8. Scelta, installazione e montaggio dei dispositivi di ... · IEC 60364 5-534. Gli SPD, impiegati nell’ambito delle installazioni fis-se degli edifici, ... condurre le correnti

8.1 Impianti di alimentazione (nell'ambito del concetto di pro-tezione da fulminazione a zone secondo CEI EN 62305-4)

La realizzazione di un sistema di protezione controi fulmini e da sovratensioni per impianti elettricirappresenta l'attuale stato della tecnica ed è il pre-supposto infrastrutturale indispensabile per unfunzionamento privo di disturbi e problemi deisistemi elettrici ed elettronici complessi. I requisitiposti agli SPD per la realizzazione di un tale siste-ma di protezione contro i fulmini e le sovratensio-ni nell'ambito del concetto di protezione a zonesecondo CEI EN 62305-4 sono stabiliti nella normaIEC 60364 5-534.

Gli SPD, impiegati nell’ambito delle installazioni fis-se degli edifici, vengono divisi in dispositivi di pro-tezione da sovratensioni di Tipo 1, 2 e 3, secondo irequisiti e le sollecitazioni tipiche dei luoghi diinstallazione prescelti e provati secondo CEI EN61643 (CEI 37-8).

I requisiti più elevati rispetto alla capacità di scari-ca vengono posti agli SPD di Tipo 1. Questi vengo-no impiegati nell'ambito dei sistemi di protezione

da fulmine e protezione da sovratensioni ai pas-saggi dalla zona di protezione da fulminazione 0Aalla zona 1 e oltre, secondo la figura 8.1.1. Questidispositivi di protezione devono essere in grado dicondurre le correnti parziali da fulmine con formad'onda 10/350 μs più volte e senza distruzione.Questi SPD di Tipo 1 vengono denominati scarica-tori di corrente da fulmine. Il compito di questidispositivi di protezione, è quello di evitare pene-trazioni di correnti parziali da fulmine nell'impian-to elettrico di una struttura.

Al passaggio dalla zona di protezione da fulmina-zione 0B alla zona 1 e oltre oppure dalla zona diprotezione da fulminazione 1 alla zona 2 e oltre,vengono impiegati gli SPD del Tipo 2 per la prote-zione da sovratensioni. La loro capacità di scarica èdi alcune decine di kA (8/20 μs).

L'ultimo anello nel sistema di protezione da fulmi-ni e protezione da sovratensioni per gli impianti dialimentazione elettrica è rappresentato dalla pro-tezione degli apparecchi utilizzatori (passaggiodalla zona di protezione da fulminazione 2 allazona 3 e oltre). Il compito principale del dispositivodi protezione del Tipo 3 impiegato in questo pun-to, è la protezione dalle sovratensioni, che si verifi-

www.dehn.it BLITZPLANER 181

8. Scelta, installazione e montaggio dei dispositivi di protezione dalle sovratensioni (SPD)

Limitatore di sovratensione

Utenze finali

L1L2L3NPE

Quadro secondario

F3

EBB locale

Quadro generale

F2

Wh

F1

LPS

este

rno

MEBB

RCD

Cassettarete

Scaricatore di corrente da fulmine

Figura 8.1.1 Utilizzo di scaricatori negli impianti di alimentazione elettrica (schema di principio)

www.dehn.it182 BLITZPLANER

cano tra fase e neutro nel sistema elettrico. Si trat-ta in particolare di sovratensioni di commutazione.

I diversi compiti, disposizioni e requisiti per gli sca-ricatori sono elencati nella tabella 8.1.1.

8.1.1 Caratteristiche tecniche degli SPDTensione massima continuativa UCLa tensione massima continuativa (prima: tensionenominale) è il massimo valore della tensione effi-cace che può essere applicata secondo la praticaindustriale al morsetto di collegamento del dispo-sitivio di protezione da sovratensioni. E' la tensio-ne massima, applicata allo scaricatore in uno statodefinito, non conduttivo, e che dopo il suo innescoe la scarica garantisce il ripristino di tale stato. Il valore di UC deve essere scelto in base alla tensio-ne nominale del sistema da proteggere e in base airequisiti di installazione (IEC 60364-5-534). Neisistemi a tensione 230/400 V, considerando una tol-leranza della tensione nominale del 10%, risultauna tensione massima continuativa Uc di 253 V persistemi TN e TT.

