Protezione coordinata degli impianti elettrici - erico.com · per una protezione completa degli impianti elettrici. Ciascuna di queste discipline è interdipendente e richiede un

Protezione coordinata degli impianti elettrici

Come scegliere la miglior protezione dalle sovratensioni

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Introduzione

Grazie al Piano di Protezione in Sei Punti elaborato da ERICO, i nostri clienti sono in grado di implementare le soluzioni più effi caci per risolvere i problemi di fulminazione, messa a terra e sovratensione, secondo una fi losofi a di protezione integrata.

Il punto 5 di questo Piano evidenzia la necessità di un approccio coordinato per la protezione dalle sovratensioni, nel quale il primo stadio di difesa comporta l’installazione di dispositivi di protezione primaria all’ingresso del servizio di alimentazione di rete, seguita da una protezione secondaria a livello dei quadri di diramazione e, se necessario, delle applicazioni al punto di utilizzo.

Il punto 6 riconosce la necessità di fornire una protezione effi cace dalle sovratensioni sui cavi di telecomunicazione, segnale e a livello delle apparecchiature di gestione dei dati.

Dispositivo TVSS di protezioneDispositivo di protezione delle linee di comunicazioneElettrodo di messa a terra

Quadro di distribuzione elettrica

Rete di distribuzione telefonica principale

Apparecchiature PCS, radio e di telemetria

Messa a terra

Sottostazione del trasformatore AC

Proteggere i circuiti dati e telecomunicazioni a bassa tensione

Linee aeree di trasmissione e erogazione dell’energia

Linee telefoniche

Fulminazione diretta

ERITECH® SYSTEM 2000 Sistema di protezione convenzionale dai fulmini

Catturare il fulmine

Dissipare l’energia nell’impianto di messa a terra

Impianto di messa a terra a bassa impedenza con

materiali di miglioramento della messa a terra (GEM)

Pozzetto d’ispezione

Trasferire con sicurezza questa energia a terra

Proteggere gli alimentatori a corrente alternata in ingresso

Server File IS

PABX

Inverter

Raddrizzatore

Batterie

Collegamento di equalizzazione del potenziale di terra

TVSS

Terminale dati remoto

Quadro di sottodistribuzione

Collegare tutti i punti dell’impianto di messa a terra tra loro

Stampante

Computer di fatturazione

ERITECH® SYSTEM 3000 Sistema di protezione attiva dai fulmini

Linee di controllo del segnale

Sovratensione indotta

Il Piano di Protezione in Sei Punti di ERICOCatturare il fulmineCatturare il fulmine in un punto di attacco noto e preferenziale, utilizzando un sistema di terminali aerei appositamente progettato.

Trasferire con sicurezza questa energia a terraTrasportare l’energia a terra in modo sicuro grazie a un conduttore di calata progettato a tale scopo.

Dissipare l’energia nell’impianto di messa a terraDissipare l’energia in un impianto di messa a terra a bassa impedenza.

Collegare tutti i punti dell’impianto di messa a terra tra loroCollegare tutti i punti di messa a terra per eliminare interferenze e i ritorni di corrente creando un piano equipotenziale.

Proteggere gli alimentatori a corrente alternata in ingressoProteggere le apparecchiature dalle sovratensioni e dalle correnti transitorie sulle linee elettriche in ingresso per impedire danni alle apparecchiature e costosi fermi operativi.

Proteggere i circuiti dati e telecomunicazioni a bassa tensioneProteggere le apparecchiature dalle sovratensioni e dalle correnti transitorie sulle linee di telecomunicazione e segnale per impedire danni alle apparecchiature e costosi fermi operativi.

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Perché è necessaria una protezione coordinata

Secondo Holle, et al., Journal of Applied Met, Vol. 35, N°8, agosto 1996: i crediti assicurativi per danni dovuti a fulminazione e sovratensioni ammontano a US$332 milioni ogni anno negli USA. In media, ciò rappresenta un indennizzo ogni 57 fulminazioni negli USA.

Sorgenti di correnti transitorie e sovratensioni

Nonostante i fulmini rappresentino la forma più spettacolare di sovratensioni generate esternamente, si tratta solo di una sorgente di sovratensione. Tra le altre sorgenti ricordiamo la commutazione dei circuiti di potenza, l’uso di apparecchiature elettriche da parte di industrie vicine, l’uso di dispositivi di correzione del fattore di potenza e la commutazione e la compensazione di guasti sulle linee di trasmissione. È importante notare che non è necessario che il fulmine colpisca direttamente una linea elettrica per provocare questo tipo di danni; una fulminazione a diverse centinaia di metri di distanza può indurre forti correnti transitorie distruttive, anche sui cavi interrati.

