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Verifiche strumentali negli impianti elettrici residenziali

Indice

Livello di trattazione

Non siete davanti ad una trattazione esaustiva dell'argomento, tutt'altro.
L'articolo vuole solo dare elementari indicazioni in relazione ad alcune delle verifiche strumentali previste (dalla parte 6 della norma CEI 64-8) nel collaudo e nella verifica periodica degli impianti elettrici installati in strutture residenziali.

Sottolineo come l'esecuzione di una verifica tecnicamente valida ed esaustiva, ai fini della sicurezza di un impianto elettrico, sia un'attività tutt'altro che semplice. La prerogativa principale è legata alla capacità del tecnico/professionista, di valutare i sistemi di prova più idonea (valori maggiormente indicativi) da mettere in campo, nonché di saperne interpretare i valori rilevati, talvolta anche in maniera critica e maggiormente restrittiva (a beneficio della sicurezza) rispetto alle indicazioni generali riportate sulle norme tecniche di riferimento.

Strumento utilizzato

Per la dimostrazione in oggetto, mi avvalgo di uno strumento multitest, l' M75 di HT Italia, sottolineando come in commercio esistano senza dubbio strumenti più evoluti e soprattutto maggiormente completi nell'ambito delle misurazioni effettuabili (dello stesso e di altri produttori come Asita, Fluke, ecc.)
Tuttavia, fatti salvi alcuni limiti hardware e software dello strumento in questione, questi ben si adatta ad una verifica veloce dei più importanti parametri relativi alla sicurezza della maggior parte degli impianti elettrici ad uso residenziale.
In fondo all'articolo, un piccolo approfondimento sullo strumento utilizzato.

Misura della resistenza globale di terra

Tutti sanno che il miglior metodo per la determinazione della resistenza di terra RE è quello volt-amperometrico.
Lo strumento in questione non consente questo tipo di misura (a tre terminali) con dispersore ausiliario (o sonda di corrente) e con sonda di tensione, esso è in grado di effettuare la misura semplificata (a due terminali) rilevando la resistenza globale di terra RA relativamente a sistemi TT
Tale metodo di rilevamento indiretto, è anche conosciuto col nome di loop tester, esso è considerato un metodo semplificato poichè il valore ohmico restituito dalla misura è superiore al valore reale di RE (quindi cautelativo nei confronti della sicurezza) questo a causa del fatto che viene presa in considerazione l'impedenza totale dell'anello di guasto, compresa la seppur minima resistenza di terra del neutro in cabina MT/BT.
Tuttavia, se il valore riscontrato (casi molto particolari) non consentisse il cordinamento con l'interruttore differenziale a maggiore IΔn, diventa necessario affidarsi al metodo volt-amperometrico classico.


Esecuzione col metodo del loop tester

Lo strumento è dotato di un connettore con spina terminale che va inserita in una presa qualsiasi dell'impianto elettrico del quale si vuole conoscere il valore di RA.

Corrente di prova pari a 15 mA Corrente di prova pari a 100 mA
fig.1

fig.1

fig.2

fig.2

La spina deve risultare connessa tra il conduttore di fase e il PE, in questo caso, lo strumento indica il valore di tensione AC rilevata. In caso contrario viene richiesto di ruotare di 180° l'inserzione della spina.
Per evitare l'intervento dell'interruttore differenziale a protezione del circuito sotto esame, lo strumento va impostato con una corrente di prova inferiore alla soglia di intervento del dispositivo RCD.
L'M75 consente di eseguire la prova con corrente di 15 mA, idonea alla prova su circuiti protetti da interruttori differenziali con IΔn pari a 30 mA e con corrente di 100 mA idonea alla prova su circuiti protetti da interruttore differenziale con IΔn pari ad almeno 300 mA.

