Test della rete di terra: metodi, procedure e migliori pratiche per i sistemi di messa a terra delle sottostazioni

Una griglia di messa a terra affidabile è essenziale per il funzionamento sicuro di sottostazioni e altre centrali elettriche. Fornisce un percorso per la corrente di guasto, aiuta a mantenere la messa a terra delle apparecchiature e riduce le pericolose differenze di tensione durante le condizioni di guasto.

Poiché la maggior parte dei conduttori di messa a terra è interrata, l'ispezione visiva da sola non può confermare le loro condizioni. Il collaudo della griglia di messa a terra è quindi importante per valutare le prestazioni della messa a terra, l'integrità del sistema e la sicurezza del personale. Le moderne linee guida per la misurazione della messa a terra coprono la resistività del terreno, l'impedenza di terra, i potenziali della superficie terrestre, le tensioni di passo e di contatto, l'integrità del sistema di messa a terra e i fattori che possono influire sull'accuratezza della misurazione.

Un sistema di messa a terra può degradarsi a causa di corrosione, connessioni danneggiate, modifiche costruttive o cambiamenti nelle condizioni del terreno circostante. Il collaudo regolare può aiutare a:

• Valutare le prestazioni elettriche del sistema di messa a terra.
• Identificare risultati di misurazione anomali o instabili.
• Rilevare possibili connessioni di messa a terra ad alta resistenza o danneggiate.
• Supportare le valutazioni di sicurezza delle sottostazioni.
• Fornire dati di riferimento per la messa in servizio e la manutenzione futura.

Tuttavia, un singolo valore di resistenza non descrive l'intera condizione di una grande griglia di messa a terra. La resistenza di terra, la continuità della griglia, le condizioni del terreno e i pericoli di tensione superficiale potrebbero dover essere presi in considerazione.

Il metodo della caduta di potenziale è uno dei metodi più utilizzati per misurare la resistenza di terra o l'impedenza di terra.

Una corrente di prova viene iniettata tra il sistema di messa a terra in prova e un elettrodo di corrente remoto. Un elettrodo di potenziale viene quindi spostato tra di essi per misurare la risposta di tensione. Il rapporto tra tensione e corrente viene utilizzato per determinare l'impedenza di terra apparente.

Per grandi sistemi di messa a terra, le misurazioni devono essere effettuate in più posizioni della sonda. L'obiettivo è identificare una regione stabile nella curva di misurazione piuttosto che fare affidamento solo su una singola lettura o su una regola di spaziatura semplificata. Percorsi di messa a terra esterni, come schermature di cavi, neutri, condotte e altre connessioni metalliche, possono influire in modo significativo sul risultato.

La resistività del terreno è un fattore importante nella progettazione e nelle prestazioni del sistema di messa a terra. Il metodo Wenner a quattro punti è comunemente utilizzato: quattro elettrodi sono installati in linea retta con spaziatura uguale e il tester inietta corrente attraverso gli elettrodi esterni misurando la tensione tra gli elettrodi interni.

Le misurazioni a diverse spaziatura possono fornire informazioni utili sulle condizioni del terreno a diverse profondità effettive.

Un sistema di messa a terra può a volte mostrare una resistenza complessiva accettabile pur contenendo conduttori danneggiati o connessioni scadenti. Il collaudo di integrità della griglia di messa a terra si concentra sulla continuità elettrica dei conduttori e delle connessioni di messa a terra. Questo può aiutare a identificare:

• Conduttori rotti.
• Connessioni corrose.
• Collegamenti di messa a terra allentati.
• Giunti ad alta resistenza.

Il collaudo di integrità è quindi un importante complemento alle misurazioni di resistenza verso terra.

Durante un guasto a terra, possono svilupparsi gradienti di tensione sulla superficie di una sottostazione. La tensione di passo è la differenza di tensione tra due punti a terra che una persona può coprire con i piedi. La tensione di contatto è la differenza di tensione tra una struttura messa a terra e la superficie su cui una persona potrebbe trovarsi.

Queste misurazioni sono particolarmente importanti quando si valuta la sicurezza dei sistemi di messa a terra delle sottostazioni.

