I. Cosa è IL ondeggiare dispositivo di protezione (SPD)?

 

Un dispositivo di protezione contro le sovratensioni (SPD) è un dispositivo elettronico utilizzato per proteggere le apparecchiature elettriche da sovratensioni transitorie, come quelle causate da fulmini, fluttuazioni della rete elettrica o picchi di tensione derivanti dalla commutazione delle apparecchiature. Garantisce il funzionamento stabile delle apparecchiature elettriche, ne prolunga la durata e riduce il rischio di danni causati dalle fluttuazioni di tensione, limitando le sovratensioni transitorie e deviando le correnti di picco verso terra.

 

I dispositivi di protezione contro le sovratensioni sono ampiamente utilizzati nei sistemi di alimentazione, nelle reti di comunicazione, nell'automazione industriale, negli elettrodomestici e in altri settori, e rappresentano una parte importante della protezione contro le sovratensioni elettriche.

 

1.1 Principio di funzionamento del dispositivo di protezione dalle sovratensioni

 

La funzione principale di un dispositivo di protezione dalle sovratensioni è quella di rilevare e sopprimere le sovratensioni. Il suo principio di funzionamento si basa principalmente sui seguenti meccanismi.

 

1.1.1 Blocco della tensione

Quando la tensione nel circuito supera la soglia impostata, i componenti non lineari all'interno del dispositivo di protezione dalle sovratensioni (come varistori, tubi a scarica di gas o diodi transitori) entrano rapidamente in conduzione, limitando la sovratensione entro un intervallo di sicurezza.

 

1.1.2 Energia Scarico

Il dispositivo di protezione dalle sovratensioni convoglia l'energia generata dalla sovratensione attraverso il sistema di messa a terra verso terra, impedendole di raggiungere le apparecchiature protette.

 

1.1.3 Automatico recupero

Alcuni dispositivi di protezione dalle sovratensioni possono tornare automaticamente al normale funzionamento dopo un evento di sovratensione, mentre altri richiedono la sostituzione o il ripristino manuale.

 

1.2 Come A scegli un dispositivo di protezione dalle sovratensioni

Nella scelta di un dispositivo di protezione dalle sovratensioni adatto, è necessario considerare i seguenti fattori.

 

1.2.1 Voltaggio livello 

La tensione nominale del dispositivo di protezione dalle sovratensioni deve corrispondere alla tensione del sistema protetto, ad esempio un sistema a 220 V CA o un sistema a 48 V CC.

 

1.2.2 Corrente capacità (In/Iimp)

 

Questo valore indica la corrente di picco massima che il dispositivo di protezione dalle sovratensioni può sopportare, solitamente misurata in kA (migliaia di ampere), e nelle zone soggette a frequenti fulmini è consigliabile scegliere dispositivi con una maggiore capacità di corrente.

 

1.2.3 Risposta tempo

  

Minore è il tempo di risposta, migliore è l'effetto di protezione. I dispositivi di protezione da sovratensione (SPD) con tempi di risposta nell'ordine dei nanosecondi sono adatti per apparecchiature elettroniche di precisione.

 

1.2.4 Protezione modalità

 

Selezionare la modalità di protezione monofase, trifase o combinata (ad esempio LN, L-PE, N-PE, ecc.) in base ai requisiti del sistema.

 

1.2.5 Installazione posizione

  

Secondo lo standard IEC 61643, i dispositivi di protezione dalle sovratensioni possono essere classificati come Tipo 1 (ingresso dell'edificio), Tipo 2 (quadro di distribuzione) e Tipo 3 (lato apparecchiatura).

 

1.2.6 Certificazione standard

 

Scegliete prodotti conformi agli standard internazionali (come UL 1449, IEC 61643) per garantire sicurezza e affidabilità.

 

1.3 Come A installare un dispositivo di protezione dalle sovratensioni

 

Una corretta installazione è fondamentale per garantire il funzionamento efficace del dispositivo di protezione dalle sovratensioni:

 

1.3.1 Installazione posizione:

 

- Il dispositivo SPD di tipo 1 deve essere installato nel quadro di distribuzione principale o sulla linea di alimentazione dell'edificio per proteggere dai fulmini diretti o dai fulmini indotti.

- Il dispositivo SPD di tipo 2 è installato nel quadro di distribuzione secondario per fornire una protezione secondaria.

- Il dispositivo SPD di tipo 3 viene installato in prossimità di apparecchiature sensibili come server e dispositivi di comunicazione.

 

1.3.2 Metodo di cablaggio:

 

Per ridurre l'impedenza, utilizzare cavi corti e spessi per i collegamenti.

Assicurarsi che la resistenza di messa a terra sia conforme allo standard (di solito ≤ 10Ω).

 

1.3.3 Collegamento in parallelo e in serie:

 

- La maggior parte degli SPD viene installata in parallelo, il che non interferisce con il normale funzionamento del circuito.

- Alcuni SPD speciali (come quelli di tipo filtrante) possono essere installati in serie.

 

1.3.4 Manutenzione e sostituzione:

 

- Verificare regolarmente lo stato dell'SPD. Alcuni SPD sono dotati di un indicatore di durata (ad esempio, una finestra rossa indica un guasto).

Anche se l'aspetto rimane intatto dopo molteplici impatti dovuti a sovratensioni, è comunque consigliabile sostituirlo.

 

II. DC/AC protezione da sovratensione

 

2.1 CC Ondeggiare Italiano:

 

2.1.1 Concetto di protezione da sovratensione CC

 

Il dispositivo di protezione contro le sovratensioni in corrente continua (DC SPD) è progettato specificamente per i sistemi di alimentazione in corrente continua e viene utilizzato per proteggere le apparecchiature alimentate in corrente continua, come impianti fotovoltaici, stazioni di ricarica per veicoli elettrici, stazioni base di comunicazione e data center, dai danni causati dalle sovratensioni. Poiché la corrente continua non presenta variazioni periodiche, la progettazione della protezione contro le sovratensioni in corrente continua deve tenere conto dei fattori di tensione continua e polarità.

 

2.1.2 Lavorando Principio di funzionamento del dispositivo di protezione contro le sovratensioni in corrente continua

 

• Progettazione sensibile alla polarità: la polarità della tensione del sistema CC è fissa. Il dispositivo di protezione da sovratensione (SPD) deve garantire il corretto funzionamento solo quando i poli positivo e negativo sono collegati correttamente.

• Capacità di tenuta continua alla tensione: a differenza dei dispositivi di protezione da sovratensione in corrente alternata (AC SPD), i dispositivi di protezione da sovratensione in corrente continua (DC SPD) devono essere in grado di sopportare una tensione stabile per un lungo periodo di tempo senza subire malfunzionamenti.

• Tecnologia speciale di estinzione dell'arco: la corrente continua non ha un punto di attraversamento dello zero naturale e l'arco è difficile da estinguere. Pertanto, i dispositivi di protezione da sovratensione in corrente continua (DC SPD) devono adottare un dispositivo speciale di estinzione dell'arco (come l'estinzione dell'arco tramite soffiaggio magnetico).

 

2.1.3 Funzione del dispositivo di protezione da sovratensioni CC

 

- Proteggere i pannelli solari fotovoltaici, gli inverter e i sistemi di accumulo di energia dai fulmini e dalle sovratensioni di commutazione.

- Garantire il funzionamento stabile delle stazioni di ricarica per veicoli elettrici, impedendo che scosse ad alta tensione danneggino il sistema di gestione della batteria.

- Garantire la sicurezza dell'alimentazione in corrente continua per le stazioni base di comunicazione e i centri dati, riducendo il rischio di tempi di inattività delle apparecchiature.

 

2.2 CA Ondeggiare Italiano:

 

2.2.1 Concetto di protezione da sovratensione CA

 

Il dispositivo di protezione contro le sovratensioni in corrente alternata (AC SPD) viene utilizzato per proteggere il sistema di alimentazione CA (come case, fabbriche, edifici commerciali, ecc.) dai danni causati dalle sovratensioni. A causa delle variazioni periodiche della tensione della corrente alternata, la progettazione dell'SPD deve adattarsi alle variazioni di frequenza (50 Hz/60 Hz) e di fase.

 

2.2.2 Lavorando Principio di funzionamento del dispositivo di protezione dalle sovratensioni CA

 

• Adattamento di fase: il dispositivo di protezione da sovratensione in corrente alternata (AC SPD) deve essere in grado di limitare efficacemente la tensione su tutte le fasi.

• Risposta rapida: la frequenza CA è elevata, quindi il tempo di risposta del sensore di velocità (SPD) deve essere estremamente breve (nell'ordine dei nanosecondi).

• Ripristino automatico: alcuni SPD CA possono ripristinarsi automaticamente dopo un evento di sovratensione e non richiedono intervento manuale.

 

2.3 Come fare Correttamente Seleziona un dispositivo di protezione da sovratensione CC o CA

 

• Specificare il tipo di sistema: innanzitutto, determinare se si tratta di un sistema in corrente continua (CC) o in corrente alternata (CA).

• Valutare il rischio di sovratensione: nelle zone soggette a frequenti fulmini, selezionare un livello di protezione più elevato (ad esempio, una combinazione di Tipo 1 e Tipo 2).

• Soddisfare i requisiti dell'apparecchiatura: per apparecchiature elettroniche di precisione, scegliere SPD con tempi di risposta più rapidi.

• Consultare professionisti: per sistemi complessi (come gli impianti di alimentazione ibridi), si consiglia di affidare la progettazione del piano di protezione a un ingegnere.

III. Conclusione

I dispositivi di protezione dalle sovratensioni sono apparecchiature fondamentali per garantire la sicurezza dei sistemi di alimentazione. Sia nelle applicazioni in corrente continua (CC) che in corrente alternata (CA), la scelta del dispositivo di protezione dalle sovratensioni (SPD) appropriato e la sua corretta installazione possono ridurre significativamente il rischio di danni alle apparecchiature. Con lo sviluppo delle nuove energie, dei veicoli elettrici e delle reti intelligenti, la domanda di dispositivi di protezione dalle sovratensioni in corrente continua è in aumento, mentre i dispositivi di protezione dalle sovratensioni in corrente alternata rimangono la base degli impianti elettrici industriali e domestici. Attraverso una selezione scientifica e un'installazione standardizzata, i dispositivi di protezione dalle sovratensioni diventeranno "guardie di sicurezza" affidabili per i sistemi elettrici.