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Impianti di Terra Globale

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NORMA CEI 11-1

L’IMPIANTO DI TERRA GLOBALE

 

Contenuto

1.0 - Introduzione.

2.0 - Requisiti degli impianti di terra inseriti in un impianto di Terra Globale.

3.0 - Certificazione di un impianto di Terra Globale.

4.0 - Valutazione economica.

5.0 - Conclusioni.

A.1.0 - Riferimenti.

A.x - Esempio d’offerta tecnico economica.

 

1.0 - Introduzione.

La norma CEI 11-1 del 1999-01 introduce, con riferimento alla rete di trasmissione e di distribuzione in AT ed MT del Distributore pubblico, il concetto di "impianto di terra globale" che date le sue caratteristiche non presenta al suo interno tensioni pericolose; in particolare tale tipologia di impianto viene così definito:

"Impianto di terra realizzato con l’interconnessione di più impianti di terra che assicura, data la vicinanza degli impianti stessi, l’assenza di tensioni di contatto pericolose. 

Tale impianto permette la ripartizione della corrente di terra in modo da ridurre l’aumento di potenziale di terra negli impianti di terra singoli. Si può dire che tale impianto forma una superficie quasi equipotenziale.

Questa definizione è limitata alle reti di trasmissione e di distribuzione del Distributore pubblico, ad esempio nel caso di aree urbane concentrate ed agli impianti utilizzatori alimentati in AT o in MT collegati all’impianto di terra globale ed in esso inclusi".

Dalla succitata definizione di impianto di terra globale si deduce che lo stesso si può individuare soltanto all’interno di aree urbane ad alta concentrazione abitativa o produttiva, dove esistono quindi un insieme di impianti di terra di impianti primari (AT/AT e/o AT/MT) e secondari (cabine MT/MT e/o MT/BT) interconnessi tra loro, attraverso gli schemi di cavi, le funi di guardia ed altri collegamenti metallici, dove sia stato verificato che non esistono tensioni di contatto pericolose.

La norma CEI 11-1 non definisce una superficie di riferimento, né il grado di concentrazione degli impianti di terra;  per la definizione di un impianto di terra globale si può però ritenere che già con una superficie di 5 km2 ed una concentrazione non inferiore a 25¸ 30 cabine per km2, ci siano tutte le premesse per  ritenere che l’intera area sia quasi equipotenziale, e che le tensioni di passo e di contatto siano inferiori a quelle ammissibili.

La definizione dell’impianto di terra globale spetta alla società Distributrice; va altresì precisato che all’impianto in questione possono essere collegati anche gli impianti utilizzatori AT ed MT.

 

La Tab.1 riporta le caratteristiche degli impianti di terra globale delle città di cui siamo a conoscenza, e che presentano le seguenti caratteristiche [1] e [2]:

 

CITTA’

SUPERF. IMP.

TERRA

GLOBALE

[km2]

IMPIANTI

PRIMARI

[N°]

CABINE

SECONDARIE

[N°]

CABINE

UTILIZZATORI

[N°]

PESARO

9

2

220

 

PERUGIA

11

2

287

 

TREVISO

11

0

250

20

FIRENZE

52

12

1930

820

 

2.0 – Requisiti degli impianti di terra inseriti in un impianto di Terra Globale

La norma CEI riporta al punto 9.2.1, che gli impianti di terra devono essere progettati in modo da soddisfare le seguenti prescrizioni:

a) Avere sufficiente resistenza meccanica e resistenza alla corrosione.

b) Essere in grado di sopportare, da un punto di vista termico, le più elevate correnti di guasto prevedibili (che generalmente sono determinate mediante calcolo).

c) Evitare danni a componenti elettrici ed a beni.

d) Garantire la sicurezza delle persone contro le tensioni che si manifestano sugli impianti di terra per effetto delle correnti di guasto a terra.

In particolare, relativamente al punto d) , deve essere sempre verificato che i valori delle tensioni di contatto siano inferiori a quelle ammissibili e che non siano trasferiti potenziali pericolosi.

Nel  progettare un impianto di terra si deve considerare quanto riportato in fig. 9.2 (vedasi allegato A.3).

