Protezione interna contro i fulmini e dispositivi di protezione contro le sovratensioni: qual è la differenza?

1. Relazione tra protezione interna contro i fulmini e Protezione contro le sovratensioni

Protezione interna contro i fulmini (LPS interno):

Questo componente fa parte del sistema di protezione contro i fulmini. Comprende il collegamento equipotenziale per i fulmini e/o l'isolamento elettrico dal sistema di protezione esterno contro i fulmini.

Misure di protezione dalle sovratensioni (SPM):

Si tratta di misure adottate per proteggere i sistemi interni dagli impulsi elettromagnetici dei fulmini (LEMP). L'SPM fa inoltre parte del sistema complessivo di protezione contro i fulmini.

Secondo la Figura 1 della norma GB/T 21714.1, la protezione completa contro i fulmini comprende sia il Sistema di Protezione contro i Fulmini (LPS) che le Misure di Protezione contro le Sovratensioni (SPM). La protezione contro le sovratensioni (SPM) è trattata nella norma GB/T 21714.4, mentre la protezione interna contro i fulmini fa parte dell'LPS (che include sia componenti esterni che interni) ed è descritta nella norma GB/T 21714.3.

Figura 1 – Relazione tra le parti della norma GB/T 21714

2. Origine della protezione interna contro i fulmini e Protezione contro le sovratensioni

2.1 IEC 1024-1:1990

Nella norma IEC 1024-1:1990, "Protezione delle strutture contro i fulmini - Parte 1: Principi generali", la sezione 1.2.7 definisce la protezione interna contro i fulmini come tutte le misure aggiuntive rispetto al sistema di protezione esterno. Queste misure contribuiscono a ridurre gli effetti elettromagnetici delle correnti di fulmine all'interno dello spazio protetto. Pertanto, secondo la norma IEC 1024-1:1990, la protezione interna contro i fulmini comprende tutto ciò che non rientra nel sistema di protezione esterno, che include anche la protezione contro gli impulsi elettromagnetici (LEMP).

2.2 IEC 62305-1:2006

Con la norma IEC 62305-1:2006, "Protezione contro i fulmini - Parte 1: Principi generali" (1ª edizione), le definizioni sono diventate più specifiche:

3.42 Sistema interno di protezione contro i fulmini (LPS): una parte dell'LPS costituita da collegamento equipotenziale e/o isolamento elettrico dall'LPS esterno. 3.49 Sistema di misure di protezione LEMP (LPMS): un sistema completo di misure per proteggere i sistemi interni dagli impulsi elettromagnetici dei fulmini (LEMP).

La serie IEC 62305-1 a 4:2006 ha sostituito le norme precedenti, unificando diversi documenti dell'IEC TC81. Ha suddiviso la vecchia definizione di LPS interno della norma IEC 1024 in due parti: LPS interno e LPMS (per la protezione LEMP). Nella norma IEC 62305-1:2024, LPMS è stato ufficialmente rinominato Misure di protezione dalle sovratensioni (SPM).

3 Misure interne di protezione contro i fulmini

La protezione interna contro i fulmini è essenziale per il corretto funzionamento di un sistema di protezione contro i fulmini. In assenza di protezione interna, le correnti di fulmine che attraversano il sistema di protezione esterno contro i fulmini (LPS) o altre parti conduttive dell'edificio possono generare scintille pericolose. Queste scintille possono causare incendi, lesioni personali o danni alle infrastrutture. A parte le differenze nelle distanze di separazione, la protezione interna è la stessa per tutti i livelli di protezione contro i fulmini. Le scintille possono verificarsi tra il sistema di protezione esterno contro i fulmini e i seguenti componenti: installazioni metalliche, impianti interni dell'edificio, parti conduttive esterne o tubazioni collegate all'edificio protetto.

Secondo le normative, le scintille che si formano in aree potenzialmente esplosive della struttura sono sempre considerate pericolose. Per prevenire la formazione di scintille, è necessario utilizzare uno dei seguenti metodi: collegamento equipotenziale, oppure isolamento elettrico tra le parti metalliche.

Le misure di legame equipotenziale (vedere Figura 2) includono le seguenti:

Conduttori di collegamento equipotenziale, utilizzati quando i collegamenti naturali non garantiscono la continuità elettrica, ad esempio, collegandosi direttamente a tubi dell'acqua o del riscaldamento;

Dispositivi di protezione contro le sovratensioni (SPD), utilizzati quando il collegamento diretto non è possibile, ad esempio per le linee a bassa tensione; e

Gli spinterometri isolati (ISG) vengono utilizzati quando non è consentito il collegamento equipotenziale dei conduttori, ad esempio per le tubazioni di protezione catodica o i gasdotti.

Figura 2

Legame equipotenziale per protezione contro i fulmini presenta le seguenti caratteristiche in base ai diversi tipi di LPS esterno:

LPS isolato: il collegamento viene effettuato solo a livello del suolo;

LPS allegato: il collegamento deve essere effettuato a:

(1) Seminterrato o piano terra, e;

(2) Qualsiasi luogo in cui non si raggiunge l'isolamento o la distanza di separazione richiesti.

LPS elettricamente isolato: Oltre al collegamento a terra, il collegamento può essere effettuato anche sui sistemi di terminazione aerea o sui conduttori di discesa.

4 Misure di protezione dalle sovratensioni

SPM di base include i seguenti componenti:

(1) Rete di messa a terra e di collegamento equipotenziale

Il sistema di messa a terra conduce e dissipa in modo sicuro la corrente del fulmine nel terreno.

La rete di collegamento minimizza le differenze di potenziale e riduce gli effetti del campo magnetico.

(2) Schermatura elettromagnetica e cablaggio adeguato

La schermatura spaziale riduce i campi magnetici all'interno della LPZ causati da fulmini diretti o fulmini in prossimità dell'edificio e contribuisce a ridurre le sovratensioni interne.

La schermatura dei cavi interni con cavi o condotti schermati riduce al minimo le sovratensioni indotte.

Una corretta disposizione del cablaggio interno contribuisce a minimizzare i loop di induzione e a ridurre le sovratensioni interne. Anche la schermatura delle linee esterne nel punto di ingresso dell'edificio riduce le sovratensioni condotte nei sistemi interni.

(3) Sistema SPD coordinato

Un sistema SPD coordinato limita l'impatto delle sovrapressioni sia esterne che interne.

(4) Interfacce di isolamento

Le interfacce di isolamento riducono l'effetto delle sovratensioni condotte sulle linee che entrano nella LPZ.

La messa a terra e il collegamento equipotenziale devono essere sempre garantiti, soprattutto nei punti di ingresso dell'edificio, sia tramite collegamento diretto, sia collegando ciascun servizio conduttivo a un SPD (dispositivo di protezione da sovratensione) come parte del collegamento equipotenziale.

(5) Uso dei sistemi di allerta temporale (TWS)

La clausola 7.1 della norma IEC 62305-1:2024 stabilisce che l'attivazione di un TWS (Total Wireless Surveillance) conforme alla norma IEC 62793 può fungere da misura di protezione disconnettendo i servizi esterni e contribuendo a ridurre la frequenza dei danni ai sistemi elettrici ed elettronici.

5 Conclusion

Le misure del sistema interno mirano a prevenire pericolose scintille, incluso il collegamento equipotenziale contro i fulmini con l'SPD di primo livello. La protezione dalle sovratensioni si occupa principalmente delle sovratensioni che impattano sui sistemi interni e gli SPD utilizzati a questo scopo devono essere coordinati con l'SPD di primo livello, ma non includono il primo livello SPD si.