Come scegliere correttamente un dispositivo di protezione da sovratensioni (SPD)

Come scegliere correttamente un dispositivo di protezione da sovratensioni (SPD)

I. Criteri di selezione principali

1. Selezionare il tipo di SPD in base al livello di protezione

• SPD di Classe I (Test di Tipo 1): Installato all'ingresso del quadro di distribuzione principale per resistere a fulmini diretti o indotti (corrente di scarica ≥12,5 kA, consigliata 25 kA~100 kA). Utilizzare SPD ibridi (combinazione GDT + MOV) caratterizzati da assenza di corrente di inseguimento e bassa tensione residua.
• SPD di Classe II (Test di Tipo 2): Utilizzato nei quadri di distribuzione secondaria o nei frontali delle sale apparecchiature per limitare le sovratensioni indotte (corrente di scarica 20 kA~40 kA). Tipicamente si utilizzano MOV limitatori di tensione con tensione residua ≤1,5 ​​kV.
• SPD di Classe III (Test di Tipo 3): Installato in prossimità di apparecchiature terminali (ad es. server, switch) per proteggere dispositivi sensibili (corrente di scarica 10 kA~20 kA), con tensione residua ≤1,2 kV.

2. Corrispondenza dei parametri di sistema

• Tensione operativa continua massima (Uc): deve essere ≥1,15 volte la tensione nominale del sistema (ad esempio, selezionare Uc ≥440 V per un sistema a 380 V) per evitare falsi allarmi dovuti a fluttuazioni di tensione.
   
• Livello di protezione dalla tensione (verso l'alto): SPD di classe I: verso l'alto ≤2,5 kV
  SPD di classe II: fino a ≤1,5 ​​kV
  SPD di Classe III: Fino a ≤1,2 kV. Garantire che fino a ≤80% della tensione di tenuta dell'apparecchiatura.
     
• Tempo di risposta:
  Classe I SPD: ≤25ns
  Classe II SPD: ≤25ns
  Classe III SPD: ≤1ns

3. Requisiti di messa a terra e installazione

• Resistenza di messa a terra: ≤4Ω (≤10Ω in aree ad alta resistività del terreno), con sezione del conduttore di messa a terra ≥25mm².
• Posizione di installazione: dare priorità alla vicinanza ad apparecchiature protette, riducendo al minimo la lunghezza dei cavi (lunghezza totale dei cavi ≤0,5 m) per evitare l'accumulo di tensione indotta.

II. Considerazioni principali
1. Selezione del tipo SPD

• Dispositivo di protezione da sovratensione (GDT): elevata corrente di scarica (≥100 kA), ma i rischi derivano da interruzione di corrente e di alimentazione; adatto solo per protezione di Classe I.
• SPD a limitazione di tensione (MOV): bassa tensione residua ma soggetto a invecchiamento; richiede un monitoraggio regolare.
• SPD ibrido: combina i vantaggi dei dispositivi di commutazione e di limitazione; consigliato per sistemi di protezione multistadio.

2. Coordinamento tra le fasi

• Distanza minima tra i dispositivi di protezione contro le sovratensioni (SPD) superiore e inferiore: ≥10 m (commutazione + limitazione) o ≥5 m (limitatore + limitatore); in caso contrario, installare dispositivi di disaccoppiamento.
• Formula di coordinamento energetico: la SPD superiore assorbe l'80% dell'energia, la SPD inferiore assorbe il 20%.

3. Protezione di backup

• Interruttori automatici o fusibili collegati in serie (corrente nominale ≥1,5 volte la corrente continua del dispositivo di protezione da sovracorrente) per prevenire l'escalation del cortocircuito.
• Selezionare SPD con indicatori di degrado per la disconnessione automatica e l'allarme in caso di guasto.

4. Requisiti per scenari speciali

• Sistema TN-C: utilizzare la modalità 3+NPE o 3P+N per evitare i rischi di rimessa a terra della linea PEN.
• Sistema TT: Installare un SPD tra le linee N e PE per prevenire scariche inverse dovute a differenze di potenziale.

III. Test di verifica della progettazione
1. Test di sovratensione da fulmine: Verificare la capacità di resistenza del SPD a una forma d'onda di 10/350 μs (Classe I) o alla tensione residua a una forma d'onda di 8/20 μs (Classe II/III).
2. Test di stabilità termica: Flusso di corrente continuo per 2 ore (50% di Imax), verifica dell'aumento di temperatura ≤60K.
3. Monitoraggio del degrado: utilizzare i sensori integrati per monitorare la corrente di dispersione (valore normale

IV. Errori comuni e soluzioni  

Errore 1: Ignorare il tipo di messa a terra del sistema, causando il guasto del dispositivo di protezione da sovratensione (SPD).
Soluzione: Per i sistemi TN, selezionare 3P+N; per i sistemi TT, selezionare 3P+PE; per i sistemi IT, selezionare 3P.
Errore 2: Spaziatura insufficiente del dispositivo SPD, che causa interferenze tra gli stadi.
Soluzione: Mantenere una distanza ≥10 m tra i dispositivi di protezione dalle sovratensioni (SPD) superiore e inferiore oppure installare induttori di disaccoppiamento (≥1 mH).
Errore 3: Trascurare la protezione di backup, con conseguente rischio di incendio in seguito a un cortocircuito del dispositivo di protezione da sovratensione (SPD).
Soluzione: Fusibili collegati in serie (corrente nominale ≥1,5 volte la corrente continua del dispositivo di protezione da sovracorrente).

Riepilogo  
La scelta di un SPD richiede una valutazione completa della tensione di sistema, del rischio di fulmini, della capacità di resistenza delle apparecchiature e dell'ambiente di installazione. Gli SPD di Classe I privilegiano la capacità di scarica, mentre quelli di Classe II/III si concentrano sul controllo della tensione residua. Gli SPD di segnalazione devono essere compatibili con i tipi di interfaccia. Ispezioni periodiche (ad esempio, corrente di dispersione, invecchiamento fisico) garantiscono un'efficacia di protezione a lungo termine.