Corrente impulsiva da fulmine IimpE’ la curva della corrente impulsiva standardizzatacon forma d'onda 10/350 μs che viene anche deno-minata corrente impulsiva. Riproduce con i suoiparametri (ampiezza, carica, energia specifica) lasollecitazione di correnti da fulmine naturali. Le correnti impulsive da fulmine (10/350 μs) valgo-no per gli SPD di Tipo 1. Essi devono essere in gra-do di scaricare tali correnti impulsive da fulminepiù volte senza distruzione.

Corrente impulsiva di scarica nominale InLa corrente di scarica nominale In è il valore di cre-sta della corrente che scorre attraverso il dispositi-vio di protezione da sovratensione (SPD). L’impulso

di corrente ha la forma d'onda 8/20 μs ed è il rife-rimento per la classificazione delle prove su SPDdel Tipo 2 così come per il condizionamento degliSPD per le prove di Tipo 1 e Tipo 2.

Livello di protezione Up

Con il livello di protezione di un SPD viene definitoil massimo valore istantaneo della tensione ai ter-minali di un SPD, e allo stesso tempo viene caratte-rizzata la loro capacità di limitare le sovratensioniad un livello residuo.

A seconda del tipo di SPD, il livello di protezione èdeterminato dalle seguenti prove individuali:

⇒ tensione impulsiva di innesco

1,2/50 μs (100%)

⇒ tensione residua con corrente impulsiva nomi-nale di scarica (secondo CEI EN 61643-11: Ures )

La scelta dei dispositivi di protezione da sovraten-sioni in base al luogo di utilizzo avviene secondole categorie di sovratensione descritte nella normaIEC 60664-1. Va osservato che il valore minimorichiesto di 2,5 kV per un sistema trifase 230/400 Vvale solo per le apparecchiature a installazioneelettrica fissa. Apparecchi nei circuiti terminali, daessa alimentati, necessitano di un livello di prote-zione molto più basso di 2,5 kV.

Anche secondo la IEC 60364-4-534 è richiesto unlivello di protezione minimo di 2,5 kV, per unimpianto di utenza in bassa tensione a 230/400V.Questo livello di protezione minimo può essererealizzato attraverso un'installazione coordinatadi SPD del Tipo 1 e SPD del Tipo 2 oppure attraver-so l'utilizzo di dispositivi di protezione da sovra-tensioni combinati del Tipo 1.

NormaTipo/Denominazione

CEI 81-8/4:2002(già abrogata)

IEC 61643-1:2005 EN 61643-11:2002

Scaricatore di corrente da fulmineScaricatore combinato

SPD di Classe di Prova I SPD class I SPD Tipo 1

Limitatore di sovratensione perdistribuzione, distribuzione secondaria

SPD di Classe di Prova II SPD class II SPD Tipo 2

Limitatore di sovratensione perprese/apparecchi utilizzatori

SPD di Classe di Prova III SPD class III SPD Tipo 3

Tabella 8.1.1 Classificazione dei dispositivi di protezione secondo CEI, IEC und EN


Tenuta alla corrente di corto circuito

E' il valore presunto della corrente di corto circuitoa frequenza industriale, sopportata dal dispositivodi protezione da sovratensioni con il suo fusibile diprotezione installato a monte.

Capacità di estinzione della corrente susseguentecon UC (If)

Questa capacità, anche chiamata potere di interru-zione, è il valore efficace non influenzato (valorepresunto) della corrente susseguente di rete, chepuò essere estinto automaticamente dal dispositi-vio di protezione da sovratensioni, quando è appli-cata la tensione UC.

Secondo CEI EN 62305-3 e IEC 60346-5-534 la capa-cità di estinzione della corrente susseguente degliSPD dovrebbe corrispondere al valore massimo dicorrente da cortocircuito presunta sul luogo diinstallazione degli SPD. Negli impianti di distribu-zione industriali, con correnti di corto circuito mol-to alti, deve essere scelto un fusibile di protezionein grado di interrompere la corrente susseguentedi rete che attraversa il dispositivo di protezione.

Secondo IEC 60364-5-534 e secondo EN 61643-11gli SPD, che sono collegati tra il conduttore neutroe il conduttore PE, e per i quali dopo l'interventopuò verificarsi una corrente susseguente con fre-quenza di rete (p. es. spinterometro), devono ave-re una capacità di estinzione della corrente susse-guente di If ≥ 100 Aeff.

Limitazione della corrente susseguente (per SPDTipo 1 a tecnologia spinterometrica)

Si definisce limitazione della corrente susseguentela capacità di un SPD con tecnologia spinterometri-ca, di limitare le correnti susseguenti di rete inmodo tale che la corrente che scorre effettivamen-te sia decisamente inferiore alla corrente di corto-circuito presunta sul luogo di installazione.

