Il dispositivo di protezione contro le sovratensioni (SPD) è un componente del sistema di protezione dell'installazione elettrica.
Questo dispositivo è collegato in parallelo sul circuito di alimentazione dei carichi che deve proteggere (vedi Fig. J17). Può essere utilizzato anche a tutti i livelli della rete di alimentazione.
Questo è il tipo di protezione da sovratensione più comunemente utilizzato e più efficiente.
Da anni gli scienziati conducono importanti studi sulle caratteristiche e sugli effetti dei fulmini e hanno sviluppato prodotti tecnologici di conseguenza. Oggi è possibile effettuare test su questi prodotti anche simulando in questo contesto un fulmine.
Tipi di onde del fulmine:
Il fulmine può essere studiato in due diverse lunghezze d'onda.
Nelle fulminazioni dirette si verificano correnti impulsive con una forma d'onda di 10/350 μs. Questo rapido aumento di tensione dell'impulso rilascia una grande potenza con un ampio impulso di corrente.
Oggi, i materiali del sistema di protezione contro i fulmini esterni e gli elementi del circuito dello scaricatore di sovratensione di tipo 1 / Classe I vengono testati secondo questi criteri secondo gli standard.
In caso di fulmini lontani si verificano correnti impulsive con tensioni di commutazione con forma d'onda 8/20 μs.
Il contenuto energetico di questo impulso è nettamente inferiore all’onda di corrente impulsiva della corrente di prova da fulmine di 10/350 μs. Gli elementi circuitali di tipo 2 / Classe II e Tipo 3 / Classe III Surge Protector (Surge Arrester) sono testati secondo questi criteri secondo gli standard.
Standard
Alcuni standard elencati di frequente includono:
Ciascuno standard definisce diverse caratteristiche del protettore, vettori di test o scopo operativo.
EN 62305 e ANSI/IEEE C62.xx definiscono quali picchi ci si può aspettare che un protettore devii. Le norme EN 61643-11 e 61643-21 specificano sia le prestazioni che i requisiti di sicurezza del prodotto. Al contrario, l’IEC si limita a scrivere standard e non certifica alcun prodotto particolare come conforme a tali standard. Gli standard IEC vengono utilizzati dai membri dello schema CB di accordi internazionali per testare e certificare la conformità dei prodotti in termini di sicurezza.
Inoltre, i seguenti standard non sono standard per i dispositivi di protezione da sovratensione autonomi, ma sono invece pensati per testare l'immunità alle sovratensioni nelle apparecchiature elettriche ed elettroniche nel loro complesso. Pertanto, vengono spesso utilizzati nella progettazione e nel test dei circuiti di protezione da sovratensione.
Principio
L'SPD è progettato per limitare le sovratensioni transitorie di origine atmosferica e deviare le onde di corrente verso terra, in modo da limitare l'ampiezza di questa sovratensione a un valore non pericoloso per l'impianto elettrico e le apparecchiature elettriche di comando e controllo.
L'SPD elimina la sovratensione
In caso di sovratensione superiore alla soglia operativa, l'SPD
Le tre tipologie di SPD
SPD di tipo 1
L'SPD di Tipo 1 è consigliato nel caso specifico di edifici terziari e industriali, protetti da un sistema parafulmini o da una gabbia retinata.
Protegge gli impianti elettrici dai fulmini diretti. Può scaricare la corrente di ritorno dei fulmini che si propaga dal conduttore di terra ai conduttori di rete.
L'SPD di tipo 1 è caratterizzato da un'onda di corrente di 10/350 µs.
SPD di tipo 2
L'SPD di Tipo 2 è il principale sistema di protezione per tutti gli impianti elettrici a bassa tensione. Installato in ogni quadro elettrico, impedisce la diffusione delle sovratensioni negli impianti elettrici e protegge i carichi.
L'SPD di tipo 2 è caratterizzato da un'onda di corrente di 8/20 µs.
SPD di tipo 3
Questi SPD hanno una bassa capacità di scarica. Devono quindi essere obbligatoriamente installati in integrazione agli SPD di Tipo 2 e in prossimità di carichi sensibili.
L'SPD di tipo 3 è caratterizzato da una combinazione di onde di tensione (1,2/50 μs) e onde di corrente (8/20 μs).
Definizione normativa SPD
Fig. J18 – Definizione standard SPD
| Colpo di fulmine diretto | Colpo di fulmine indiretto | ||
| CEI EN 61643-1 | Prova di prima classe | Prova di II classe | Prova di classe III |
| CEI 61643-11/2011 | Tipo 1 : | Tipo 2 : | Tipo 3: |
| EN/IEC 61643-11 | Tipo 1 | Tipo 2 | Tipo 3 |
| Precedente VDE 0675v | B | C | D |
| Tipo di onda di prova | 10/350 | 8/20 | 1.2/50 + 8/20 |
Secondo questo;
Primo stadio: gli scaricatori di sovratensione di protezione contro i fulmini di Tipo 1 / Classe 1 / Classe B sono le unità di protezione anteriore dell'impianto/struttura. Sono elementi circuitali in grado di assorbire e smorzare i fulmini diretti che possono provenire dalle linee elettriche.
Deve essere installato nel quadro principale di distribuzione/trasformatore all'interno e/o all'esterno dell'edificio.
Avrebbe dovuto essere testato con forma d'onda 10/350 µSec. Deve essere in grado di scaricare un carico di almeno 50kA tra Fase-Neutro e di almeno 100kA tra Fasi Neutro-Terra.
Seconda fase: i dispositivi di protezione da sovratensione di tipo 2/classe 2/classe C (scaricatori di sovratensione) sono elementi circuitali utilizzati nei pannelli secondari e/o secondari inferiori della struttura/edificio. Rispetto agli scaricatori di sovratensione di Tipo 1/Classe II, la loro resistenza è inferiore ma la loro sensibilità è migliore.
Avrebbe dovuto essere testato con una forma d'onda da 8/20 µSec. Deve essere in grado di scaricare un carico di almeno 10kA tra Fase-Neutro e di almeno 25kA tra Fasi Neutro-Terra.
Negli ultimi anni come protezione di secondo livello sono stati utilizzati elementi di protezione compatti di Tipo 1 + 2 / Classe 1 + 2 / Classe B + C.
Avrebbe dovuto essere testato con forma d'onda 10/350 µSec. Deve essere in grado di scaricare un carico di almeno 40kA tra Fase-Neutro e di almeno 100kA tra Fasi Neutro-Terra.
Trova impiego nel quadro elettrico del gruppo di continuità e/o nei quadri secondari posizionati come quadro principale.
Terzo stadio: gli scaricatori di sovratensione improvvisa di protezione da sovratensione di Tipo 3 / Classe 3 / Classe D sono elementi circuitali utilizzati nelle sue linee per proteggere i dispositivi elettronici sensibili.
La gamma di prodotti è piuttosto ampia in quanto può essere collegata a diversi dispositivi con diversi protocolli di connessione/prese/porte.
Di seguito sono riportati alcuni scaricatori di sovratensione di Tipo 3 / Classe 3 / Classe D per diversi circuiti/dispositivi.
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