In merito all’impianto di Terra Globale la NORMA CEI al punto 9.2.4.2 dichiara che:

"Questi valori ammissibili (UTP) sono considerati soddisfatti se: è stata soddisfatta una delle due seguenti condizioni C:

C1, se il relativo impianto è parte di un impianto di terra globale (vedere 2.7.14.5) "

Vedasi anche allegato Q della Norma CEI.

In relazione a quanto sopra, l’impianto di terra facente parte di un impianto di terra globale deve garantire la resistenza meccanica ed alla corrosione e soddisfare i requisiti termici.

In merito alle verifiche prima della messa in servizio ed alle verifiche periodiche,  la NORMA CEI riporta all’Allegato P che: "All’interno delle aree degli impianti di terra globale, non è necessario verificare la resistenza di terra o la tensione totale di terra, in quanto è considerata sufficiente la documentazione di progetto dell’impianto di terra".

Pertanto per gli impianti di terra collegati ad un impianto di Terra Globale è sufficiente eseguire la verifica dell’efficienza dei conduttori di terra (vedasi art. 9.8 e 9.9).

Tale verifica consiste nel controllo a vista dello stato di conservazione dei conduttori (corde, giunti, ecc.) e nella misura della loro continuità (vedasi CEI 64-8 art. 612.2).

 

3.0 – Certificazione di un impianto di Terra Globale

Una volta individuato l’impianto di Terra Globale è necessario redigere una documentazione nella quale viene certificato l’impianto stesso.

Tale rapporto deve contenere in generale:

AREA DELL’IMPIANTO DI TERRA GLOBALE

ELENCO CABINE CON RELATIVI PARAMETRI IDENTIFICATIVI ED ELETTRICI

CARATTERISTICHE ELETTRICHE DELL’IMPIANTO (IF, tF, ecc.)

CRITERI PER L’INDIVIDUAZIONE DELL’IMPIANTO DI TERRA

La documentazione dovrà essere mantenuta presso il Distributore, allo scopo di poterla esibire all’Autorità di controllo (per es. A.S.L.) ed ai Clienti inseriti in un impianto di terra globale.

La presenza dell’impianto di Terra Globale sarà comunicata agli utenti per esempio a seguito di una loro richiesta di parametri elettrici.

I modelli O e B delle singole cabine devono riportare la dicitura "cabina facente parte dell’impianto di Terra Globale n°………".

 

Fig.1 - Esempio di definizione di Terra Globale

 

4.0 – Valutazione economica

Se consideriamo un impianto di terra interconnesso costituito da n° 10 impianti AT/MT e/o AT/MT e n° 1000 cabine MT/MT e/o MT/BT, i costi per la verifica di un impianto di terra primario e secondario (escluse misure delle tensioni di contatto e di passo) sono quantificabili rispettivamente in 10 ML e 0,5 ML.

 

IMPIANTO DI TERRA NON GLOBALE

Se consideriamo l’impianto in questione come un impianto "tradizionale", le verifiche/annoda eseguire con la periodicità delle nuove Norme CEI sono:

IMPIANTI PRIMARI: 10/6= 1,7 impianti/anno

IMPIANTI SECONDARI: 1000/6 = 167 impianti/anno

COSTO COMPLESSIVO ANNUO: 1,7 x 10 + 167 x 0,5 =~ 100 Milioni Lire/anno

 

 

IMPIANTO DI TERRA GLOBALE

 

Le verifiche/anno rimangono le medesime, ma si riferiscono a controlli che possono essere eseguiti contestualmente all’ispezione impianti.

Se si vuole quantificare il costo annuo per gli impianti di cui al punto a), questo è pari a:

COSTO COMPLESSIVO ANNUO = 1,7 x 2 + 167 x 0,1 =~ 20 Milioni Lire/anno

Le differenze tra le due soluzioni è di circa 80 Milioni Lire/anno; nelle valutazioni di cui sopra non è stato considerato il costo (una tantum) per la definizione dell’impianto di Terra Globale.

 

4.1 – Valutazione economica da chiedere agli UTILIZZATORI connessi

Consideriamo che si possano interconnettere circa:

n° 6 UTILIZZATORI AT/MT

n° 210 UTILIZZATORI MT/BT.

I costi per una verifica di un impianto di terra è quantificabile (per un impianto utilizzatore) in 20 ML per AT/MT e 1 ML per MT/BT.