Attraverso un'elevata limitazione della correntesusseguente viene evitato che gli elementi di pro-tezione a monte (p. es. fusibili) intervengano, per-chè soggetti al passaggio di una corrente susse-guente di rete troppo elevata.

La limitazione della corrente susseguente è unparametro molto importante per garantire la con-tinuità di servizio e quindi la disponibilità dell’im-pianto elettrico, in particolare per gli SPD ad inne-sco con basso livello di protezione.

CoordinamentoPer garantire un'azione selettiva dei diversi SPD, èindispensabile un coordinamento energetico tra isingoli SPD. Il principio di base del coordinamentoenergetico è caratterizzato dal fatto che ogni sta-dio di protezione scarica solo l’energia di disturbo,per la quale l'SPD è predisposto. In caso di energiedi disturbo maggiori, lo stadio di protezione amonte, ad esempio SPD Tipo 1, deve rilevare la sca-rica della corrente impulsiva e togliere il carico aidispositivi di protezione a valle. Un tale coordina-mento deve considerare tutti i disturbi, come lesovratensioni di manovra, le correnti parziali dafulmine, ecc. Una prova di coordinamento energe-tico secondo 62305-4 Allegato C "Coordinamentodegli SPD" deve essere fornita dal costruttore.I dispositivi della famiglia Red/Line sono coordina-ti tra loro e provati per quanto riguarda il coordi-namento energetico.

Tensione TOV Con il termine TOV (TOV = Temporary Over Volta-ge) si intendono le sovratensioni temporanee, chepossono verificarsi a causa di guasti nella rete inbassa o media tensione.Per sistemi TN e per il percorso L-N nei sistemi TT,vale per una durata di 5 secondi, UTOV = 1,45 x U0,considerando che U0 rappresenta la tensione alter-nata nominale delle fasi verso terra. Nei sistemi230/400 V per gli SPD tra L e N risulta una tensioneTOV UTOV = 333,5 V.In caso di sovratensioni TOV, che si creano a causadi guasti di terra all'interno di un sistema ad altatensione, per il percorso N-PE nei sistemi TT valecon una durata di 200 ms, UTOV = 1200V.

I dispositivi della famiglia Red/Line sono predispo-sti e controllati in conformità alle tensioni TOVsecondo norma EN 61643-11La norma IEC 60346-5-534 richiede per gli SPD uti-lizzati negli impianti in bassa tensione di resisterealle tensioni TOV. I dispositivi della famiglia di pro-dotto Red/Line, sono dimensionati per tensioniTOV secondo CEI EN 61643 e soddisfano le prescri-zioni secondo IEC 60346-5-534.

8.1.2 Utilizzo di SPD in diversi sistemiMisure di protezione atti a garantire la sicurezzadelle persone hanno sempre la priorità sulle misu-re di protezione da sovratensioni. Poiché entram-be le misure sono direttamente legate al tipo disistema utilizzato, e di conseguenza anche con

l'utilizzo dei dispositivi di protezione dalle sovra-tensioni (SPD), verranno di seguito descritti i siste-mi TN, TT e IT e il rispettivo impiego degli SPD inquesti sistemi. Le correnti elettriche che scorronoattraverso il corpo umano possono avere effettipericolosi. Perciò sono necessarie, in ogni impiantoelettrico, delle misure di protezione adeguate perevitare questo rischio. I componenti che si trovanoin tensione durante il normale funzionamentodevono essere isolati, rivestiti, schermati o sistema-ti in modo da impedire il contatto diretto con par-ti del corpo umano. Queste misure di protezionevengono denominate "protezione contro i contat-ti diretti". Inoltre, naturalmente, non deve esisterepericolo per le persone, quando a seguito di unguasto, ad esempio un isolamento difettoso, latensione viene trasferita sull'involucro metallico(corpo dell’apparecchio elettrico). Questa prote-zione contro i pericoli, che potrebbero derivare dalcontatto con corpi metallici o masse estranee incaso di guasto, viene denominata "protezionecontro i contatti indiretti".

Generalmente il limite della tensione di contattocontinuativa UL permessa per tensioni alternate èdi 50 V mentre per tensioni continue è di 120 V.

