Un dispositivo di protezione contro le sovratensioni (SPD) può proteggere efficacemente le apparecchiature solo se installato nel posto giusto e collegato correttamente. I problemi di installazione più comuni non sono causati dall'SPD stesso, ma da un posizionamento errato, da una lunghezza eccessiva del conduttore o da una protezione di backup inadeguata. Questa guida spiega dove vengono comunemente installati gli SPD di tipo 1, tipo 2 e tipo 3, come cablare correttamente un SPD, cosa significa il principio di connessione a 0.5 m e in cosa differiscono gli SPD in corrente alternata e in corrente continua negli impianti fotovoltaici.

La protezione SPD è generalmente organizzata in più fasi. La prima fase limita le sovratensioni ad alta energia che entrano in un impianto, mentre le SPD a valle riducono la tensione transitoria residua in prossimità delle apparecchiature sensibili. La configurazione esatta dipende dall'impianto elettrico dell'edificio, dal sistema di protezione contro i fulmini, dalla configurazione dell'alimentazione, dalle normative applicabili e dal coordinamento tra le SPD.
Un SPD di tipo 1 viene utilizzato all'ingresso del servizio o nelle sue vicinanze, dove correnti di fulmine ad alta energia possono penetrare nell'impianto elettrico. È particolarmente indicato per edifici dotati di un sistema di protezione contro i fulmini esterno o in altre condizioni che aumentano l'esposizione alle correnti di fulmine.
I dispositivi di protezione dalle sovratensioni di tipo 1 sono progettati per correnti di picco ad alta energia e sono comunemente associati alla forma d'onda di prova 10/350 μs. Forniscono il primo stadio di protezione, anziché sostituire i dispositivi di protezione dalle sovratensioni a valle.
I dispositivi di protezione da sovratensione di tipo 2 (SPD) sono comunemente installati nei quadri di distribuzione principali e secondari. Contribuiscono a proteggere i circuiti a valle dalle sovratensioni di commutazione, dalle sovratensioni indotte dai fulmini e dalle tensioni transitorie residue che permangono dopo l'intervento dei dispositivi di protezione a monte.
Per molti impianti residenziali e commerciali, un SPD di tipo 2 nel quadro di distribuzione principale rappresenta il primo livello di protezione contro le sovratensioni. Ulteriori dispositivi di tipo 2 potrebbero essere necessari nei quadri di distribuzione secondari a seconda della configurazione dell'impianto e della lunghezza dei cavi.
Un SPD di tipo 3 viene normalmente installato in prossimità di apparecchiature sensibili come fase finale di una protezione coordinata contro le sovratensioni. È adatto per applicazioni che coinvolgono apparecchiature elettroniche come computer, sistemi di controllo, apparecchiature di comunicazione e altri carichi sensibili.
La protezione di tipo 3 dovrebbe essere generalmente considerata parte di un sistema coordinato, piuttosto che come sostituto della protezione di tipo 1 o di tipo 2.
Un cablaggio corretto è importante quanto la scelta del dispositivo di protezione da sovratensione (SPD) appropriato. Durante una rapida sovratensione, anche un conduttore corto introduce una tensione induttiva. All'aumentare della lunghezza del conduttore, la tensione induttiva aggiuntiva può incrementare la tensione che raggiunge l'apparecchiatura protetta.
Il percorso di collegamento SPD deve essere il più breve e rettilineo possibile. Negli impianti in cui si applica il principio dei 0.5 m, la lunghezza complessiva dei conduttori di collegamento SPD pertinenti deve generalmente essere mantenuta entro 0.5 m, in conformità con la norma di installazione applicabile e le istruzioni del produttore.
Evitate anelli superflui, curve lunghe e percorsi che creino un grande anello conduttore. Montare l'SPD vicino al suo punto di connessione è uno dei modi più semplici per migliorarne le prestazioni di limitazione delle sovratensioni.
I conduttori SPD devono essere instradati vicini tra loro e con la minima separazione e area di spira possibile. L'obiettivo è minimizzare l'induttanza del percorso della corrente di sovratensione, piuttosto che semplicemente realizzare tutti i conduttori esattamente della stessa lunghezza.
Attenersi sempre allo schema elettrico fornito con lo specifico SPD, poiché la disposizione dei collegamenti dipende dalla progettazione del dispositivo e dall'impianto elettrico.
Un SPD richiede inoltre un'adeguata protezione di sovracorrente di riserva, ove specificato dal produttore o dalle normative di installazione applicabili. Tale protezione limita la corrente qualora l'elemento di protezione dell'SPD raggiunga la fine della sua vita utile o presenti un guasto.
Il dispositivo di protezione di riserva può essere un fusibile o un interruttore automatico, a seconda della progettazione del SPD e delle condizioni del sistema. La sua potenza nominale deve essere selezionata in base alla scheda tecnica del SPD, alla corrente di cortocircuito e ai requisiti di coordinamento del produttore. La disconnessione termica integrata non elimina automaticamente la necessità di seguire la configurazione di protezione di riserva specificata.