Si ritiene che dal 70 all’85% delle correnti transitorie sia generato internamente nel proprio impianto dalla commutazione di carichi elettrici, come impianti di illuminazione o di riscaldamento, motori e uso di attrezzature da uffi cio.

L’industria moderna dipende molto dalle apparecchiature elettriche e dall’automazione per aumentare la produttività e la sicurezza. I vantaggi economici di tali dispositivi non devono più essere dimostrati. I computer sono diffusi ovunque e i controller basati sui microprocessori sono utilizzati nella maggior parte degli impianti di produzione. I microprocessori sono anche integrati in molte macchine industriali, allarmi antifurto e antincendio, orologi e strumenti di monitoraggio degli inventari. A fronte dell’ampia gamma

di sorgenti di correnti transitorie e del costo potenziale di una scarica distruttiva, i costi di installazione iniziali di un impianto di protezione possono essere immediatamente giustifi cati per qualunque tipo di impianto.

In generale, il costo della protezione dovrebbe corrispondere al 10% circa del costo del rischio economico dell’intero impianto.

Elementi critici

Nella determinazione della necessità di protezione di un impianto devono essere considerati alcuni elementi critici. È possibile determinare molti fattori rispondendo alle seguenti domande:

• Che rischio incorre il personale? • Qual è il rischio di danneggiamento delle apparecchiature? • Quali sono le conseguenze di un guasto delle apparecchiature? • Le apparecchiature sono associate all’erogazione di un servizio essenziale? • Qual è l’impatto di un eventuale guasto delle apparecchiature sull’intero impianto e sugli introiti? • Quali sono le ripercussioni legali di una protezione inadeguata?

La natura statistica dei fulmini e l’ampio spettro di energia erogata da un lampo, i problemi generati dai diversi impianti di produzione e distribuzione dell’energia e la presenza di componenti elettronici sempre più sensibili e sofi sticati richiedono un’attenta selezione delle tecnologie disponibili allo scopo di fornire una protezione adeguata.

Che costi comporta una protezione inadeguata?

I costi derivanti da una protezione inadeguata sono molteplici e vari. Il tipo di apparecchiatura in un impianto avrà un impatto diretto sull’eventuale verifi carsi del danno. Un’apparecchiatura robusta, come un impianto di illuminazione e di climatizzazione, spesso è in grado di resistere a impulsi fi no a 1500 volt ed è insensibile al rapido incremento indicato dalla forma d’onda prelivellata, come i componenti elettronici. Spesso, questi impianti non sono critici per il funzionamento degli apparati elettrici e pertanto, di solito, non richiedono il massimo livello di protezione che è invece essenziale per apparecchiature più sensibili.

Tuttavia, anche i sistemi più robusti possono subire danni importanti in seguito a sovratensioni indotte da fulminazione o da commutazione in un raggio di diversi chilometri.

I costi vanno dal degrado degli impianti elettrici o elettronici alla perdita di dati, distruzione delle apparecchiature o infortunio del personale. Alcuni di questi costi sembrano relativamente poco importanti, ma la perdita di un servizio essenziale o di un reddito associato al fermo o all’arresto dell’impianto può essere enorme.

Secondo l’Istituto di informazione assicurativa di New York (Comunicato stampa dell’11 agosto 1989): i fulmini e le sovratensioni transitorie causano danni alla proprietà, alle apparecchiature elettriche, elettroniche e di comunicazione stimati a oltre US$1.2 miliardi all’anno nei soli Stati Uniti. Ciò rappresenta circa il 5% di tutti i crediti assicurativi negli USA. Nelle regioni più soggette ai fulmini i costi sono persino superiori.

Danneggiamento di attrezzature vitali causato da correnti transitorie e sovratensioni distruttive.

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Dispositivo di protezione della cella di carico

PESA A PONTE

Messa a terra

Dispositivo di protezione della cella di carico

Linea telefonica

Morsetto di equalizzazione del potenziale

IMPIANTO DI MONITORAGGIO DEL PROCESSO CENTRALE

UTB - Barriere universali contro le correnti transitorie

UTB

Filtro per sovratensioni DINLINE

Dispositivi di protezione dalle sovratensioni sulla linea (LPS)

Comando remoto del sensore

PLC

I principi di protezione dai fulmini raccomandano che tutti i cablaggi esterni entrino nel fabbricato in un unico punto.

PROGRAMLOGICCONTROLLER

Linee aeree di trasmissione ad alta tensione

Messa a terra

Sottostazione del trasformatore AC

IMPIANTO DI PRODUZIONE Qualora i fabbricati si trovino a una distanza inferiore a 30 metri, i sistemi di messa a terra devono essere collegati tra loro.

