Best practice per l'utilizzo congiunto di dispositivi di protezione da sovratensioni (SPD) e RCD
Dispositivi di protezione contro le sovratensioni (SPD) e RCD
Laddove il sistema di distribuzione dell'alimentazione incorpori gli interruttori differenziali, l'attività transitoria potrebbe causare il funzionamento degli interruttori differenziali e quindi la perdita di alimentazione. Ove possibile, dovrebbero essere installati dispositivi di protezione contro le sovratensioni (SPD) a monte dell'RCD per evitare interventi indesiderati causati da sovratensioni transitorie.
Quando i dispositivi di protezione contro le sovratensioni sono installati in conformità con BS 7671 534.2.1 e si trovano sul lato del carico di un dispositivo a corrente residua, un RCD con immunità alle correnti impulsive di almeno 3 kA 8/20, deve essere utilizzato.
NOTE IMPORTANTI // RCD di tipo S. soddisfare questo requisito. In caso di sovracorrenti superiori a 3 kA 8/20, il differenziale può intervenire provocando l'interruzione dell'alimentazione.
Se l'SPD è installato a valle dell'RCD, l'RCD deve essere di tipo ritardato con un'immunità alle correnti di picco di almeno 3kA 8/20. La sezione 534.2.2 della BS 7671 descrive in dettaglio i requisiti minimi di connessione SPD (basati sulle modalità di protezione SPD) all'origine dell'installazione (tipicamente un SPD di Tipo 1).
Nel caso in cui non si abbia familiarità con il funzionamento ei tipi di dispositivi di protezione contro le sovratensioni, è meglio leggere prima le basi dei dispositivi di protezione contro le sovratensioni.
Tipo di connessione SPD 1 (CT1)
Una configurazione SPD basata sul tipo di connessione 1 (CT1) è per Sistemi di messa a terra TN-CS o TN-S così come la disposizione di messa a terra TT dove l'SPD è montato a valle dell'RCD.
Figura 1 - Dispositivi di protezione contro le sovratensioni (SPD) installati sul lato di carico dell'RCD
In generale, i sistemi TT richiedono un'attenzione particolare perché normalmente hanno impedenze di terra più elevate che riducono le correnti di guasto a terra e aumentano i tempi di disconnessione Dispositivi di protezione da sovracorrente - OCPD.
Pertanto, al fine di soddisfare i requisiti per tempi di disconnessione sicuri, gli RCD vengono utilizzati per la protezione dai guasti a terra.
Tipo di connessione SPD 2 (CT2)
Una configurazione SPD basata sul tipo di connessione 2 (CT2) è richiesta su un file Disposizione di terra TT se l'SPD è a monte dell'RCD. L'RCD a valle dell'SPD non funzionerebbe se l'SPD fosse difettoso.
Figura 2 - Dispositivi di protezione contro le sovratensioni (SPD) installati sul lato di alimentazione dell'RCD
La disposizione SPD qui è configurata in modo tale che gli SPD siano applicati tra i conduttori sotto tensione (da tensione a neutro) piuttosto che tra i conduttori sotto tensione e il conduttore di protezione.
Se l'SPD diventasse difettoso, creerebbe quindi una corrente di cortocircuito anziché una corrente di guasto a terra e come tale garantirebbe che i dispositivi di protezione da sovracorrente (OCPD) in linea con l'SPD funzionino in sicurezza entro il tempo di disconnessione richiesto.
Viene utilizzato un SPD di energia più elevata tra neutro e conduttore di protezione. Questo SPD a energia più elevata (tipicamente uno spinterometro per un SPD di Tipo 1) è necessario quando le correnti di fulmine si alzano verso il conduttore di protezione e come tale questo SPD a più alta energia vede fino a 4 volte la corrente di picco degli SPD collegati tra i conduttori sotto tensione.
La clausola 534.2.3.4.3, pertanto, consiglia che l'SPD tra il neutro e il conduttore di protezione sia valutato a 4 volte l'ampiezza dell'SPD tra i conduttori sotto tensione.
Perciò, solo se non è possibile calcolare la corrente impulsiva Iimp, 534.2.3.4.3 avvisa che il valore minimo Iimp per un SPD tra neutro e conduttore di protezione è 50kA 10/350 per un'installazione Trifase 3, 2 volte 4kA 12.5/10 degli SPD tra i conduttori sotto tensione.
La configurazione SPD CT2 è spesso indicata come disposizione "3 + 1" per un'alimentazione trifase.
