In un impianto elettrico o in un sistema di alimentazione elettrica un sistema di messa a terra or sistema di messa a terra collega parti specifiche di tale installazione con la superficie conduttiva della Terra per scopi funzionali e di sicurezza. Il punto di riferimento è la superficie conduttiva della Terra, o sulle navi, la superficie del mare. La scelta del sistema di messa a terra può influire sulla sicurezza e sulla compatibilità elettromagnetica dell'impianto. Le normative per i sistemi di messa a terra variano notevolmente tra i paesi e tra le diverse parti dei sistemi elettrici, anche se molti seguono le raccomandazioni della Commissione elettrotecnica internazionale che sono descritte di seguito.

Questo articolo riguarda solo la messa a terra per l'alimentazione elettrica. Di seguito sono elencati esempi di altri sistemi di messa a terra con collegamenti ad articoli:

• Per proteggere una struttura dai fulmini, dirigendo i fulmini attraverso il sistema di messa a terra e nel picchetto di terra anziché passare attraverso la struttura.
• Come parte di un ritorno di terra a un filo linee di alimentazione e di segnale, come quelle utilizzate per l'erogazione di potenza a basso wattaggio e per le linee telegrafiche.
• In radio, come ground plane per grandi antenne unipolari.
• Come bilanciamento del voltaggio ausiliario per altri tipi di antenne radio, come i dipoli.
• Come punto di alimentazione di un'antenna a dipolo di terra per radio VLF ed ELF.

Obiettivi della messa a terra elettrica

Messa a terra di protezione

Nel Regno Unito la “messa a terra” è il collegamento delle parti conduttive esposte dell'impianto mediante conduttori di protezione al “terminale di terra principale”, che è collegato ad un elettrodo a contatto con la superficie della terra. UN conduttore di protezione (PE) (noto come conduttore di messa a terra dell'apparecchiatura nel National Electrical Code degli Stati Uniti) evita il rischio di scosse elettriche mantenendo la superficie conduttiva esposta dei dispositivi collegati vicino al potenziale di terra in condizioni di guasto. In caso di guasto, una corrente può fluire verso terra dall'impianto di terra. Se questo è eccessivo, interverrà la protezione da sovracorrente di un fusibile o di un interruttore di circuito, proteggendo così il circuito e rimuovendo eventuali tensioni indotte da guasto dalle superfici conduttive esposte. Questa disconnessione è un principio fondamentale della moderna pratica di cablaggio ed è denominata "Disconnessione automatica dell'alimentazione" (ADS). I valori massimi ammissibili di impedenza dell'anello di guasto a terra e le caratteristiche dei dispositivi di protezione da sovracorrente sono specificati rigorosamente nelle normative sulla sicurezza elettrica per garantire che ciò avvenga prontamente e che durante il flusso di sovracorrenti non si verifichino tensioni pericolose sulle superfici conduttive. La protezione è quindi limitando l'innalzamento della tensione e la sua durata.

L'alternativa è difesa in profondità - come isolamento rinforzato o doppio - dove devono verificarsi più guasti indipendenti per esporre una condizione pericolosa.

Messa a terra funzionale

A terra funzionale il collegamento ha uno scopo diverso dalla sicurezza elettrica e può trasportare corrente come parte del normale funzionamento. L'esempio più importante di una terra funzionale è il neutro in un sistema di alimentazione elettrica quando si tratta di un conduttore che trasporta corrente collegato all'elettrodo di terra alla fonte di energia elettrica. Altri esempi di dispositivi che utilizzano collegamenti a terra funzionale includono soppressori di sovratensioni e filtri di interferenza elettromagnetica.

Sistemi a bassa tensione

Nelle reti di distribuzione a bassa tensione, che distribuiscono l'energia elettrica alla più ampia classe di utenti finali, la preoccupazione principale per la progettazione degli impianti di messa a terra è la sicurezza dei consumatori che utilizzano gli apparecchi elettrici e la loro protezione contro le scosse elettriche. Il sistema di messa a terra, in combinazione con dispositivi di protezione come fusibili e dispositivi di corrente residua, deve infine garantire che una persona non debba entrare in contatto con un oggetto metallico il cui potenziale rispetto al potenziale della persona supera una soglia "sicura", tipicamente fissata a circa 50 V.