Filtro per sovratensioni DINLINE

Filtro di riduzione della sovratensione

Quadro di distribuzione

Messa a terra

Messa a terra

Messa a terra

Messa a terraMessa a terra

Messa a terra

UTB

La necessità di una protezione coordinata

nonostante un terminale aereo sul fabbricato possa catturare l’energia del fulmine, senza un impianto di messa a terra dipendente, questa energia non potrà essere dissipata con sicurezza. Allo stesso modo, anche i dispositivi SPD più costosi servono a ben poco se non viene fornita una messa a terra equipotenziale a bassa impedenza. L’applicazione di queste discipline interdipendenti risulterà ottimizzata solo osservando l’impianto nella sua globalità invece di considerarne una porzione o un singolo componente.

Per questi motivi, ERICO ha sviluppato il Piano di Protezione in Sei Punti che raccomanda la necessità di adottare un approccio coordinato nei confronti della protezione dai fulmini, dalle correnti transitorie e dalle sovratensioni, della messa a terra, un approccio che abbracci tutti gli aspetti del danno potenziale, dalle fulminazioni dirette più banali ai meccanismi più insidiosi di aumento del potenziale di terra differenziale e induzione delle tensioni ai punti di ingresso del servizio.

La protezione affi dabile di strutture, di impianti industriali e commerciali e del personale richiede un approccio globale e sistematico per ridurre al minimo le minacce causate dalle sovratensioni transitorie. La messa a terra, il collegamento e la protezione dai fulmini e dalle sovratensioni devono essere considerati nel loro complesso per una protezione completa degli impianti elettrici. Ciascuna di queste discipline è interdipendente e richiede un approccio di progettazione olistico per garantire che sull’impianto non sussistano “punti morti” vulnerabili. In tale evenienza, l’investimento in dispositivi di protezione dalle sovratensioni risulterà sprecato. Ad esempio, non serve gran che installare un dispositivo di protezione su un impianto elettrico verso un controller logico programmabile (PLC) se anche le linee I/O non sono protette. Inoltre,

Il Piano in Sei Punti applicato a un impianto di produzione. I principi di protezione dalle sovratensioni e correnti transitorie sono applicati all’intero impianto invece che ai singoli componenti o apparecchiature.

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P R O D O T T I C O N S I G L I A T I

SE

RIE

DI P

RO

DO

TTI

SES200SES40 120/240

TDS Movtec & MPM

TDX200

DSF6ATDF

DSD110TDS130

TDS / DSD140 & TDS / DSD340DSD160 & DSD380

TDS / DSD1100DSD1150

TSG / SGDTSG - SRF

TDX50

TDX100

CIRCUITI DISTRIBUITI, PRESE DI CORRENTE,

CIRCUITI DISTANTI DAL PUNTO D’INGRESSO

SOTTOCIRCUITI O VICINO AL PUNTO

D’INGRESSO

PUNTO D’INGRESSO SITI URBANI INTERNI

PUNTO D’INGRESSO ALTAMENTE ESPOSTO

O SITI CRITICI IMPORTANTI

PUNTO D’INGRESSO ESPOSTO O SITI RURALI

S E R V I Z I N O M I N A L I D I P R O T E Z I O N E D A L L E S O V R A T E N S I O N I R A C C O M A N D A T I ( 8 / 2 0μs )

ALTA Ng >2 100kA 70kA 40kA 20kA 10kA

MED. Ng 0.5-2 65kA 40kA 20kA 20kA 5kA

BASSA Ng <0.5 65kA 40kA 15kA 5kA 3kA

CAT. ACAT. BCAT. CANSI/IEEE C62.41Classe di test IEC 61643

Classificazione VDE I I, II II IIIA B C D

ESPOSIZIONE

Ng = fulminazioni/km2/anno.

Come scegliere il dispositivo di protezione dalle sovratensioni

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Scelta del dispositivo di protezione dalle sovratensioni (SPD)

Servizio nominale di protezione dalle sovratensioni raccomandato – Confronto tra le raccomandazioni IEC® e IEEE® La concorrenza tra i fabbricanti di SPD ha spinto questi ultimi a proporre al mercato servizi nominali di protezione dalle sovratensioni sempre maggiori, al punto che è improbabile che sovratensioni di tale intensità possano prodursi in natura. Alcune fonti forniscono informazioni sulla distribuzione statistica delle scariche di corrente derivanti da fulminazione diretta. Molti studi dimostrano che la probabilità che si verifi chino scariche di picco oltre i 100kA è inferiore al 5%. Se aggiungiamo a tutto ciò il fatto che la maggior parte delle scariche non colpisce direttamente la linea elettrica, ma è accoppiata ad essa magneticamente o in modo capacitivo, e che anche sotto una scarica diretta l’energia si divide in entrambe le direzioni ed è attenuata dagli scaricatori di distribuzione e dalle perdite della linea, non è diffi cile stabilire che una frazione più piccola dell’energia di fulminazione iniziale entrerà nell’impianto in questione.

