Il sistema TT ha il neutro messo direttamente a terra e le masse collegate ad un impianto di terra indipendente.
Se il neutro non fosse messo a terra, si tratterebbe di un sistema a neutro isolato, ovvero IT.

Il sistema IT è adatto per le sezioni di impianto in cui è indispensabile la continuità del servizio (es. sale operatorie). Il primo guasto a terra non procura guai seri in quanto la tensione sulle masse è facilmente limitabile al di sotto della tensione di sicurezza perché la RE è sicuramente inferiore alla RN, che è infinita; (in realtà la RE va confrontata ora con la reattanza capacitiva di esercizio delle linee che, durante il guasto, risulta ad essa in serie, ma trattasi comunque di un valore mediamente elevato)

Ma il sistema IT non è adatto alla distribuzione normale per due sostanziali motivi: le sovratensioni conseguenti al guasto a terra ed il pericolo rappresentato dal secondo guasto a terra, reso più probabile dalle sovratensioni dovute al primo.

Quindi il distributore collega a terra il neutro. La resistenza RN deve essere bassa in modo da limitare la tensione, sul neutro e sulle masse, dovuta ad una corrente di guasto in media tensione. Spesso il neutro è collegato allo stesso impianto di messa a terra delle masse. Le correnti di guasto in media assumono infatti valori di decine di A (IE = 50 A a 20 kV con il neutro compensato direttiva DK 5600 del 2004; ed anche IE = 200 A ed oltre dove il neutro è ancora isolato).

Il neutro assume allora rispetto a terra, in caso di guasto in MT, la tensione UN=RN*IE, tensione che, nell'impianto utente si aggiunge alla tensione U0 verso terra sollecitando, in modo che può essere evidentemente eccessivo, l'isolamento delle apparecchiature.

Il guasto nel sistema TT

In caso ci sia un guasto verso terra, si genera una ciorrente di guasto che dipende dalla tensione di alimentazione e dalla somma dei valori della resistenza di terra dell'utente e della resistenza del neutro in cabina.
la tensione UL a cui è sottoposto un malcapitato che dovesse toccare la carcassa metallica dell'apparecchiatura oggetto del guasto, è data dalla corrente di guasto per la resistenza di terra RE. La norma fissa dei limiti a tale tensione, (requisiti per la sicurezza contro i contatti indiretti), 50V negli ambienti normali, 25 V in ambienti speciali.

I vecchi 20 ohm

Nel DPR 547 del 1955, poichè non era possibile conoscere e rendere noto il valore di RN dei punti di trasformazione da parte del distributore, si stabilì un valore arbitrario limite massimo per la RE di 20 ohm, che non aveva però alcuna giustificazione teorica, ma corrispondeva unicamente ad un valore "abbastanza basso".

Ma tale valore non dava alcuna garanzia di sicurezza. Poteva solo tranquillizzare il progettista dal punto di vista giuridico. Non altrettanto poteva esserlo l'utente. Bastava una RN inferiore a 72 ohm, e la condizione di sicurezza veniva meno. Quindi praticamente sempre. La protezione contro i contatti indiretti era dunque solo fortuita.

il motivo di tale scelta, è probabilmente da ricercare in una volontà da parte delle aziende distributrici di non volersi assumere l'onere economico di garantire la sicurezza della collettività con il sistema TN, premendo per trasferire agli utenti il costo della sicurezza, sfruttando l'avallo di chi scriveva le norme e le leggi (il DPR 547 del 1955 prende spunto da una norma del CEI, la 11-8 del 1950 fasc. 64, in cui si affermava che negli impianti di utilizzazione con tensione inferiore ai 1000 V è sufficiente che la resistenza di terra non sia superiore a venti ohm.)

Arriva il differenziale

Il problema è superato con l'arrivo dell'interruttore differenziale ad alta sensibilità. Il differenziale toglie tensione all'impianto non appena la corrente di guasto supera il valore che fa assumere alle masse una tensione uguale o superiore ad UL. L'attenzione si sposta quindi dal valore della resistenza alla corrente di intervento dell'interruttore:

Idn deve essere minore di UL/ RE;

è però importante che la corrente di guasto (che dipende da RE e da RN) sia maggiore della corrente di intervento ID, alrimenti l'interruttore non "sente" il guasto e non interviene.

La CEI 0-21

Per consentire quindi il corretto intervento dei dispositivi di protezione di tipo differenziale, la CEI 0-21 "Regola tecnica di riferimento per la connessione di Utenti attivi e passivi alle reti BT delle imprese distributrici di energia elettrica", prevede che:

• la messa a terra del neutro da parte del Distributore abbia un valore di Rn inferiore a 180 ohm;
• la resistenza RE (che ricade sotto la responsabilità dell'Utente) abbia un valore opportunamente coordinato con i requisiti indicati nella Norma CEI 64-8 art. 413.1.4.

Il valore di Rn inferiore a 180 deriva dal seguente ragionamento:

ipotizziamo Idn = 1 A (cautelativo), ipotizziamo RE utente massimo 50 ohm e la tensione U0 = 230V.

Allora affinché la corrente dispersa a terra superi la soglia di intervento del differenziale (1 A) la resistenza di terra dell'impianto del distributore deve essere inferiore a:

230 / 1 - 50 = 180

Se un utente perciò dovesse trovare un valore di resistenza del neutro maggiore può farlo presente all'ente distributore ed esigere che la resistenza di messa a terra del neutro rientri in quei limiti perché in caso contrario il sistema non è più TT ma IT e dovrebbe provvedere al controllo dell'isolamento ed eliminare il primo guasto in tempo utile presso gli utenti. Gli sarà ovviamente molto più facile ridurre l'eccessiva RN.

Per fare ciò, l'utente deve fare richiesta all'ente distributore, trasmettendo il rapporto tecnico comprovante la misura effettuata, redatto dall'impresa installatrice abilitata ai sensi del DM 37/08, o da professionista iscritto all'albo, o da un ente di verifica abilitato ai sensi del DPR 462/01.