SPD e configurazioni di terra TN-CS
I requisiti minimi di connessione SPD in corrispondenza o in prossimità dell'origine dell'installazione per un sistema TN-CS richiedono ulteriori chiarimenti come illustra la Sezione 534 della BS 7671 (vedere la Figura 3 di seguito) un SPD di Tipo 1 è richiesto tra i conduttori sotto tensione e PE - lo stesso come richiesto per un sistema TN-S.
Figura 3 - Installazione di SPD di tipo 1, 2 e 3, ad esempio nei sistemi TN-CS
Il termine 'in corrispondenza o vicino all'origine dell'installazione' crea ambiguità dato che la parola "vicino" non è definita. Da un punto di vista tecnico, se gli SPD vengono applicati entro una distanza di 0.5 m dalla divisione PEN per separare N e PE, non è necessario disporre di una modalità di protezione SPD tra N e PE come mostrato in figura.
Se BS 7671 consentisse l'applicazione di SPD sul lato TN-C (lato utilità) del sistema TN-CS (osservato in alcune parti d'Europa), allora potrebbe essere possibile installare SPD entro 0.5 m dalla divisione PEN per N e PE e omettono la modalità di protezione SPD da N a PE.
Tuttavia, poiché gli SPD possono essere applicati solo lato TN-S (lato consumatore) del sistema TN-CS, e dato che gli SPD sono tipicamente installati sul quadro di distribuzione principale, la distanza tra il punto di installazione SPD e la divisione PEN sarà quasi sempre maggiore di 0.5 m, quindi è necessario avere un SPD tra N e PE come richiesto per un sistema TN-S.
Poiché gli scaricatori di tipo 1 sono specificatamente installati per prevenire il rischio di perdita di vite umane (secondo BS EN62305) a causa di scintille pericolose che potrebbero presentare un pericolo di incendio, ad esempio, solo nell'interesse della sicurezza, il giudizio tecnico è che un SPD dovrebbe essere montato tra N e PE per un sistema TN-CS come sarebbe in un sistema TN-S.
In sintesi, per quanto riguarda la Sezione 534, I sistemi TN-CS sono trattati come i sistemi TN-S per la selezione e l'installazione di SPD.
Le basi dei dispositivi di protezione contro le sovratensioni
Un dispositivo di protezione contro le sovratensioni (SPD) è un componente del sistema di protezione dell'impianto elettrico. Questo dispositivo è collegato all'alimentazione in parallelo ai carichi (circuiti) che si intende proteggere (vedere la Figura 4). Può anche essere utilizzato a tutti i livelli della rete di alimentazione.
Questo è il più comunemente usato e il tipo più pratico di protezione da sovratensione.
Il principio del funzionamento della protezione contro le sovratensioni
Gli SPD sono progettati limitare le sovratensioni transitorie dovute a fulmini o commutazioni e deviare le correnti di sovratensione associate a terra, in modo da limitare queste sovratensioni a livelli che difficilmente possono danneggiare l'installazione o l'apparecchiatura elettrica.
Tipi di dispositivi di protezione contro le sovratensioni
Esistono tre tipi di SPD secondo gli standard internazionali:
Tipo 1 SPD
Protezione contro sovratensioni transitorie a causa di fulmini diretti. L'SPD di Tipo 1 è consigliato per proteggere le installazioni elettriche dalle correnti parziali di fulmine causate da fulmini diretti. Può scaricare la tensione generata dai fulmini che si propagano dal conduttore di terra ai conduttori di rete.
L'SPD di tipo 1 è caratterizzato da a Onda di corrente 10 / 350µs.
Figura 5 - Tre tipi di SPD secondo gli standard internazionali
Tipo 2 SPD
Protezione contro sovratensioni transitorie a causa di accensioni e fulmini indiretti. L'SPD di Tipo 2 è il principale sistema di protezione per tutte le installazioni elettriche a bassa tensione. Installato in ogni quadro elettrico, previene la propagazione di sovratensioni negli impianti elettrici e protegge i carichi.
Il tipo 2 SPD è caratterizzato da un Onda di corrente 8 / 20µs.
Tipo 3 SPD
Viene utilizzato SPD di tipo 3 per la protezione locale per carichi sensibili. Questi SPD hanno una bassa capacità di scarica. Devono quindi essere installati solo come supplemento allo SPD di Tipo 2 e in prossimità di carichi sensibili. Sono ampiamente disponibili come dispositivi cablati (spesso combinati con SPD di Tipo 2 per l'uso in installazioni fisse).
Tuttavia, sono anche incorporati in:
- Prese di corrente protette da sovratensioni
- Prese portatili protette da sovratensioni
- Telecomunicazioni e protezione dei dati