La norma ANSI®/IEEE C62.41 ha classifi cato l’ambiente defi nito come “punto d’ingresso” nella categoria B/C. Secondo questa classifi cazione, il probabile livello di energia più elevato è pari a 10kA 8/20μs. Le norme IEC61312 e DIN VDE 0675 defi niscono invece orientamenti diversi. IEC 61000-5-6 e IEC 61312-1 descrivono il concetto di area di protezione, analogo per natura al concetto ANSI/IEEE C62.41 di luogo di categoria A, B & C.

Una “zona” indica il punto in cui può essere defi nito/controllato l’ambiente elettromagnetico del fulmine. Le zone sono caratterizzate da mutamenti signifi cativi delle condizioni elettromagnetiche a tali limiti. Questi ultimi coincidono generalmente con i limiti del fabbricato o il punto in cui viene installato il dispositivo di protezione.

LPZ OA Zona soggetta a fulminazioni dirette

LPZ OB Zona non soggetta a fulminazione dirette, ma a campi elettromagnetici non attenuati

LPZ 1 Zona non soggetta a fulminazioni dirette, dove le correnti sono ridotte rispetto alla zona OB

LPZ 2... Se sono raggiunte/richieste ulteriori riduzioni di corrente rispetto alla LPZ 1, possono essere create altre zone.

Gli attuali servizi nominali di protezione dalle sovratensioni richiesti in ognuna di queste zone non sono esattamente defi niti e sono ampiamente determinati da diverse caratteristiche specifi che al sito. Tuttavia, onde fornire un utile supporto, la norma VDE0675, Parte 6, defi nisce la classe minima di prodotti che possono essere applicati a ognuna di queste zone, come di seguito indicato:

Classe A: Scaricatore idoneo all’uso su linee aeree a bassa tensione

Classe B: Scaricatore per collegamento equipotenziale (deve poter resistere a una carica di 100kA 8/80μs o 10As, due volte). Zone OB - 1 (quadri di distribuzione principali, quadri di derivazione)

Classe C: Scaricatore idoneo alla protezione da sovratensione (deve presentare un servizio nominale di almeno 5kA 8/20μs) Zone 1 - 2 (principalmente quadri di derivazione o quadri di distribuzione lievemente esposti)

Classe D: Scaricatore portatile idoneo all’uso su prese-spine (deve presentare un servizio nominale di almeno 1.5kA 8/20μs)

Gli scaricatori di collegamento equipotenziale della corrente di fulminazione devono essere in grado di trasferire una parte di questa corrente senza essere distrutti. Gli scaricatori di sovratensione sono utilizzati solo per limitare le sovratensioni a correnti relativamente più piccole. Le diverse “zone di protezione” prendono in considerazione la divisione della corrente di fulminazione iniziale, dalla zona 0 alle zone superiori. Per la zona 0, l’utente deve selezionare la classe di protezione dalle fulminazioni, da I a IV: (i.e. queste classi si riferiscono all’energia massima all’interno di una fulminazione diretta).

I livelli sopra indicati possono essere scelti in base al livello statistico di protezione richiesta. Una corrente di fulminazione di 200kA (10/350μs) è prevedibile per il livello di protezione I. Questa corrente di fulminazione è divisa come segue nei siti più esposti:

Il 50% (100kA, 10/350μs) viene scaricato attraverso l’impianto di messa a terra. Il 50% (100kA, 10/350μs) entra nell’impianto di erogazione collegato ad esso tramite gli scaricatori trifase del collegamento equipotenziale.

D’altro canto, l’IEEE ha adottato un evento di Scenario II, in cui il sistema di protezione dai fulmini del fabbricato è soggetto a una fulminazione diretta e il livello di energia sopportato dallo/dagli scaricatore/i di collegamento equipotenziale è di 10kA (10/350μs) o circa 100kA 8/20μs nel peggiore dei casi.

Applicando la norma IEC o DIN VDE e considerando un livello di protezione dai fulmini pari a III-IV, ogni scaricatore del collegamento equipotenziale collegato a un impianto elettrico a quattro cavi trifase è soggetto a un livello di energia di 12.5 kA (10/350μs) all’interfaccia della zona 0 a causa della condivisione della corrente di fulminazione.

Livello di protezione

Livello I

Livello II

Livello III - IV

Aree di protezione defi nite dall’applicazione di un prodotto specifi co.

