Risposta rapida: Barra del neutro vs Barra di messa a terra
Un barra neutra collega i conduttori di neutro e normalmente trasporta la corrente di ritorno verso la sorgente di alimentazione. Una barra di messa a terra, chiamata anche barra di terra, barra di terra, o barra PE, collega i conduttori di protezione di terra e normalmente trasporta corrente solo in condizioni di guasto.
Nell'apparecchiatura di servizio principale, il neutro e la terra possono essere collegati nel punto di collegamento designato. Nei sottoquadri o nei quadri di distribuzione a valle, la barra del neutro rimane normalmente isolata dall'involucro, mentre la barra di messa a terra è collegata all'involucro.
Questa regola impedisce alla normale corrente di neutro di fluire attraverso i percorsi di protezione di terra, involucri metallici, condotti, schermature dei cavi, gruppi di guide DIN o telai delle apparecchiature.
Barra del neutro vs Barra di messa a terra in una tabella
| Funzione | Barra neutra | Barra di messa a terra / barra di terra / barra PE |
|---|---|---|
| Funzione primaria | Raccoglie i conduttori di neutro e fornisce il normale percorso di ritorno | Raccoglie i conduttori di protezione di terra e fornisce un percorso di protezione per i guasti |
| Corrente normale | Sì, può trasportare la corrente di ritorno del carico durante il normale funzionamento | No, non dovrebbe trasportare corrente di carico normale |
| Ruolo di guasto | Parte del sistema di conduzione a terra in cui viene utilizzato un neutro | Aiuta a creare un percorso efficace per la corrente di guasto affinché la protezione possa intervenire |
| Terminologia IEC | Barra del neutro | Barra PE o barra di terra |
| Terminologia nordamericana | Barra di neutro | Barra di terra o barra di messa a terra dell'apparecchiatura |
| Isolamento tipico | Isolato dall'involucro nei quadri a valle | Collegato all'involucro metallico dove richiesto |
| Colore tipico del conduttore | Bianco o grigio nei sistemi nordamericani; blu in molti sistemi IEC | Nudo/verde in Nord America; verde-giallo nei sistemi IEC |
| Regola dei morsetti | Solitamente un conduttore di neutro per morsetto, in conformità con le specifiche del quadro | Più conduttori di protezione (PE) possono essere ammessi solo se consentito dalla barra e dalle specifiche del morsetto |
| Rischio di uso improprio | La corrente di neutro può mettere in tensione le parti protettive se collegate in modo errato | Le parti metalliche esposte possono essere percorse da corrente normale se utilizzate come percorso per il neutro |
Per il contesto dei quadri di distribuzione, VIOX Scatola di distribuzione e guida alla selezione spiega come interruttori magnetotermici (MCB), interruttori magnetotermici differenziali (RCBO), barre di distribuzione, barre di neutro, barre di terra e scaricatori di sovratensione (SPD) si integrano all'interno di un quadro modulare.
Cos'è una barra di neutro?
Un barra neutra È una sbarra collettrice conduttiva o un gruppo di morsetti utilizzato per collegare i conduttori di neutro di circuiti multipli. In un circuito a corrente alternata monofase, il conduttore di neutro completa normalmente il circuito trasportando la corrente di ritorno verso la sorgente di alimentazione. Nei sistemi trifase, la corrente di neutro dipende dal bilanciamento del carico e dal contenuto armonico, ma il conduttore di neutro rimane comunque un conduttore attivo quando utilizzato.
Nei disegni dei quadri elettrici e nei quadri di distribuzione in stile IEC, la barra di neutro è spesso etichettata come:
- N
- Barra del neutro
- sbarra di neutro
- morsettiera di neutro
- collegamento di neutro
Una barra di neutro non è un punto di messa a terra di riserva. Fa parte del normale circuito di conduzione della corrente. Ecco perché la qualità del collegamento del neutro è fondamentale: connessioni del neutro allentate possono causare surriscaldamento, tensione instabile, malfunzionamento delle apparecchiature e gravi rischi per la sicurezza.