Un processo di collaudo pratico include solitamente i seguenti passaggi:

1. Revisionare il sistema di messa a terra — comprendere il layout della griglia, le barre di terra, le connessioni delle apparecchiature, le schermature dei cavi, i neutri e altri possibili percorsi di messa a terra paralleli.
2. Definire l'obiettivo del collaudo — determinare se il collaudo è inteso a misurare la resistenza di terra, la resistività del terreno, l'integrità della griglia o le tensioni di passo e di contatto.
3. Selezionare il metodo di collaudo appropriato — scegliere lo strumento e il metodo in base al sistema di messa a terra e alle condizioni del sito.
4. Installare correttamente gli elettrodi ausiliari — assicurarsi che le posizioni e le distanze delle sonde siano adatte al metodo selezionato.
5. Eseguire misurazioni multiple — spostare la sonda di potenziale o ripetere la misurazione quando necessario per verificare la stabilità del risultato.
6. Analizzare i risultati — confrontare le letture con le informazioni di progettazione del sistema, i precedenti registri di collaudo e i requisiti ingegneristici applicabili.
7. Documentare il collaudo — registrare la configurazione del collaudo, le posizioni delle sonde, le condizioni del sito, i valori misurati e le informazioni sullo strumento.

Le misurazioni della griglia di messa a terra possono essere influenzate da molti fattori, tra cui:

• Spaziatura errata degli elettrodi ausiliari.
• Percorsi di messa a terra paralleli.
• Strutture metalliche interrate o condotte.
• Schermature di cavi e conduttori di terra aerei.
• Contatto scadente delle sonde di prova.
• Interferenze elettriche.
• Condizioni del terreno non uniformi.
• Cambiamenti nell'umidità e nella temperatura del terreno.

Per questo motivo, una singola misurazione non dovrebbe essere automaticamente trattata come una valutazione finale. Misurazioni multiple e una revisione della configurazione di prova possono migliorare la fiducia nel risultato.

Per un collaudo affidabile della griglia di messa a terra:

• Definire chiaramente lo scopo del collaudo prima di iniziare.
• Comprendere la rete di messa a terra completa.
• Selezionare il metodo di collaudo corretto per l'applicazione.
• Utilizzare apparecchiature di collaudo correttamente calibrate.
• Verificare la stabilità e la ripetibilità delle misurazioni.
• Mantenere registri dettagliati per futuri confronti.
• Indagare su cambiamenti significativi nei risultati storici.
• Seguire le procedure di sicurezza del sito durante tutto il collaudo.

Per complessi sistemi di messa a terra di sottostazioni, diversi collaudi dovrebbero essere considerati complementari. Una bassa resistenza di terra complessiva non dimostra automaticamente che ogni conduttore interrato e connessione di messa a terra sia in buone condizioni.

Il collaudo della griglia di messa a terra è una parte importante della messa in servizio e della manutenzione dei sistemi elettrici. Il collaudo della caduta di potenziale, la misurazione della resistività del terreno, il collaudo di integrità della griglia e la valutazione delle tensioni di passo e di contatto forniscono ciascuno informazioni diverse sul sistema di messa a terra.

L'approccio migliore è selezionare il metodo appropriato, controllare le condizioni di collaudo, verificare la stabilità della misurazione e valutare i risultati insieme alla progettazione effettiva del sistema di messa a terra e alle condizioni del sito.

Un collaudo accurato della griglia di messa a terra inizia con uno strumento affidabile. Il tester di resistenza di terra XHDJ705 è un misuratore digitale portatile di resistenza di terra costruito per misurare la resistenza di terra e la tensione CA in loco, supportando il metodo della caduta di potenziale utilizzato nelle indagini di messa a terra di sottostazioni, industriali e commerciali. Misura la resistenza su intervalli di 20Ω, 200Ω e 2000Ω con un'accuratezza di ±(2%lettura+3 cifre), e legge la tensione CA fino a 500V a 50Hz, rendendolo adatto sia per la manutenzione ordinaria che per i controlli di messa in servizio.

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