PARAMETRI PER LA SELEZIONE DEGLI SPD

SCARICATORI DI SOVRATENSIONE CON INDICATORE PROGRESSIVO DELLE PRESTAZIONI

Tra le innovazioni annoveriamo la presenza dell'indicatore progressivo delle prestazioni dell'SPD. Da oggi l'attività di verifica dello stato di efficienza dello scaricatore risulta semplificata. Un indicatore progressivo dal verde, al giallo, al rosso permette di controllare in maniera semplice ed immediata il livello di protezione che lo scaricatore è ancora in grado di offrire all'impianto. La garanzia di poter controllare in modo progressivo il livello di efficienza dello scaricatore e quindi programmarne la sostituzione è il nostro primo punto di forza. 
Oltre a questa funzionalità la linea di scaricatori ZOTUP presenta altri componenti: funzione fusibile integrata in caso di guasto dell'SPD e possibilità di impiego dell'SPD in ambienti con un elevato tasso di inquinamento (grado 3).

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La capacità di scarica è un parametro importante nella scelta degli SPD, ma vi sono altri parametri fondamentali, quali:

• Tensione massima continuativa (Uc);
• Immunità/tenuta alle sovratensioni temporanee (TOV);
• Tipo/Classe di prova (corrente e tensioni impulsive) T1 T2 T3 ;
• Tenuta alla corrente di corto circuito/corrente di corto circuito nominale (Isccr);
• Valutazione del potere d'interruzione della corrente seguente di rete a Uc, preferibilmente utilizzare SPD tipo NFC No Follow Current®;
• Livello di protezione (Up);
• Tempo d'intervento (ta);
• Aspetti di coordinamento;
• Attenuazione delle interferenze elettromagnetiche condotte in alta frequenza (dB);
• Pollution Degree. SPD realizzati per applicazioni con grado di inquinamento conduttivo 3, ambiente (PD3).

Tensione massima continuativa Uc:

La tensione massima continuativa è il massimo valore della tensione efficace che può essere applicato costantemente ai morsetti dell'SPD, per ciascun modo di protezione, e va scelta in funzione di:

• tensione nominale del sistema da proteggere;
• sistema di distribuzione energia in bassa tensione (TN, TT, IT);
• modi di protezione richiesti (fase-terra; fase-neutro; neutro-terra);
• requisito di comportamento (di guasto e/o di tenuta) dell'SPD alle TOV attese.

L'immunità contro le comunemente specificate TOV (Sovratensioni Temporanee) per sistemi in bassa tensione 230/400 V è garantita attraverso la selezione dei seguenti valori di Uc:

Tenuta alla corrente di corto circuito (corrente di corto circuito nominale Isccr):

Durante la normale operatività di limitatore di sovratensioni, l'SPD presenta un'alta impedenza alla tensione e frequenza nominale del sistema. Nel caso un SPD raggiunga il suo fine vita in uno stato di bassa impedenza la risultante corrente di corto circuito deve essere interrotta. Questa interruzione può essere fornita da un disconnettore interno all'SPD o congiuntamente con un disconnettore esterno, per esempio un fusibile.
Quando un costruttore fornisce informazioni relative al massimo valore del fusibile di back-up, la sua sostituzione con un altro limitatore di sovracorrente, come per esempio un interruttore modulare (MCB) o un interuttore (CB), deve essere valutata molto attentamente. Queste apparecchiature potebbero non fornire l'adeguata tenuta all'impulso, specialmente in applicazioni dove sono richiesti SPD di tipo 1 e quote parte della corrente da fulmine devono essere attese. L'uso di altre apparecchiature per la limitazione di sovracorrente utilizzate in alternativa a quelle previste dal costruttore dell'SPD, è sotto la totale responsabilità dell'installatore/quadrista. Inolte, la maggior impedenza interna di tali apparecchiature (MCB o CB) confrontata con quella di un fusibile, può aggiungere una caduta di tensione in occasione di sovratensioni impulsive che peggiora il livello di protezione dell'installazione e degli apparati.

Capacità d'estinzione autonoma della corrente seguente Ifi:

Questa valutazione esiste solamente nella norma IEC 61643-11 ed è relativa agli SPD la cui tipologia costruttiva causa la circolazione della corrente seguente di rete dopo che è fluita la corrente impulsiva di scarica. Essa descrive la capacità di tale SPD di estinguerla autonomamente senza ausilio o alterazione del disconnettore. Per una corretta comprensione è importante evidenziare che questo parametro non esprime il reale valore di corrente che di fatto sarà interrotto dall'SPD, ma quello della massima corrente di corto circuito prospettica che è disponibile nel punto d'installazione dell'SPD. Mentre IEC 61643-11 consente che la capacità d'estinzione autonoma della corrente seguente Ifi possa essere minore della corrente di corto circuito Isccr, EN 61643-11 richiede che il valore di Ifi sia uguale alla corrente di corto circuito Isccr. Tuttavia entrambe le regole di installazione, IEC 60364-5-534 così come HD 60364-5-534, richiedono che il valore della capacità d'estinzione autonoma della corrente seguente Ifi sia uguale o maggiore del massimo valore di corrente di corto circuito Isccr nel punto d'installazione dell'SPD.

Caratteristica NFC No Follow Current®:

Gli SPD del tipo NFC No Follow Current® per loro caratteristica costruttiva impediscono totalmente la circolazione della corrente seguente di rete evitando così la sollecitazione impulsiva del disconnettore (per esempio il fusibile) e delle protezioni di linea. Ciò riduce al minimo il rischio della perdita di continuità d'esercizio.