Come illustrato, le apparecchiature di protezione per i sistemi di erogazione dell’energia sono classifi cate come segue, secondo il compito loro assegnato

• Scaricatore della corrente di fulminazione • Scaricatore di sovratensione

Intensità della corrente

200kA (10/350μs)

150kA (10/350μs)

100kA (10/350μs)

% superata

~ 0.2%

~ 1.5%

~ 3%

Sala schermata

LPZ 2

LPZ 0BLPZ 0A

LPZ 1

Volume di cattura del fulmine da parte del

terminale LPZ 0A

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Guida ai sistemi di erogazione dell’energia comuni

Nel mondo, sono utilizzati diversi sistemi di erogazione dell’energia. La presente guida defi nisce i sistemi più

comunemente utilizzati. Le singole tabelle delle specifi che dei prodotti indicano l’idoneità del sistema.

Monofase 1Ph, 2W+G

Descrizione Confi gurazione della sorgente

Tensioni di alimentazione tipiche

Monofase 1Ph, 3W+G Noto anche come fase ausiliaria o sistema Edison

Trifase WYE senza neutro 3Ph Y, 3W+G

Trifase WYE con neutro 3Ph Y, 4W+G

Delta High leg 3Ph Δ, 4W+G

Delta senza messa a terra 3Ph Δ, 3W+G

Angolo Delta con messa a terra3Ph Δ, 3W+G

110V120V220V240V

120/240V

480V

120/208V 220/380V 230/400V 240/415V 277/480V 347/600V

120/240V

240V 480V

240V480V

(L-N)

(L-N/L-L)

(L-L)

(L-N/L-L)

(L-N/L-L)

(L-L)

(L-L)

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La serie di norme IECSM 60364 distingue i sistemi di erogazione a bassa tensione secondo il metodo di messa a terra impiegato e la configurazione del neutro e dei conduttori di terra di protezione. La scelta dell’SPD deve prendere in considerazione anche il livello di sovratensione che si può verificare temporaneamente nel sistema di distribuzione a causa di guasti della messa a terra. La norma IEC 61643-12 indica le sovratensioni temporanee che si possono verificare in condizioni di guasto per questi sistemi. Per rispettare le norme di cablaggio europee, deve essere scelto un SPD con un servizio nominale Uc pari o

superiore a questo valore. Una protezione efficace non richiede l’installazione di SPD in tutte le modalità dettagliate. I seguenti diagrammi forniscono una guida alla scelta e all’installazione di SPD sui sistemi di erogazione più comuni. Se da un lato sono illustrati i sistemi WYE trifase, la stessa logica può essere applicata alle sorgenti monofase, delta, o ad altre configurazioni.

Uo = Linea alla tensione neutra del sistema

Un = Tensione nominale del sistema specifica al paese (generalmente Uo x 1.10)

Sistema TN-C

Il neutro e il conduttore di terra protettivo si combinano in un unico conduttore all’interno del sistema. Tutte le parti conduttive esposte sono collegate al conduttore PEN.

* Installare il fusibile A qualora il fusibile di alimentazione B oltrepassi il servizio nominale di protezione da sovracorrente di riserva

* Installare il fusibile C qualora il fusibile di alimentazione D oltrepassi il servizio nominale di protezione da sovracorrente di riserva

Sorgente


principale

Quadro di sottodistribuzione/

diramazione

Sistema TN-S

Nel Sistema TN-S, sono predisposti un neutro ed un conduttore di terra protettivo separati. Il conduttore PE protettivo può essere costituito dalla guaina metallica del cavo di distribuzione di potenza o da un conduttore separato. Tutte le parti conduttive esposte dell’impianto sono collegate a questo conduttore PE.


Gli SPD mostrati sono collegati a L-N e N-PE.Possono altresì essere collegati a L-PE e N-PE.

Sorgente


principale


diramazione


Sistema TN C-S

In questo caso, un neutro ed una terra di protezione separati si combinano in un unico conduttore PEN. Questo sistema è altresì noto come sistema di Neutro multiplo messo a terra (MEN) ed il conduttore protettivo è designato in quanto conduttore di Terra Neutro Combinato (CNE). Il conduttore di alimentazione PEN è messo a terra in diversi punti in tutta la rete e, generalmente, quanto più vicino possibile al punto di ingresso del consumatore. Tutte le parti conduttive esposte sono collegate al conduttore CNE.

Sistema TT

Sistema che dispone di un punto della sorgente di energia messo a terra e delle parti conduttive esposte dell’impianto collegate agli elettrodi indipendenti messi a terra.


Gli SPD mostrati sono collegati a L-N e N-PE.Possono altresì essere collegati a L-PE e N-PE.