Dopo avere avviato la prova, sul display dello strumento viene visualizzato il valore della resistenza globale di terra in Ω

Prova in corso Risultato del test
fig.3

fig.3

fig.4

fig.4

In caso di accidentale connessione più o meno voluta tra neutro e terra, lo strumento non esegue la prova.
La misura effettuata indica una resistenza globale di terra pari ad 1 ohm, ripetendo diverse volte la prova in realtà il valore oscilla tra 1 e 2 ohm.
Lo strumento non indica se il valore è OK o NOT OK. Il dato va infatti interpretato in relazione al cordinamento con i dispositivi differenziali inseriti nell'impianto a protezione dai contatti indiretti.
Tuttavia un valore superiore a 1999 ohm viene segnalato dallo strumento con un suono prolungato. Questo solo per indicare che il valore rilevato è fuori campo, ma è bene ricordare che un valore teoricamente accettabile di 1666 ohm di cordinazione con un differenziale da 30 mA non sarebbe in realtà un buon valore ai fini della sicurezza.

Da notare che con l'esecuzione del test con corrente di 100 mA, lo strumento fornisce anche il valore presunto di corrente di corto circuito fase-terra secondo la formula
I_{cc}=\frac{U_{N}}{Z_{PE}}

dove UN è la tensione nominale di fase 230 V (127 V nel caso di distribuzione trifase 230 V) e ZPE altro non è che il valore della resistenza globale di terra RA.

Test tempo intervento RCD

Lo strumento utilizzato, esegue il test di funzionalità degli interruttori differenziali di tipo G (generico) AC a partire da 30 mA.
Esso non consente di valutare il corretto intervento per dispositivi con IΔn inferiore (10 mA) nė per dispositivi di tipo A, B o di tipo ritardato (S, selettivi).
Questo è probabilmente uno dei limiti più significativi dell'M75, tuttavia visto il massiccio utilizzo di differenziali da 30 mA e in considerazione del fatto che a questi la stessa norma CEI 64-8 affida il compito (dove richiesto) di assolvere alla protezione addizionale dai contatti diretti, si può ritenere tale funzionalità limitata accettabile.

L'M75 esegue la prova con il valore nominale di corrente differenziale impostata visualizzando a display il tempo di reazione con cui l'interruttore apre il circuito.

Tempo massimo d'intervento IΔn 2IΔn 5IΔn 500 A
Secondi (s) 0,3 0,15 0,04 0,04
Millisecondi (ms) 300 150 40 40

Tempi di intervento massimi (ai valori di Idn) previsti per differenziali ordinari (non selettivi, non ritardati).

Esecuzione della prova RCD

Anche per questa prova si può utilizzare il cavo in dotazione con spina schuko terminale. In alternativa, come per tutte le prove, si possono usare gli appositi cavi con la possibilità di aggiungere i coccodrilli.

Collegamento per prova RCD 30 mA Prova con semionda positiva (0°)
fig.5

fig.5

fig.6

fig.6

Lo strumento di default, fa circolare una corrente di dispersione in fase con la semionda positiva della tensione di rete (0°). Tuttavia è possibile eseguire la prova anche con corrente di dispersione in fase con la semionda negativa (180°).

Azionato il pulsante di inizio prova, trascorso qualche secondo lo strumento provoca l'intervento del dispositivo differenziale sotto esame.
Istantaneamente viene visualizzato sul display il tempo di intervento (ms) e l'esito della prova (OK - NOT OK).

fig.7

fig.7

L'intervento al valore di Idn risulta ampiamente dentro i limiti della precedente tabella, 30 ms nel caso specifico.
A questo punto, si può successivamente eseguire la prova a 5 Idn.

Predisposizione prova a 5 Idn Esito prova
fig.8

fig.8

fig.9

fig.9

Anche la prova a 5 Idn, da esito positivo.
Altri valori standard di prova, sono settabili e riguardano i valori di 100 e 300 mA.
E' consigliabile escludere fisicamente (sezionandoli) eventuali carichi allacciati all'impianto sotto misura. Questi infatti, potrebbero immettere ciascuno una sua piccola corrente di dispersione "fisiologica", il che invaliderebbe in parte la prova.