 

IMPIANTO DI TERRA GLOBALE

 

Se consideriamo l’impianto in questione come un impianto "tradizionale", le verifiche/annoda eseguire con la periodicità delle nuove Norme CEI sono:

UTILIZZATORI PRIMARI: 6/3= 2 impianti/anno per 3 anni

UTILIZZATORI SECONDARI: 210/3 = 70 impianti/anno per 3 anni

Supposto che venga richiesto agli utilizzatori il costo di una verifica per la connessione all’impianto di Terra Globale, e dopo tre anni la metà del costo di verifica mentre per gli anni successivi non sia richiesto nulla, con queste cifre l’introito per il Distributore sarebbe di:

INTROITO COMPLESSIVO ANNUO: 2 x 20 + 70 x 1 =~ 110 Milioni Lire/anno per tre anni

INTROITO COMPLESSIVO ANNUO dal terzo anno: 2 x 10 + 70 x 0.5 =~ 55 Milioni Lire/anno per tre anni

 

1° anno 110 MLire 2° anno 110 MLire

3° anno 165 MLire 4° anno 55 MLire

5° anno 55 MLire 6° anno 0 MLire

Totale dopo 5 anni 495 MLire

Totale dopo 5 anni compreso il risparmio del Distributore 895 MLire

 

5.0 – Conclusioni

Nelle valutazioni precedenti abbiamo indicato un numero limitato di possibili impianti utilizzatori che si possono interconnettere.

Inoltre il piano di rientro finanziario da parte degli utilizzatori potrebbe essere più veloce e di entità maggiore, ciò andrebbe ad incidere maggiormente sugli incassi a breve termine da parte del Distributore.

 

A.1.0 - Riferimenti.

1. A. Fragiacomo, "Impianti di terra", ‘Report AF-40a/88’ Ott.1988, Uff. Tecnico ASM Brescia.

2. ‘The electromagnetic compability in the industrial plants’, AEI Padova, Nov. 1994.

3. Andolfato, Turri, Guizzo, Piva, "Dispersori di terra per i sistemi elettrici di distribuzione, nuove soluzioni per bonifica e realizzazione", Energia Elettrica, vol. 76, n°1, gen-mar 1999.

4. CEI 11-8 ed. 3°-12/1989 "IMPIANTI DI PRODUZIONE, TRASMISSIONE E DISTRIBUZIONE DI ENERGIA ELETTRICA. IMPIANTI DI TERRA"

5. CEI 11-37 ed. 1°-1996-11 "GUIDA PER L’ESECUZIONE DEGLI IMPIANTI DI TERRA DI STABILIMENTI INDUSTRIALI PER SISTEMI DI I, II E III CATEGORIA"

6. CEI 11-1 ed. 9°-1999-01 "IMPIANTI ELETTRICI CON TENSIONE SUPERIORE A 1 kV IN CORRENTE ALTERNATA".

7. A. Fragiacomo, "Individuazione dei possibili provvedimenti per ridurre la tensione totale di terra dell’impianto. Verifica e calcoli sulla rete di terra dello stabilimento di: ACCIAIERIE VENETE SpA (Camin PD)", Report AF-16a/99 Gen. 2000.

8. M. Mosciatti: "L’IMPIANTO DI TERRA GLOBALE: SICUREZZA NUOVA PER GLI IMPIANTI ELETTRICI LA SOLUZIONE ENEL PER LA CITTA’ DI PESARO", SEMINARIO AEI – ANCONA 8 febbraio 2000.

9. M. Mosciatti: "L’IMPIANTO DI TERRA GLOBALE: SICUREZZA NUOVA PER GLI IMPIANTI ELETTRICI LA SOLUZIONE ENEL PER LA CITTA’ DI PERUGIA", SEMINARIO AEI – PERUGIA 31 maggio 2000.

10. C. Matteini: "L’IMPIANTO DI TERRA GLOBALE: LA SICUREZZA NEGLI IMPIANTI ELETTRICI: SOLUZIONI ENEL PER LA CITTA’ DI FIRENZE", Giornata studio AEI – Firenze 20 Novembre 2000.

 

A.0. Esempio d’offerta tecnico economica.

A.1. Oggetto del lavoro.

Definizione e progetto dell’Impianto di Terra Globale per la città di ..............