Cos'è una barra di messa a terra o barra di terra?
Un barra di messa a terra è una barra conduttiva utilizzata per collegare i conduttori di protezione di terra. Nella terminologia IEC, viene comunemente chiamata barra PE o barra di terra. Nella terminologia nordamericana, può essere chiamata barra di terra o barra di messa a terra dell'apparecchiatura.
Il suo scopo è la sicurezza, non il ritorno del carico normale. La barra di messa a terra collega:
- conduttori di protezione equipotenziale
- conduttori di messa a terra delle apparecchiature
- conduttori di collegamento equipotenziale
- punti di collegamento dell'involucro metallico
- cavi di terra degli SPD ove applicabile
- porte dell'armadio, piastre di montaggio o parti metalliche rimovibili ove richiesto dal progetto
Durante un guasto, il sistema di messa a terra/PE fornisce un percorso di protezione a bassa impedenza affinché il dispositivo di protezione appropriato possa intervenire. In termini ingegneristici reali, l'obiettivo non è semplicemente "inviare corrente verso terra". Il percorso della corrente di guasto deve ritornare efficacemente alla sorgente o al sistema di protezione affinché interruttori automatici, fusibili, RCD, RCBO o altri dispositivi di protezione possano rispondere come previsto.
Se la barra di terra deve essere isolata da una superficie di montaggio per un progetto specifico, utilizzare componenti progettati a tale scopo. La guida di VIOX su cos'è un kit isolatore per barra di terra è un utile approfondimento per tale delimitazione hardware.
Terminologia NEC vs IEC: Neutro, Terra, N e PE
Mercati diversi utilizzano linguaggi differenti per gli stessi concetti di sicurezza. Confondere i termini senza comprenderne la funzione è una causa comune di errori di progettazione.
| Termine | Terminologia NEC / Nordamericana | Terminologia IEC / Internazionale | Funzione |
|---|---|---|---|
| Barra neutra | Barra di neutro | Barra del neutro | Trasporta la normale corrente di ritorno laddove viene utilizzato un conduttore di neutro |
| Barra di messa a terra | Barra di terra / barra di messa a terra dell'apparecchiatura | Barra PE / barra di terra | Collega i conduttori di protezione e i percorsi di corrente di guasto |
| Conduttore neutro | Conduttore messo a terra | Conduttore N | Percorso di ritorno della corrente |
| Conduttore di terra | Conduttore di messa a terra dell'apparecchiatura | Conduttore di protezione (PE) | Percorso di guasto protettivo, normalmente non percorso da corrente |
| Collegamento neutro-terra | Ponticello di collegamento principale o ponticello di collegamento di sistema | Collegamento N-PE nel punto definito del sistema | Stabilisce il riferimento progettato e il percorso di guasto nel punto consentito |
I nomi cambiano a seconda della regione, ma il principio rimane lo stesso: Il neutro (N) trasporta la corrente di ritorno normale. Il conduttore di protezione (PE) è il percorso di protezione. Non devono essere mescolati arbitrariamente.
Quadro principale vs Quadro secondario: quando sono collegati neutro e terra?
La regola del collegamento è il punto in cui hanno origine molti errori di installazione.
Apparecchiatura di servizio principale
Nelle apparecchiature di servizio nordamericane, il neutro e i conduttori di messa a terra delle apparecchiature sono collegati nel sezionatore di servizio designato o nel punto di collegamento dell'apparecchiatura di servizio. Ciò viene solitamente eseguito con un ponticello di collegamento principale, una vite di collegamento o una piattina di collegamento approvata per tale apparecchiatura.
Questo collegamento unisce il sistema del conduttore messo a terra, il sistema di messa a terra delle apparecchiature, l'involucro e il sistema dell'elettrodo di terra in conformità con le regole di installazione per quel servizio.
Il dettaglio importante è che questo collegamento deve trovarsi nel punto designato, non dove risulta più comodo.
