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Scaricatore di sovratensione

Scaricatore di sovratensione: cos’è e come funziona

Tempo di lettura stimato: 4 minuti

Lo scaricatore di sovratensione protegge l’impianto elettrico di una struttura da scariche atmosferiche. Scopri cos’è, come funziona e come si verifica

Le scariche atmosferiche sono fenomeni naturali che possono colpire edifici e strutture o cadere in prossimità degli stessi causando danni alle strutture e/o agli occupanti.

I danni generati infatti possono essere:

  • diretti alle persone che si trovano all’interno delle abitazioni;
  • generati dallo sviluppo di incendi esplosioni o distruzioni;
  • dovuti alle conseguenze del mancato funzionamento di impianti essenziali, danneggiati direttamente dal passaggio della corrente di un fulmine o da eventuali sovratensioni.

Ne consegue che la valutazione del rischio di fulminazione, secondo le procedure previste dalla CEI EN 62305-2, è uno step importantissimo nonché necessario e obbligatorio come norma per la progettazione di qualsiasi impianto elettrico.

In funzione delle esigenze da garantire, gli impianti elettrici vengono protetti da questo rischio mediante l’inserimento di scaricatori di sovratensione, che dovranno sempre essere verificati con il supporto di un software di verifica delle scariche atmosferiche, prima di poter realizzare prontamente l’impianto.

Sai cosa sono e come funzionano? Scopri questo e molto altro in questo articolo!

Cos’è e come funziona uno scaricatore di sovratensione?

Uno scaricatore di sovratensione, detto anche limitatore di sovratensione o SPD, acronimo che sta per “Surge Protection Device”, è una soluzione tecnica finalizzata alla protezione di dispositivi ed impianti elettrici da scariche atmosferiche, da sovratensioni, sbalzi e picchi di elettricità indotti da fenomeni naturali, come i fulmini.

Il problema delle sovratensioni non riguarda solo il settore terziario ed industriale, ma anche quello civile: le case sono sempre più piene di apparecchiature elettriche ed elettrodomestici come televisioni, computer, lavatrici, forni, frigoriferi e perciò garantire la sicurezza domestica inserendo a monte negli impianti scaricatori di sovratensione è essenziale.

Un SPD limita le sovratensioni transitorie; nel momento in cui si verificano esso ha la funzionalità di scaricare immediatamente verso terra l’onda di corrente conseguente, limitando l’ampiezza della sovratensione a valori compatibili con la sicurezza dell’impianto elettrico.

Infatti un limitatore di sovratensione è come un contenitore collegato tra la linea e la terra (L-PE) che possiede impedenza (tendenza di un circuito a opporsi al passaggio di una corrente elettrica alternata) infinita.

Nel momento in cui giunge una sovratensione, l’impedenza si abbassa drasticamente, permettendo l’assorbimento della corrente generata, che verrà poi scaricata verso terra.

Quanti tipi di scaricatori di sovratensione esistono?

Gli scaricatori di sovratensione sono divisi in tre classi:

  • classe I, di cui fanno parte tutti i dispositivi che vengono utilizzati in zone in cui insistono solitamente fenomeni atmosferici come temporali e fulmini. Questi scaricatori vengono installati a monte del quadro elettrico;
  • classe II, ossia quegli scaricatori di sovratensione che proteggono gli impianti da sbalzi di corrente dovuti a lavori di manutenzione sulla linea elettrica da parte del gestore del servizio elettrico;
  • classe III, sono quei SPD installati a valle delle prese dei vari elettrodomestici, garantendo una protezione superiore.

I dispositivi SPD si distinguono inoltre in tre macro-categorie:

  • a commutazione o innesto: sono molto affidabili e supportano elevate correnti di scarica. Funzionano grazie allo spinterometro, un dispositivo che si compone di due elettrodi distanziati in aria, tra i quali si genera un varco elettrico quando si verifica una sovratensione;
  • a limitazione: caratterizzati da tempi di interventi ridotti e dall’assenza di corrente susseguente, sono quelli costituiti da varistori realizzati con un impasto ceramico e particelle di ossido zinco. Durante una sovratensione sono attraversati da una corrente di fuga e mantengono la tensione costante ai morsetti durante l’assorbimento della sovratensione;
  • di tipo combinato: se vengono combinati in serie o in parallelo i primi due tipi di SPD.
Differenza tra SPD che commutano o limitano la sovratensione

Differenza tra SPD che commutano o limitano la sovratensione

Come scegliere lo scaricatore di sovratensione ideale?

Per scegliere uno scaricatore di tensione è necessario analizzare le caratteristiche tecniche dello stesso per capire se si adattano meno al nostro impianto.

Le caratteristiche di uno SPD sono definite da dati targa e fra più importanti vi sono:

  • Un, tensione nominale, ovvero la tensione nominale del sistema di alimentazione;
  • Uc, tensione massima continuativa, ovvero il valore della tensione al di sotto della quale l’SPD non interviene;
  • Up, livello di tensione di protezione, consiste nel massimo valore di tensione che si ha nell’SPD durante l’azione;
  • Uoc, tensione a vuoto, è il valore massimo della tensione a vuoto prodotta dallo scaricatore, che riesce ad emettere una corrente con forma d’onda di 8/20 micro secondi. È un parametro peculiare per la caratterizzazione degli SPD di Classe III;
  • In 8/20, corrente nominale di scarica, ovvero il valore massimo di corrente che l’SPD può scaricare almeno una volta senza subire danni;
  • Iimp 10/350, corrente impulsiva, corrisponde al valore massimo dell’impulso di forma d’onda 10/350 micro secondi con cui viene provato l’SPD di Classe I.
  • fusibile di protezione, indica la qualità del varistore, più è alto questo valore, tanto più il varistore usato è di qualità perché riesce a gestire e dissipare energia autonomamente.

Inquadrati i dati targa, per dimensionare l’SPD sarà necessario valutare a monte il rischio di fulminazione, scegliere le misure di protezione contro i fulmini e calcolare infine la corrente di fulmine.

Come si verifica uno SPD?

Nel progettare un impianto elettrico, per verificare l’SPD in ingresso alla linea, di quadro e delle apparecchiature dovrai:

  1. identificare la classe dell’LPS ed il suo livello di protezione “LPL”;
  2. definire la resistività del suolo e calcolare la corrente di fulmine;
  3. definire il numero di calate (la calata è il collegamento elettrico tra il dispositivo di captazione e l’impianto di messa a terra) ed il coefficiente di ripartizione della corrente di fulmine, ottenendo la distanza di sicurezza minima dalle calate;
  4. scegliere il tipo di SPD all’ingresso della linea, sui quadri secondari e sugli apparecchi;
  5. confrontando i dati degli stessi con il valore di corrente di fulmine, verificare la compatibilità dell’SPD con il sistema di protezione scelto.

Con un software di verifica delle scariche atmosferiche potrai automatizzare questa procedura seguendo i semplici passaggi illustrati in questo breve tutorial su “Come individuare e verificare l’SPD ingresso linea, di quadro e sulle apparecchiature”.

 

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