Livello di protezione Up:  

E' il massimo valore di tensione istantaneo ai morsetti dell'SPD durante la sua funzione di protezione. A seconda del tipo di tecnologia e componenti utilizzati nell'SPD esso corrisponde:

• per gli SPD a limitazione: alla tensione residua riferita alla corrente nominale di scarica (8/20 μs) per SPD di tipo 2 o alla tensione residua alla corrente di scarica (8/20 μs) avente un valore di cresta pari a Iimp per gli SPD di tipo 1; 
• per gli SPD ad innesco o combinati: al valore maggiore tra quello della tensione impulsiva d'innesco 1,2/50 μs e quello della tensione residua ai capi dell'apparecchio durante la scarica della corrente impulsiva così come per quelli a limitazione.

Il livello di protezione offerto dall'SPD deve essere confrontato con la tensione di tenuta all'impulso delle apparecchiature nelle varie parti dell'impianto, tenendo anche in considerazione la distanza tra gli SPD e le apparecchiature.

Tempo d'intervento ta:

Il tempo d'intervento dell'SPD è trascurato dalla norma di prodotto EN 61643-11 Ed.1 (2011-03), ma è considerato soltanto come un fattore implicito durante le prove degli SPD. Tuttavia i tempi di danneggiamento dei semiconduttori presenti nelle apparecchiature elettroniche fanno sì che esso costituisca un aspetto non secondario. I fenomeni delle sovratensioni che si manifestano nell'impianto sono nell'ordine di grandezza dei μs, i tempi d'intervento degli SPD sono nell'ordine di grandezza dei ns, ma i tempi di danneggiamento di alcuni semiconduttori sono nell'ordine di grandezza di ps. Questa semplice considerazione ci porta ad asserire che maggiore è la velocità dell'SPD nello svolgere la funzione di protezione, migliore è la sua prestazione.

Coordinamento:

La massima efficacia degli SPD può essere esclusivamente assicurata attraverso un appropriato coordinamento di tutti gli SPD sia esso riferito al livello di protezione sia a quello dell'assorbimento dell'energia. Le necessarie informazioni per ottenere il coordinamento degli SPD possono soltanto essere fornite dal costruttore degli SPD in quanto le caratteristiche costruttive possono essere determinanti. Negli impianti di grandi dimensioni il coordinamento energetico è di difficile ottenimento a causa della elevata lunghezza dei collegamenti e conseguente elevata impedenza che, di fatto, rende gli SPD indipendenti tra loro.

Corrente di scarica totale (ITotal 10/350 e ITotal 8/20):

Questo parametro è finalizzato a identificare la massima sollecitazione sopportabile generata dalla corrente impulsiva nei terminali e relativi componenti di un SPD multipolare, collegati al PE. Questo test è necessario per provare gli effetti cumulativi che avvengono quando un SPD multipolare conduce contemporaneamente in più modi di protezione, ad esempio di modo comune e di modo differenziale. Tutti gli altri test sono effettuati sui singoli modi di protezione.
La ITotal è particolarmente importante per gli SPD provati secondo la classe di prova I ed è verificata ai fini del collegamento equipotenziale antifulmine perchè le sollecitazioni sono di modo comune, cioè la corrente impulsiva fluisce contemporaneamente in tutti i conduttori attivi, così come indicato nelle serie di norme EN 62305-1/4. 

Livello di attenuazione delle interferenze: 

Questo è realizzato da filtri antidisturbo per limitare le interferenze elettromagnetiche di modo comune e differenziale comprese nel range 150 kHz - 30 MHz. La caratteristica di filtro passa banda contraddistingue la loro prestazione di protezione. Agli SPD più evoluti è associato un filtro di rete per le interferenze ad alta frequenza. Il loro scopo è di fornire una prestazione addizionale contro tutti i generi di interferenze condotte per raggiungere la compatibilità elettromagnetica (EMC).

Esempio di curva caratteristica di attenuazione asimmetrica e simmetrica

Pollution Degree:

La Norma base sulla sicurezza EN 60664-1, per il coordinamento dell'isolamento dei sistemi di bassa tensione, specifica e classifica quattro livelli di inquinamento conduttivo.
Il micro ambiente in questo contesto identifica l'ambiente prossimo all'isolamento, così come comparato al macro ambiente, che identifica e descrive l'ambiente della stanza o posizione dove l'apparato è installato.
Il micro ambiente spesso è primariamente dipendente dal macro ambiente e quindi sono essenzialmente identici.
Classificazione del livello d'inquinamento conduttivo presente o che può divenire presente per effetti di condensa nel luogo d'installazione dell'SPD:
PD 1: Nessun inquinamento o solo non conduttivo.
PD 2: Normalmente inquinamento non conduttivo. Effetti di condensa temporanea sono possibili.
PD 3: Presenza d'inquinamento conduttivo. Frequente condensa.
Questo parametro dell'SPD deve essere attentamente valutato durante la progettazione di un impianto per verificare la sua idoneità all'installazione specifica. Esso assume particolare rilevanza ad esempio in campi fotovoltaici, pali d'illuminazione pubblica, turbine eoliche, apparati telefonici o semaforici stradali, nonchè in ambienti industriali quali acciaierie e cementifici.