 

A.2. Scopo del lavoro.

Lo studio verificherà lo stato della maglia di terra attuale delle cabine primarie AT e secondarie MT e definirà il progetto per l’impianto di Terra Globale per la rete elettrica della città di ............secondo la nuova norma CEI 11-1.

 

A.3. Descrizione della fornitura.

Incontro:

Raccolta dei dati per l’analisi della maglia di terra attuale e necessari alle elaborazioni:

Dati del censimento degli impianti di terra singoli.

Dati delle misure di terra effettuate nelle cabine primarie AT (passo e contatto).

Planimetrie ed altri disegni.

Schema elettrico MT dove le cabine sono tra loro interconnesse tramite lo schermo dei cavi MT.

Schema topografico (in scala) della rete di cui al punto precedente (gli schemi elettrico e topografico possono essere uno soltanto).

Devono essere individuati eventuali giunti di isolamento (o separazione schermi) sulle linee MT.

Correnti di guasto monofase a terra in AT di ciascuna stazione ed MT di ciascuna sbarra.

Tempi di eliminazione per guasto monofase a terra per le cabine.

Valori delle resistenze di terra rispettivamente di ciascuna stazione e cabina MT/bt o MT/MT interconnessa.

Tipo di neutro MT e presenza di eventuali collegamenti a terra del centro stella dei trasformatori AT ed MT.

Le elaborazioni riguarderanno principalmente:

Verifica dell’attuale maglia di terra dell’impianto nel suo complesso.

Verifica dello schema elettrico delle cabine MT e loro interconnesse tramite lo schermo dei cavi MT

Valutazione della coerenza dei valori misurati della  resistenza di terra.

Valutazione dei valori della resistenza di terra attuale.

Valutazione dell’influenza delle singole cabine sulle cabine circostanti.

Individuazione delle maglia di terra da inserire nel progetto d’impianto, con le nuove caratteristiche d’adeguamento ed integrazioni.

Individuazione di eventuali aree con tensioni di passo e contatto pericolose.

Valutazione economica di massima nella richiesta agli utilizzatori terzi della connessione all’impianto di terra globale (Impianti alimentati in AT e MT, per quelli BT non è conveniente).

Fornitura dei files ‘*.dwg’ per il plottaggio, elaborazioni ed esecuzione di ulteriori modifiche.

Indicazione delle verifiche da effettuare per garantire la certificazione dell’impianto.

Incontro:

Verifica dello svolgimento del progetto per l’Impianto di Terra Globale, per l’individuazione di eventuali adeguamenti da progettare ed effettuare alle cabine AT ed MT.

Certificazione dell’impianto con la predisposizione della seguente documentazione tecnica:

· Area dell’Impianto di Terra Globale.

· Criteri per l’individuazione dell’Impianto di Terra Globale.

· Gli elaborati grafici predisposti ad es. con il metodo dell’ellisse.

· Gli eventuali elaborati grafici predisposti con metodi computerizzati, della funzione di densità di corrente e del gradiente di tensione.

· Predisposizione dell’atto di certificazione dell’Impianto di Terra Globale.

· Tabulati delle cabine che fanno parte dell’impianto di terra globale, con le seguenti informazioni:

· Numero identificativo ed indirizzo delle cabine MT/MT e MT/BT e relativi parametri elettrici.

· Nome delle linee MT che alimentano le varie cabine.

· Caratteristiche elettriche dell’Impianto (IF, tF, ecc.).

· Caratteristiche dei cavi MT che interconnettono le cabine.

Saranno oggetto di una definizione tecnico economica a parte:

· La valutazione e progetto degli eventuali interventi correttivi da adottare nella bonifica degli impianti di terra singoli per le cabine primarie AT e cabine MT.

· La valutazione e definizione del Progetto Tipo per la costruzione dell’impianto di terra delle cabine MT.

Incontro:

Presentazione della relazione riguardante l’analisi e le specifiche finali di progetto per l’Impianto di Terra Globale e degli eventuali adeguamenti.

 

Studio di: * Dott. Alberto Fragiacomo *

Email: alberto@wemes.it 

Per il download del file .PDF (1.7MB) di questa relazione con un esempio grafico cliccare su asm_bs04.pdf

 

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Update the: 25 settembre 2013