Verifica continuità conduttori PE ed equipotenziali

Un'interruzione su un conduttore attivo del circuito, per dimenticanza di connessione o per danneggiamento, risulta facilmente individuabile, il carico ad esso collegato infatti, non funziona.
L'interruzione di un conduttore di protezione (PE) o di un collegamento equipotenziale (EQP/EQS) invece è un guasto ben più subdolo. Infatti, non c'è modo di accorgersente nel normale utilizzo dell'impianto.
La prova di continuità del circuito di protezione ed equipotenziale è una delle verifiche espressamente richieste, (cfr. CEI 64-8 612.2).
Banalmente la prova potrebbe essere eseguita anche tramite la verifica della continuità fattibile con un comune multimetro. Tuttavia, l'impiego di un metodo volt-amperometrico, restituisce una misura più accurata.

Lo strumento esegue la prova generando una corrente superiore a 200 mA (0,2 A) per resistenze inferiori ai 5 ohm, con una tensione a vuoto compresa tra i 4 e i 24 V DC.

Per questo tipo di prove, assicurarsi sempre che il circuito sotto esame sia a potenziale zero.

Esecuzione della prova di continuità

Per questa prova sarà necessario usare i normali puntali in dotazione allo strumento, se necessario con l'ausilio dei rispettivi coccodrilli.
Per ragioni funzionali, potrebbe essere necessario utilizzare uno spezzone di cavo conduttore come prolunga per uno dei due terminali (quello nero per l'M75) di collegamento.

In ogni caso, la prima cosa da fare è quella di calibrare la resistenza dei cavi di prova. Questa operazione deve essere eseguita ogni volta che si modifica la resistenza del circuito di prova, la calibrazione rimane memorizzata e il valore di resistenza viene sottratto dal risultato di ciascuna prova, finché non si spegne lo strumento.

La calibrazione si ottiene attraverso apposito comando, dopo avere cortocircuitato i due terminali di misura, come di seguito illustrato.

Collegamento puntali e coccodrilli Selezione funzione Ω0,2A
fig.10

fig.10

fig.11

fig.11

Esecuzione calibrazione Cortocircuitamento terminali
fig.12

fig.12

fig.13

fig.13

Le misure possono essere eseguite collegando un terminale alla barra collettrice o comunque ad un collegamento certo al potenziale di terra dell'impianto di protezione (PE in cassetta di derivazione) e l'altro terminale alla massa su cui eseguire il test di continuità. Nell'esempio riportato si tratta di una prova di continuità tra il PE in cassetta di derivazione e il PE in arrivo ad una presa di corrente.

Collegamento da verificare Collegamento a barra collettrice o deriv. PE
fig.14

fig.14

fig.15

fig.15

Dopo avere avviato la prova, lo strumento visualizza il risultato ottenuto (OK - NOT OK) indicando il valore ohmico di resistenza (al netto della calibrazione dei cavi e dei puntali di prova) e la corrente erogata.
In questo caso, lo strumento è riuscito a far circolare tutti i 200 mA con risultato positivo (resistenza inferiore al decimo di ohm.

fig.15/A

fig.15/A

Contrariamente, valori di resistenza non consoni non avrebbero permesso il raggiungimento dei 200 mA e la prova sarebbe risultata non superata.

Prova di isolamento

Lo strumento esegue il test della resistenza di isolamento con tensioni di prova applicate di 250 e 500 V DC a seconda del tipo di circuito sotto esame. Generalmente la tensione di 250 V DC è dedicata ai circuiti a bassissima tensione o di sicurezza, mentre la prova a 500 V DC è delegata alla verifica di isolamento tra i conduttori attivi (fasi e neutro nei sistemi TT) e il conduttore di protezione.

Le prove di isolamento vanno sempre eseguite a circuito in prova disalimentato e sezionato dalla/e rispettiva/e alimentazione/i.

Va prestata particolare attenzione al fatto che i collegamenti del circuito in esame siano in regola con quanto voluto, ovvero che il circuito in esame non sia per dimenticanza, in qualche suo punto aperto (un PE o un conduttore di fase non collegato in una sua derivazione), questo comporterebbe la misurazione fittizia di un elevato valore di isolamento, ma solo per via dell'errore circuitale.