SorgenteQuadro di

distribuzione principale


diramazione



Sorgente



principale


diramazione

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Confi gurazione della rete di distribuzione

Tra

Fase (linea) e conduttore neutro

Ogni fase (linea) Conduttore e PE

Conduttore neutro e PE

Ogni fase (linea) Conduttore e PEN

X

X

X

1.45 Uo

1.45 Uo

1.45 Uo

Uo

X

1.45 Uo

√3 Uo

Uo

X

1.45 Uo

√3 Uo

Uo

X

X

√3 Uo

Uo

X

TN-C TN-STN-C-S

TT IT IT

Scelta dell’SPD Uc: Uo = Tensione tra fase (linea e conduttore neutro)X = Non applicato

con conduttore

neutro

senza conduttore

neutro

La scelta dell’SPD deve considerare il livello di sovratensione che si può verifi care all’interno del sistema di distribuzione a causa dei guasti della messa a terra. La tabella IEC® sopra riportata mostra le sovratensioni che si possono verifi care in condizioni di guasto per i vari sistemi. Deve essere scelto un SPD con un Uc pari o superiore a questo valore.

Con tecnologia TD di discriminazione

selezione delle correnti transitorie

Con fusibile di sovracorrente

Con disinnesto termico

MOV tradizionale

Varistori all’ossido di metallo (MOV) Scaricatore a gas (GDT)

Con dispositivo fail-safe

Tre scaricatori terminali a gas

Due scaricatori terminali a gas

Altri simboli

Allarme acustico

Protezione di silicone

Scintillatore ad impulso

Spinterometro

Sistema IT

Sistema senza connessione diretta tra le parti vive e la terra, ma in cui tutte le parti conduttive esposte dell’impianto sono collegate a elettrodi di messa a terra indipendenti.

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Glossario dei termini

Forma d’onda dell’impulso 8/20μs Impulso di corrente con un front time virtuale di 8μs e una durata fi no all’emivalore di 20μs.

Servizio nominale di protezione dalle sovratensioni aggregatoSomma dei servizi nominali dei singoli componenti di limitazione della tensione, collegati in parallelo, nel dispositivo.Nota: Questo dato non indica la corrente di scarica massima (Imax) del dispositivo, bensì fornisce un’indicazione della durata prevista dell’SPD. Occorre sapere che alcuni fabbricanti rivendicano a torto il servizio nominale aggregato di materiale MOV utilizzato all’interno dei loro dispositivi come Imax. Una condivisione della corrente non perfettamente distribuita tra MOV paralleli e l’incapacità della sovratensione di serie o dei disinnesti termici di trasportare l’intera sovracorrente indicano generalmente che la corrente di scarica massima che può sopportare l’SPD è inferiore al suo servizio nominale aggregato.

AttenuazioneCapacità di un SPD di ridurre le interferenze acustiche elettriche misurate in decibel. L’attenuazione varia con la frequenza; pertanto si è soliti specifi care l’attenuazione dell’SPD a una frequenza specifi ca; generalmente 100kHz.

Protezione da sovracorrente di backup Dispositivo di protezione da sovracorrente esterno, installato prima dell’SPD. Questo dispositivo può essere richiesto qualora il dispositivo di limitazione delle sovracorrenti sulla rete sia più importante rispetto a quello richiesto dall’SPD o dal cablaggio di connessione.

Test di classe ISPD testato con una corrente impulsiva max (Iimp) e una corrente di scarica nominale (In).

Test di classe II SPD testato con una corrente di scarica max (Imax) e una corrente di scarica nominale (In).

Test di classe III SPD testato con un’onda di combinazione.

Impianto di distribuzioneIndica l’impianto di erogazione dell’energia elettrica. Di solito, è descritto secondo la confi gurazione delle fasi, del conduttore neutro e di messa a terra sul lato secondario del trasformatore di alimentazione. Per ulteriori informazioni si rimanda alle pagg. 10-12.

Corrente convenzionale (If)Corrente erogata dal sistema di distribuzione dell’energia elettrica che passa attraverso l’SPD dopo un impulso di corrente di scarica. La corrente convenzionale è di gran lunga superiore alla corrente di esercizio e normalmente è elevata per gli SPD a commutazione di tensione (es. spinterometri) poiché la tensione dell’arco è inferiore alla tensione di alimentazione AC dopo l’accensione.

Corrente impulsiva (Iimp)Corrente impulsiva di picco sostenuta con una forma d’onda di corrente di 10/350μs. Spesso è utilizzata per la classifi cazione degli SPD testati nella Classe I, ma non è l’unica forma d’onda accettabile.

Perdita d’inserzioneLa perdita d’inserzione di un SPD di solito è indicata per i dispositivi a due porte utilizzati su sistemi di dati a bassa tensione. Misura il rapporto di tensione all’uscita verso l’ingesso del dispositivo testato. La perdita d’inserzione di solito è indicata per una data frequenza ed è misurata in decibel.

Corrente di fugaCorrente che passa verso il conduttore di terra quando un SPD è collegato alla tensione di alimentazione nominale Un.

Tensione di passaggioAltro termine spesso utilizzato per descrivere la tensione limite misurata.

