Durante gli otto anni che ho scritto questa colonna, ho discusso problemi di cablaggio e messa a terra in impianti industriali, case e aziende lattiero-casearie. Questo mese, ho intenzione di aggiungere banchine barca.
Se pensavi che le correnti di dispersione elettrica fossero pericolose in cucina o in bagno, considera cosa può accadere quando un ignaro nuotatore si avvicina a una barca con corrente di dispersione ca vagante che scorre tra lo scafo della barca e i componenti del molo a terra o il fondo di un lago. (Vedi il rapporto Scosse elettriche annegamento Incidenti-Marinas©.)
La triste realtà è che una corrente di dispersione CA, spesso inferiore a 100 milliampere, può fluire inosservata nell’acqua. Questo è lontano dalla quantità necessaria per far scattare un interruttore da 20 amp, ma abbastanza per paralizzare un nuotatore. Non vedresti alcun pestaggio in acqua, o sentiresti una richiesta di aiuto. In seguito, una persona annegata sarebbe stata estratta dall’acqua senza alcun indizio sulla causa dell’annegamento.
Sfortunatamente, sono a conoscenza di un caso del genere che si è verificato in un molo privato su un lago. In quel caso, la persona che ha scoperto il nuotatore sentito un leggero shock come ha messo la mano in acqua e saggiamente spento l’alimentazione alla scatola dell’interruttore prima di tentare un salvataggio (che è stato, purtroppo, senza successo).
L’alimentazione CA è presente su una banchina per l’illuminazione, il funzionamento del verricello o nei recipienti in cui è possibile collegare una prolunga per trasportare l’alimentazione agli strumenti utilizzati sulla banchina o a bordo di una barca per far funzionare un caricabatterie collegato al sistema di alimentazione cc della barca. Uno qualsiasi di questi dispositivi, sul molo o sulla barca, può fornire un percorso per la corrente elettrica a fluire a terra attraverso l’acqua a causa di un cablaggio errato o di una condizione di guasto.
Come è possibile rilevare la probabile presenza di piccole correnti di dispersione CA nell’acqua?
Tra i molti strumenti offerti da Fluke per testare i circuiti CA c’è il modello 360 AC Leakage Clamp Meter. Questo strumento può misurare fino a 60 amp ac in uso normale, ma ha due caratteristiche speciali che lo rendono appropriato per il test della corrente di dispersione.
- La sensibilità di misurazione della corrente si estende fino a un intervallo di 3 mA con risoluzione di 1 µA.
- La dimensione della mascella è di 1,5 pollici (3,81 centimetri), consentendo alle ganasce di essere posizionate attorno a cavi e condotti spessi.
Dove misurare
Nel 1845, Gustav Kirchoff espresse una regola sulla corrente che scorre attraverso un nodo in un circuito elettrico. Afferma che la somma di tutte le correnti che fluiscono dentro e fuori un nodo deve essere uguale a zero. Possiamo utilizzare queste informazioni per elaborare una procedura di test per un bacino, con o senza una barca presente. Nel diagramma seguente, il nodo che useremo è contrassegnato con “N.” Le frecce con linee continue mostrano dove dovrebbe fluire la corrente e le linee tratteggiate mostrano dove possono verificarsi perdite.
Se si desidera misurare la corrente che scorre dalla sorgente al carico, posizionare il morsetto attorno a un singolo conduttore (#1).
Ma, usando la legge attuale di Kirchoff è possibile posizionare il morsetto attorno a più conduttori come mostrato nelle posizioni #2 e #3.
In un circuito cablato correttamente, la lettura del clamp meter deve essere zero per le posizioni #2 e #3. Qualsiasi corrente di dispersione che scorre nel filo di terra di sicurezza verde sarebbe vista come una lettura diversa da zero nella posizione # 2, e qualsiasi corrente di dispersione dal carico a terra mostrerebbe una lettura diversa da zero nelle posizioni #2 o #3. Poiché il filo verde è incluso nel test in posizione # 3, solo la corrente di massa viene registrata come perdita in quel caso.
Ho mostrato un circuito monofase a 120v qui, ma la legge attuale di Kirchoff funziona altrettanto bene per circuiti a 240/120 volt o cavi a circuito trifase con un massimo di 5 conduttori. Se non ci sono perdite vaganti a terra dal carico, un clamp meter di perdita posizionato attorno al cavo dovrebbe leggere zero.
Quanto corrente di dispersione è ok?
Idealmente, non dovrebbe esserci corrente vagante che scorre dal circuito, ma le capacità di perdita e alcuni dispositivi di filtro del rumore possono causare piccole quantità di corrente a fluire anche in un sistema operativo correttamente.
Un dispositivo GFCI (Ground Fault Circuit Interrupter), sia come interruttore, un recipiente, o un dispositivo in linea può garantire che nessuna corrente letale fluirà a terra da un carico protetto. I dispositivi GFCI utilizzano il principio di Kirchoff per rilevare la corrente nella linea e nei conduttori neutri (posizione #2 nel diagramma) e aprire il circuito se la corrente netta supera i 6 mA.
Dimostrazione della legge attuale di Kirchoff in azione
Ho realizzato un accessorio per consentire comode misurazioni nelle tre posizioni di prova mostrate nello schema sopra. Ho comprato una prolunga corta con una tripla presa e l’ho modificata come mostrato qui per rendere i tre conduttori accessibili individualmente.
Quando ho collegato il cavo a una presa senza nulla collegato all’estremità della presa, ho misurato la corrente attorno al singolo conduttore nero (test #1) e ho registrato 1.480 mA. Questo perché la testa a tre ricettacolo sul mio cavo ha una luce pilota al neon che mi dice che il cavo è vivo. Le misure nelle posizioni #2 (bianco e nero) e #3 (bianco, nero e verde) vengono lette da 0.000 a 0.002 mA, confermando che tutta la corrente che alimenta la luce scorreva solo nella linea e neutro-proprio come dovrebbe essere.
Utilizzando My test adapter, un tester per cablaggio di circuiti come Fluke T + PRO e Fluke model 360, è possibile risolvere rapidamente i problemi di cablaggio relativi alle correnti di dispersione e testare i dispositivi GFCI per il corretto funzionamento.
È un piccolo prezzo da pagare per mantenere al sicuro banchine, porti turistici, piscine e i nostri cortili durante l’utilizzo di dispositivi elettrici, non credi?