Durante la prova di isolamento, bisogna fare attenzione che nessuna persona possa trovarsi a contatto col circuito sotto esame.
Per ragioni di sicurezza è consigliabile scollegare dalle prese dell'impianto eventuali dispositivi sensibili (elettrodomestici, pc, televisori, ecc.) in considerazione che ogni apparecchio è progettato in funzione di una resistenza di isolamento legata a norme di prodotto.

Nel caso di utilizzo di prolungamenti di cavo per l'esecuzione del test, il suddetto conduttore va posizionato su cavalletti o supporti isolanti e non direttamente a terra.
Con apparecchi utilizzatori disinseriti, ciascun circuito deve avere una resistenza di isolamento verso terra di almeno 1 Mohm (0,5 Mohm per i circuiti in bassissima tensione).
Il più delle volte, si ha a che fare con resistenze di isolamento ben maggiori, tuttavia è indicativo valutare il valore di resistenza in relazione ad eventuali apparecchiature rimaste connesse all'impianto sotto esame. Utilizzatori diversi infatti, hanno o possono portare a diverse resistenze di isolamento. Questo per dire, che non sempre è sufficiente valutare il solo risultato rispetto a quanto richiesto.

Esecuzione del test di isolamento

Per la prova di isolamento si può riutilizzare il connettore con spina schuko o i puntali con eventuali coccodrilli, in base alle esigenze specifiche.
Dopo aver tolto tensione all'impianto sotto esame, ed avere settato sull'M75 il valore della tensione di prova, si può avviare il test, che durerà qualche secondo, finché dopo che lo strumento stesso avrà provveduto a far scaricare eventuali condensatori e capacità parassite tra i conduttori coinvolti alla prova, verrà visualizzato sul display il valore di resistenza di isolamento e la tensione di prova raggiunta.
Il valore di default per l'accettazione del risultato è impostato a 0,5 Mohm (e 0,25 Mohm per la prova a 250 V DC), lo strumento indica anche l'esito OK o NOT-OK del test.

Predisposizione al test M Ω Risultato test
fig.16

fig.16

fig.17

fig.17

fig.18

fig.18

Con alcuni elettrodomestici connessi all'impianto sotto esame (forno, piezo fuochi, ecc.), il valore è comunque inequivocabile, 269 MΩ e 525 V DC raggiunti.

Info sull'M75

Per concludere questa brevissima guida base alla conduzione di alcune verifiche sugli impianti elettrici, volevo dare qualche informazione in più circa lo strumento utilizzato.
Come accennato in premessa, di strumenti compatti come l'M75 e spesso anche più pretanti e funzionali (anche se a prezzi decisamente maggiori) ve ne sono diversi, soprattutto spulciando i cataloghi dei principali produttori di attrezzature e strumenti legati alle verifiche in campo elettrico.

Oltre alle funzioni illustrate, l'M75 consente di eseguire le seguenti verifiche:

  • Misure di tensione DC e AC TRMS fino a 600 V
  • Misure di frequenza con puntali o tramite P.A.
  • Misure di corrente AC TRMS fino a 400 A con P.A. HT4003 (in dotazione)
  • Misure di corrente DC (tramite P.A. accessoria, non compresa)
  • Misura dei valori di picco (+, -)
  • Misure di correnti di dispersione (tramite P.A. accessoria e adattatore, non compresi)
  • Misure di continuità e resistenza
  • Senso ciclico delle fasi a uno o a due terminali
  • Verifica mappatura reti LAN (con #2 unità remote)
  • Funzione AutoTest (verifiche CEI 64-8 sopra descritte con ciclo automatico, OK - NOT OK)

Lo strumento è accompagnato dal suo certificato di calibrazione, dal manuale d'uso cartaceo e su CD (pdf).

