I misuramenti della resistenza di messe a terra è un processo che necessita molto lavoro. A seconda della struttura della messa, le condizioni locali e numerosi fattori oggettivi, questi misuramenti richiedono dai dipendenti molto impiego. Si tratta di impiego sia fisico che intellettuale. Tali misuramenti vanno svolti con diligenza, non omettendo alcun elemento della procedura – l’uso di scorciatoie risulterà in errori di tale calibro che l’insieme non avrà alcun significato metrologico.

È quindi naturale che ogni facilitazione che si possa utilizzare in questo caso sia una cosa preziosa. Le messe a terra, nonostante il loro carattere, se sono composte da molti parafulmini, devono essere staccate prima se dobbiamo misurare la loro resistenza in maniera selettiva. L’utilizzo di pinze elimina questa necessità, accorciando di gran lunga il tempo di misuramento. Se il misuramento con pinze è possibile è deciso da 2 fattori: il sistema elettrico della messa e la sua struttura fisica. Per espandere sull’argomento, iniziamo però dal ricordare il principio del misuramento delle messe a terra con il metodo tecnico.

Fig. 1. Misuramento della resistenza della messa a terra con il metodo tecnico

Per misurare la resistenza della messa a terra “E” dobbiamo causare il flusso della corrente di misurazione. Per questo scopo occorre sommergere l’aggiuntiva sonda “H” nella terra, ad una certa distanza dalla messa a terra presa in esame. In questo modo è formato il circuito della corrente del nostro sistema. La corrente alternata forzata dalla fonte nel metro, fluendo nel circuito “H”, tramite la terra e la messa a terra in esame “E”, causa la formazione di potenziali intorno alla messa a terra e la sonda “H”. Visto che la messa a terra in esame è caratterizzata da una certa resistenza, si vedrà una riduzione della tensione. Per determinare il valore di questa resistenza, occorre solo costruire il circuito di tensione e misurare il valore della riduzione. Per questo scopo utilizziamo una seconda sonda ausiliare “S”, la quale viene sommersa tra la messa a terra presa in esame e la sonda a corrente. Sulla figura n. 1 è stato presentato il principio di misuramento. Sembra una cosa semplice. Ma occorre tenere presenti alcuni principi indispensabili. La sonda a corrente deve distare dalla messa a terra presa in esame abbastanza che il potenziale circondante la messa a terra presa in esame non si sovrapponga con il potenziale della sonda a corrente “H”. La sonda a tensione “s” deve trovarsi nella zona del potenziale zero. Qua compare il primo elemento associato alla diligenza e meticolosità di questi misuramenti. Un singolo misuramento non ci garantisce la possibilità di valutare se l’esame sia stato svolto correttamente. Per la verifica occorre fare ancora due misuramenti, spostando la sonda a tensione qualche metro verso la messa a terra presa in esame, e poi nella direzione della sonda a corrente. È solo se i tre risultati dei misuramenti sono uguali (o vicinissimi) che un esame si può considerare correttamente concluso.

Il metodo tecnico è applicato comunemente, anche se non si ricorda sempre dei suoi principi. Nel caso delle messe a terra singole non vi sono dei problemi applicando questo metodo in pratica. Come un esempio di una messa a terra possiamo usare un palo di una linea di media tensione.

Fig. 2. Palo di una linea di media tensione

È una tipica messa a terra singola – le messe a terra dei pali della linea non sono connesse in alcun modo. Qua l’applicazione di un metodo diverso da quello descritto sopra può solo risultare in errori. Per questo caso non si possono usare le pinze amperometriche. Spieghiamo quindi come ci può aiutare e dove si può usare il metodo tecnico impiegante le pinze.

Se dobbiamo esaminare un sistema di messe a terra, ma in modo da determinare individualmente, per ogni parafulmine, il valore della resistenza di ognuna, l’elemento in esame va staccato dal resto del sistema. Possiamo anche, utilizzando le pinze amperometriche e senza staccare le connessioni, misurare quale corrente fluisca tramite questo elemento della messa a terra e controllare la riduzione della tensione su di essa. È quindi esattamente il metodo tecnico presentato nella figura 1, con l’unica differenza nel fatto che misuriamo la corrente che fluisce tramite il parafulmine usando solo le pinze amperometriche.

