Le sovratensioni sono sovratensioni che superano i limiti massimi consentiti per un particolare sistema di rete. Un picco di sovratensione è un brusco salto di tensione tra una fase e la terra che dura una frazione di secondo. Una tale caduta di tensione non è solo pericolosa per la linea, ma anche per gli apparecchi ad essa collegati. Per evitare che questo accada, si usa un dispositivo di protezione dalle sovratensioni.
Contenuto
- 1 Cos'è uno scaricatore di sovratensioni e perché ne ho bisogno?
- 2 Principio funzionale e design
- 3 Tipi di protezioni contro le sovratensioni
- 4 Classi di protezioni contro le sovratensioni
- 5 Come scegliere uno scaricatore di sovratensioni?
- 6 Come collegare uno scaricatore di sovratensioni in una casa privata?
- 7 Errori di cablaggio
Cos'è uno scaricatore di sovratensioni e a cosa serve?
Uno scaricatore di sovratensioni è un dispositivo di protezione dalle sovratensioni che protegge le installazioni elettriche fino a 1kV. Il dispositivo protegge dalle sovratensioni di rete e dai fulmini deviando gli impulsi di corrente verso terra.
Lo scaricatore di sovratensioni è usato solo nei sistemi di distribuzione di energia a bassa tensione. Il dispositivo è adatto sia per impianti industriali che per edifici residenziali.
Il limitatore di sovratensione è disponibile in due tipi:
- OPS - soppressore di picchi di rete;
- OIN - soppressore di picchi.
Principio di funzionamento e design
Il principio di SPD è l'uso di varistori - un elemento non lineare sotto forma di un resistore semiconduttore che resiste alla tensione applicata.
L'SPD ha due tipi di protezione:
- Sbilanciato (in fase) - quando si verifica una sovratensione, il dispositivo dirige gli impulsi a terra (fase-terra e neutro-terra);
- Simmetrico (differenziale) - in caso di sovratensione, l'energia è diretta verso un altro conduttore attivo (fase-fase o fase-neutro).
Per capire meglio la protezione dalle sovratensioni, ecco un breve esempio.
La tensione normale di un circuito è di 220 V, e quando si verifica un impulso in quel circuito stesso, la tensione aumenta bruscamente, per esempio quando cade un fulmine. In caso di un improvviso picco di tensioneLa sovratensione nell'SPD diminuisce la sua resistenza, provocando un cortocircuito, che a sua volta fa scattare l'interruttore e successivamente porta allo spegnimento del circuito stesso. Questo protegge l'impianto elettrico contro le fluttuazioni improvvise di tensione, impedendo che un impulso di alta tensione scorra attraverso di esso.
Tipi di protezioni contro le sovratensioni
Gli scaricatori di sovratensioni sono disponibili in versioni a uno o due fori e si dividono in suddiviso in:
- Commutazione;
- Limitante;
- Combinato.
Protezioni contro le sovratensioni di commutazione
La caratteristica dei dispositivi di commutazione è la loro alta resistenza, che scende a zero istantaneamente quando si verifica un forte impulso di tensione. Il principio di funzionamento dei dispositivi di commutazione è basato sugli scaricatori di sovratensione.
Soppressori di sovratensione (soppressori di picchi)
Uno scaricatore di sovratensione è anche caratterizzato da un'alta resistenza. Si differenzia da un dispositivo di commutazione solo per il fatto che la resistenza si riduce gradualmente. Lo scaricatore si basa sul varistore (resistore) utilizzato nella sua costruzione. La resistenza del varistore è in una relazione non lineare con la tensione applicata ad esso. Un aumento improvviso della tensione provoca anche un forte aumento della corrente che scorre direttamente attraverso il varistore. varistore e quindi Questo smorza gli impulsi elettrici, dopo di che il limitatore di tensione di linea ritorna al suo stato iniziale.
Protezioni contro le sovratensioni combinate
Gli SPD combinati combinano sia scaricatori di sovratensione che varistori, e quindi possono svolgere la funzione di entrambi, scaricatore di sovratensione e soppressore.