M75 con accessori M75 doc.
fig.19

fig.19

fig.20

fig.20

Conclusione

Non voleva essere una recensione, anche se inevitabilmente pare esserlo diventata. Non è mio interesse pubblicizzare questo o quel produttore, tuttavia penso possa essere utile mettere a disposizione della comunità le proprie impressioni (soggettive, ma anche oggettive).
Sottolineo anzi, che per strumenti della stessa fascia, il più delle volte le operazioni sopra descritte a livello concettuale e funzionale sono pressochè identiche. Come ho già detto, lo strumento si presta bene a casi comuni (e molto diffusi) di applicazioni nel residenziale. Diventa poco utile per certi aspetti (relativamente a certe funzioni che non soddisfano le necessità dell'installatore), non appena si ha a che fare con applicazioni appena fuori dallo standard medio.

Consiglio finale

Per chiunque acquistasse uno strumento simile, consiglio caldamente di dotarsi anche di questi due accessori da inserire (a perdere) nella custodia dell'apparecchio.

adattatori shuko p11 e p17

adattatori shuko p11 e p17

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Commenti e note

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di ,

Io ho un HT M70. Anche questo un ottimo prodotto. Complimenti!

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di ,

ok grazie, ma se volessi comprarlo dove mi conviene andare, cioè se lo compro on line si riesce a risparmiare qualcosina? oppure mi conviene andare ad un negozio specializzato? ma poi il manuale delle istruzioni è esaustivo, cioè dice tutto nei minimi dettagli oppure è (come a volte capita) sul generico?

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di ,

Io a proposito ho acquistato per pochi euro uno strumentino che inserito nella presa, testa l'intervento del differenziale con correnti programmate, e di fatto con dei led indica lo stato della terra ed identifica il conduttore o alveolo ove calbata la fase. E' un pretest che si può adottare per capire subito lo staqto delle cose senza attivare stumenti o valutazioni + complesse... Per il resto, bisogna investire diverse centinaia di euro per acquisire lo strumento idoneo. Ho anche un'altro stumento non professionale per le misure di terra e di isolamento, provato sul campo mi pare comunque efficace, con 2 centinaia di euro l'ho preso in saldo...misura la terra con i tre metodi classici ... L'unico problema risiede nella condizione di dovere adottare le matasse dei conduttori di prova...spesso di intralcio o non fattibile in pratica. Di fatto, lo strumento menzionato in questo psoto, come del resto altri di pari catgoria, sono semplificati e molto pratici... ES: Appartamento in condominio datato ...diventa difficile applicare i conduttori con le bobine - per valutare se l'impianto di terra è efficiente ed adottare il valore in Ohm di riferimento.

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di ,

Complimenti per l'articolo Attilio, non ho potuto fare a meno di darti un voto positivo. Vorrei chiedere un paio di cose: - se io misuro (come ho fatto tempo fa) una tensione sensibilmente inferiore a 230V (caso mio 160V circa) è giusto concludere che la messa a terra non è efficiente? - esistono strumenti che verificano la resistenza di terra con un metodo analogo all'm75 ma con costi più contenuti (non è mia intenzione fare pubblicità, spero di non essere frainteso, è solo che ho visto il prezzo è mi è preso un colpo :D)

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di ,

^^^ Ottimo lavoro, riguardo il primo test del "loop di Terra", qualcosa non mi torna, il valore effettivo misurato con lo strumento è di 1/2 Ohm.. Anche se la cabina fosse dal lato opposto della strada, il valore sarebbe comunque discutibile...la resistenza dei conduttori, se l'impianto è ben fatto è alquanto trascurabile e dell'ordine delle unità/Ohm, ma il terreno, per quanto idoneo alla conduzione per tipologia, assume nella misura un valore diverso dal : 1 Ohm.. Qualcuno ha qualcosa da aggiungere...??

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di ,

Mi fa piacere che sia gradito, speriamo in un seguito, magari anche da parte di altri utenti.

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di ,

Quando la teoria incontra la pratica si vedono i risultati,dovresti scrivere n libro complimenti

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di ,

Moolto interessante e ben fatto ... complimenti,e aggiungo fra i preferiti. :)

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di ,

Ottimo lavoro!

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di ,

Ottima l'idea di descrivere le verifiche strumentali sulle caratteristiche di sicurezza degli impianti elettrici, mostrando in dettaglio come procedere in pratica. Un tutorial utilissimo!
Grazie Attilio :)

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