC

Separata

1-20 kohm

No

DC sovrimp.

Si

20 m F

IR140Y-3

AC monofase

Pura AC

0-300 V AC

Separata

10-200 kohm

No

DC sovrimp.

Si

20 m F

IR140Y-4

AC monofase

Pura AC

0-300 V AC

Separata

0,5-5 Mohm

No

DC sovrimp.

Si

10 m F

IR140Y-6

AC monofase o trifase

Pura AC

0-690 V AC

Separata

1-20/10-200 kohm

Si, a LED

DC sovrimp.

Si

20m F

IR470LY-4

DC

Pura DC

19,2-398 V DC

Dalla rete

10-200 kohm

No

AMP

No

10 m F

IR125Y-4

AC/DC/AC+DC monofase

Ogni tipo

0-138 V AC / 0-138 V DC

Separata

1-20 kohm

No

AMP

Si

20 m F

IR145Y-3

AC/DC/AC+DC monofase

Ogni tipo

0-290 V DC / 0-300 V AC

Separata

10-200 kohm

No

AMP

Si

20 m F

IR145Y-4

AC/DC/AC+DC mono e trifase

Ogni tipo

0-400 V DC / 0-690 V AC

Separata

I: 2-10/20-100 II:10-50/100-500

Si, a LED

AMP

Si

20 m F

IR475LY-4

AC/DC/AC+DC mono e trifase

Ogni tipo

0-500 V DC / 0-690 V AC

Separata

2 soglie indip. 10-990 kohm

Si, digitale

AMP

Si

500 m F

IRDH265-4 IRDH365-4

AC/DC/AC+DC mono e trifase

Ogni tipo

0-650 V DC / 0-793 V AC

Separata

2 soglie indip. 1-10.000 kohm

Si, digitale

AMP+

Si

500 m F

IRDH375-4

Unità d'accoppiamento per tensioni superiori alle massime ammesse dai singoli controllori d'isolamento.

Unità d'accoppiamento.

Max tensione reti in pura AC

Max tensione in reti in pura DC

Max tensione in reti AC + DC

Modello controllore

AG150W

 

1.100 V

 

IRDH265/365-4

 

900 V

 

IR475LY-4

AG150W-4

 

1.760 V

 

IRDH265/365-4

AGH204S-4 (Ri = 80 kohm)

1.650 V

1.070 V

793 V

IRDH265/365-4

1.650 V

900 V

793 V

IR475LY-4

1.650 V

 

793 V

IR470LY-4

AGH204S-4 (Ri =160 kohm)

1.650 V

1.850 V

1.300 V

IRDH265/365-4

AGH520S

7.200 V

1.070 V

793 V

IRDH265/365-4

7200 V

900 V

793 V

IR475LY-4

7.200 V

 

793 V

IR470LY-4

HW1K

11.000 V

 

793 V

IRDH265/365-4

11.000 V

 

793 V

IR475LY-4

11.000 V

 

793 V

IR470LY-4

 

N.B. AMP = "Adaptive measuring procedure" (adattamento automatico della procedura di misura dell'isolamento al valore totale delle capacità verso terra della rte IT tenuta sotto controllo. AMP+ = AMP con filtri digitali magiorati per soppressione delle interferenze. I modelli IRDH365-4 e IRDH375-4 sono per montaggio da incasso nel fronte quadro; tutti gli altri modelli per aggancio a profilato DIN.Tutti i controllori dispongono di tasti per TEST e RESET e spie a LED per alimentazione e allarmi.

 

 


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Ultimo aggiornamento: 15 dicembre 2001 - Copyright FANCOS S.p.A. - La riproduzione parziale o totale vietata