Le tensioni di contatto più elevate che possonoverificarsi in caso di guasto, devono - nei circuititerminali con prese e in circuiti che contengonodispositivi portatili appartenenti alla classe di isola-mento I - essere interrotti in automatico entro 0,4s. Nella distribuzione sono ammessi dei tempi diinterruzione convenzionali fino a 5 s

Nella CEI 64-8/4 sono descritte le misure di prote-zione in caso di contatto indiretto con conduttoridi protezione. Queste misure di protezione com-portano, in caso di guasto l’interruzione automati-ca o la segnalazione del guasto. Durante l'installa-zione delle misure per la "protezione contro i con-tatti indiretti" è necessaria un'assegnazione relati-va alla configurazione del sistema e all'impianto diprotezione.

Secondo CEI 64-8/4 un sistema di distribuzione abassa tensione è caratterizzato nella sua totalità,dalla sorgente di alimentazione fino all'ultimo uti-lizzatore da:

⇒ condizioni di messa a terra nel punto di ali-mentazione dell'impianto (ad esempio latobassa tensione del trasformatore della rete didistribuzione locale)

e

⇒ condizioni di messa a terra degli involucri del-le apparecchiature negli impianti elettrici uti-lizzatori.

Vengono quindi definiti come sistemi di distribu-zione tre tipi base:

sistema TN, sistema TT e sistema ITLe lettere utilizzate hanno i seguenti significati:

La PRIMA LETTERA descrive le condizioni di messaa terra della sorgente di alimentazione elettrica:

T messa a terra diretta di un punto del generato-re elettrico (di solito il centro stella dell'avvol-gimento del trasformatore)

I isolamento di tutte le parti attive da terraoppure collegamento a terra di un punto dellasorgente elettrica attraverso un'impedenza.

La SECONDA LETTERA descrive le condizioni dimessa a terra degli corpi delle apparecchiature del-l'impianto elettrico:

T corpo dell'apparecchiatura messo a terra diret-tamente, indipendentemente da qualsiasimessa a terra eventualmente già esistente diun punto dell'alimentazione elettrica.

N corpo dell'apparecchiatura direttamente colle-gato alla terra del sistema di alimentazione(messa a terra della sorgente elettrica).

LETTERE SUCCESSIVE descrivono la disposizionedel conduttore neutro e del conduttore di prote-zione:

S conduttore neutro e conduttore di protezioneseparati uno dall'altro

C conduttore neutro e conduttore di protezionecombinati (in un solo conduttore)

Per il sistema TN risultano quindi tre possibili ver-sioni:

sistema TN-S, sistema TN-C, sistema TN-C-S.

I dispositivi di protezione che possono essereinstallati nei diversi sistemi sono:

⇒ dispositivo di protezione da sovracorrente,

⇒ dispositivo di protezione a corrente differen-ziale,

⇒ dispositivo di controllo dell'isolamento,

⇒ dispositivo di protezione da tensione di guasto(in casi particolari).


Come già accennato, è necessario assegnare ildispositivo di protezione alla specifica configu-razione di sistema. Risultano le seguenti asse-gnazioni:

Sistema TN

⇒ dispositivo di sovracorrente,

⇒ dispositivo di protezione a corrente differen-ziale.

Sistema TT



⇒ dispositivo di protezione da tensione di guasto(in casi particolari).

Sistema IT



⇒ controllo dell'isolamento.

Queste misure di protezione per le persone hannopriorità assoluta durante l'installazione degliimpianti di alimentazione. Tutte le altre misure disicurezza, come la protezione contro i fulmini e dasovratensioni di sistemi e impianti elettrici, devonoessere subordinate a queste misure di protezione,prese contro il contatto indiretto con conduttori diprotezione considerando la configurazione delsistema e il dispositivo di protezione e non posso-no essere disattivate attraverso l'utilizzo di disposi-tivi di protezione contro i fulmini e sovratensioni.A questo scopo deve anche essere considerato ilcaso di guasto di un SPD, anche se improbabile.Questo è di particolare importanza, perché dispo-sitivi di protezione da sovratensioni sono semprecollegati al conduttore di protezione.

Nei seguenti paragrafi viene descritto l'utilizzodegli SPD nelle diverse configurazioni di sistema.Questi esempi di circuito sono state ricavate dallaIEC 60364-5-534.

Gli esempi di soluzione raffigurati illustrano l'uti-lizzo degli scaricatori di corrente da fulmine princi-palmente nella distribuzione elettrica, nel punto diconsegna, cioè a monte del contatore. La normaIEC 60364-5-534 definisce il luogo di installazione


Figura 8.1.3.1 RCD distrutto daun fulmine

degli scaricatori di corrente da fulmine "vicino alpunto di alimentazione dell'impianto". L'installazione degli scaricatori di corrente da ful-mine nella zona a monte del contatore viene rego-lato p.es. in Germania dalla "Direttiva per l'utilizzodi dispositivi di protezione da sovratensioni di Tipo1 nei sistemi per l'alimentazione elettrica".Questa direttiva elaborata dalla VDEW [Associa-zione degli Distributori di energia elettrica Tede-schi] pone i requisiti di base che a seconda deldistributore competente, possono portare a diver-se esecuzioni tecniche.

