Collegamento a terra neutrale

In un sistema di messa a terra neutrale, il punto neutro del sistema elettrico, sia che si tratti di una macchina rotante o di un trasformatore, è connesso a terra. La messa a terra neutrale è un elemento critico nella progettazione dei sistemi di potenza, poiché influenza significativamente vari aspetti delle prestazioni del sistema, inclusa la risposta del sistema ai cortocircuiti, la sua stabilità complessiva ed l'efficacia delle misure protettive. Un sistema elettrico trifase può essere operato in una delle due configurazioni distinte:

• Con un Neutro Non Terrato

•  Con un Neutro Terrato

Sistema con Neutro Non Terrato

In un sistema con neutro non terrato, il punto neutro non è connesso a terra, ma rimane isolato elettricamente da essa. Per questo motivo, questo tipo di sistema è comunemente chiamato anche sistema con neutro isolato o libero, come illustrato nella figura sottostante.

Sistema Terrato

In un sistema di messa a terra neutrale, il punto neutro del sistema elettrico è intenzionalmente connesso a terra. A causa delle varie problematiche intrinseche ai sistemi con neutro non terrato, la messa a terra dei neutrali è diventata la pratica standard nella maggior parte dei sistemi elettrici ad alta tensione. Questo approccio contribuisce a mitigare i rischi e a migliorare l'affidabilità, la sicurezza e le prestazioni operative della rete elettrica.

I seguenti sono alcuni dei principali vantaggi della messa a terra neutrale:

• Limitazione della Tensione: Limita le tensioni di fase alle tensioni linea-terra, assicurando un ambiente di tensione più stabile all'interno del sistema elettrico.

• Eliminazione dei Cortocircuiti per Arco: Mettendo a terra il neutro, le pericolose tensioni di impulso causate dai cortocircuiti per arco vengono eliminate efficacemente, riducendo il rischio di danni agli apparecchi elettrici.

• Mitigazione degli Sovratensioni dovute al Fulmine: La messa a terra neutrale fornisce un percorso per lo scarico sicuro delle sovratensioni generate dai colpi di fulmine, proteggendo il sistema da impulsi elettrici dannosi.

• Miglioramento della Sicurezza: Migliora significativamente la sicurezza sia del personale che degli apparecchi, minimizzando il rischio di shock elettrico e riducendo la probabilità di incendi e altri pericoli elettrici.

• Miglioramento dell’Affidabilità: Questo metodo di messa a terra contribuisce a migliorare l'affidabilità del servizio, riducendo la frequenza e la gravità degli interruzioni di energia e delle perturbazioni del sistema.

Metodi di Messa a Terra Neutrale

I seguenti sono i metodi comunemente utilizzati per la messa a terra del neutro del sistema:

• Messa a Terra Solida (o Efficace): Questo approccio prevede la connessione diretta del neutro a terra con un conduttore di resistenza e reattività trascurabili.

• Messa a Terra con Resistenza: Qui, viene inserito un resistore tra il neutro e la terra per limitare la corrente di guasto.

• Messa a Terra con Reattanza: In questo metodo, viene utilizzato un reattore (reattanza induttiva) per connettere il neutro a terra, il che aiuta a controllare l'entità della corrente di guasto.

• Messa a Terra con Bobina Peterson (o Risonante): Utilizza una bobina Peterson (un reattore a nucleo di ferro) connessa tra il neutro del trasformatore e la terra per limitare la corrente di guasto capacitiva.

La scelta del metodo di messa a terra appropriato dipende da diversi fattori, inclusa la dimensione dell'unità elettrica, il livello di tensione del sistema e lo specifico schema di protezione che sarà implementato.