Come decidere che cosa mettere a terra?

IL DUBBIO: Qual è la regola da seguire per decidere cosa deve essere collegato al cavo PE? Che cosa deve essere messo a terra? Potremmo riformulare il famoso inizio del soliloquio del principe Amleto: "Collego o non collego a terra, questo è il dilemma..."

CONSIDERAZIONI:

Questo è probabilmente l'argomento più controverso nella sicurezza elettrica!

L'approccio IEC è chiaro: la norma IEC 60304 chiarisce che una parte metallica deve essere messa a terra solo se è una massa o una massa estranea.

L'approccio UNord Americano è, secondo noi, meno preciso. Ecco cosa afferma l'NFPA 79:

[NFPA 79: 2021] – 8.2.1.2 Equipment Grounding and Bonding

8.2.1.2.1 La macchina, tutte le masse, il materiale e l'equipaggiamento che possono assumere un potenziale pericoloso devono essere collegati in modo da fornire un efficace percorso della corrente di guasto a terra.

Il concetto sopra riportato è preso dalla NFPA 70:

[NFPA 70: 2020] - 250.4 General Requirements for Grounding and Bonding

1. Grounded Systems. […]

(2) Grounding of Electrical Equipment 
Normalmente, le masse, le apparecchiature o altre parti [metalliche] devono essere collegate a terra in modo da limitare la tensione verso terra su tali componenti.

(4) Bonding of Electrically Conductive Materials and Other Equipment.
Normalmente, parti metalliche che possono andare in tensione devono essere collegate tra di loro e anche alla fonte di energia in modo da stabilire un idoneo  percorso verso terra o anello di guasto 

In sostanza, tutto ciò che è di metallo e che può assumere un potenziale pericoloso deve essere messo a terra!

Osservando l'immagine qui sopra, la norma IEC 60364 richiede che solo la massa sia collegata a terra, al fine di creare il circuito di guasto a bassa impedenza (o un Effective Ground-Fault Current Path, come lo chiama il NEC). Il basamento del motore non deve essere messo a terra poiché non è né una massa né una massa estranea.

Invece, sia il NEC che il NFPA 79 richiedono che anche il basamento del motore sia messo a terra.

In Canada la situazione è simile a quella degli USA, anche se in una norma canadese che tratta del "Bonding" è presente il seguente passaggio

[CSA C22.2 N°04: 2017 -  Bonding of electrical equipment] - 4.2 Parts to be bonded

Le masse devono essere identificate mediante un'analisi della loro costruzione in conformità a quanto segue:[...]

1. In alcune apparecchiature, in particolare le aggregazioni di componenti elettrici e di altro tipo, una parte metallica può andare in tensione tensione solo se è l'ultimo elemento di una serie di parti metalliche in contatto tra loro. Pertanto, il collegamento equipotenziale può logicamente essere applicato alla parte che (a causa della sua vicinanza a una parte attiva) è più probabile che venga messa sotto tensione.

Questo dà un semplice criterio per capire quale parte metallica debba essere messa a terra, ovvero solo le parti metalliche che possono andare direttamente in tensione. Ciò significa che la carcassa del motore deve essere collegata a terra poiché, in caso di guasto all'isolamento dell'avvolgimento statorico, il telaio è "direttamente" a contatto con la parte attiva. Il basamento del motore andrà in tensione ma "indirettamente" e quindi non deve essere messo a terra.

Si può anche vedere la situazione da un altro punto di vista: se la partenza motore, intesa come contattore + salvamotore, è correttamente progettata e si sono fatte le verifiche del corretto intervento della protezione magnetica, in caso di guasto a terra, il salvamotore apre il circuito in caso di guasto a terra e la persona che tocca il motore è protetta. Ma ciò significa che, a maggior ragione, una persona che tocca il basamento del motore non subirà una scossa elettrica grave, dato che anche il basamento verrà de-energizzato dallo stesso salvamotore che protegge il motore, senza bisogno di collegare tale basamento a terra!

CONCLUSIONI

Usare il criterio che tutto ciò che è di metallo e che può assumere un poteziale pericoloso, debba essere collegato a terra, ha come conseguenza l'installazione di numerosi cavi di terra che non migliorano realmente la sicurezza dell'impianto o del macchinario. Una battuta popolare negli Stati Uniti, in linea con i criteri di cui sopra, è la seguente: "Se non si muove ed è di metallo, allora mettilo a terra!".

Un criterio migliore (indicato dalla serie di norme IEC 60364) è che solo ciò che è una massa deve essere collegato a terra, poiché, così facendo, nel caso in cui altre parti metalliche collegate alla massa vadano in tensione, una persona che le tocca sarà al sicuro come quella che tocca la massa!