Classi di protezioni contro le sovratensioni
Ci sono solo tre classi di dispositivi secondo il loro grado di protezione:
- Dispositivo di classe I (categoria di sovratensione IV) - protegge il sistema contro i fulmini diretti, ed è installato nel quadro principale o in un'unità di distribuzione dell'alimentazione (PDU). È obbligatorio utilizzare questo dispositivo se l'edificio si trova in una zona aperta e circondata da molti alberi alti, il che aumenta il rischio di fulmini.
- Dispositivo di classe II (categoria di sovratensione III) - utilizzato in aggiunta al dispositivo di classe I per proteggere la rete dagli effetti di commutazione, cioè dalle sovratensioni interne alla rete. È installato nel quadro elettrico.
- Dispositivo di classe III (categoria di sovratensione II) - utilizzato per proteggere contro le sovratensioni residue atmosferiche e di commutazione e per eliminare le interferenze ad alta frequenza passate attraverso il dispositivo di classe II. L'installazione viene effettuata sia nelle prese di corrente convenzionali o nelle scatole di giunzione, sia negli stessi apparecchi elettrici, che devono essere messi in sicurezza.
Classificazione per scarico di corrente:
- Classe B - scariche in aria o gas con una corrente di scarica da 45 a 60 kA. Sono installati all'ingresso dell'edificio nel pannello principale o nei quadri di ingresso e uscita.
- Moduli varistori di classe C con correnti di scarica di circa 40 kA. Sono installati in pannelli ausiliari.
- Le classi C e D sono usate in tandem nei casi in cui è richiesta l'entrata di cavi sotterranei.
IMPORTANTE! La distanza tra gli SPD deve essere di almeno 10 metri sulla lunghezza dell'installazione.
Come scegliere un SPD?
Il primo passo nella scelta di un protettore di sovratensione è determinare il sistema di messa a terra utilizzato nell'edificio.
Esistono tre tipi di impianto di messa a terra:
- TN-S con una fase;
- TN-S con tre fasi;
- TN-C o TN-C-S con tre fasi.
È altrettanto importante prestare attenzione alla tolleranza della temperatura quando si acquista l'unità. La maggior parte dei limitatori di sovratensione sono progettati per funzionare a temperature fino a -25. Se la vostra regione ha un clima molto freddo e gli inverni possono essere rigidi, allora il pannello di avviamento non dovrebbe essere all'aperto, altrimenti si guasterà.
Quando si sceglie un dispositivo di protezione dalle sovratensioni, si devono prendere in considerazione anche i seguenti fattori:
- L'importanza dell'attrezzatura da proteggere;
- Il rischio per l'oggetto: terreno (città o periferia, aperta campagna piatta), una zona a rischio speciale (alberi, montagne, corpo idrico), una zona di impatto speciale (un parafulmine a meno di 50 metri dall'edificio che presenta un rischio).
La classe adatta (I, II, III) deve essere selezionata in base alla situazione in cui il limitatore di sovratensione deve essere installato.
È anche importante considerare la tensione che il dispositivo può sopportare. Per i dispositivi di classe I, questo non supera i 4 kV. Un dispositivo di classe II resiste a livelli di tensione fino a 2,5 kV e un dispositivo di classe III fino a 1,5 kV.
Un altro parametro importante quando si seleziona un limitatore di sovratensione è la massima tensione operativa continua, cioè la corrente effettiva AC o DC che viene applicata permanentemente al limitatore di sovratensione. Questo parametro deve essere uguale alla tensione di rete nominale. I dettagli possono essere trovati nella norma IEC 61643-1, appendice 1.
Quando si collega un limitatore di sovratensione per proteggere un'attrezzatura, è importante considerare la sua corrente nominale DC o AC che può prestarsi al carico.
Come collegare uno scaricatore di sovratensioni in una casa privata?
L'installazione dello scaricatore di sovratensioni si effettua secondo la tensione nominale: 220V (una fase) e 380V (tre fasi).
Lo schema di connessione può essere finalizzato alla continuità o alla sicurezza, è necessario determinare le priorità. Nel primo caso, la protezione contro i fulmini può essere temporaneamente disattivata per evitare un'interruzione della fornitura ai consumatori. Nel secondo caso, però, la protezione antifulmine non deve essere scollegata, nemmeno per pochi secondi, ma è possibile staccare completamente l'alimentazione.
