Che cos'è la messa a terra delle apparecchiature, e perché è importante?

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La messa a terra delle apparecchiature collega ogni superficie metallica esposta di un impianto elettrico al punto di messa a terra della sorgente. Il suo scopo è creare un percorso di guasto a bassa impedenza, in modo che se un conduttore in tensione tocca un involucro, un telaio o un corpo metallico, la corrente di guasto sia abbastanza alta da far intervenire rapidamente il dispositivo di protezione a monte, eliminando il guasto prima che la superficie in tensione diventi un pericolo di scossa prolungato.

Come si presenta davvero un guasto della messa a terra in cantiere, e perché spesso passa inosservato

Un problema di messa a terra raramente si manifesta durante il normale funzionamento. La corrente scorre nei conduttori previsti, le apparecchiature funzionano bene e nulla sembra fuori posto. Il pericolo si nasconde nel caso di guasto. Supponiamo che l'isolamento all'interno di un quadro di distribuzione si degradi e che un conduttore in tensione tocchi l'involucro metallico. In un impianto correttamente messo a terra, la corrente di guasto scorre immediatamente attraverso il conduttore di protezione fino alla sorgente, il dispositivo contro le sovracorrenti interviene e il guasto viene eliminato in frazioni di secondo. L'involucro può essere stato in tensione per un istante, ma per un tempo troppo breve per essere pericoloso.

In un impianto con un percorso di terra interrotto o ad alta impedenza, lo stesso guasto produce un esito molto diverso. L'involucro va in tensione e ci resta, perché la corrente di guasto non è abbastanza alta da far intervenire l'interruttore. La superficie resta a un potenziale pericoloso, in attesa che qualcuno la tocchi stando su un palco bagnato, su una pedana metallica o su un ponteggio collegato a terra. È questo lo scenario che la messa a terra delle apparecchiature serve a prevenire: non il caso normale, ma il caso di guasto che nessuno si aspetta.

Come il conduttore di protezione elimina davvero un guasto: il principio del percorso a bassa impedenza

Il concetto chiave della messa a terra delle apparecchiature è l'impedenza. L'impedenza è l'opposizione complessiva al passaggio della corrente in un circuito e comprende resistenza, induttanza e gli effetti di ogni collegamento lungo il percorso. Perché un conduttore di protezione svolga il suo compito, l'impedenza del percorso di guasto deve essere abbastanza bassa da far sì che la corrente di guasto risultante superi la soglia di intervento del dispositivo di protezione a monte. Se l'impedenza del percorso è troppo alta (a causa di un collegamento corroso, un morsetto allentato, un conduttore interrotto o un ponticello equipotenziale mancante), la corrente di guasto sarà più bassa, l'interruttore interverrà più lentamente e la superficie in tensione resterà pericolosa più a lungo.

Ecco perché la messa a terra non si limita ad avere un conduttore di terra nel cavo. Riguarda l'integrità di ogni collegamento che quel conduttore attraversa nel suo percorso verso la sorgente. Un connettore unipolare con un contatto di terra corroso, una giunzione in cui è stato dimenticato il ponticello equipotenziale, un cavo con il conduttore di terra interrotto all'interno di una guaina altrimenti integra: ognuno di questi elementi può aumentare l'impedenza del percorso al punto da compromettere la protezione. L'impianto di terra è una catena, e l'anello più debole determina le prestazioni dell'intera catena.

Nelle installazioni temporanee questa catena viene assemblata da zero ogni volta. Ogni accoppiamento di connettori, ogni linea in cavo, ogni collegamento equipotenziale tra un quadro di distribuzione e il suo telaio di supporto è un anello che va verificato. Nelle installazioni permanenti la catena viene verificata una volta e poi monitorata. Nel lavoro sul campo va verificata ogni volta che l'impianto viene montato.

Le verifiche pratiche che indicano se il percorso di terra è integro prima di mettere sotto tensione

La verifica più elementare è la continuità. Prima di mettere sotto tensione l'impianto, una semplice misura di resistenza dal morsetto di terra del carico più lontano fino alla barra di terra sul lato alimentazione deve restituire un valore basso e stabile. Se il valore è alto o instabile, nel percorso c'è un collegamento che richiede intervento. Le cause più comuni sono contatti ossidati all'interno dei connettori, grani allentati sui capicorda di terra e cavallotti di equipotenzialità dimenticati durante il montaggio.

La seconda verifica è visiva. Ogni parte metallica esposta che una persona potrebbe toccare deve poter essere ricondotta all'impianto di terra tramite un conduttore visibile o un percorso metallico collegato equipotenzialmente. Se un quadro di distribuzione poggia su un carrello metallico ma il carrello non è collegato al morsetto di terra del quadro, il carrello è una superficie metallica isolata che potrebbe andare in tensione in caso di guasto. Lo stesso vale per americane, passacavi e qualsiasi altra struttura conduttiva vicina all'impianto elettrico.

La terza verifica riguarda il connettore stesso. Quando si accoppiano connettori unipolari in un set di alimentazione, il connettore di terra deve essere il primo a stabilire il contatto e l'ultimo a interromperlo. Molti sistemi di connettori integrano questa sequenza già nel progetto: il contatto di terra è più lungo o si innesta per primo per costruzione meccanica. Se il sistema non impone questa sequenza, la squadra deve rispettarla manualmente.

Dove i connettori KUPO Power portano il percorso di terra dall'alimentazione al carico

In ogni linea di alimentazione e circuito derivato, il conduttore di protezione passa attraverso i connettori in ogni punto di connessione, ed è proprio questo livello di connettori che KUPO Power produce. I connettori unipolari a camma K-LOK 400A e K-LOK 150A portano il conduttore di terra dedicato come connettore distinto e identificato dal colore in ogni set di alimentazione, mantenendo la continuità della catena di terra a ogni ciclo di innesto. I connettori unipolari con chiave di polarizzazione PowerFit svolgono la stessa funzione nel lavoro europeo per palchi ed eventi. Le spine e prese CEE integrano il contatto del conduttore di protezione (PE) come previsto dalla norma IEC 60309, con il contatto di terra progettato meccanicamente per innestarsi prima dei contatti di fase. Il percorso di terra vale quanto il connettore che lo porta: la qualità dei contatti e l'integrità dell'accoppiamento in ogni punto della catena incidono direttamente sull'eliminazione del guasto. Per approfondire come messa a terra, protezioni e scelta dei connettori lavorano insieme, il KUPO Power 101 FAQ Hub offre il quadro completo dell'impianto.