Sulle reti elettriche con una tensione di sistema da 240 V a 1.1 kV, utilizzate principalmente in apparecchiature / macchine industriali / minerarie piuttosto che in reti accessibili al pubblico, la progettazione del sistema di messa a terra è altrettanto importante dal punto di vista della sicurezza quanto per gli utenti domestici.

Nella maggior parte dei paesi sviluppati, le prese da 220 V, 230 V o 240 V con contatti a terra furono introdotte subito prima o subito dopo la seconda guerra mondiale, sebbene con notevoli variazioni nazionali di popolarità. Negli Stati Uniti e in Canada, le prese di corrente da 120 V installate prima della metà degli anni '1960 generalmente non includevano un pin di messa a terra. Nei paesi in via di sviluppo, le pratiche di cablaggio locali potrebbero non fornire una connessione a un pin di messa a terra di una presa.

In assenza di una messa a terra di alimentazione, i dispositivi che necessitano di un collegamento a terra spesso utilizzano il neutro di alimentazione. Alcuni utilizzavano aste di terra dedicate. Molti apparecchi a 110 V hanno spine polarizzate per mantenere una distinzione tra "linea" e "neutro", ma l'uso del neutro di alimentazione per la messa a terra delle apparecchiature può essere molto problematico. "Linea" e "neutro" potrebbero essere accidentalmente invertiti nella presa o nella spina, oppure il collegamento neutro a terra potrebbe non funzionare o essere installato in modo errato. Anche le normali correnti di carico nel neutro potrebbero generare pericolose cadute di tensione. Per questi motivi, la maggior parte dei paesi ha ora imposto connessioni di terra protettive dedicate che ora sono quasi universali.

Se il percorso di guasto tra oggetti eccitati accidentalmente e la connessione di alimentazione ha una bassa impedenza, la corrente di guasto sarà così grande che il dispositivo di protezione da sovracorrente del circuito (fusibile o interruttore automatico) si aprirà per eliminare il guasto a terra. Laddove il sistema di messa a terra non fornisce un conduttore metallico a bassa impedenza tra gli involucri delle apparecchiature e il ritorno dell'alimentazione (come in un sistema TT con messa a terra separata), le correnti di guasto sono inferiori e non azioneranno necessariamente il dispositivo di protezione da sovracorrente. In tal caso viene installato un rilevatore di corrente residua per rilevare la corrente che fuoriesce a terra e interrompere il circuito.

Terminologia IEC

La norma internazionale IEC 60364 distingue tre famiglie di dispositivi di messa a terra, utilizzando i codici a due lettere TN, TTe IT.

La prima lettera indica il collegamento tra la terra e l'apparecchiatura di alimentazione (generatore o trasformatore):

"T" - Collegamento diretto di un punto con la terra (latino: terra)

"I" - Nessun punto è collegato a terra (isolamento), tranne forse tramite un'alta impedenza.

La seconda lettera indica il collegamento tra terra o rete e il dispositivo elettrico alimentato:

"T" - Il collegamento a terra avviene tramite un collegamento diretto locale a terra (latino: terra), solitamente tramite un picchetto di terra.

"N" - Il collegamento a terra è fornito dalla rete elettrica Nrete, come conduttore di terra di protezione separato (PE) o combinato con il conduttore neutro.

Tipi di reti TN

In un TN sistema di messa a terra, uno dei punti del generatore o del trasformatore è collegato alla terra, solitamente il punto stella in un sistema trifase. Il corpo del dispositivo elettrico è collegato a terra tramite questo collegamento di terra al trasformatore. Questa disposizione è uno standard attuale per i sistemi elettrici residenziali e industriali, in particolare in Europa.

Viene chiamato il conduttore che collega le parti metalliche esposte dell'impianto elettrico del consumatore terra protettiva. Il conduttore che si collega al centro stella in un sistema trifase, o che trasporta la corrente di ritorno in un sistema monofase, è chiamato neutro (N). Si distinguono tre varianti di sistemi TN:

TN-S

PE e N sono conduttori separati che sono collegati insieme solo vicino alla fonte di alimentazione.