Schema di cablaggio in un sistema di messa a terra monofase TN-S
In una rete monofase TN-S, un conduttore di fase, un conduttore di neutro di lavoro e un conduttore di neutro di protezione devono essere collegati all'SPD. Fase e neutro sono prima collegati ai rispettivi terminali e poi collegati in loop alla linea dell'attrezzatura. Un conduttore di terra è collegato al conduttore di protezione. Lo scaricatore di sovratensioni è installato immediatamente a valle dell'interruttore principale. Per facilitare il cablaggio, tutti i contatti del dispositivo sono contrassegnati, quindi non ci dovrebbero essere difficoltà.
Spiegazione del diagramma: A, B, C - fasi di rete, N - conduttore neutro di lavoro, PE - conduttore neutro di protezione.
TIP. Si consiglia di utilizzare dei fusibili per la protezione supplementare dell'SPD, che sono collocati direttamente sul dispositivo stesso.
Schema di cablaggio in una rete trifase del sistema di messa a terra TN-S
Una rete trifase TN-S differisce da una rete monofase in quanto ci sono cinque conduttori, tre fasi, un conduttore neutro di lavoro e un conduttore neutro di protezione, provenienti dall'alimentazione. Tre fasi e il conduttore neutro sono collegati ai morsetti. Il quinto conduttore di protezione è collegato al corpo dell'apparecchio e alla terra, cioè serve come una specie di ponticello.
Schema elettrico in un sistema trifase TN-C
Nel sistema TN-C, il conduttore di protezione e il conduttore di terra sono inseparabili dal sistema TN-S (PEN).
Il sistema TN-C è più semplice e piuttosto obsoleto, ed è comune nelle vecchie abitazioni. Secondo la normativa vigente, si utilizza il sistema TN-C-S, in cui i conduttori di lavoro neutro e di protezione neutro sono collocati separatamente.
Il passaggio a un sistema più nuovo è necessario per evitare scosse elettriche al personale di servizio e situazioni di incendio. E, naturalmente, il sistema TN-C-S ha una migliore protezione contro le sovratensioni improvvise.
Con tutte e tre le varianti, le correnti di sovratensione vengono indirizzate a terra tramite un cavo di messa a terra o un conduttore di protezione comune, evitando che l'impulso danneggi l'intera linea e le apparecchiature.
Errori di cablaggio
1. Installazione di un limitatore di sovratensione in una sala di controllo con un circuito di terra scadente.
Se fate un errore del genere, non solo potete perdere tutti i vostri apparecchi, ma anche il pannello stesso in caso di fulmini, poiché una protezione con un anello di messa a terra scadente non servirà a nulla e quindi non vi proteggerà.
2. Lo scaricatore di sovratensioni sbagliato, che non è adatto al sistema di messa a terra utilizzato.
Prima di comprare un dispositivo, assicurati di sapere che tipo di sistema di messa a terra è usato nella tua casa, e leggi attentamente la documentazione tecnica quando compri il dispositivo per evitare errori.
3. usando la classe sbagliata di protezione dalle sovratensioni.
Come discusso sopra, ci sono 3 classi di protezioni contro le sovratensioni. Ogni classe corrisponde a un pannello specifico e deve essere installato secondo le regole e i regolamenti.
4. Installare solo una classe di protezione dalle sovratensioni.
Spesso non è sufficiente installare uno scaricatore di sovratensioni di una sola classe per una protezione affidabile.
5. Classe e destinazione si confondono.
I dispositivi di classe B possono essere installati nel quadro di un appartamento, quelli di classe C nel quadro dell'edificio e quelli di classe D davanti alle apparecchiature elettroniche.
Un limitatore di sovratensione è certamente una cosa buona e utile, ma il suo uso nell'alimentazione della casa non è obbligatorio. Quando si collega questo dispositivo, è bene ricordare che deve essere selezionato individualmente per ogni sistema di messa a terra. È per questo motivo che è consigliabile avere i servizi di un elettricista esperto immediatamente prima dell'acquisto per evitare qualsiasi problema.
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