Nota: Questa misurazione può essere eseguita applicando o meno la potenza nominale AC (Un) all’SPD. Pertanto, i risultati possono essere diversi e l’utente deve tenerne conto nell’ambito delle proprie valutazioni comparative.

Categorie di luogoNumerose normative cercano di defi nire l’ambiente elettrico in cui deve essere installato un SPD, in categorie o zone.Nota: Occorre sapere che non è stato raggiunto alcun consenso internazionale su queste classifi cazioni, né sull’entità dell’attività di sovratensione prevista. Inoltre, si noti che la demarcazione di queste zone non coincide con limiti precisi, ma piuttosto con transizioni graduali.

Tensione di esercizio continua massima (Uc)Massima tensione r.m.s. o d.c. che può essere applicata con continuità alla modalità di protezione dell’SPD, senza degrado o inibizione del suo corretto funzionamento.

Nota: Le specifi che fornite sul catalogo generalmente sono tensioni di fase (L-N).

Corrente di scarica massima (Imax)Picco di corrente massimo, con una forma d’onda di 8/20μs, che un SPD è in grado di deviare con sicurezza.

Tensione limite misurata Tensione massima misurata ai terminali dell’SPD durante l’applicazione di un impulso di forma d’onda e ampiezza specifi cate.

Modalità di protezioneGli SPD forniscono una protezione di tipo Linea a Terra, Linea a Neutro, Neutro a Terra o una combinazione di queste modalità. Questi percorsi sono defi niti come modalità di protezione.Nota: Si ricorda all’utente che non tutte le modalità richiedono una protezione e che nella scelta di un SPD non è sempre necessario un livello maggiore. Ad esempio la modalità N-G non è richiesta se l’SPD è installato all’ingresso del servizio primario di un sistema di distribuzione elettrica TN-C-S, a causa del collegamento Neutro-Terra in questo punto. Generalmente, la modalità L-L non è fornita per sistemi con conduttori di neutro poiché le modalità L-N proteggono anche le modalità L-L. Analogamente, la modalità L-G può essere protetta tramite le modalità L-N e N-G.

Corrente di scarica nominale (In)Valore di picco della corrente che passa attraverso l’SPD durante l’applicazione di una forma d’onda di 8/20μs.Nota: La norma IEC 61643-1 raccomanda che gli SPD siano testati nella classe di test II per resistere a 15 impulsi a In seguiti da 0.1, 0.25, 0.5, 0.75 e 1.0 volte Imax.

Tensione nominale (sistema) Un

Tensione L-N con cui è designato un sistema elettrico. In condizioni di normale utilizzo, la tensione ai terminali di erogazione può essere diversa dalla tensione nominale determinata dalla tolleranza del sistema di alimentazione (normalmente +/- 10%).

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Glossario dei termini

SPD a una portaSPD collegato in parallelo con il circuito da proteggere. Un dispositivo a una porta può presentare terminali di input e output separati, ma senza impedenza di serie specifi ca tra questi terminali. Questo tipo di connessione è anche denominato connessione Kelvin.

Corrente di esercizioCorrente attirata (per fase) dall’SPD sotto tensione, alla tensione di esercizio nominale Un.Nota: Per gli SPD con fi ltro di serie integrale, la corrente totale attirata può essere superiore rispetto al consumo di corrente rms reale (ovvero, VA può essere superiore a Watt). Ciò è dovuto alla presenza della capacitanza del fi ltro interno.

Protezione da sovracorrenteDispositivo, come un fusibile o un interruttore di circuito, che può far parte del sistema di distribuzione elettrico situato esternamente e a monte dell’SPD. Può fornire una protezione all’SPD, al cablaggio di connessione e fornire un mezzo di isolamento esterno dell’SPD.

Messa a terra protettiva (PE)La serie di norme IEC 60364 defi nisce i sistemi di distribuzione a bassa tensione secondo i rispettivi metodi di messa a terra e la confi gurazione dei conduttori neutri e protettivi. La terra protettiva è generalmente defi nita come messa a terra.

Corrente di carico con servizio nominale (IL)Corrente massima continua con servizio nominale che può essere erogata a un carico collegato all’uscita protetta di un SPD. Normalmente, è indicata per SPD a due porte, collegati di serie.

Tensione residuaNella terminologia IEC, si riferisce al valore di picco della tensione che appare tra i terminali di un SPD a causa del passaggio di una corrente di scarica In. NZS/AS 1768 si riferisce alla tensione residua come tensione di passaggio, una misurazione ottenuta quando l’impulso di test indicato è sovrapposto alla tensione nominale del sistema Un.