TN-C

Un conduttore PEN combinato svolge le funzioni sia di un conduttore PE che di un conduttore N. (su impianti 230 / 400v normalmente utilizzati solo per reti di distribuzione)

TN-C-S

Parte del sistema utilizza un conduttore PEN combinato, che a un certo punto viene suddiviso in linee PE e N. separate. Il conduttore PEN combinato si trova tipicamente tra la sottostazione e il punto di ingresso nell'edificio e la terra e il neutro sono separati nella testa di servizio. Nel Regno Unito, questo sistema è noto anche come messa a terra multipla di protezione (PME), a causa della pratica di collegare il conduttore neutro e di terra combinato alla terra reale in molti punti, per ridurre il rischio di scosse elettriche in caso di un conduttore PEN rotto. Sistemi simili in Australia e Nuova Zelanda sono designati come neutro con messa a terra multipla (UOMINI) e, in Nord America, come neutro multi-terra (MGN).

È possibile avere alimentazioni sia TN-S che TN-CS prelevate dallo stesso trasformatore. Ad esempio, le guaine di alcuni cavi sotterranei si corrodono e smettono di fornire buone connessioni di terra, quindi le case in cui si trovano "cattive terre" ad alta resistenza possono essere convertite in TN-CS. Ciò è possibile solo su una rete quando il neutro è adeguatamente resistente ai guasti e la conversione non è sempre possibile. La PEN deve essere adeguatamente rinforzata contro i guasti, poiché una PEN a circuito aperto può imprimere una tensione di fase completa su qualsiasi metallo esposto collegato alla terra del sistema a valle dell'interruzione. L'alternativa è fornire una terra locale e convertirsi in TT. L'attrazione principale di una rete TN è il percorso di terra a bassa impedenza che consente una facile disconnessione automatica (ADS) su un circuito ad alta corrente in caso di cortocircuito da linea a PE poiché lo stesso interruttore o fusibile funzionerà per LN o L - Guasti PE e non è necessario un RCD per rilevare i guasti a terra.

Rete TT

In un TT (Terra-Terra), il collegamento di terra di protezione per l'utente è fornito da un elettrodo di terra locale, (a volte indicato come collegamento Terra-Firma) e ce n'è un altro installato indipendentemente sul generatore. Non vi è alcun "filo di terra" tra i due. L'impedenza del loop di guasto è maggiore e, a meno che l'impedenza dell'elettrodo non sia davvero molto bassa, un'installazione TT dovrebbe sempre avere un RCD (GFCI) come primo isolatore.

Il grande vantaggio del sistema di messa a terra TT è la ridotta interferenza condotta dalle apparecchiature collegate di altri utenti. TT è sempre stato preferibile per applicazioni speciali come siti di telecomunicazioni che beneficiano della messa a terra priva di interferenze. Inoltre, le reti TT non rappresentano alcun serio rischio nel caso di un neutro rotto. Inoltre, nei luoghi in cui l'alimentazione è distribuita in alto, i conduttori di terra non corrono il rischio di diventare sotto tensione se un conduttore di distribuzione aereo viene rotto, ad esempio, da un albero o ramo caduto.

Nell'era pre-RCD, il sistema di messa a terra TT non era attraente per l'uso generale a causa della difficoltà di organizzare un disconnessione automatica affidabile (ADS) in caso di cortocircuito linea-PE (rispetto ai sistemi TN, dove lo stesso interruttore o il fusibile funzionerà per guasti LN o L-PE). Ma poiché i dispositivi di corrente residua attenuano questo svantaggio, il sistema di messa a terra TT è diventato molto più attraente a condizione che tutti i circuiti di alimentazione CA siano protetti da RCD. In alcuni paesi (come il Regno Unito) è consigliato per situazioni in cui una zona equipotenziale a bassa impedenza non è pratica da mantenere mediante collegamento, dove è presente un cablaggio esterno significativo, come forniture per case mobili e alcuni ambienti agricoli, o dove una corrente di guasto elevata potrebbe comportare altri pericoli, ad esempio nei depositi di carburante o nei porti turistici.