Prima dell'installazione, verificare il tipo di SPD, la tensione di sistema, la tensione massima di esercizio continuo (Uc), il livello di protezione (Up), i valori nominali della corrente di scarica, la configurazione di messa a terra, i requisiti dei conduttori e la protezione di backup.
Il processo di installazione tipico è il seguente:
1
Interrompere l'alimentazione elettrica e verificare che il circuito sia completamente spento utilizzando un apposito tester di tensione bipolare.
2
Installare il dispositivo sulla guida DIN o sul sistema di montaggio specificato dal produttore, il più vicino possibile al punto di connessione.
3
Collegare i conduttori di linea pertinenti secondo lo schema elettrico del dispositivo di protezione dalle sovratensioni (SPD). Mantenere il percorso di collegamento breve ed evitare curve inutili.
4
Per un SPD progettato per sistemi che richiedono una connessione al neutro, collegare il conduttore neutro secondo lo schema del produttore.
5
Il collegamento PE deve fornire un percorso breve e a bassa impedenza verso il sistema di messa a terra. Evitare lunghezze e anelli di conduttore non necessari.
6
Utilizzare il fusibile o l'interruttore automatico con la portata specificata per il particolare SPD e l'installazione.
7
Prima della messa in servizio, verificare che l'indicatore mostri le normali condizioni operative specificate dal produttore.
8
Dopo aver verificato tutti i collegamenti, alimentare l'impianto e verificare lo stato dell'SPD e la tensione di sistema secondo la procedura di messa in servizio del produttore.
Gli impianti fotovoltaici possono richiedere una protezione coordinata contro le sovratensioni sia sul lato CC che su quello CA dell'inverter. Il numero e la posizione esatti dei dispositivi di protezione contro le sovratensioni (SPD) dipendono dalla configurazione del sistema, dalla lunghezza dei cavi, dall'esposizione ai fulmini, dalla valutazione del rischio, dalle normative applicabili e dai requisiti del produttore delle apparecchiature.
Sul lato CC, il dispositivo di protezione da sovratensione (SPD) deve essere dimensionato per la tensione dell'impianto fotovoltaico e installato secondo le specifiche del produttore. A seconda dell'installazione, potrebbe essere necessaria una protezione in prossimità del pannello fotovoltaico o della scatola di giunzione e in prossimità dell'ingresso CC dell'inverter.
Sul lato CA, è possibile installare un apposito SPD CA all'uscita dell'inverter e/o sul quadro di distribuzione CA principale.
I dispositivi di protezione da sovratensione (SPD) per corrente continua e alternata non sono intercambiabili. Un circuito in corrente continua non presenta lo stesso attraversamento dello zero della corrente di un circuito in corrente alternata, pertanto l'SPD deve essere progettato e dimensionato specificamente per l'applicazione in corrente continua.
La serie SPC di KRIPAL è progettata per applicazioni di protezione dalle sovratensioni in corrente continua, come ad esempio gli impianti fotovoltaici, mentre la serie SPB offre protezione dalle sovratensioni in corrente alternata per le applicazioni di distribuzione.
Uno degli errori più comuni è l'utilizzo di conduttori SPD eccessivamente lunghi. Installare l'SPD lontano dal punto di connessione e utilizzare cavi lunghi può generare tensione induttiva durante una sovratensione e ridurre l'efficacia della protezione.
Un altro errore consiste nello scegliere una protezione di backup senza verificare i requisiti del produttore del dispositivo di protezione da sovracorrente (SPD). Il corretto valore del fusibile o dell'interruttore automatico dipende dallo specifico SPD e dall'impianto elettrico.
Un altro problema comune è l'installazione di un SPD di tipo errato. I dispositivi di tipo 1, tipo 2 e tipo 3 hanno applicazioni e caratteristiche prestazionali diverse. La scelta dovrebbe basarsi sull'esposizione alle sovratensioni dell'impianto, sul concetto di protezione e sulle normative applicabili, piuttosto che optare semplicemente per il dispositivo più economico.
Negli impianti solari, un altro errore comune è quello di considerare solo un lato dell'inverter. A seconda della progettazione del sistema e della valutazione del rischio, sia il circuito in corrente continua (CC) che quello in corrente alternata (CA) potrebbero richiedere una protezione coordinata contro le sovratensioni.
La maggior parte dei moderni SPD (Dispositivi di Protezione da Sovracorrente) include un indicatore visivo di stato che mostra se l'elemento di protezione funziona correttamente. Molti dispositivi utilizzano un'indicazione verde per il normale funzionamento e un'indicazione rossa per una condizione di guasto, sebbene l'indicazione esatta dipenda dal prodotto.
