Guasto al terreno vs Guasto a terra: Comprendere le differenze e i metodi di protezione

Cos'è un guasto a terra e un guasto di massa?

Guasto a terra:

Un guasto a terra si verifica quando si sviluppa una connessione non intenzionale (guasto) tra un conduttore vivo e il punto di terra o neutro. In tale guasto, la corrente fluisce direttamente a terra. Questo può avvenire in varie forme, come un guasto singolo linea-terra (L-G), un doppio guasto linea-terra (LL-G) o un triplo guasto linea-terra (LLL-G).

I guasti a terra sono particolarmente gravi perché possono risultare in una grande quantità di corrente di guasto. Se non vengono eliminati rapidamente entro il tempo specificato, questa alta corrente può causare danni significativi all'equipaggiamento del sistema elettrico, inclusi trasformatori, cavi e apparati di commutazione. Pertanto, la rapida rilevazione e isolazione dei guasti a terra sono fondamentali per la protezione e la sicurezza del sistema.

Nota:

Il punto di terra deve essere correttamente collegato alla sorgente ed efficacemente messo a terra. Inoltre, quando un conduttore vivo entra in contatto con il suolo (ad esempio, cade a terra), crea un percorso non intenzionale verso il suolo. Questa condizione è generalmente definita guasto di massa, un tipo di guasto aperto o di perdita in cui la corrente fluisce dal conduttore nel terreno.

Cause dei guasti a terra:

• Fallimento dell'isolamento: Degradazione o perdita delle proprietà dielettriche dell'isolamento a causa dell'invecchiamento, del sovrariscaldamento o della contaminazione.

• Danni fisici ai cavi sotterranei: Danni meccanici durante lo scavo o la costruzione, o l'ingresso di acqua nelle trincee dei cavi, che portano al collasso dell'isolamento.

• Sovraccarico dei cavi: Corrente eccessiva che provoca sovrariscaldamento, che può fondere o recidere il conduttore, permettendogli di entrare in contatto con il terreno.

• Perturbazioni naturali:

• Alberi che cadono sui cavi elettrici.

• Accumulo o flusso di acqua sugli isolatori, causando un cortocircuito.

• Animali o uccelli che toccano contemporaneamente un conduttore vivo e una struttura a terra, creando un percorso conduttivo.

Protezione contro i guasti a terra:

Per proteggere il sistema elettrico, si utilizzano relè di protezione per rilevare condizioni anomale e attivare lo sgancio dell'interruttore associato.

Trasformatori strumentali, come Trasformatori di Corrente (TC) e Trasformatori di Tensione (TT), vengono utilizzati per misurare rispettivamente la corrente e la tensione del sistema. Questi segnali vengono inviati ai relè di protezione, che li confrontano con soglie preimpostate.

Se la corrente o la tensione superano il limite prefissato, il relè si attiva, inviando un segnale di sgancio all'interruttore per isolare la sezione difettosa e liberare il guasto.

Relè comuni utilizzati per la protezione contro i guasti a terra includono:

• Relè basati sulla corrente:

• Relè di sovracorrente

• Relè di sovracorrente istantaneo

• Relè di guasto a terra

• Relè basati sulla tensione:

• Relè di sovratensione

• Relè di sovrafluenza

Guasto di massa:

Un guasto di massa è un tipo di guasto aperto che si verifica quando un cavo o conduttore porta-corrente si rompe e viene a contatto con il terreno o con un materiale conduttivo che è a contatto con il terreno. In tale scenario, sotto condizioni di flusso radiale di potenza, l'estremità carico del sistema viene disconnessa dalla sorgente.