Il sistema di messa a terra TT è utilizzato in tutto il Giappone, con unità RCD nella maggior parte degli ambienti industriali. Ciò può imporre requisiti aggiuntivi agli azionamenti a frequenza variabile e agli alimentatori a commutazione che spesso hanno filtri sostanziali che trasmettono il rumore ad alta frequenza al conduttore di terra.

Rete informatica

In un IT rete, il sistema di distribuzione elettrica non ha alcun collegamento a terra o ha solo un collegamento ad alta impedenza.

Confronto

Altre terminologie

Mentre le normative nazionali sui cablaggi per gli edifici di molti paesi seguono la terminologia IEC 60364, in Nord America (Stati Uniti e Canada), il termine "conduttore di messa a terra dell'apparecchiatura" si riferisce alla messa a terra dell'apparecchiatura e ai fili di terra sui circuiti derivati ​​e al "conduttore dell'elettrodo di messa a terra" viene utilizzato per i conduttori che collegano un picchetto di terra (o simile) a un pannello di servizio. "Conduttore di terra" è il sistema "neutro". Gli standard australiani e neozelandesi utilizzano un sistema di messa a terra PME modificato chiamato Multiple Earthed Neutral (MEN). Il neutro è messo a terra (a massa) in ogni punto di servizio al consumatore, portando così a zero la differenza di potenziale neutro lungo l'intera lunghezza delle linee BT. Nel Regno Unito e in alcuni paesi del Commonwealth, il termine "PNE", che significa Fase-Neutro-Terra, viene utilizzato per indicare che vengono utilizzati tre conduttori (o più per connessioni non monofase), ovvero PN-S.

Resistenza a terra neutra (India)

Simile al sistema HT, anche il sistema di terra a resistenza è stato introdotto per l'estrazione mineraria in India secondo i regolamenti della Central Electricity Authority per il sistema LT (1100 V> LT> 230 V). Al posto della solida messa a terra del punto neutro della stella, viene aggiunta una resistenza di messa a terra neutra adeguata (NGR) in mezzo, limitando la corrente di dispersione a terra fino a 750 mA. A causa della limitazione della corrente di guasto è più sicuro per le miniere gassose.

Poiché la dispersione verso terra è limitata, la protezione dalle dispersioni ha il limite massimo per l'ingresso di soli 750 mA. In un sistema con messa a terra solida, la corrente di dispersione può arrivare fino alla corrente di cortocircuito, qui è limitata a un massimo di 750 mA. Questa corrente di esercizio limitata riduce l'efficienza operativa complessiva della protezione del relè di dispersione. L'importanza di una protezione efficiente e più affidabile è aumentata per la sicurezza contro le scosse elettriche nelle miniere.

In questo sistema ci sono possibilità che la resistenza collegata si apra. Per evitare questa protezione aggiuntiva per monitorare la resistenza viene dispiegata, che disconnette l'alimentazione in caso di guasto.

Protezione da dispersione verso terra

La dispersione di corrente sulla terra può essere molto dannosa per gli esseri umani, se dovesse attraversarli. Per evitare scosse accidentali da parte di apparecchiature elettriche / apparecchiature, vengono utilizzati relè / sensori di dispersione a terra alla fonte per isolare l'alimentazione quando la dispersione supera un certo limite. A tale scopo vengono utilizzati interruttori automatici di dispersione a terra. Gli interruttori di rilevamento della corrente sono chiamati RCB / RCCB. Nelle applicazioni industriali, i relè di dispersione a terra vengono utilizzati con TA separato (trasformatore di corrente) chiamato CBCT (trasformatore di corrente bilanciato con nucleo) che rileva la corrente di dispersione (corrente a sequenza di fase zero) del sistema attraverso il secondario del CBCT e questo aziona il relè. Questa protezione funziona nella gamma di milli-Amp e può essere impostata da 30 mA a 3000 mA.

Verifica della connettività di terra

Un nucleo pilota separato p viene eseguito dal sistema di distribuzione / alimentazione dell'apparecchiatura oltre al nucleo di terra. Il dispositivo di controllo della connettività di terra è fissato all'estremità di approvvigionamento che monitora continuamente la connettività di terra. Il nucleo pilota si avvia da questo dispositivo di controllo e scorre attraverso il cavo di trascinamento di collegamento che generalmente fornisce alimentazione ai macchinari minerari in movimento (LHD). Questo nucleo p è collegato a terra all'estremità di distribuzione tramite un circuito a diodi, che completa il circuito elettrico avviato dal dispositivo di controllo. Quando la connettività di terra al veicolo viene interrotta, questo circuito del nucleo pilota viene disconnesso, il dispositivo di protezione fissato all'estremità di alimentazione si attiva e isola l'alimentazione alla macchina. Questo tipo di circuito è un must per le apparecchiature elettriche pesanti portatili utilizzate nelle miniere sotterranee.

Properties

Costo

• Le reti TN consentono di risparmiare il costo di una connessione di terra a bassa impedenza presso il sito di ciascun consumatore. Tale connessione (una struttura metallica sepolta) è necessaria per fornire terra protettiva nei sistemi IT e TT.
• Le reti TN-C consentono di risparmiare il costo di un conduttore aggiuntivo necessario per connessioni N e PE separate. Tuttavia, per mitigare il rischio di neutrali rotti, sono necessari tipi di cavi speciali e molti collegamenti a terra.
• Le reti TT richiedono un'adeguata protezione RCD (Ground fault interrupter).

Sicurezza

• In TN, è molto probabile che un guasto di isolamento porti a una corrente di cortocircuito elevata che attiverà un interruttore di sovracorrente o un fusibile e scollegherà i conduttori L. Con i sistemi TT, l'impedenza dell'anello di guasto a terra può essere troppo alta per farlo, o troppo alta per farlo entro il tempo richiesto, quindi di solito viene utilizzato un RCD (ex ELCB). Le precedenti installazioni TT potrebbero non avere questa importante caratteristica di sicurezza, consentendo al CPC (Conduttore di protezione del circuito o PE) e forse alle parti metalliche associate alla portata delle persone (parti conduttive esposte e parti conduttive estranee) di essere eccitate per lunghi periodi in caso di guasto condizioni, che è un vero pericolo.
• Nei sistemi TN-S e TT (e in TN-CS oltre il punto di divisione), è possibile utilizzare un dispositivo differenziale per una protezione aggiuntiva. In assenza di qualsiasi difetto di isolamento nel dispositivo di consumo, l'equazione I_L1+I_L2+I_L3+I_N = 0 vale e un RCD può scollegare l'alimentazione non appena questa somma raggiunge una soglia (tipicamente 10 mA - 500 mA). Un guasto di isolamento tra L o N e PE attiverà un RCD con alta probabilità.
• Nelle reti IT e TN-C, i dispositivi a corrente residua hanno molte meno probabilità di rilevare un guasto di isolamento. In un sistema TN-C, sarebbero anche molto vulnerabili all'attivazione indesiderata dal contatto tra i conduttori di terra dei circuiti su diversi RCD o con la terra reale, rendendo così il loro utilizzo impraticabile. Inoltre, gli RCD di solito isolano il nucleo neutro. Poiché non è sicuro farlo in un sistema TN-C, gli interruttori differenziali su TN-C devono essere cablati per interrompere solo il conduttore di linea.
• Nei sistemi monofase single-ended in cui la terra e il neutro sono combinati (TN-C e la parte dei sistemi TN-CS che utilizza un neutro e un conduttore di terra combinati), se c'è un problema di contatto nel conduttore PEN, allora tutte le parti del sistema di terra oltre l'interruzione saliranno al potenziale del conduttore L. In un sistema multifase sbilanciato, il potenziale dell'impianto di terra si sposterà verso quello del conduttore di linea più carico. Un tale aumento del potenziale del neutro oltre l'interruzione è noto come a inversione neutra. Pertanto, le connessioni TN-C non devono passare attraverso connessioni spina / presa o cavi flessibili, dove c'è una maggiore probabilità di problemi di contatto rispetto al cablaggio fisso. Esiste anche un rischio se un cavo è danneggiato, che può essere mitigato mediante l'uso di cavi concentrici e più elettrodi di terra. A causa dei (piccoli) rischi della perdita di neutro che solleva lavori metallici `` messi a terra '' a un potenziale pericoloso, insieme all'aumentato rischio di scosse dalla vicinanza a un buon contatto con la terra reale, l'uso di alimentatori TN-CS è vietato nel Regno Unito per roulotte e rifornimento a terra alle barche, e fortemente sconsigliato per l'uso in aziende agricole e cantieri all'aperto, e in questi casi si consiglia di realizzare tutti i cablaggi esterni TT con RCD e un dispersore separato.
• Nei sistemi IT, è improbabile che un singolo guasto di isolamento provochi il flusso di correnti pericolose attraverso un corpo umano a contatto con la terra, poiché non esiste alcun circuito a bassa impedenza per il flusso di tale corrente. Tuttavia, un primo guasto di isolamento può trasformare efficacemente un sistema IT in un sistema TN, quindi un secondo guasto di isolamento può portare a correnti corporee pericolose. Peggio ancora, in un sistema multifase, se uno dei conduttori di linea entrasse in contatto con la terra, farebbe salire gli altri nuclei di fase alla tensione fase-fase relativa alla terra piuttosto che alla tensione fase-neutro. I sistemi IT subiscono anche sovratensioni transitorie maggiori rispetto ad altri sistemi.
• Nei sistemi TN-C e TN-CS, qualsiasi connessione tra il nucleo combinato neutro e terra e il corpo della terra potrebbe finire per trasportare una corrente significativa in condizioni normali e potrebbe portare anche di più in una situazione neutra interrotta. Pertanto, i principali conduttori di collegamento equipotenziale devono essere dimensionati tenendo conto di questo; l'uso di TN-CS è sconsigliato in situazioni come le stazioni di servizio, dove c'è una combinazione di molte parti metalliche interrate e gas esplosivi.

Compatibilità elettromagnetica

• Nei sistemi TN-S e TT, l'utenza ha un collegamento a terra a basso rumore, che non risente della tensione che appare sul conduttore N a causa delle correnti di ritorno e dell'impedenza di quel conduttore. Ciò è di particolare importanza con alcuni tipi di apparecchiature di telecomunicazione e misurazione.
• Nei sistemi TT, ogni consumatore ha la propria connessione a terra e non noterà alcuna corrente che potrebbe essere causata da altri consumatori su una linea PE condivisa.

normativa

• Nel National Electrical Code degli Stati Uniti e nel Canadian Electrical Code l'alimentazione dal trasformatore di distribuzione utilizza un conduttore di neutro e di terra combinato, ma all'interno della struttura vengono utilizzati conduttori di neutro e terra di protezione separati (TN-CS). Il neutro deve essere collegato a terra solo a monte del sezionatore del cliente.
• In Argentina, Francia (TT) e Australia (TN-CS), i clienti devono fornire i propri collegamenti di terra.
• Il Giappone è regolato dalla legge PSE e utilizza la messa a terra TT nella maggior parte delle installazioni.
• In Australia, viene utilizzato il sistema di messa a terra Multiple Earthed Neutral (MEN), descritto nella Sezione 5 di AS 3000. Per un cliente BT, si tratta di un sistema TN-C dal trasformatore in strada ai locali (il neutro è messo a terra più volte lungo questo segmento), e un sistema TN-S all'interno dell'impianto, dal Centralino Principale verso il basso. Considerato nel suo insieme, è un sistema TN-CS.
• In Danimarca la normativa sull'alta tensione (Stærkstrømsbekendtgørelsen) e in Malesia l'ordinanza sull'elettricità del 1994 stabilisce che tutti i consumatori devono utilizzare la messa a terra TT, sebbene in rari casi possa essere consentito TN-CS (utilizzato allo stesso modo degli Stati Uniti). Le regole sono diverse quando si tratta di aziende più grandi.
• In India, secondo i regolamenti della Central Electricity Authority, CEAR, 2010, regola 41, è prevista la messa a terra, il filo neutro di un sistema trifase a 3 fili e il terzo filo aggiuntivo di un sistema bifase a 4 fili. La messa a terra deve essere eseguita con due collegamenti separati. Il sistema di messa a terra deve inoltre avere almeno due o più cavità di terra (elettrodo) in modo tale da garantire una corretta messa a terra. Secondo la regola 2, l'installazione con un carico superiore a 3 kW superiore a 42 V deve disporre di un dispositivo di protezione da dispersione a terra adatto per isolare il carico in caso di guasto a terra o dispersione.