Fig. 3. Misuramento della messa a terra con il metodo tecnico che impiega le pinze amperometriche

Nella figura 3 mostriamo un parafulmine installato su un edificio. Sul tetto abbiamo 4 parafulmini connessi l’uno all’altro. La corrente che forziamo fluisce ovviamente in tutto il circuito, ma le pinze ne possono misurare il valore nello specifico elemento del sistema di messa a terra che vogliamo misurare. È senza dubbio un metodo molto comodo, però non si può impiegare ovunque. Ciò risulta dalla struttura delle pinze amperometriche. Queste hanno un certo spessore ed angolo di apertura. Non siamo in grado di metterli ovunque. È una cosa problematica nel contesto di edifici modernizzati (riscaldati), dove gli appaltatori, dopo aver coperto l’installazione terra con polistirene, installano sui connettori delle finestrelle d’ispezione piccoline – è difficile metterci una mano, per non parlare di una grande pinza. Un’altra limitazione è il sistema elettrico della messa a terra.

Fig. 4. Messa a terra di un palo di una linea di bassa tensione

Nella figura 4 è mostrata una linea di bassa tensione. Le messe a terra dei particolari pali sono connesse l’una con l’altra con un filo PEN. Può darsi che, procedendo come nel caso della figura 3, possiamo mettere la pinza sul raccordo di prova ed eseguire il misuramento. Ma non è vero. La bandella che mette il palo a tera è connessa a quest’armatura. Il calcestruzzo è permeato dall’umidità, la quale scioglie vari sali e costituisce un elettrolita che conduce l’elettricità. Quando forziamo il flusso della corrente di misuramento nel circuito, questa fluirà nell’intera linea. Le pinze dovrebbero misurare il valore della corrente fluente tramite la messa a terra del palo, ed è proprio quello che la pinza fa. C’è anche, però, la corrente fluente tramite l’armatura del palo e, anche se di un valore piccolo, tramite il medesimo calcestruzzo di cui è fatto il palo. Come risultato, l’amperometro misurerà il valore della riduzione della tensione per la somma delle correnti fluenti tramite l’armatura, il calcestruzzo e la messa a terra sottoposta ad esame, ma conterà solo le resistenze per la corrente misurata con le pinze. Abbiamo, quindi, una situazione dove una la riduzione di tensione è causata da una corrente maggiore di quella misurata, quindi il valore della resistenza della messa a terra ottenuto sarà marcatamente più alta che in realtà! Può essere che dal punto di vista della protezione antiscossa non sia un problema, ma questo può comportare delle decisioni superflue sulla modernizzazione della messa a terra ed i costi ivi associati. La messa a terra si può ovviamente svitare. Le regole di sicurezza sul lavoro, purtroppo, lo vietano per le linee attive, e lo spegnimento è problematico e costoso. Ancora maggiori sono i problemi associati alle linee ad alta tensione. Un palo a traliccio sono un grande elemento conduttore. Con questi l’utilizzo di tali pinze è impossibile. Inoltre i parafulmini dei pali a traliccio sono connessi sotto la terra tramite un anello, e la corrente flue in un circuito metallico, il che preclude una logica considerazione di un tale caso solo in base ad un misuramento della corrente solo nella bandella terra. Qua giungiamo ad un metodo, forse non rivoluzionario, ma sicuramente pioniere, di misuramento con l’uso di pinze. La SONEL ha inventato ed introdotto all’uso comune le pinze elastiche, con uno spessore marcatamente minore ed una lunghezza di persino fino a 5 m, grazie al che otteniamo un diametro irraggiungibile dalle pinze in uso finora. Visto che queste pinze funzionano diversamente da quelle utilizzate finora, ciò ci ha costretti ad introdurre dei cambi alla struttura dei circuiti d’ingresso di misuramento. Per non costringere i clienti della SONEL SA a comprare dei nuovi amperometri: se volete utilizzare questo nuovo metodo, è stato creato un modulo intermediario tra il metro e le pinze, nella forma dell’adapter ERP-1.

