La differenza tra la messa a terra TT e TN

Nei sistemi elettrici di potenza, il collegamento a terra (grounding) è una misura critica per garantire la sicurezza delle apparecchiature elettriche e del personale. A seconda di come il punto neutro della sorgente di alimentazione e le parti conduttive esposte (come involucri metallici) delle apparecchiature elettriche sono collegate a terra, i sistemi di potenza possono essere classificati in vari tipi. I due tipi più comuni sono i sistemi TN e TT. Le principali differenze tra questi sistemi risiedono nel modo in cui il punto neutro della sorgente di alimentazione è collegato a terra e come le parti conduttive esposte delle apparecchiature sono collegate a terra.

1. Sistema TN

Definizione: In un sistema TN, il punto neutro della sorgente di alimentazione è collegato direttamente a terra, e le parti conduttive esposte delle apparecchiature elettriche sono collegate al sistema di terra della sorgente di alimentazione tramite un conduttore protettivo (linea PE). La "T" in TN sta per il collegamento diretto a terra del punto neutro della sorgente di alimentazione, mentre la "N" indica che le parti conduttive esposte delle apparecchiature sono collegate al sistema di terra della sorgente di alimentazione attraverso un conduttore protettivo.

1.1 Sistema TN-C

Caratteristiche: In un sistema TN-C, il conduttore neutro (linea N) e il conduttore protettivo (linea PE) sono combinati in un unico conduttore chiamato linea PEN. La linea PEN serve sia come percorso di ritorno per le correnti di lavoro che come protezione a terra.

Vantaggi:

• Struttura semplice e costo inferiore.

• Adatto per piccoli sistemi di distribuzione o applicazioni temporanee di alimentazione.

Svantaggi:

• Se la linea PEN si rompe, tutte le apparecchiature perdono la protezione a terra, rappresentando un pericolo per la sicurezza.

• Possono verificarsi fluttuazioni di tensione a causa dell'uso condiviso della linea PEN per le correnti di lavoro e le correnti di terra, influendo sulle prestazioni delle apparecchiature.

1.2 Sistema TN-S

Caratteristiche: In un sistema TN-S, il conduttore neutro (linea N) e il conduttore protettivo (linea PE) sono completamente separati. La linea N viene utilizzata solo come percorso di ritorno per le correnti di lavoro, mentre la linea PE è dedicata alla protezione a terra.

Vantaggi:

• Alta sicurezza: anche se la linea N si rompe, la linea PE rimane intatta, assicurando una protezione continua per le apparecchiature.

• Migliore stabilità della tensione: poiché la linea N e la linea PE sono separate, non c'è interferenza delle correnti di lavoro sulla linea PE.

• Adatto per edifici industriali, commerciali e residenziali con sistemi di distribuzione su larga scala.

Svantaggi:

Costo superiore rispetto ai sistemi TN-C a causa della necessità di una linea PE aggiuntiva.

1.3 Sistema TN-C-S

Caratteristiche: Un sistema TN-C-S è un sistema ibrido in cui parte del sistema utilizza una configurazione TN-C, e un'altra parte utilizza una configurazione TN-S. Tipicamente, lato sorgente di alimentazione si utilizza un sistema TN-C, e all'estremità utente, la linea PEN viene divisa in linee N e PE separate.

Vantaggi:

• Costo inferiore rispetto a un sistema TN-S completo, adatto per sistemi di distribuzione di medie dimensioni.

• All'estremità utente, la separazione delle linee N e PE migliora la sicurezza.

Svantaggi:

Se la linea PEN si rompe prima del punto di separazione, può ancora influire sulla sicurezza di tutto il sistema.

2. Sistema TT

Definizione: In un sistema TT, il punto neutro della sorgente di alimentazione è collegato direttamente a terra, e le parti conduttive esposte delle apparecchiature elettriche sono collegate a terra tramite elettrodi di terra indipendenti. Le due "T" in TT stanno per il collegamento diretto a terra del punto neutro della sorgente di alimentazione e il collegamento a terra indipendente delle parti conduttive esposte delle apparecchiature.