Sottoquadri e quadri di distribuzione a valle
In un sottoquadro o quadro di distribuzione a valle, la barra del neutro rimane normalmente isolata dall'involucro. La barra di terra è collegata all'involucro.
Tale separazione impedisce alla normale corrente di neutro di fluire su:
- conduttori di protezione equipotenziale
- condotti metallici
- armatura dei cavi
- corpi degli involucri
- telai delle apparecchiature
- guide DIN e strutture di montaggio
Se il neutro e la terra vengono collegati nuovamente a valle, l'impianto crea percorsi di ritorno in parallelo. La corrente che dovrebbe rimanere sul conduttore di neutro può fluire attraverso i percorsi di messa a terra e le parti metalliche esposte.
Sistemi derivati separatamente
Trasformatori, generatori, gruppi di continuità (UPS) e alcuni sistemi inverter possono creare sistemi derivati separatamente con le proprie regole di collegamento equipotenziale. Il principio rimane lo stesso: effettuare il collegamento solo nel punto richiesto dalla progettazione del sistema e dalle normative vigenti.
Prospettiva IEC: barra N, barra PE, sistemi TN-S, TN-C-S, TT e IT
Le installazioni in stile IEC trattano spesso le barre di neutro e di terra attraverso la configurazione di messa a terra. Ciò è particolarmente importante per gli acquirenti B2B globali, i costruttori di quadri e gli OEM, poiché lo stesso layout dell'involucro può essere adattato per mercati diversi.
| Sistema | Configurazione Neutro / PE | Cosa significa per la barra N e la barra PE |
|---|---|---|
| TN-S | Il neutro e la terra di protezione sono separati lungo tutto l'impianto | Utilizzare barre N e PE separate; la barra PE si collega alle masse estranee |
| TN-C | Il neutro e la terra di protezione sono combinati lungo la sezione pertinente come conduttore PEN | Non esistono barre N e PE separate nella sezione combinata; il conduttore PEN non deve essere interrotto e l'applicazione di RCD è limitata a meno che il sistema non venga convertito in una configurazione separata a valle |
| TN-CS | Il conduttore PEN viene separato in N e PE in un punto definito | Dopo la separazione, N e PE devono rimanere separati a valle |
| TT | L'impianto dispone di un proprio elettrodo di terra locale; il neutro è fornito separatamente | La barra PE si collega al sistema di messa a terra locale; la protezione RCD è spesso fondamentale per la protezione contro i guasti |
| IT | Il sistema è isolato da terra o messo a terra tramite impedenza | La barra PE rimane essenziale; il monitoraggio dell'isolamento e il comportamento al primo guasto influenzano la progettazione |
È qui che un costruttore di quadri IEC deve prestare attenzione. Un layout che funziona per un sistema TN-S potrebbe non essere automaticamente adatto a sistemi TT o IT senza una revisione del metodo di protezione, della strategia RCD/RCBO, della modalità SPD e delle normative locali sul cablaggio.
In pratica, una volta che un conduttore PEN viene separato in conduttori N e PE distinti, l'installazione a valle non è più puramente TN-C; diventa TN-C-S a partire da quel punto di separazione. Da quel punto in poi, N e PE devono rimanere separati a valle, a meno che un sistema derivato separatamente o una normativa locale non richiedano un nuovo punto di collegamento definito.
Per la denominazione dei confini tra involucri, scatole e quadri, vedere Involucro elettrico vs Cassetta di distribuzione vs Quadro di distribuzione.
Perché la separazione N/PE è importante per RCD, RCBO e SPD
La separazione tra neutro e PE non è solo una questione di ordine nel cablaggio. Influisce direttamente sui dispositivi di protezione.
RCD e RCBO
Un RCD o RCBO confronta la corrente che fluisce in uscita e quella che ritorna attraverso i conduttori sotto tensione previsti. Se la corrente del neutro si disperde nel percorso PE a valle del dispositivo, la misurazione della corrente residua può diventare inaffidabile o causare scatti intempestivi.
I sintomi comuni di una gestione errata di N/PE includono:
- lo scatto intempestivo
- RCBO che scattano solo quando sono in funzione determinati carichi
- tensione imprevista sulle parti metalliche
- corrente misurata sui conduttori PE durante il normale funzionamento
- difficoltà nella diagnosi dei guasti a causa della commistione tra i percorsi del neutro e di protezione
Se il lettore dell'articolo sta confrontando i concetti di protezione, la guida VIOX su messa a terra vs GFCI vs protezione contro le sovratensioni è la pagina di supporto corretta.
DOCUP
I dispositivi di protezione contro le sovratensioni (SPD) dipendono da percorsi di protezione brevi e diretti verso N e/o PE, a seconda della modalità di protezione. Se la barra PE è posizionata in modo errato, collegata male o confusa con il neutro, il percorso di scarica della sovratensione può diventare più lungo o meno prevedibile.
Per l'installazione degli SPD, le regole pratiche importanti sono:
- collegare l'SPD ai punti N e PE corretti per il sistema di messa a terra
- mantenere i cavi PE corti e diretti secondo le istruzioni del produttore
- evitare loop non necessari
- non utilizzare la barra del neutro come sostituto della barra PE
- verificare la modalità di protezione N-PE dove richiesto
Per i rischi dettagliati relativi all'installazione di dispositivi di protezione contro le sovratensioni (SPD), consultare Errori di installazione degli SPD e come risolverli.
Errori comuni di cablaggio nei quadri di distribuzione
| Errore | Perché è pericoloso | Buone pratiche |
|---|---|---|
| Collegamento tra neutro e terra in un sottoquadro a valle | La corrente di neutro può fluire sui percorsi di messa a terra, sugli involucri metallici, sulle canaline e sui telai delle apparecchiature | Mantenere il neutro isolato e collegare la barra di terra (PE) all'involucro |
| Collegamento di neutro e terra sotto lo stesso morsetto | Connessione allentata, surriscaldamento e rischio di violazione delle normative/certificazioni | Utilizzare i morsetti in conformità con le specifiche del quadro e le istruzioni del produttore |
| Mancanza del ponticello di collegamento principale (main bonding jumper) | La corrente di guasto potrebbe non essere interrotta correttamente e l'involucro potrebbe non essere adeguatamente collegato a terra | Collegare solo nel punto di collegamento principale designato o nel punto del sistema derivato separatamente |
| Trattare la barra PE come una barra del neutro | Le parti metalliche esposte potrebbero essere percorse dalla normale corrente di ritorno | Mantenere separate le funzioni di N e PE |
| Ignorare il collegamento di terra (PE) dell'SPD | Il percorso di scarica della sovratensione diventa troppo lungo, indiretto o inefficace | Mantenere il cavo di terra (PE) dell'SPD corto e diretto in conformità con lo schema elettrico |
| Utilizzo di una barra sottodimensionata o sovraffollata | I terminali si surriscaldano, si allentano o diventano difficili da ispezionare | Selezionare una barra con portata di corrente, capacità dei terminali e gamma di conduttori adeguati |
| Mancata messa a terra di parti metalliche rimovibili | Le porte o le piastre di montaggio potrebbero non avere un percorso di protezione affidabile | Utilizzare trecce di messa a terra o conduttori approvati ove richiesto |
| Presumere che il colore sia sufficiente per l'identificazione | I colori dei cavi variano in base alla regione e le vecchie installazioni potrebbero non essere coerenti | Verificare tramite funzione, schema, metodo di prova ed etichettatura |
Per una più ampia selezione di componenti di connessione, la gamma di prodotti di morsettiere e guida alla selezione dei morsetti è utile durante la progettazione di quadri di controllo o quadri di distribuzione.
Come identificare le barre del neutro e di terra in un quadro elettrico
Non fare affidamento su un solo indizio. Identificare le barre in base alla funzione, al montaggio, al collegamento equipotenziale, all'etichettatura e al cablaggio.
Identificazione della barra del neutro
Una barra del neutro è tipicamente:
- etichettata come N, Neutro o simile
- collegata ai conduttori di neutro
- isolata dall'involucro nei quadri a valle
- collegata al neutro di servizio o al percorso del neutro di alimentazione
- disposta in modo che ogni conduttore di neutro utilizzi il metodo di terminazione consentito
In un quadro nordamericano, i conduttori di neutro sono spesso bianchi o grigi. In molti sistemi IEC, i conduttori di neutro sono blu. Non utilizzare il colore come unico metodo di verifica.
Identificazione della barra di messa a terra / barra PE
Una barra di messa a terra o barra PE è tipicamente:
- contrassegnata come PE, Earth, Ground o GND
- collegata all'involucro metallico ove richiesto
- collegata ai conduttori di protezione (PE)
- collegata ai conduttori equipotenziali per le parti dell'involucro
- utilizzata come punto di riferimento per il collegamento PE degli SPD laddove richiesto dal progetto
In Nord America, i conduttori di messa a terra sono spesso in rame nudo o di colore verde. Nei sistemi IEC, i conduttori PE sono comunemente giallo-verdi.
La sequenza di ispezione sicura
Prima di mettere sotto tensione o modificare un quadro, una persona qualificata deve verificare:
- se il quadro è un'apparecchiatura di servizio, un sottoquadro, un quadro di distribuzione o un punto di sistema derivato separatamente
- dove il collegamento N-PE è consentito o richiesto
- se la barra del neutro è isolata dall'involucro dove richiesto
- se la barra PE è collegata all'involucro
- se RCD, RCBO e SPD sono collegati ai punti N/PE previsti
- se le terminazioni dei conduttori corrispondono all'elenco del quadro e delle sbarre
- se le etichette corrispondono ai disegni
Controllo sul campo: tre test che rivelano un collegamento N-PE errato
Questi controlli sono destinati esclusivamente a personale elettrico qualificato. Sono utili poiché un collegamento N-PE errato appare spesso visivamente accettabile finché il circuito non viene misurato.
- Test di continuità in assenza di tensione. Con il quadro a valle isolato e verificato in assenza di tensione, misurare tra la barra del neutro e la barra di terra (PE). In un sottotetro o in un quadro di distribuzione a valle, dove N e PE dovrebbero essere separati, non dovrebbe esserci un collegamento diretto. Una lettura a bassa resistenza suggerisce la necessità di indagare su una vite di collegamento, una piattina, un morsetto condiviso o un percorso di carico collegato.
- Controllo della corrente sul PE sotto carico. Con il sistema sotto tensione e i carichi normali in funzione, pinzare il conduttore PE principale o il conduttore di messa a terra che alimenta il quadro a valle. In un sistema correttamente separato, la corrente di carico normale non dovrebbe ritornare attraverso il PE. Ampere misurabili sul PE sotto carico costante indicano spesso percorsi di ritorno del neutro in parallelo o una connessione N-PE non intenzionale.
- Verifica dei sintomi di RCD/RCBO. Se un RCD o RCBO scatta solo quando viene collegato uno specifico circuito derivato o carico, isolare tale circuito e verificare se il neutro è stato collegato alla barra errata o collegato al PE a valle del dispositivo. Nella risoluzione dei problemi del quadro, gli scatti intempestivi sono spesso il sintomo; un ponte N-PE nascosto ne è la causa.
Per le decisioni sulla disposizione del quadro, consultare la guida VIOX su piastre di montaggio per quadri elettrici e il pagina prodotto del centralino di distribuzione.
FAQ
Qual è la differenza principale tra una barra del neutro e una barra di messa a terra?
Una barra del neutro collega i conduttori neutri e normalmente trasporta la corrente di ritorno. Una barra di messa a terra collega i conduttori di protezione (PE) o di messa a terra delle apparecchiature e normalmente trasporta corrente solo in condizioni di guasto.