Fig. 5. Pinze elastiche (induttore di Rogowski) e l’adapter ERP-1

Per i misuramenti si possono utilizzare le pinze elastiche del tipo F, conosciute già ai clienti della SONEL, le pinze dedicate FS (più sensibili) e pinze su ordine, FSX (super sensibili, per condizioni particolarmente difficili). Come standard offriamo il set ERP-1 con le pinze F, lunghe 4 m. L’adapter rende possibile adattare le pinze utilizzate scegliendo con un pulsante, il che è segnalato dal diodo LED. Con un altro pulsante indichiamo quanti avvolgimenti abbiamo fatto con l’induttore sulla messa a terra in esame (da 1 a 4).

Mostriamo un esempio di tale applicazione nella figura 6, con il problema conosciuto già dalla figura 4.

Fig. 6. Misuramento corretto della messa a terra di un palo di bassa tensione senza staccare il raccordo di prova dall’ERP-1

Come si vede nella figura, cogliendo con le pinze l’intero palo compresa la messa a terra ci fa misurare tutta la corrente fluente nel circuito verso la terra. Il risultato del misuramento sarà quindi corretto. Il problema che compariva qui è diventato insignificativo. Era ovviamente collegato direttamente alle proprietà elettriche di questo circuito. Presentemente si utilizza sempre più spesso pali centrifugati e per giunta congiunti in due, e.g. per la stazione 20/04. Prima il misuramento della resistenza di una struttura del genere sarebbe un grande problema. Ora, con l’adapter EPR-1 e le pinze elastiche SONEL, ciò non presenta più alcuna difficoltà.

Fig. 7. Misuramento per i pali centrifugati

Le pinze ci permettono a cogliere simultaneamente pali. Non dobbiamo preoccuparci nemmeno se entrambe le messe a terra sono collegate sotto la terra, visto che le pinze misurano comunque il valore comprensivo della corrente fluente tramite le messe a terra.

Una cosa molto più complessa è il misuramento di pali a traliccio. La soluzione proposta dalla SONEL può essere una soluzione pioniere nella materia, visto che rende possibile il misuramento con il metodo tecnico senza il bisogno di disattivare la linea di alta tensione. Con i misuramenti svolti con i metri Sonel MRU-200 ed ERP-1 è possibile una diagnostica della messa a terra di pali a traliccio finora irraggiungibile con il metodo a pinza singola (con la linea attiva).

Il principio di misuramento riguarda sempre il metodo tecnico. È solo che la procedura è un po’ diversa.

Fig. 8. Misuramento della messa a terra di un palo a traliccio.

Svolgendo un tale misuramento cogliamo con la pinza un’intera gamba del palo. Per ottenere una maggiore precisione si può fare più di 1 avvolgimento. Nel metro scegliamo un metodo di misuramento dall’ERP-1. Poi indichiamo quante gambe ha il palo da misurare (1, 2, 3 o 4). Dopo aver connesso il sistema di misuramento cominciamo l’esame. La procedura consiste nel misuramento consecutivo di ogni gamba del palo. Occorre tenere presente che, rimettendo le pinze sui successivi punti, è necessario ricollegare anche il connettore che forza il flusso della corrente “E”. Dopo aver concluso la serie di misuramenti, il metro mostrerà sul display la resistenza della messa a terra dell’intero palo. L’automatica procedura di calcolo della resistenza della messa a terra di un palo a traliccio è per ora disponibile solo per il metro Sonel MRU-200. Occorre enfatizzare che il metro controlla la direzione della corrente per i corrispettivi misuramenti, quindi dopo ogni misura occorre mettere la pinza nella stessa direzione. Questa caratteristica permette il metro a riconoscere un danno che consiste nella strappatura (o piena corrosione) della bandella connessa all’anello di un tale palo. È una caratteristica unica che non compare in alcun altro metro per messe a terra disponibile nel mercato.

Prodotti di cui all’articolo: