Quali sono le differenze tra dispositivi di protezione da sovratensione e interruttori automatici?
- Differenze tra dispositivi di protezione contro le sovratensioni e interruttori automatici
1.1 dispositivo di protezione da sovratensione
Un dispositivo di protezione contro le sovratensioni (SPD), noto anche come scaricatore di sovratensione a bassa tensione o scaricatore di sovratensione a bassa tensione, è un dispositivo utilizzato per limitare le sovratensioni causate da forti picchi di corrente transitori nei circuiti elettrici o nelle linee di comunicazione, proteggendo così le apparecchiature. Il suo principio di funzionamento si basa sul fatto che, quando si verifica una sovratensione o una sovracorrente transitoria nel circuito, il dispositivo di protezione contro le sovratensioni entra rapidamente in conduzione, deviando la sovratensione verso terra.
In base al tipo di apparecchiatura da proteggere, i dispositivi di protezione dalle sovratensioni possono essere suddivisi in due categorie: dispositivi di protezione dalle sovratensioni di alimentazione e dispositivi di protezione dalle sovratensioni di segnale. I dispositivi di protezione dalle sovratensioni di alimentazione possono essere ulteriormente classificati, in base alla capacità di protezione, in dispositivi di protezione dalle sovratensioni di alimentazione di tipo 1, tipo 2, tipo 3 e tipo 4. I dispositivi di protezione dalle sovratensioni di segnale includono dispositivi di protezione dalle sovratensioni per segnali di rete, dispositivi di protezione dalle sovratensioni per segnali video, dispositivi di protezione dalle sovratensioni per sistemi di videosorveglianza 3 in 1, dispositivi di protezione dalle sovratensioni per segnali di controllo e dispositivi di protezione dalle sovratensioni per segnali RF (antenna-alimentatore).
1.2 Interruttore automatico
Un interruttore automatico, a volte chiamato anche sezionatore pneumatico, è un dispositivo di sicurezza utilizzato negli impianti elettrici. Interrompe automaticamente il circuito quando la corrente supera un limite preimpostato. Ciò protegge i circuiti e le apparecchiature elettriche da problemi come cortocircuiti o sovraccarichi.
Spesso si utilizzano gli interruttori automatici per controllare l'alimentazione elettrica in luoghi come impianti di illuminazione o locali pompe. Il funzionamento di questi dispositivi si basa sul calore. Quando una corrente eccessiva attraversa l'interruttore, si genera calore. Questo calore provoca la flessione di una striscia metallica all'interno dell'interruttore, che di conseguenza scatta e interrompe l'alimentazione. Ciò previene danni alle apparecchiature causati da una corrente eccessiva.
- Differenze tra i due dispositivi
2.1 I principi di funzionamento sono diversi: un dispositivo di protezione contro le sovratensioni interviene quando si verifica una sovratensione transitoria nel circuito, deviando la tensione in eccesso verso terra. Al contrario, un interruttore automatico disconnette automaticamente il circuito quando la corrente supera il limite nominale, proteggendo così le apparecchiature elettriche.
2.2 Le funzioni di protezione sono diverse: un dispositivo di protezione contro le sovratensioni è progettato per proteggere le apparecchiature elettriche e di comunicazione dai danni causati dalle sovratensioni all'interno del circuito. Un interruttore automatico, invece, protegge il circuito da guasti quali cortocircuiti e sovraccarichi.
Gli ambiti di protezione sono diversi: un dispositivo di protezione contro le sovratensioni può proteggere sia i sistemi di alimentazione che le linee di comunicazione. Un interruttore automatico, invece, si limita a proteggere le apparecchiature elettriche collegate al circuito di alimentazione.
- Nozioni di base per la selezione dei dispositivi di protezione contro le sovratensioni (SPD)
I principali fattori da considerare nella scelta di un dispositivo di protezione contro le sovratensioni includono i seguenti:
Il livello di protezione dalla sovratensione (Up) deve essere selezionato in base alla tensione di tenuta dell'apparecchiatura protetta, in modo da garantire che la tensione di protezione sia inferiore alla tensione di tenuta dell'isolamento, proteggendo così l'apparecchiatura da danni causati da sovratensione. Il valore Up deve essere inferiore all'80% della tensione di tenuta dell'isolamento dell'apparecchiatura protetta. Ad esempio, nel quadro di distribuzione di un edificio residenziale, il valore Up viene solitamente scelto tra 1,5 kV e 2,5 kV. Quando si proteggono apparecchiature elettroniche sensibili, come i sistemi di controllo per la domotica, è necessario selezionare un valore Up inferiore.
La tensione operativa continua massima (Uc) indica la tensione CA RMS o CC massima che il dispositivo di protezione da sovratensione (SPD) può sopportare in sicurezza per un lungo periodo. Dovrebbe essere superiore alla tensione operativa continua massima che può verificarsi nel sistema e viene generalmente selezionata in base alla tensione nominale del sistema. In un sistema di alimentazione residenziale a 220 V/380 V, si seleziona tipicamente un valore di Uc pari a 385 V o 420 V. In un impianto fotovoltaico, il valore di Uc del dispositivo di protezione da sovratensione deve essere selezionato in base alla tensione di ingresso massima dell'inverter fotovoltaico. Quando il sistema di alimentazione presenta ampie fluttuazioni di tensione, è opportuno scegliere un valore di Uc più elevato.
La capacità di scarica si riferisce alla corrente di picco massima che il dispositivo di protezione dai sovraccarichi (SPD) può sopportare in un singolo evento di sovratensione. Comprende la corrente di scarica nominale (In) e la corrente di scarica massima (Imax). La scelta deve basarsi sul luogo di installazione e sulla potenziale intensità delle sovratensioni da fulmine. Ad esempio, presso il quadro di distribuzione principale è necessaria una capacità di scarica maggiore, mentre presso il quadro di distribuzione terminale potrebbe essere sufficiente una capacità inferiore. La corrente di scarica nominale (In) rappresenta il livello di corrente di picco che l'SPD può sopportare ripetutamente senza subire danni. La scelta di In dipende da fattori quali la posizione, l'altezza, l'ambiente circostante e il livello di protezione dai fulmini richiesto. Nelle aree urbane con edifici alti circostanti, In può essere scelto pari a 20 kA; in aree aperte o regioni con frequente attività di fulmini, In dovrebbe essere pari o superiore a 30 kA.
La corrente di scarica massima (Imax) rappresenta la corrente di picco massima che il dispositivo di protezione da sovratensione (SPD) può sopportare in un singolo evento. La selezione è simile a quella di In, ma deve tenere conto anche dell'ambiente di installazione, dell'importanza dell'edificio e del valore dell'apparecchiatura. Per gli edifici residenziali ordinari, Imax può essere scelto tra 40 kA e 60 kA; per edifici residenziali di lusso o siti con apparecchiature critiche, Imax dovrebbe essere pari o superiore a 80 kA.
Il tempo di risposta riflette la velocità con cui il dispositivo di protezione dai sovraccarichi (SPD) reagisce alle sovratensioni causate dai fulmini. Minore è il tempo di risposta, migliore è la prestazione. In genere, si consiglia di scegliere SPD con un tempo di risposta inferiore a 25 ns per garantire una rapida soppressione e scarica delle sovratensioni, riducendo al minimo i potenziali danni alle apparecchiature.