Il dispositivo di protezione contro le sovratensioni (SPD) è un componente del sistema di protezione degli impianti elettrici.

Questo dispositivo è collegato in parallelo sul circuito di alimentazione dei carichi che deve proteggere (cfr. figura J17).

Questo è il tipo di protezione da sovratensione più utilizzato ed efficiente.

Gli scienziati hanno condotto per anni importanti studi sulle caratteristiche e sugli effetti dei fulmini e hanno sviluppato prodotti tecnologici di conseguenza.le prove di questi prodotti possono essere effettuate anche simulando un fulmine in questo contesto.

Tipi di onde di fulmine:

Il fulmine può essere studiato in due diverse lunghezze d'onda.

1. Colpo diretto di fulmine 10 / 350μs:

Le correnti d'impulso in una forma d'onda di 10/350 μs si verificano in colpi di fulmine diretti.

Oggi, i materiali del sistema di protezione da fulmini esterni e gli elementi del circuito di arrestazione di sovratensioni di tipo 1 / classe I sono testati secondo questi criteri secondo gli standard.

2. Colpo di fulmine e tensione di commutazione su un' area remota 8 / 20μs:

Si verificano fulmini in posizione lontana e correnti d'impulso con tensioni di commutazione di 8/20 μs.

Il contenuto energetico di questo impulso è significativamente inferiore a quello dell'onda di corrente di impulso della corrente di prova del fulmine di 10/350 μs.Gli elementi di circuito di tipo 2 / classe II e di tipo 3 / classe III protettori contro le sovratensioni (surge arrestor) sono testati secondo questi criteri secondo le norme.

Norme

Alcune norme spesso elencate sono:

• IEC 61643-11 Dispositivi di protezione contro le sovratensioni a bassa tensione - Parte 11: Dispositivi di protezione contro le sovratensioni collegati a sistemi di alimentazione a bassa tensione - Requisiti e metodi di prova (sostituisce la IEC 61643-1)
• IEC 61643-21 Dispositivi di protezione contro le sovratensioni a bassa tensione - Parte 21: Dispositivi di protezione contro le sovratensioni collegati a reti di telecomunicazioni e di segnalazione - Requisiti di prestazione e metodi di prova
• IEC 61643-22 Dispositivi di protezione contro le sovratensioni a bassa tensione - Parte 22: Dispositivi di protezione contro le sovratensioni collegati alle reti di telecomunicazione e di segnalazione - Principi di selezione e applicazione
• EN 61643-11, 61643-21 e 61643-22
• Tecnologie Telcordia Riferimento tecnico TR-NWT-001011
• ANSI/IEEE C62.xx
• Laboratori di sottoscritti (UL) 1449.
• AS/NZS 1768

Ciascuna norma definisce diverse caratteristiche del protettore, vettori di prova o finalità operativa.

La norma EN 62305 e la norma ANSI/IEEE C62.xx definiscono quali punteggi si può prevedere che un protettore devi.la IEC scrive solo le norme e non certifica alcun prodotto specifico come conforme a tali normeLe norme IEC sono utilizzate dai membri del sistema CB di accordi internazionali per testare e certificare i prodotti per la conformità alla sicurezza.

Inoltre, le seguenti norme non sono norme per protettori di sovratensione indipendenti, ma sono invece destinate a testare l'immunità alle sovratensioni in apparecchiature elettriche ed elettroniche nel loro complesso.sono spesso utilizzati nella progettazione e nella prova di circuiti di protezione da sovratensioni.

• Prova di immunità alle scariche elettrostatiche IEC 61000-4-2
• IEC 61000-4-4 Prova di immunità elettrica rapida transitorio/sparatura
• Prova di resistenza alle sovratensioni IEC 61000-4-5

Principio

SPD è progettato per limitare la sovratensione transitoria di origine atmosferica e deviare le onde di corrente verso la terra,in modo da limitare l'ampiezza di questa sovratensione a un valore non pericoloso per l'impianto elettrico e per gli apparecchi elettrici di commutazione e di controllo.

