La necessità di protezione contro le sovratensioni
Il mondo di oggi è pieno di prodotti elettronici e dispositivi elettrici che possono essere danneggiati da sovratensioni
Le sovratensioni causate da scariche statiche, carichi capacitivi e induttivi o fulmini possono distruggere rapidamente apparecchiature e componenti elettronici sofisticati utilizzati in applicazioni industriali e commerciali. Queste ondate paralizzano le operazioni, in particolare i dati e i sistemi di comunicazione su cui praticamente ogni azienda fa oggi affidamento.,
Requisiti di protezione contro le sovratensioni della 18a edizione
Mentre la 17a edizione funzionava sulla base della probabilità di un fulmine – la causa principale delle sovratensioni elettriche – seguendo i criteri AQ, BS7671:2018 considera invece le conseguenze di uno sciopero e delle sovratensioni associate. In particolare, la norma 443.4 stabilisce che un SPD deve essere installato laddove le conseguenze causate dalla sovratensione includono:
Ciò significa di fatto che tutto, tranne le piccole abitazioni domestiche, ora deve avere un’adeguata protezione dalle sovratensioni.
Cause e conseguenze delle sovratensioni elettriche
La maggior parte delle sovratensioni elettriche sono causate da fulmini o commutazioni elettriche. Un fulmine può trasportare una corrente di 200.000 A ed è particolarmente pericoloso in quanto il flashover può provocare incendi o scosse elettriche. Le sovratensioni di commutazione causate dallo spegnimento di carichi induttivi di grandi dimensioni tendono ad essere meno estreme ma più ripetitive, limitando potenzialmente la vita operativa dei componenti del sistema.
In termini di SPD, servono a prevenire danni a tutte le parti di un impianto elettrico e agli apparecchi collegati. Ciò è causato da sovratensioni transitorie che superano il limite di resistenza nominale delle apparecchiature elettriche, causando così danni quali componenti bruciati, isolamento degradato e persino cavi fusi.
Tipi di dispositivi di protezione contro le sovratensioni
Esistono tre tipi principali di dispositivi di protezione da sovratensione di uso comune, a seconda di dove sono installati all'interno di un'installazione.
Innanzitutto gli SPD di Tipo 1 sono in grado di scaricare la corrente parziale di fulmine con una forma d'onda di 10/350μs. Ciò li rende adatti per l'installazione sul lato alimentazione dell'ingresso di servizio principale, proteggendo l'intero impianto compreso il pannello di servizio dalle sovratensioni. In genere, utilizzano uno spinterometro per dirigere la sovratensione verso terra e impedire che raggiunga l'edificio.
In secondo luogo, gli SPD di Tipo 2 sono destinati a proteggere le apparecchiature collegate a un'installazione. Sono posizionati a valle dell'ingresso di servizio principale attraverso fase-neutro o fase-fase e impediscono la diffusione di sovratensione attraverso un varistore a ossido di metallo (MOV) con un'onda di corrente di 8/20μs. I MOV mantengono una resistenza molto elevata finché non si incontra una sovratensione, a quel punto la resistenza diminuisce drasticamente e la corrente in eccesso può essere incanalata a terra.
Infine, gli SPD di Tipo 3 sono molto più piccoli e dovrebbero essere utilizzati solo insieme a un dispositivo di Tipo 2. Sono progettati specificatamente per proteggere dalle sovratensioni apparecchiature sensibili come televisori e computer. Le loro onde di tensione tendono ad essere intorno a 1,5/50 µs e le onde di corrente tendono ad essere intorno a 8/20 µs.
Selezione e applicazione del sistema di alimentazione CA SPD
Dopo aver determinato la classe di SPD richiesta, è necessario determinare la tensione e la configurazione corrette.
Sistema TN-C
In questo sistema, il conduttore neutro e quello di terra protettivo sono combinati in un unico conduttore in tutto il sistema. Questo conduttore è denominato PEN, “Terra protettiva e neutro”. Tutte le parti conduttive esposte dell'apparecchiatura sono collegate alla PEN.
Sistema TN-S
In questo sistema, viene eseguito un conduttore neutro e di terra protettivo separati. Il conduttore di terra di protezione (PE) è normalmente un conduttore separato, ma può anche essere la guaina metallica del cavo di alimentazione. Tutte le parti conduttrici esposte dell'apparecchiatura sono collegate al conduttore PE.
Sistema TN-C-S
In questo sistema la fornitura è configurata come TN-C, mentre l'installazione a valle è configurata come TN-S. Il conduttore PEN combinato si trova tipicamente tra la sottostazione e il punto di ingresso nell'edificio, e la terra e il neutro sono separati nel quadro di distribuzione principale. Questo sistema è noto anche come Protective Multiple Earthing (PME) o Multiple Earthed Neutral (MEN). Il conduttore di alimentazione PEN è messo a terra in diversi punti della rete e generalmente il più vicino possibilepossibile punto di ingresso del consumatore.
SISTEMA TT
Un sistema avente un punto della fonte di energia messo a terra e le parti conduttrici esposte dell'impianto collegate a elettrodi di terra indipendenti. Il neutro dell'alimentazione in entrata non è messo a terra sul quadro di distribuzione principale.
Nel sistema TT, affinché i dispositivi di protezione da sovracorrente (fusibili e interruttori automatici) funzionino nel modo previsto, è importante che gli SPD non si colleghino direttamente dalla fase alla terra di protezione, ma dalla fase al neutro e dal neutro alla terra. Pertanto, l'SPD neutro-PE trasporta sia la corrente impulsiva da PE a neutro che quella da PE a correnti impulsive di fase. Si consiglia di utilizzare questo SPD come GDT (tubo a scarica di gas) a causa delle sue caratteristiche di gestione dell'energia generalmente superiori.
SISTEMA INFORMATICO
Un sistema non ha un collegamento diretto tra le parti sotto tensione e la terra, ma tutte le parti conduttrici esposte dell'installazione sono collegate a elettrodi di terra indipendenti. La sorgente è flottante o collegata a terra tramite un'alta impedenza (per limitare le correnti di guasto). Ciò significa che durante un guasto Fase-Terra, il sistema continua a funzionare. Questo viene rilevato e vengono avviati gli sforzi di manutenzione per correggere il guasto. Tuttavia, durante questo periodo, la tensione tra fase e terra sale alla consueta Linea aLa tensione di linea e gli SPD installati devono resistere a questo durante questo periodo. La maggior parte dei sistemi IT installati non utilizza un conduttore neutro: le apparecchiature sono alimentate da una linea all'altra. Il sistema IT viene generalmente utilizzato nelle installazioni più vecchie in paesi come Norvegia e Francia. Viene utilizzato anche in applicazioni speciali, come i reparti di terapia intensiva degli ospedali e applicazioni industriali speciali.
Coordinamento della protezione contro le sovratensioni
Gli SPD dovrebbero avere un livello di protezione significativamente inferiore alla tensione nominale di tenuta ad impulso. Anche gli SPD dovrebbero provenire sempre dallo stesso produttore.
Un fattore importante da considerare quando si installa la protezione da sovratensione è la lunghezza totale dei cavi che collegano l'SPD all'installazione. Dovrebbero essere i più corti possibile, preferibilmente per un totale inferiore a 0,5 me in nessun caso superiore a 1 metro. Gli SPD devono essere sempre installati secondo le istruzioni del produttore e preferibilmente sul lato fornitura degli RCD.
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