2.1 Caratteristiche

Collegamento a Terra della Sorgente di Alimentazione: Il punto neutro della sorgente di alimentazione è collegato direttamente a terra, stabilendo un potenziale di riferimento.

Collegamento a Terra delle Apparecchiature: Ogni apparecchiatura elettrica ha il proprio elettrodo di terra indipendente collegato direttamente a terra, piuttosto che essere collegato al sistema di terra della sorgente di alimentazione tramite un conduttore protettivo.

Meccanismo di Protezione: Quando un dispositivo subisce una corrente di fuga, la corrente scorre attraverso l'elettrodo di terra del dispositivo nella terra, creando una corrente di cortocircuito che attiva l'interruttore o il fusibile per disconnettere l'alimentazione, proteggendo le apparecchiature e il personale.

2.2 Vantaggi

• Alta Indipendenza: Ogni dispositivo ha il proprio collegamento a terra indipendente, quindi se il collegamento a terra di un dispositivo fallisce, il collegamento a terra degli altri dispositivi rimane efficace.

• Adatto per l'Alimentazione Decentralizzata: Il sistema TT è particolarmente adatto per aree rurali, fattorie, edifici temporanei e altre situazioni di alimentazione decentralizzata dove le apparecchiature sono ampiamente distribuite e difficile da implementare una rete di terra unificata.

• Buona Isolazione dei Guasti: Quando un dispositivo fallisce, i sistemi di terra degli altri dispositivi non sono influenzati, limitando la portata del guasto.

2.3 Svantaggi

• Requisiti Elevati di Resistenza a Terra: Per garantire che i dispositivi di corrente residua (RCD o RCCB) funzionino in modo affidabile, la resistenza a terra di ogni dispositivo deve essere molto bassa (tipicamente meno di 10Ω), aumentando la complessità e il costo dell'installazione.

• Fluttuazioni di Tensione: Poiché ogni dispositivo ha un collegamento a terra indipendente, se più dispositivi subiscono correnti di fuga simultaneamente, il potenziale di terra può aumentare, influendo sul funzionamento degli altri dispositivi.

• Requisiti Più Elevati per RCD: Il sistema TT richiede tipicamente dispositivi di corrente residua (RCD o RCCB) ad alta sensibilità per garantire la rapida disconnessione dell'alimentazione in caso di fuga.

3. Confronto tra i Sistemi TN e TT

4. Scelta tra Sistemi TN e TT

La scelta tra un sistema TN e un sistema TT dipende dall'applicazione specifica, dai requisiti di sicurezza, dalle condizioni di installazione e dalla considerazione dei costi:

• Sistema TN: Adatto per sistemi di alimentazione centralizzati come reti urbane, impianti industriali, edifici commerciali e aree residenziali. In particolare, il sistema TN-S è ampiamente utilizzato negli edifici moderni per la sua eccellente sicurezza e stabilità della tensione.

• Sistema TT: Adatto per sistemi di alimentazione decentralizzati come aree rurali, fattorie, edifici temporanei e attrezzature mobili. La caratteristica di terra indipendente del sistema TT lo rende ideale per scenari in cui è difficile implementare una rete di terra unificata, ma richiede una attenta attenzione alla resistenza a terra e ai dispositivi di corrente residua.

Conclusione

Entrambi i sistemi TN e TT hanno i loro vantaggi e svantaggi. La scelta del sistema di collegamento a terra dovrebbe basarsi sull'applicazione specifica, sui requisiti di sicurezza, sulle condizioni di installazione e sui fattori di costo. I sistemi TN sono generalmente preferiti per sistemi di alimentazione centralizzati, offrendo maggiore sicurezza e stabilità della tensione, mentre i sistemi TT sono adatti per sistemi di alimentazione decentralizzati, fornendo forte indipendenza e isolamento dei guasti, ma richiedendo standard più elevati per la resistenza a terra e la protezione contro la corrente residua.