SPD elimina la sovratensione

• in modalità comune, tra fase e neutrale o terra;
• In modalità differenziale, tra fase e neutrale.

In caso di sovratensione superiore alla soglia di funzionamento, il DSP

• Conduce l'energia verso la terra, in modalità comune;
• Distribuisce l'energia agli altri conduttori in modalità differenziale.

I tre tipi di DSP

DSP di tipo 1

Il DSP di tipo 1 è raccomandato nel caso specifico di edifici industriali e del settore dei servizi, protetti da un sistema di protezione da fulmini o da una gabbia a maglie.

Essa protegge gli impianti elettrici da fulmini diretti e può scaricare la corrente di ritorno del fulmine che si diffonde dal conduttore di terra ai conduttori della rete.

SPD di tipo 1 è caratterizzato da un'onda di corrente di 10/350 μs.

DSP di tipo 2

Il DSP di tipo 2 è il principale sistema di protezione per tutti gli impianti elettrici a bassa tensione.impedisce la diffusione della sovratensione negli impianti elettrici e protegge i carichi.

SPD di tipo 2 è caratterizzato da un'onda di corrente di 8/20 μs.

DSP di tipo 3

Questi DSP hanno una bassa capacità di scarico e devono quindi essere installati obbligatoriamente come complemento dei DSP di tipo 2 e nelle vicinanze di carichi sensibili.

Il DSP di tipo 3 è caratterizzato da una combinazione di onde di tensione (1,2/50 μs) e onde di corrente (8/20 μs).

Definizione normativa della DOCUP

Fig. J18

Secondo questo:

Primo stadio: I dispositivi di arrestazione delle ondate di protezione da fulmini di tipo 1 / classe 1 / classe B sono le unità di protezione anteriore dell'impianto / struttura.Sono elementi di circuito in grado di assorbire e attenuare i fulmini diretti che possono provenire da linee elettriche.

Deve essere installato nel pannello principale di distribuzione/trasformatore all'interno e/o all'esterno dell'edificio.

Deve essere stato testato in forma d'onda di 10/350 μSec. Deve essere in grado di scaricare un carico di almeno 50 kA tra fasi neutre e almeno 100 kA tra fasi neutre.

Seconda fase: dispositivi di protezione da sovratensioni di tipo 2 / classe 2 / classe C (surge arrestors) sono elementi di circuito utilizzati nei pannelli secondari e / o secondari inferiori della struttura / edificio.Rispetto agli arrester di sovratensione di tipo 1 / classe II, la loro forza è inferiore ma la loro sensibilità è migliore.

Dovrebbe essere stato testato in una forma d'onda di 8/20 μSec. Deve essere in grado di scaricare un carico di almeno 10kA tra fasi neutre di fase e almeno 25kA tra fasi neutre di fase.

Gli elementi di protezione compatti di tipo 1 + 2 / classe 1 + 2 / B + C sono stati utilizzati come protezione di secondo livello negli ultimi anni.

Deve essere stato testato in forma d'onda 10/350 μSec. Deve essere in grado di scaricare un carico di almeno 40 kA tra fasi neutre e almeno 100 kA tra fasi neutre e Terra.

È utilizzato nel pannello elettrico dell'alimentazione ininterrotta e/o nei pannelli secondari posizionati come un pannello principale.

Terzo stadio: tipo 3 / classe 3 / classe D protettori di sovratensione improvvisa sono elementi di circuito utilizzati nelle sue linee per proteggere dispositivi elettronici sensibili.

La gamma di prodotti è abbastanza ampia in quanto può essere collegata a diversi dispositivi con diversi protocolli / prese / porte di connessione.

Di seguito sono riportati alcuni degli arrester di sovratensione di tipo 3 / classe 3 / classe D per diversi circuiti / dispositivi.