Dispositivi di protezione contro le sovratensioni (SPD)

I dispositivi di protezione contro le sovratensioni (SPD) vengono utilizzati per proteggere l'impianto elettrico, costituito dall'unità di consumo, dal cablaggio e dagli accessori, dalle sovratensioni elettriche note come sovratensione transitoria.

Ogni apparecchiatura elettronica presente in un ambiente industriale è soggetta a sovratensioni generate sulla rete pubblica che vengono trasmesse all'apparecchiatura tramite le linee elettriche in entrata. Gli utenti stanno installando dispositivi di protezione dalle sovratensioni per proteggere le proprie apparecchiature dalle sovratensioni.

Esistono tre diversi tipi di dispositivi di protezione contro le sovratensioni:

1. SPD di tipo 1 installato all'origine, ad es. quadro di distribuzione principale.
2. SPD di Tipo 2 installato su quadri di distribuzione secondaria (sono disponibili SPD di Tipo 1 e 2 combinati e solitamente sono installati nelle unità di consumo).
3. SPD di tipo 3 installato vicino al carico protetto. Devono essere installati solo come integrazione all'SPD di Tipo 2.

Laddove siano necessari più dispositivi per proteggere l'installazione, questi devono essere coordinati per garantire il corretto funzionamento. È necessario verificare la compatibilità degli articoli forniti da diversi produttori; l'installatore e i produttori dei dispositivi sono nella posizione migliore per fornire indicazioni in merito.

SPD di tipo 1

L'SPD di Tipo 1 deve essere collegato a monte dell'impianto, nel punto di consegna dell'energia elettrica. L'SPD protegge gli edifici e le persone dal rischio di fulminazione diretta (incendio e morte) ed è caratterizzato da:

Iimp 10/350 Corrente impulsiva: Iimp corrisponde al valore di picco di una forma d'onda impulsiva di corrente 10/350 μs.

SPD di tipo 2

I dispositivi SPD di Tipo 2 sono progettati per rimuovere tutta la sovratensione dai circuiti di alimentazione che non rischiano di essere colpiti direttamente dai fulmini. L'SPD Tipo 2 è collegato a valle dell'SPD Tipo 1 o dell'SPD Tipo 1+2, (distanza minima 1 m) e proteggono macchine e strumenti collegati a terra e riducono il rischio di perdite economiche.

L'SPD di tipo 2 è caratterizzato da:

In 8/20 Corrente di scarica nominale: La corrente di picco (e forma d'onda) attraverso l'SPD nelle condizioni prescritte dalla norma EN 62305 per rappresentare la corrente di picco come conseguenza di un fulmine sulla linea di alimentazione elettrica.

Imax 8/20 Corrente massima di scarica: Valore di picco della corrente più alta di una forma d'onda 8/20 μs che un SPD può scaricare almeno una volta senza rompersi.

SPD di tipo 3

I dispositivi SPD di tipo 3 vengono utilizzati per proteggere l'utente finale dalle sovratensioni. Possono essere installati in reti di alimentazione in cui esistono già SDP di tipo 1 e/o 2. Possono essere installati su prese fisse o mobili e presentano i seguenti parametri caratteristici:

Uoc: tensione di prova. Questo è il valore di picco della tensione a vuoto del generatore combinato di prova; questo ha forma d'onda 1,2/50 μs e può fornire contemporaneamente corrente con forma d'onda 8/20 μs

Cos'è la sovratensione transitoria?

Le sovratensioni transitorie sono definite come picchi di energia elettrica di breve durata che si verificano a causa del rilascio improvviso di energia precedentemente immagazzinata o indotta con altri mezzi. La sovratensione transitoria può essere naturale o provocata dall'uomo.

Le fonti di sovratensione possono essere esterne o interne.

La sovratensione transitoria esterna è:

Fulmine (il più dannoso)

Commutazione di banchi di condensatori

Commutazione di grandi carichi elettrici

Disconnessione e riconnessione della linea elettrica

Commutazione del trasformatore

Scariche elettrostatiche

Scarsa qualità della trasmissione di energia e della rete di distribuzione

La sovratensione transitoria interna è:

Fusibile e interruttore automatico (MCCB, ACB, ecc.)

Motori elettrici e avviatori motore

Dispositivi HVAC

Azionamenti a frequenza variabile

Elettrodomestici come forno a microonde, computer, frigorifero

Reattori elettronici

Tecnologie dei dispositivi di protezione dalle sovratensioni

Varistore:

Questa può essere considerata come una resistenza variabile che alla tensione nominale ha un valore ohmico molto elevato. Ma la resistenza scende rapidamente quasi a zero quando la tensione aumenta. In questo modo, il varistore applica un cortocircuito che blocca la sovratensione. Il varistore è però soggetto a progressivo degrado a causa della piccola corrente di dispersione che si verifica alla tensione nominale, e al numero di interventi. Con ogni sovratensione che si verifica, la corrente di dispersione aumenta e accelerala fine della vita dell'apparecchio – che viene infine indicata dal passaggio dal verde al rosso nella finestra del segnale.

Spinterometro:

Questo è composto da due elettrodi separati da aria o gas. Quando si verifica una sovratensione, l'arco elettrico colma il divario e un flusso di sovracorrente limita la sovratensione a un livello basso e costante. L'arco si spegne solo quando la corrente di picco scende al di sotto di circa 10 ampere. Il gas garantisce un livello costante di tensione di rottura poiché l'arco avviene in ambiente protetto; non esposto a variazioni di pressione o umidità o ad impurità come accadrebbe se fosse avvenuto nell'aria. C'è,tuttavia, c'è un ritardo prima che il dispositivo si formi e la corrente di picco venga deviata, e questo dipende dall'entità del picco di tensione originale e dalla sua velocità di aumento. Pertanto, il livello di protezione della tensione può variare, anche se è garantito che sia inferiore al massimo.

Devo avere gli SPD installati?

L'attuale edizione dei regolamenti sul cablaggio IET, BS 7671:2018, afferma che, a meno che non venga effettuata una valutazione del rischio, la protezione contro la sovratensione transitoria deve essere fornita laddove la conseguenza causata dalla sovratensione potrebbe:

• Risultare in gravi lesioni o perdita di vite umane;
• Conseguente interruzione dei servizi pubblici e/o danneggiamento del patrimonio culturale;
• Comportare l'interruzione dell'attività commerciale o industriale;
• Colpisce un gran numero di individui co-localizzati.

Il presente regolamento si applica a tutte le tipologie di locali che comprendono quelli domestici, commerciali e industriali.

La decisione se acquistare gli SPD è nelle mani del cliente, ma gli dovrebbero essere fornite informazioni sufficienti per prendere una decisione informata se desidera omettere gli SPD.

La protezione contro le sovratensioni potrebbe essere installata in un'unità di consumo esistente se fosse disponibile lo spazio fisico appropriato o, se non fosse disponibile spazio sufficiente, potrebbe essere installata in un involucro esterno adiacente all'unità di consumo esistente.