Gli impianti elettrici sono costantemente esposti a sovratensioni transitorie causate da fulmini, manovre e disturbi della rete. Senza un'adeguata protezione, queste sovratensioni possono danneggiare apparecchiature sensibili, ridurre l'affidabilità del sistema e aumentare i costi di manutenzione. Per affrontare questo problema, Dispositivi di protezione contro le sovratensioni (SPD) sono ampiamente utilizzati nei sistemi di alimentazione.
Tuttavia, il scelta e installazione di un SPD dipendono dal sistema di messa a terra, più comunemente TNS, TN-C e TT. Ogni sistema di terra richiede una diversa configurazione dell'SPD per garantire la massima protezione. Questo articolo spiega il principio di funzionamento degli SPD, loro applicazioni nei sistemi TNS, TN-C e TT, e fornisce a guida alla selezione per scegliere il giusto SPD.
A Dispositivo di protezione contro le sovratensioni (SPD) è un dispositivo progettato per proteggere gli impianti elettrici dalle sovratensioni transitorie limitando le sovratensioni e deviando a terra in modo sicuro le sovracorrenti.
Gli SPD funzionano creando un percorso a bassa resistenza verso terra quando la tensione supera una determinata soglia. Ciò impedisce che le sovratensioni dannose raggiungano carichi sensibili, come sistemi di illuminazione, circuiti di controllo e dispositivi elettronici.
SPD di tipo 1: Installato all'origine dell'impianto, in grado di gestire le correnti di fulmine dirette.
SPD di tipo 2: Installato nei quadri di distribuzione secondaria, fornisce protezione contro le sovratensioni di commutazione e i fulmini indiretti.
SPD di tipo 3: Protezione del punto di utilizzo per apparecchiature sensibili.
Sistema TNS: La terra neutra e quella protettiva sono separate in tutto il sistema.
Sistema TN-C: Le funzioni di neutro e protezione sono riunite in un unico conduttore (PEN).
Sistema T.T: La terra protettiva è fornita da un elettrodo di terra locale presso l'installazione del consumatore.
In Sistemi TNS, Gli SPD si collegano tra i conduttori di fase, neutro e terra.
In Sistemi TN-C, è necessaria particolare attenzione poiché il neutro e la terra sono combinati.
In Sistemi T.T, gli SPD devono essere accoppiati con un'adeguata messa a terra e dispositivi di corrente residua (RCD) per garantire la sicurezza.
Diverse modalità di messa a terra influenzano il modo in cui le correnti di picco vengono scaricate e determinano lo schema di collegamento dell'SPD, il livello di protezione della tensione e il metodo di messa a terra.
Ampiamente utilizzato nelle reti residenziali, commerciali e industriali grazie alla sua sicurezza e affidabilità.
L'SPD fornisce protezione bloccando le sovratensioni tra fase-neutro e fase-terra.
Collegare l'SPD tra ciascuna fase e il neutro.
Collegare l'SPD tra neutro e terra.
Garantire lunghezze di cavo corte per una caduta di tensione minima.
Il conduttore di terra dedicato garantisce una deviazione sicura delle sovracorrenti verso terra.
Poiché neutro e terra sono combinati (PEN), l'installazione richiede particolare attenzione per evitare problemi di sicurezza.
L'SPD è installato tra la fase e il conduttore PEN.
Nessun percorso di protezione neutro-terra separato.
Utilizzare gli SPD di Tipo 1 sul quadro di distribuzione principale.
Assicurarsi che la continuità della PEN sia affidabile.
Maggiore rischio di guasti neutri.
A valle potrebbero essere necessari ulteriori dispositivi di protezione (ad esempio RCD).
Comune nelle zone rurali e negli impianti con dispersori indipendenti.
L'SPD scarica le sovratensioni sull'elettrodo di terra locale. I dispositivi differenziali sono essenziali per l'eliminazione dei guasti.
Installare l'SPD tra fase e neutro.
Installare l'SPD tra neutro e terra.
Assicurarsi che la resistenza di terra rientri nei limiti standard (solitamente <10 Ω).
A causa degli elettrodi di terra separati, il corretto coordinamento tra SPD e RCD è fondamentale.
Identificare l'impianto di terra prima di selezionare SPD.
Scegli il tipo di SPD (Tipo 1, 2 o 3) in base al punto di installazione.
Garantire la conformità allo standard IEC 61643-11.
| Sistema di messa a terra | Schema di connessione SPD | Considerazioni sulla messa a terra |
| TNS | Fase → N, Fase → PE, N → PE | Conduttore di terra affidabile |
| TN-C | Fase → PENNA | Garantire l'integrità della PEN |
| TT | Fase → N, N → PE | Dispersore locale + differenziale |
Ciò aiuta gli elettricisti ad abbinare rapidamente i modelli SPD ai sistemi di messa a terra per evitare installazioni errate.
TNS: conduttore PE dedicato.
TN-C: conduttore PEN condiviso.
TT: Elettrodo di terra locale a bassa resistenza.
Mantenere i cavi di collegamento dell'SPD corti (<0,5 m idealmente).
Verificare la resistenza di terra prima della messa in servizio.
Utilizzare il tipo di SPD appropriato in base all'esposizione del sistema.
Cablaggio SPD errato tra i conduttori.
Messa a terra inadeguata che comporta una protezione da sovratensione inefficace.
Utilizzo del tipo SPD sbagliato per il sistema di messa a terra.
Q1: Perché la selezione dell'SPD è diversa per i sistemi TNS, TN-C e TT?
Perché ogni sistema di messa a terra ha modalità di messa a terra uniche, che richiedono diverse configurazioni SPD.
D2: È possibile utilizzare lo stesso SPD in tutti i sistemi?
No, il cablaggio e la messa a terra dell'SPD devono corrispondere al sistema di terra specifico.
Q3: Che tipo di SPD dovrebbe essere utilizzato per gli edifici residenziali?
Gli SPD di tipo 2 sono i più comuni, ma la scelta dipende anche dal fatto che il sistema sia TNS, TN-C o TT.
Q4: Cosa succede se SPD è installato in modo errato?
Un'installazione errata può comportare il mancato funzionamento della protezione contro le sovratensioni o rischi per la sicurezza.
Q5: Con quale frequenza è necessario ispezionare gli SPD?
Si consiglia un'ispezione regolare durante la manutenzione programmata, soprattutto dopo forti temporali.
Dispositivi di protezione contro le sovratensioni sono vitali per la salvaguardia degli impianti elettrici contro le sovratensioni transitorie. Ma la loro efficacia dipende fortemente dalla corretta selezione e installazione secondo le norme impianto di terra (TNS, TN-C, TT).
In Sistemi TNS, gli SPD forniscono una protezione diretta con messa a terra dedicata.
In Sistemi TN-C, L'installazione dell'SPD è più complessa a causa del conduttore PEN condiviso.
In Sistemi T.T, Gli SPD richiedono un'adeguata resistenza di terra e un coordinamento con gli RCD.
Seguendo le migliori pratiche di installazione e messa a terra dell'SPD, i sistemi elettrici possono raggiungere protezione affidabile contro le sovratensioni, garantendo la sicurezza, riducendo i danni alle apparecchiature e prolungando la durata del sistema.
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