Comprendere le classificazioni dei dispositivi di protezione contro le sovratensioni

Come sapere quale valore kA utilizzare

Selezionare il dispositivo di protezione da sovratensione (SPD) appropriato può sembrare un compito arduo, soprattutto con tutti i diversi tipi presenti oggi sul mercato. Il rating di sovratensione o rating kA di un SPD è uno dei rating più fraintesi. I clienti richiedono comunemente un SPD per proteggere il loro pannello da 200 A. C'è anche la tendenza a pensare che quanto più grande è il pannello, tanto maggiore deve essere la classificazione kA del dispositivo per la protezione. Come vedrai in questo articolo, questo è un malinteso comune.

Quando una sovratensione entra in un pannello, non si preoccupa né conosce le dimensioni del pannello. Quindi come fai a sapere se dovresti utilizzare un SPD da 50 kA, 100 kA o 200 kA? Come discusso nello standard IEEE C62.41, il cablaggio di un edificio aggiunge un'impedenza che limiterà la sovracorrente. La norma prevede inoltre che già da diversi anni i dispositivi da 10kA limitano adeguatamente le sovracorrenti all'ingresso del servizio. Pertanto, è ragionevole affermare che la sovratensione maggiore che può entrare nel sistema di cablaggio di un edificio è di 10 kA; tuttavia, aun fulmine diretto produrrebbe un aumento molto maggiore. La tensione estremamente elevata associata a un fulmine diretto provocherebbe molto probabilmente un flashover, “autolimitando” la sovratensione. Allora perché mai avresti bisogno di un SPD valutato per 200 kA? In poche parole: per la longevità.

Potresti pensare: se 200kA sono buoni, allora 600kA devono essere tre volte migliori, giusto? Non necessariamente. Ad un certo punto, il rating ne diminuisce il rendimento, aggiungendo solo costi aggiuntivi e nessun vantaggio sostanziale.

Poiché la maggior parte degli SPD sul mercato utilizzano un varistore a ossido di metallo (MOV) come dispositivo di limitazione principale, possiamo esplorare come/perché si ottengono valori kA più elevati. Se un MOV è valutato per 10 kA e rileva un picco di 10 kA, utilizzerà 100% della sua capacità. Questo può essere visto un po' come un serbatoio di gas, dove l'aumento degraderà un po' il MOV (non è più pieno di 100%).

Se l'SPD avesse due MOV da 10 kA in parallelo, sarebbe valutato per 20 kA. Teoricamente, i MOV divideranno equamente il picco di 10 kA, quindi ciascuno richiederebbe 5 kA. In questo caso, ciascun MOV ha utilizzato solo 50% della sua capacità, il che degrada il MOV molto meno, lasciandone una quantità maggiore nel serbatoio per futuri picchi.

Questo si traduce in un aumento del “potere di arresto”? No. Solo perché un SPD ha due o 20 MOV in parallelo non significa che limiterà il picco di 10kA meglio di un singolo SPD dello stesso valore. L'obiettivo principale di avere MOV in parallelo è aumentare la longevità dell'SPD. Ancora una volta, tieni presente che questo è soggettivo: a un certo punto stai solo aggiungendo costi incorporando più MOV e ricevendo pochi vantaggi.

Come accennato in precedenza, la dimensione del pannello non gioca un ruolo importante nella scelta del valore kA. La posizione del pannello all’interno della struttura è molto più importante. IEEE C62.41.2 definisce le categorie di sovratensioni previste all'interno di una struttura come:

Categoria C: Ingresso di servizio, ambiente più severo: 10 kV, sovratensione 10 kA.
Categoria B: a valle, maggiore o uguale a 30 piedi dalla categoria C, ambiente meno severo: 6 kV, sovratensione 3 kA.
Categoria A: Più a valle, maggiore o uguale a 60 piedi dalla categoria C, ambiente meno severo: 6 kV, picco di 0,5 kA.

I dispositivi di categoria C possono essere utilizzati in luoghi di categoria B o A; tuttavia, un dispositivo di categoria C sarebbe eccessivo per un luogo di categoria B. Alcuni ingegneri potrebbero decidere di specificare che i dispositivi di categoria C abbiano un design conservativo, ma ciò non farà altro che aumentare i costi aggiungendo pochi o nessun vantaggio.

Sebbene la terza edizione di UL 1449 non utilizzi l'esatta terminologia di categoria di IEEE C62.41.2, definisce tre tipi principali. Il Tipo 1 può essere installato sul lato linea del dispositivo di sovracorrente di ingresso del servizio (non è necessario alcun dispositivo di sovracorrente aggiuntivo), che è simile alla Categoria C. Il Tipo 2 è simile alla Categoria B e può essere installato solo sul lato di carico del dispositivo di sovracorrente di ingresso del servizio. Il tipo 3 e la categoria A sono dispositivi del punto di utilizzo come una presa multipla collegatauna presa a muro. Sebbene i tipi UL e le categorie IEEE siano simili, non sono intercambiabili 100%. I dispositivi UL Tipo 1 vengono spesso utilizzati in luoghi di Tipo 2. Il vantaggio di ciò è che non è necessario alcun dispositivo di sovracorrente aggiuntivo.

Come fai a sapere quale valore kA utilizzare? Le categorie IEEE forniscono una buona base per selezionare le classificazioni kA. Esistono molte dimensioni “giuste” per ciascuna categoria, ma deve esserci un equilibrio tra ridondanza e costi aggiuntivi. È necessario utilizzare sempre un giudizio qualificato quando si seleziona il valore kA appropriato per un SPD.

Vedi l'articolo originale su: http://www.ecmweb.com/power-quality/understanding-surge-protective-device-ratings