Controllo dell'isolamento in reti IT con sistemi "PASSIVI".

La sorveglianza dell'isolamento di reti IT con dispositivi di controllo dell'isolamento di tipo "passivo" (con l'utilizzo della sola tensione della rete e senza sovrapposizione di segnali di misura) comporta una serie di limitazioni che la tecnica attuale ha reso inaccettabili.

Il tipico "storico" controllo dell'isolamento passivo è noto come sistema delle 3 lampadine o dei 3 voltmetri.

In un sistema trifase, come quello rappresentato nella Figura 1, in caso di guasto a terra di una delle fasi si rileva una tensione inferiore sul voltmetro collegato a quella fase (o una attenuazione della luminosità, in caso di uso di lampadine).

Figura 1. 

In teoria, pertanto, il sistema dei 3 voltmetri potrebbe rilevare un guasto d'isolamento fra una fase e la terra. La presenza, nella realtà, delle capacità distribuite della rete, il cui valore dipende dalle dimensioni del sistema, dal percorso dei cavi e dallo spessore e tipo del materiale di rivestimento, compromette l'affidabilità e la precisione del rilevamento dei guasti.

Ipotizziamo un valore di capacità fra la linea e la terra di 3,3 m F (valore che si può considerare molto piccolo). Lavorando con una frequenza di 60 Hz l'impedenza (reattanza efficace capacitiva) sarebbe di circa 804 W . Tale valore d'impedenza verso terra è da considerarsi "fisiologico", presente in situazione di completa assenza di guasto. Pertanto potrà essere rilevato solo un valore di isolamento sensibilmente più basso e quindi in una situazione già pericolosamente degradata con il grave rischio del verificarsi di un secondo guasto prima che sia stato rilevato il primo allarme e si sia posto rimedio. (Si veda la norma CEI 64-8/5 al punto 531.3 dove si specifica che un dispositivo di controllo dell'isolamento "è destinato a segnalare qualsiasi riduzione significativa del livello di isolamento dell'impianto per permettere di trovare la causa di questa riduzione prima che si produca un secondo guasto, evitando così l'interruzione dell'alimentazione".

Il valore d'impedenza decresce proporzionalmente al crescere delle capacità parassite considerate e tali capacità crescono con la lunghezza della rete e comunque variano con l'inserzione o disinserzione di carichi e di tratti di linea. Maggiori sono queste capacità, più basso è il valore di isolamento rilevabile come soglia d'allarme e quindi più tardiva è la segnalazione di pericolo fornita dal sistema.

Questo sistema "passivo" comporta altri due gravi inconvenienti:

non è in grado di rilevare guasti simmetrici (possibili con linee aeree sottoposte all'effetto degli agenti atmosferici o, ad esempio, per allagamento di quadri o scatole di connessione);

non è in grado di rilevare guasti che si dovessero verificare a valle di raddrizzatori, convertitori a controllo di fase, azionamenti a frequenza variabile, ecc.

Il sistema, infine, non è in grado di mostrare il livello dell'isolamento quantificandone direttamente la resistenza.

Un metodo di sorveglianza dell'isolamento un poco più sofisticato è quello che opera con linee in corrente alternata monofase o in corrente continua ed è basato sul principio dell'asimmetria. Esso è rappresentato nella Figura 2.

Figura 2. 

I due resistori Rp e Rn formano con le resistenze di guasto RF+ e RF- un circuito a ponte. Il ponte si può considerare bilanciato fintantoché il rapporto fra le resistenze Rp e Rn è uguale al rapporto fra RF+ e RF-. In questa situazione non si avrà corrente nella resistenza di misura RM. Misurando le tensioni UN, UP e U si potranno rilevare le resistenze di guasto RF+ e RF-. Il sistema non è in grado di rilevare guasti d'isolamento simmetrici (RF+ = RF-) e non visualizza i valori d'isolamento direttamente in kW . Come ulteriore inconveniente va tenuto conto degli effetti delle variazioni nei carichi che comportano la fluttuazione della tensione del sistema e della carica e scarica delle capacità parassite distribuite della linea (CE+ e CE-).

I sistemi di sorveglianza dell'isolamento "passivi" non sono ammessi dalla norma CEI EN 61557-8 (CEI 85-28) che prescrive: "Gli apparecchi di controllo dell'isolamento devono essere in grado di controllare i deterioramenti simmetrici e asimmetrici dell'isolamento, in base ai principi di misura fissati".


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Ultimo aggiornamento: 27 maggio 2001 - Copyright FANCOS S.p.A. - La riproduzione parziale o totale vietata