Qual è il metodo di messa a terra di un trasformatore a bassa tensione?

Come fornitore di trasformatori a bassa tensione, incontro spesso domande dai clienti sui metodi di messa a terra di questi dispositivi elettrici cruciali. La messa a terra è un aspetto essenziale della sicurezza e delle prestazioni del sistema elettrico e la comprensione dei metodi di messa a terra dei trasformatori a bassa tensione è vitale sia per gli installatori che per gli utenti finali.

L'importanza della messa a terra in trasformatori a bassa tensione

Prima di approfondire i metodi di messa a terra specifici, è importante capire perché la messa a terra è così importante per i trasformatori a bassa tensione. La messa a terra serve diverse funzioni chiave. In primo luogo, fornisce un percorso per le correnti di guasto per fluire in sicurezza nella terra. In caso di corto circuito o altro guasto elettrico, un sistema di messa a terra adeguato può impedire all'eccessiva tensione di accumularsi sul trasformatore e altre apparecchiature elettriche, proteggendo sia le apparecchiature che le persone che possono entrare in contatto con esso.

In secondo luogo, la messa a terra aiuta a stabilizzare la tensione nel sistema elettrico. Collegando il trasformatore alla terra, assicura che il potenziale elettrico del sistema rimanga a un livello relativamente costante, riducendo il rischio di fluttuazioni di tensione che potrebbero danneggiare i componenti elettrici sensibili.

Metodi di messa a terra comuni per trasformatori a bassa tensione

Terra solida

La messa a terra solida è uno dei metodi di messa a terra più semplici e comunemente usati per trasformatori a bassa tensione. In questo metodo, il punto neutro del trasformatore è direttamente collegato alla terra attraverso un conduttore a bassa resistenza. La bassa resistenza consente alle correnti di guasto di fluire liberamente sulla terra, consentendo a dispositivi protettivi come gli interruttori di interruttori di rilevare e isolare rapidamente il guasto.

Il vantaggio della messa a terra solida è la sua elevata affidabilità in termini di protezione dei guasti. Quando si verifica un guasto, la grande corrente di guasto può attivare rapidamente relè di protezione e interruttori di circuiti, riducendo al minimo il danno al trasformatore e ad altre attrezzature. Tuttavia, anche la messa a terra solida ha alcuni svantaggi. La corrente di guasto elevata può causare danni significativi al sistema elettrico se i dispositivi di protezione non funzionano correttamente. Inoltre, può portare a una maggiore interferenza elettromagnetica nel sistema.

Monda di terra di resistenza

La messa a terra di resistenza implica il collegamento del punto neutro del trasformatore alla terra attraverso un resistore. Questo metodo limita l'entità della corrente di guasto. Controllando la corrente di guasto, la messa a terra di resistenza riduce la sollecitazione meccanica sull'apparecchiatura elettrica durante un guasto, estendendo così la durata della vita dell'attrezzatura.

Esistono due tipi di messa a terra di resistenza: messa a terra ad alta resistenza (HRG) e a bassa resistenza (LRG). La messa a terra ad alta resistenza viene generalmente utilizzata nei sistemi in cui è richiesto un funzionamento continuo anche in presenza di un guasto a terra singola. Limita la corrente di guasto a un valore relativamente basso, di solito inferiore a 10 A. La messa a terra a bassa resistenza, d'altra parte, consente di fluire una corrente di guasto più grande, in genere nell'intervallo di 100 - 1000 A, che è ancora inferiore alla corrente di guasto in un sistema solido a terra.

Messa a terra della reattanza

La messa a terra della reattanza è simile alla messa a terra della resistenza, ma invece di un resistore, viene utilizzato un induttore (reattanza) per collegare il punto neutro del trasformatore alla terra. Questo metodo è meno comune della resistenza o della messa a terra solida. La messa a terra della reattanza può limitare la corrente di guasto e ridurre le tensioni transitorie che si verificano durante un guasto. Tuttavia, richiede un'attenta progettazione e calcolo per garantire che il valore di reattanza sia appropriato per il sistema elettrico specifico.

Fattori che influenzano la scelta del metodo di messa a terra

Diversi fattori devono essere considerati quando si sceglie il metodo di messa a terra per un trasformatore a bassa tensione.

Requisiti di sistema

Il tipo di sistema elettrico e i suoi requisiti specifici svolgono un ruolo cruciale nella scelta del metodo di messa a terra. Ad esempio, in un sistema in cui il funzionamento continuo è fondamentale, la messa a terra ad alta resistenza può essere preferita in quanto consente al sistema di continuare a funzionare anche dopo una singola linea - a - guasto a terra. Al contrario, in un sistema in cui è necessaria una rapida distanza di guasto per proteggere le apparecchiature sensibili, la messa a terra solida o la messa a terra a bassa resistenza può essere più adatta.

Compatibilità dell'attrezzatura

Il metodo di messa a terra deve essere compatibile con le altre apparecchiature elettriche nel sistema. Alcune attrezzature possono essere più sensibili alle correnti di guasto elevate o alle fluttuazioni di tensione, che possono influenzare la scelta del metodo di messa a terra. Ad esempio, i dispositivi elettronici sono spesso più sensibili alle interferenze elettromagnetiche e potrebbe essere necessario un metodo di messa a terra che minimizza tale interferenza.

Considerazioni sulla sicurezza

La sicurezza è sempre una priorità assoluta quando si sceglie un metodo di messa a terra. Il sistema di messa a terra dovrebbe essere progettato per proteggere sia l'attrezzatura che il personale. Un sistema di messa a terra adeguato dovrebbe garantire che, in caso di guasto, la tensione sull'apparecchiatura rimanga all'interno di un intervallo di sicurezza per prevenire le scosse elettriche.

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Conclusione

In conclusione, il metodo di messa a terra di un trasformatore a bassa tensione è un aspetto critico della progettazione del sistema elettrico. La messa a terra solida, la messa a terra di resistenza e la messa a terra della reattanza sono i metodi comuni, ciascuno con i propri vantaggi e svantaggi. La scelta del metodo di messa a terra dipende da fattori quali i requisiti di sistema, la compatibilità delle apparecchiature e le considerazioni sulla sicurezza.

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Riferimenti

Roger C. Dugan, Mark F.
"Ingegneria del trasformatore: design, tecnologia e diagnostica" di TA Lipo.
Associazione standard IEEE, vari standard relativi alla messa a terra del sistema elettrico e ai trasformatori a bassa tensione.