Qual è lo scopo di spd?

Un'onda di potenza si riferisce a un aumento improvviso e breve della tensione elettrica che scorre attraverso una presa di corrente o un sistema elettrico. Questi picchi possono verificarsi per vari motivi, come fulmini, fluttuazioni della rete elettrica o il funzionamento di dispositivi elettrici ad alta potenza.

I sistemi elettrici sono vulnerabili a picchi e sovratensioni che possono danneggiare le apparecchiature, causare costosi tempi di inattività e compromettere l'affidabilità del sistema. Le sovratensioni transitorie possono essere causate da una serie di situazioni, tra cui il funzionamento di interruttori automatici, VFD, motori, trasformatori, banchi di condensatori o la commutazione di reti elettriche. I dispositivi di protezione contro le sovratensioni (SPD) a bassa tensione svolgono un ruolo fondamentale nella salvaguardia delle apparecchiature sensibili da questi dannosi disturbi elettrici.

Cos'è un SPD?

I dispositivi di protezione contro le sovratensioni (SPD) vengono utilizzati per proteggere l'installazione elettrica da sovratensioni elettriche note come sovratensioni transitorie.

Perché gli SPD sono importanti?

Prevenire danni alle apparecchiature: gli SPD limitano le sovratensioni deviando le correnti di sovratensione lontano dai sistemi elettrici, contribuendo a prevenire danni irreversibili alle apparecchiature sensibili.

Migliorare l'affidabilità: proteggendo i sistemi dalle sovratensioni transitorie, gli SPD garantiscono prestazioni costanti, riducendo il rischio di guasti imprevisti e tempi di inattività.

Protezione conveniente: gli SPD sono un modo economico per salvaguardare i sistemi elettrici, fornendo una protezione a lungo termine a basso costo rispetto alle potenziali spese di riparazione o sostituzione.

Applicazioni versatili: gli SPD, a seconda della classificazione del tipo, sono adatti a un'ampia gamma di strutture, inclusi sistemi industriali, infrastrutture di comunicazione, sistemi di controllo dei processi e persino quadri elettrici residenziali per proteggere gli elettrodomestici.

Come funzionano gli SPD?

Gli SPD funzionano limitando la tensione fornita a un circuito durante un evento di sovratensione. L'SPD fornisce un percorso a bassa impedenza per la sovratensione attraverso il suo varistore a ossido di metallo (MOV) assorbendo o deviando la corrente di sovratensione in eccesso a terra, garantendo che i dispositivi elettrici continuino a funzionare entro livelli di tensione sicuri. A tensioni di esercizio normali, gli SPD rimangono in uno stato ad alta impedenza, quindi non interferiscono con le prestazioni del sistema.

Tipi di SPD

Gli SPD sono classificati in tre tipi principali in base al loro posizionamento e applicazione previsti:

SPD di tipo 1

- Scopo: progettato per proteggere da sovratensioni ad alta energia, come quelle causate da fulmini diretti.
- Installazione: installato all'ingresso principale del servizio prima dell'interruttore principale, tra l'utenza e l'impianto elettrico dell'edificio.
- Caso d'uso: comunemente utilizzato in aree soggette a fulmini o dove gli edifici dispongono di sistemi di protezione dai fulmini esterni (ad esempio, parafulmini).

SPD di tipo 2

- Scopo: protegge dalle sovratensioni residue che passano attraverso gli SPD di tipo 1 o vengono generate internamente dalle operazioni di commutazione.
- Installazione: installato nel quadro di distribuzione o nei sottopannelli, dopo l'interruttore principale.
- Caso d'uso: adatto per proteggere apparecchiature ed elettrodomestici sensibili all'interno dell'edificio.

SPD di tipo 3

- Scopo: fornisce una protezione localizzata per i singoli dispositivi.
- Installazione: installato vicino al carico (ad esempio, prese multiple o SPD a livello di presa).
- Caso d'uso: protegge dispositivi specifici come computer, TV e apparecchiature mediche.

Applicazioni monofase contro trifase

La scelta della configurazione SPD dipende dal fatto che il sistema sia monofase o trifase, poiché questi sistemi differiscono per struttura e livelli di tensione.

Sistemi monofase
- Configurazione: in genere prevede un filo sotto tensione (L), un filo neutro (N) e una connessione a terra (E).
- Tensione comune: 120 V o 230 V.
- Selezione SPD: gli SPD monofase sono semplici da installare e richiedono il collegamento tra L-N, L-E ed N-E, a seconda del sistema di messa a terra.
 

Sistemi trifase

- Configurazione: prevede tre fili sotto tensione (L1, L2, L3), neutro (N) e terra (E).
- Tensione comune: 400 V tra le fasi o 230 V tra fase e neutro.
- Selezione SPD: i sistemi trifase richiedono SPD multipolari in grado di gestire le sovratensioni su tutti i fili sotto tensione, neutro e terra.

Sistemi di messa a terra e applicazioni SPD

Il sistema di messa a terra di un'installazione elettrica influenza il posizionamento e il collegamento degli SPD. I sistemi di messa a terra comuni includono i sistemi TN-S, TT e TN-C-S.

TN-C-S (Terra Neutro - Combinato e Separato)

Questo sistema è noto anche come sistema di messa a terra multipla protettiva (PME).

In un sistema TN-C-S, i conduttori neutro (N) e terra (PE, terra di protezione) sono combinati in un unico conduttore (PEN, terra di protezione-neutro) nella rete di alimentazione e quindi separati nell'installazione del consumatore.

TT (Terra-Terra)

In un sistema TT, il consumatore fornisce la propria connessione a terra locale utilizzando un elettrodo di terra, separato dal sistema di messa a terra della rete di alimentazione.

TN-S (Terra Neutro - Separato)

In un sistema TN-S, i conduttori di terra (PE) e neutro (N) sono separati in tutta la rete di alimentazione.

Migliori pratiche per l'installazione di SPD

Coordinamento degli SPD:

Utilizzare un approccio a cascata con gli SPD di tipo 1 all'ingresso principale del servizio e gli SPD di tipo 2 nei quadri di distribuzione.
Gli SPD di tipo 3 possono fornire un'ulteriore protezione localizzata per le apparecchiature sensibili.

Considerazioni sulla messa a terra:

Assicurarsi che il sistema di messa a terra sia ben progettato e mantenuto, poiché l'efficacia dell'SPD dipende da una connessione a terra a bassa impedenza.
Verificare la conformità alle normative locali in materia di valori di resistenza di terra.

Valori nominali di tensione:

Selezionare gli SPD con livelli di protezione della tensione (Up) che si allineano con la capacità di tenuta dell'isolamento del sistema.
Per i sistemi trifase, assicurarsi che gli SPD possano gestire i livelli di tensione fase-fase e fase-terra.

Manutenzione regolare:

Ispezionare periodicamente gli SPD per garantirne la funzionalità, poiché si degradano nel tempo e potrebbero richiedere la sostituzione dopo significativi eventi di sovratensione.

Conclusione

Gli SPD svolgono un ruolo fondamentale nella protezione dei sistemi elettrici dalle sovratensioni transitorie. La selezione del tipo di SPD appropriato e la garanzia della compatibilità con il sistema di messa a terra sono fondamentali per un'efficace protezione dalle sovratensioni nelle applicazioni monofase e trifase. Aderendo alle migliori pratiche e mantenendo un solido sistema di messa a terra, le strutture possono ridurre al minimo i danni alle infrastrutture elettriche e alle apparecchiature sensibili, migliorando la sicurezza e la continuità operativa.