Campi d'applicazione

• Nelle aree del Regno Unito in cui è prevalente il cablaggio sotterraneo, il sistema TN-S è comune.
• In India la fornitura di LT avviene generalmente attraverso il sistema TN-S. Il neutro ha una doppia messa a terra sul trasformatore di distribuzione. Neutro e terra corrono separatamente sulla linea / cavi aerei di distribuzione. Per il collegamento a terra vengono utilizzati conduttori separati per linee aeree e armature dei cavi. Ulteriori elettrodi di terra / pozzetti sono installati all'estremità dell'utente per rafforzare la terra.
• La maggior parte delle case moderne in Europa ha un sistema di messa a terra TN-CS. Il neutro e la terra combinati si verificano tra la sottostazione del trasformatore più vicina e l'interruzione del servizio (il fusibile prima del contatore). Successivamente, in tutto il cablaggio interno vengono utilizzati fili separati di terra e neutro.
• Le case urbane e suburbane più vecchie nel Regno Unito tendono ad avere forniture TN-S, con il collegamento di terra fornito attraverso la guaina di piombo del cavo sotterraneo di piombo e carta.
• Le case più vecchie in Norvegia utilizzano il sistema IT, mentre le case più nuove utilizzano TN-CS.
• Alcune case più vecchie, in particolare quelle costruite prima dell'invenzione degli interruttori differenziali e delle reti domestiche cablate, utilizzano una disposizione TN-C interna. Questa non è più una pratica consigliata.
• Sale di laboratorio, strutture mediche, cantieri edili, officine di riparazione, installazioni elettriche mobili e altri ambienti alimentati tramite generatori di motori in cui vi è un aumentato rischio di guasti di isolamento, spesso utilizzano una disposizione di messa a terra IT fornita da trasformatori di isolamento. Per mitigare i problemi di due guasti con i sistemi IT, i trasformatori di isolamento dovrebbero alimentare solo un piccolo numero di carichi ciascuno e dovrebbero essere protetti con un dispositivo di monitoraggio dell'isolamento (generalmente utilizzato solo da sistemi IT medici, ferroviari o militari, a causa del costo).
• Nelle aree remote, dove il costo di un conduttore PE aggiuntivo supera il costo di una connessione di terra locale, le reti TT sono comunemente utilizzate in alcuni paesi, specialmente nelle proprietà più vecchie o nelle aree rurali, dove la sicurezza potrebbe essere altrimenti minacciata dalla rottura di un conduttore in PE dall'alto, ad esempio, un ramo di un albero caduto. Le forniture di TT a singole proprietà si riscontrano anche nella maggior parte dei sistemi TN-CS in cui una singola proprietà è considerata inadatta alla fornitura di TN-CS.
• In Australia, Nuova Zelanda e Israele è in uso il sistema TN-CS; tuttavia, le regole di cablaggio attualmente stabiliscono che, inoltre, ogni cliente deve fornire un collegamento separato a terra tramite un collegamento del tubo dell'acqua (se tubi dell'acqua metallici entrano nei locali del consumatore) e un elettrodo di terra dedicato. In Australia e Nuova Zelanda questo è chiamato collegamento neutro a terra multipla o collegamento MEN. Questo MEN Link è rimovibile per scopi di test di installazione, ma è collegato durante l'uso da un sistema di bloccaggio (ad esempio dadi di bloccaggio) o da due o più viti. Nel sistema MEN, l'integrità del neutro è fondamentale. In Australia, le nuove installazioni devono anche unire il cemento di fondazione che si rinforza sotto le aree umide al conduttore di terra (AS3000), aumentando tipicamente le dimensioni della messa a terra e fornisce un piano equipotenziale in aree come i bagni. Nelle installazioni più vecchie, non è raro trovare solo il collegamento del tubo dell'acqua, ed è consentito rimanere come tale, ma l'elettrodo di terra aggiuntivo deve essere installato se viene eseguito un lavoro di aggiornamento. La terra protettiva e i conduttori neutri sono combinati fino al collegamento neutro del consumatore (situato sul lato del cliente del collegamento neutro del contatore elettrico) - oltre questo punto, la terra protettiva e i conduttori neutri sono separati.