Scaricatore di sovratensione secondarioTermine generalmente utilizzato per SPD destinati a operare su sistemi a media tensione (>1kV). Negli Stati Uniti, per scaricatore secondario si intende un SPD conforme alle specifi che di Underwriters Laboratories Inc., destinato a essere utilizzato su sistemi a bassa o media tensione prima del disinnesto di sovracorrente principale nell’impianto.Nota: L’elenco degli scaricatori secondari è generalmente considerato meno severo in termini di requisiti di sicurezza rispetto all’elenco degli scaricatori di tensione di correnti transitorie UL 1449.

Servizio nominale di corrente di corto circuito (SCCR)Servizio nominale di corrente di corto circuito dell’SPD, richiesto dal Codice Elettrico Nazionale statunitense (NEC) per i dispositivi TVSS.

Sezionatore SPDTermine IEC utilizzato per descrivere un dispositivo (interno e/o esterno) destinato a sezionare un SPD dal sistema di alimentazione elettrica.Nota: Non è richiesto che questo sezionatore sia dotato di capacità d’isolamento. È destinato a evitare un guasto persistente sul sistema ed è usato per ottenere un’indicazione del guasto SPD. Il sezionatore può avere più funzioni, ad esempio una protezione da sovracorrenti e una protezione termica. Queste funzioni possono essere integrate in una sola unità o eseguite grazie a unità separate.

Tensione di scarica esternaTensione con cui un SPD a commutazione (generalmente di tipo spinterometro) avvia la conduzione. Questo valore normalmente è specifi cato per una tensione fi no a 1kV/s.

Tensione di stand-offTensione massima che può essere applicata a un SPD, senza attivarlo in uno stato totalmente conduttivo.Nota: Questa tensione normalmente è superiore rispetto alla tensione di esercizio continua Uc dell’SPD. Non è previsto che l’SPD funzioni a questa tensione.

Indicatore di statoDispositivo che indica lo stato operativo dell’SPD, o di una modalità particolare di protezione.Nota: Questi indicatori possono essere locali, con spie o allarmi acustici, e/o remoti e/o con capacità di contatto in uscita.

Servizio nominale di tensione soppresso (SVR)Caso speciale di tensione di limite misurata specifi co all’elenco UL 1449 di un SPD.Nota: Questo test è eseguito con un piccolo impulso limitato di corrente di 500A 8/20μs e la tensione di livellamento registrata all’estremità di terminali di connessione da 6”. Il risultato ottenuto è arrotondato al valore più vicino fornito nella tabella.

Dispositivo di protezione dalle sovratensioni (SPD)Termine IEC utilizzato per descrivere un dispositivo destinato a limitare le sovratensioni transitorie e a deviare le sovracorrenti. Contiene almeno un componente non lineare.

Filtro di riduzione delle sovratensioniTipo di SPD con fi ltro di serie a due porte, specifi catamente progettato per ridurre la velocità di incremento della tensione (dv/dt) della forma d’onda prelivellata. Questo dispositivo normalmente contiene un fi ltro con performance di passaggio ridotto.

Soppressore di sovratensioni transitorie (TVSS)SPD testato per soddisfare i requisiti di sicurezza della norma UL 1449 - Standard per i soppressori di sovratensioni transitorie. La norma UL 1449 defi nisce i requisiti di sicurezza basilari per tali dispositivi installati sui circuiti elettrici fi no a 600V. Il Codice Elettrico Nazionale statunitense (NEC) permette solo l’installazione di dispositivi TVSS dopo (a valle) la protezione da sovracorrente principale in un impianto.

SPD a due porteSPD con due set di terminali, input e output (linea e apparecchiatura) e con un’impedenza specifi ca inserita tra questi terminali. Spesso ci si riferisce a questi dispositivi come SPD collegati di serie che generalmente contengono fi ltri d’onda, oltre a una semplice protezione parallela.

Livello di protezione della tensione (Up)Analogo alla tensione limite misurata, il livello di protezione della tensione indica le prestazioni di un SPD nel limitare la tensione attraverso i suoi terminali.Nota: Il livello di protezione della tensione è la tensione limite misurata, registrata con un’intensità e forma d’onda specifi che e arrotondata al valore successivo più elevato scelto in un elenco di valori preferenziali, riportato nella norma IEC 61643-1 per i dispositivi di protezione da sovratensioni collegati a sistemi di distribuzione a bassa tensione. Per gli SPD testati secondo la classe di test I, Up generalmente è indicata utilizzando un Iimp di 10/350, mentre per gli SPD testati secondo la classe II, un Imax di 8/20μs.

ANSI è un marchio registrato dell’American National Standards Institute.IEC è un marchio registrato di International Electrical Contractors, Inc.IEEE è un marchio registrato di Institute of Electrical and Electronics Engineers, Incorporated.UL è un marchio registrato di Underwriters Laboratories, Inc.

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