Una barra di messa a terra è la stessa cosa di una barra di terra o barra PE?
In molti sistemi di tipo IEC, sì. Barra di messa a terra, barra di terra e barra PE si riferiscono solitamente alla barra utilizzata per i conduttori di protezione. La terminologia esatta dipende dal mercato e dalla normativa di cablaggio.
Neutro e terra possono essere collegati alla stessa barra?
Solo nel punto di collegamento definito, come nell'apparecchiatura di servizio o in un punto di sistema derivato separatamente, laddove il codice applicabile e la progettazione dell'apparecchiatura lo consentano. A valle, trattare N e PE come separati, a meno che la documentazione di progetto non specifichi diversamente.
Perché il neutro e la terra devono essere separati in un sottoquadro?
Perché un secondo collegamento N-PE crea percorsi di ritorno in parallelo. L'indizio rapido sul campo è la presenza di corrente sul PE durante il normale funzionamento del carico; il PE non dovrebbe trasportare corrente di ritorno del neutro costante.
La barra di terra trasporta corrente?
In condizioni normali, non dovrebbe trasportare corrente di carico. Può trasportare corrente durante un guasto, un evento di sovratensione, una dispersione o una condizione anomala, a seconda del sistema di protezione.
La barra del neutro deve essere isolata?
Nei quadri a valle, solitamente sì: la barra del neutro è montata su supporti isolanti in modo che non sia collegata all'involucro. Nel punto di collegamento principale definito, la disposizione è intenzionalmente diversa.
Qual è la denominazione IEC per una barra di terra?
Il termine comune secondo lo standard IEC è barra PE o barra di terra. PE sta per protezione di terra (protective earth).
Cosa succede se utilizzo la barra PE come barra del neutro?
Si trasforma la carpenteria metallica di protezione in parte del normale percorso di ritorno. Questo è esattamente ciò che la PE è progettata per evitare.
In che modo ciò influisce sull'installazione di un SPD?
Gli SPD necessitano di un collegamento corretto e breve alla PE e/o al neutro, a seconda della modalità di protezione e del sistema di messa a terra. Una posizione inadeguata della barra PE, cavi lunghi o un collegamento N/PE errato possono ridurre l'efficacia della protezione contro le sovratensioni.
Le barre del neutro e di messa a terra devono essere selezionate come le morsettiere?
Devono essere selezionate in base alla sezione del conduttore, alla corrente nominale, alla capacità dei morsetti, al materiale, al metodo di montaggio, ai requisiti di isolamento e alle specifiche di progettazione o omologazione del quadro. Non sono semplici strisce metalliche generiche.
Conclusione
La barra del neutro e la barra di messa a terra possono sembrare simili, ma svolgono funzioni diverse. La barra del neutro fa parte del normale percorso di ritorno della corrente. La barra di messa a terra, barra PE o barra di terra, fa parte del percorso di protezione dai guasti e del sistema di equipotenzialità.
Per un quadro elettrico principale o secondario residenziale, la questione fondamentale è dove il neutro e la terra sono collegati tra loro. Per i quadri di distribuzione IEC e le applicazioni di assemblaggio quadri, la questione fondamentale è come N e PE siano separati secondo le regole di messa a terra TN-S, TN-C-S, TT o IT.
L'approccio progettuale più sicuro è semplice: mantenere N e le funzioni PE distinte, collegarle solo nel punto consentito, terminare i conduttori in conformità con l'omologazione del quadro e instradare i collegamenti di RCD/RCBO/SPD in base alla progettazione effettiva del sistema.
Fonti consultate
- Articolo corrente VIOX: Barra del neutro vs. Barra di messa a terra
- Libreria NEC: materiale di studio su messa a terra e collegamento equipotenziale (Articolo 250)
- EC&M: requisiti NEC per la messa a terra dei servizi
- Siemens: panoramica sui sistemi di alimentazione e messa a terra secondo la norma IEC 60364