Sistemi ad alta tensione

Nelle reti ad alta tensione (superiore a 1 kV), che sono molto meno accessibili al pubblico in generale, l'attenzione della progettazione del sistema di messa a terra è meno sulla sicurezza e più sull'affidabilità della fornitura, affidabilità della protezione e impatto sulle apparecchiature in presenza di un cortocircuito. Solo l'entità dei cortocircuiti fase-terra, che sono i più comuni, è significativamente influenzata dalla scelta del sistema di messa a terra, poiché il percorso della corrente è per lo più chiuso attraverso la terra. I trasformatori di potenza AT / MT trifase, situati nelle sottostazioni di distribuzione, sono la fonte di alimentazione più comune per le reti di distribuzione e il tipo di messa a terra del loro neutro determina il sistema di messa a terra.

Esistono cinque tipi di messa a terra neutra:

• Neutro con messa a terra solida
• Scoperto neutro
• Neutro con messa a terra
  • Messa a terra a bassa resistenza
  • Messa a terra ad alta resistenza
• Neutro con reattanza a terra
• Utilizzo di trasformatori di messa a terra (come il trasformatore Zigzag)

Neutro con messa a terra solida

In solido or direttamente neutro collegato a terra, il centro stella del trasformatore è direttamente collegato a terra. In questa soluzione, è previsto un percorso a bassa impedenza per la chiusura della corrente di guasto a terra e, di conseguenza, le loro grandezze sono paragonabili alle correnti di guasto trifase. Poiché il neutro rimane al potenziale vicino a terra, le tensioni nelle fasi inalterate rimangono a livelli simili a quelli pre-guasto; per questo motivo, questo sistema viene regolarmente utilizzato nelle reti di trasmissione ad alta tensione, dove i costi di isolamento sono elevati.

Neutro con messa a terra

Per limitare i cortocircuiti a terra, viene aggiunta una resistenza di messa a terra neutra aggiuntiva (NGR) tra il neutro, il punto stella del trasformatore e la terra.

Messa a terra a bassa resistenza

Con una bassa resistenza il limite di corrente di guasto è relativamente alto. In India è limitato a 50 A per le miniere a cielo aperto secondo i regolamenti della Central Electricity Authority, CEAR, 2010, regola 100.

Scoperto neutro

In dissotterrato, isolato or fluttuante neutro sistema, come nel sistema IT, non vi è alcun collegamento diretto del punto stella (o qualsiasi altro punto della rete) e il terreno. Di conseguenza, le correnti di guasto a terra non hanno percorso da chiudere e quindi hanno magnitudini trascurabili. Tuttavia, in pratica, la corrente di guasto non sarà uguale a zero: i conduttori del circuito - in particolare i cavi sotterranei - hanno una capacità intrinseca verso terra, che fornisce un percorso di impedenza relativamente elevata.

I sistemi con neutro isolato possono continuare a funzionare e fornire un'alimentazione ininterrotta anche in presenza di un guasto a terra.

La presenza di un guasto a terra ininterrotto può rappresentare un rischio significativo per la sicurezza: se la corrente supera i 4 A - 5 A si sviluppa un arco elettrico, che può essere mantenuto anche dopo l'eliminazione del guasto. Per questo motivo, sono principalmente limitati alle reti sotterranee e sottomarine e alle applicazioni industriali, dove la necessità di affidabilità è alta e la probabilità di contatto umano relativamente bassa. Nelle reti di distribuzione urbana con più alimentatori sotterranei, la corrente capacitiva può raggiungere diverse decine di ampere, con un rischio significativo per le apparecchiature.

Il vantaggio di una bassa corrente di guasto e di un funzionamento continuo del sistema da allora in poi è compensato dallo svantaggio intrinseco che la posizione del guasto è difficile da rilevare.