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Jun 01, 2023

Sistema

La messa a terra è la proprietà fondamentale di tutti i tipi di apparecchiature elettriche. Ci sono molti articoli di qualità su argomenti specifici nella rivista In Compliance e in gran parte in altre pubblicazioni

La messa a terra è la proprietà fondamentale di tutti i tipi di apparecchiature elettriche. Ci sono molti articoli di qualità su argomenti specifici nella rivista In Compliance e in altre pubblicazioni, in gran parte sulla messa a terra a livello di circuito stampato (PCB). Questo articolo si concentra su un percorso meno battuto, la messa a terra a livello di sistema, ovvero la messa a terra delle apparecchiature effettivamente utilizzate negli stabilimenti.

Esistono diversi aspetti chiave della messa a terra, tra cui la sicurezza, le scariche elettrostatiche (ESD), le interferenze elettromagnetiche (EMI) e l'integrità del segnale. Sebbene questa e altre riviste abbiano pubblicato articoli dettagliati su uno o più di questi argomenti, questo articolo li combina tutti per aiutare gli utenti delle apparecchiature e i produttori di strumenti a comprendere cosa è importante e come ottenere prestazioni a terra ottimali. Questo articolo non copre la messa a terra dei PCB (ci sono molti articoli eccellenti su questo argomento) e gli strumenti portatili con doppio isolamento che non dispongono di messa a terra.

La sicurezza è sempre al primo posto. Troppi specialisti in ESD ed EMI non hanno una formazione professionale in materia di sicurezza elettrica. Questo articolo è lungi dall'essere una guida completa sulla sicurezza e non copre tutti i punti importanti sulla sicurezza. Lo scopo di questa sezione è portare la sicurezza elettrica all'attenzione degli specialisti ESD ed EMI nelle fabbriche e dei progettisti di strumenti che altrimenti potrebbero non essere consapevoli che la messa a terra è un elemento di sicurezza. Raccomando fortemente che coloro che si occupano di tali argomenti seguano un corso sulla sicurezza elettrica, facciano amicizia con gli elettricisti autorizzati della fabbrica o si uniscano a un comitato per la sicurezza della fabbrica. In questo articolo, gratteremo solo la superficie e toccheremo le nozioni di base.

Allora perché la messa a terra è un elemento di sicurezza? Ad esempio, consideriamo un tipico pezzo di attrezzatura industriale, come un manipolatore di circuiti integrati (IC) o una macchina pick-and-place con tecnologia a montaggio superficiale (SMT) (o qualsiasi altro strumento con cui hai familiarità). Ciascuno di questi strumenti prende l'alimentazione dalla rete CA, il che significa che in genere nell'apparecchiatura entrano una tensione compresa tra 100 V CA e 440 V CA. Se un filo sotto tensione all'interno di una macchina o di uno strumento di questo tipo si allenta per qualsiasi motivo, può toccare ed energizzare (ovvero fornire tensione a) una parte metallica a cui ha accesso un operatore. Ora questa parte metallica, come la custodia, è sotto alta tensione. L'operatore può facilmente restare fulminato semplicemente toccando tale parte.

È qui che la messa a terra viene in soccorso. Se tutte le parti metalliche accessibili all'operatore sono adeguatamente messe a terra, un filo allentato sotto tensione che tocca tale parte cortocircuita efficacemente qualsiasi tensione attiva a terra e la corrente eccessiva risultante fa scattare l'interruttore automatico per interrompere l'alimentazione all'utensile. Perché tutto ciò funzioni è necessario che siano soddisfatte queste condizioni:

Tutti i conduttori accessibili all'operatore devono essere collegati a terra1; E

Quanto conduttivo dovrebbe essere un percorso di terra per attivare l'interruttore automatico? Esistono diversi standard e linee guida su questo argomento, ma la risposta essenziale è che il percorso di terra dovrebbe essere almeno altrettanto conduttivo quanto i percorsi sotto tensione o neutri. Se il cavo di alimentazione utilizza cavi di alimentazione AWG12 (o 2 mm di diametro), non è possibile avere cavi di terra più sottili di quelli. Un onnipresente filo verde AWG18 semplicemente non va bene.

Tutti i cavi di messa a terra all'interno dello strumento devono avere lo stesso spessore dei cavi di alimentazione che vi entrano? Non necessariamente. Nei luoghi in cui la messa a terra viene eseguita per scopi diversi dalla sicurezza (ad esempio, ESD/EMI) e dove non sono presenti conduttori sotto tensione, i cavi di messa a terra possono essere selezionati in base ad altri criteri (vedere più avanti in questo articolo).

Più spesso di quanto si desideri, i fili di terra e neutro vengono invertiti nel cablaggio dell'impianto o nel cablaggio interno dell'apparecchiatura stessa. Ciò fa sì che la corrente di ritorno fluisca attraverso la terra anziché attraverso il filo neutro, determinando una moltitudine di problemi funzionali oltre ad essere un problema di sicurezza. Un onnipresente controllore di prese a tre LED non è in grado di rilevarlo. Il modo più semplice per verificarlo è misurare la corrente CA sul filo di terra che entra nell'apparecchiatura utilizzando una semplice pinza amperometrica CA (assicurarsi di identificare correttamente il cavo di terra). Se la corrente di terra dell'apparecchiatura supera 0,1 A durante il funzionamento, è necessaria un'indagine. Ciò non tiene conto dell'eccessiva corrente di dispersione nell'apparecchiatura, anche se il cablaggio è corretto.