Se l'indicatore segnala un guasto dopo l'installazione, l'impianto non deve essere messo in funzione finché non sia stata identificata la causa e non sia stata confermata l'idoneità del dispositivo di protezione individuale (SPD) per il sistema.
Qualora l'SPD disponga di un contatto di segnalazione remoto, il suo stato può essere collegato anche a un sistema di monitoraggio o di gestione dell'edificio.
La scelta di un SPD (Dispositivo di Protezione da Sovratensione) non si limita alla selezione del Tipo 1, Tipo 2 o Tipo 3. Prima dell'installazione, è necessario verificare la tensione di sistema, Uc, Up, la corrente di scarica nominale (In), la corrente di scarica massima (Imax), le condizioni di cortocircuito, la configurazione dei poli, il sistema di messa a terra e la protezione di riserva richiesta.
Per le applicazioni fotovoltaiche, la tensione nominale in corrente continua e la configurazione del sistema fotovoltaico sono particolarmente importanti. Il dispositivo di protezione da sovratensione (SPD) deve essere adatto alla massima tensione continua presente sul circuito in corrente continua.
Prima di selezionare e installare il dispositivo, confrontate sempre questi parametri con la documentazione tecnica del produttore. Esplorate la gamma di dispositivi di protezione contro le sovratensioni KRIPAL o l'intero portfolio di dispositivi di protezione dei circuiti per scegliere la protezione più adatta alle vostre esigenze.
A che distanza deve essere posizionato un SPD dal punto di connessione?
I conduttori SPD devono essere mantenuti il più corti e rettilinei possibile. Qualora i requisiti di installazione applicabili specifichino il principio dei 0.5 m, i relativi conduttori di collegamento devono generalmente essere mantenuti entro tale lunghezza totale.
Ho bisogno di un interruttore automatico magnetotermico (MCB) o di un fusibile prima di un dispositivo di protezione da sovratensione (SPD)?
Un SPD richiede un'adeguata protezione di sovracorrente di riserva, come specificato dal produttore o dai requisiti di installazione applicabili. La corrente nominale del fusibile o dell'interruttore automatico deve essere selezionata in base alla scheda tecnica dell'SPD e alle condizioni del sistema.
Qual è la differenza tra SPD di tipo 1 e di tipo 2?
I dispositivi di protezione da sovratensione (SPD) di tipo 1 sono progettati per applicazioni con correnti di fulmine ad alta energia e sono comunemente associati alla forma d'onda di prova 10/350 μs. I dispositivi di protezione da sovratensione (SPD) di tipo 2 sono utilizzati principalmente nei quadri di distribuzione per limitare le sovratensioni transitorie e sono comunemente testati utilizzando la forma d'onda 8/20 μs.
Posso installare un SPD da solo?
L'installazione di un SPD (Dispositivo di Protezione da Sovrapposizione) riguarda le apparecchiature di distribuzione elettrica e deve essere eseguita da personale adeguatamente qualificato, in conformità con le normative locali, gli standard applicabili e le istruzioni di installazione del produttore.
Gli impianti fotovoltaici necessitano di SPD su entrambi i lati dell'inverter?
Potrebbero esserlo. La necessità di protezione contro le sovratensioni in corrente continua e alternata dipende dalla configurazione dell'impianto fotovoltaico, dalla lunghezza dei cavi, dall'esposizione ai fulmini, dalla valutazione del rischio, dalle normative applicabili e dai requisiti delle apparecchiature. I dispositivi di protezione contro le sovratensioni in corrente continua e alternata devono essere dimensionati correttamente per i rispettivi circuiti.
Come faccio a sapere se un SPD è guasto?
Verificare l'indicatore di stato del dispositivo o il contatto di segnalazione remota, se presente. Un'indicazione di guasto generalmente significa che l'elemento di protezione SPD deve essere sostituito. Prima di mettere in funzione il dispositivo sostitutivo, è necessario indagare anche sulla causa del guasto.
Un'efficace protezione contro le sovratensioni dipende sia dal dispositivo di protezione dalle sovratensioni (SPD) stesso, sia dalla sua corretta installazione. Scegliere il tipo di SPD e i valori nominali elettrici appropriati, installarlo nel punto idoneo del sistema di protezione, mantenere i conduttori di collegamento corti e diretti e rispettare i requisiti specificati per la protezione di emergenza.
Per le applicazioni di distribuzione in corrente alternata, la serie SPB di KRIPAL offre soluzioni di protezione contro le sovratensioni per installazioni idonee. Per le applicazioni in corrente continua del fotovoltaico, la serie SPC è progettata per la protezione contro le sovratensioni sul lato CC.
Per la selezione del prodotto, consultare la documentazione tecnica KRIPAL pertinente e verificare la tensione di sistema, i valori SPD, la disposizione dei cavi e la protezione di backup prima dell'installazione. Contattare KRIPAL per assistenza applicativa.