8.1.3 Utilizzo di SPD nel sistema TNPer il sistema TN sono ammessi come dispositivi perla "protezione in caso di contatto indiretto" idispositivi di sovracorrente e i dispositivi a corren-te differenziale. Questo significa, per l'utilizzo diun SPD, che questi possono essere installati solo avalle dei dispositivi per la "protezione contro i con-tatti indiretti", per garantire, anche in caso di gua-sto di un SPD, le necessarie misure di protezioneper le persone. Se un SPD di Tipo 1 o 2 viene installato a valle di uninterruttore differenziale, è probabile che, in basealla corrente impulsiva scaricata verso PE, questoprocesso venga interpretato da un interruttore dif-ferenziale (RCD) come corrente di guasto e quindiinterrompe il circuito.Inoltre, con l'utilizzo di un SPD di Tipo 1, in caso disollecitazione con correnti parziali da fulmine,

considerando l'elevatadinamica della corren-te da fulmine, è proba-bile che l'interruttoredifferenziale vengadanneggiato meccani-camente. In questocaso, la misura di pro-tezione contro i con-tatti indiretti verrebbevanificata. Questodeve essere natural-mente evitato, inmodo che l'utilizzodello scaricatore percorrente da fulmine diTipo 1, così come l'uti-lizzo di un SPD Tipo 2,possa avvenire a mon-

te dell'interruttore differenziale. Quindiper SPD di Tipo 1 e 2, come misura per la"protezione contro i contatti indiretti" èpossibile solo l'utilizzo di dispositivi diprotezione da sovracorrente. L'utilizzo diSPD è perciò sempre da analizzare nell'in-terazione con un fusibile come dispositi-vo di protezione da sovracorrente. Lanecessità di prevedere un fusibile di pro-tezione nel ramo dello scaricatore, dipen-de dalla portata dell'interruttore a montee dal fusibile di protezione ammesso perl'SPD. Per l'utilizzo di SPD di Tipo 1, 2 e 3valgono, nel sistema TN, le seguenti ten-sioni continuative massime (Figure da8.1.3.2 e 8.1.3.3a a b):

Un esempio di collegamento per l'utilizzodi scaricatori di corrente da fulmine edispositivi di protezione da sovratensioninel sistema TN-C-S è illustrato nella figura8.1.3.4. Si può notare che l'utilizzo di unSPD di Tipo 3 avviene a valle dell'interrut-tore differenziale (RCD).

A questo occorre aggiungere che:

In base alla frequenza di sovratensioni dimanovra nei circuiti finali, gli SPD di Tipo3 vengono principalmente utilizzati perla protezione di sovratensioni trasversali.Queste sovratensioni si verificano di soli-to tra L e N. Con una limitazione di sovra-tensione tra L e N non viene scaricata cor-rente impulsiva verso PE, quindi questoprocesso non può essere interpretatocome corrente differenziale da parte del-l'RCD. Inoltre, gli SPD Tipo 3 sono previstiper una capacità di scarica nominale di1,5 kA. Questi valori sono sufficienti inquanto gli stadi di protezione degli SPDTipo 1 e 2 a monte, sono in grado di rile-vare gli impulsi ricchi di energia. Con l'uti-lizzo di RCD resistenti alle correnti impul-sive, queste ultime non sono in grado difar intervenire gli RCD o provocare dan-neggiamenti meccanici. Le immaginiseguenti mostrano l'utilizzo di SPD nel-l'ambito di un concetto di protezione dafulminazione a zone e delle necessariemisure di protezione da fulmine e sovra-tensioni per un sistema TN-C-S.


U0 = Tensione nominaledelle fasi verso terra

L1L2L3

PEN

U0 = 230 V AC

Uc 1,1 x 230 V = 253 V AC

=> 3 x SPD con Uc 255 V AC

1,1 U0

RA

Figura 8.1.3.2 Circuito di protezione “3-0” nel sistema TN-C

U0 = 230 V AC

Fase verso PE:Uc 1,1 x 230 V = 253 V AC

Neutro verso PE:Uc 230 V AC

3 x SPD con Uc 255 V AC1 x SPD con Uc 230 V AC

I valori di U0 tra neutro e PE si rife-riscono già alle condizioni di eserciziopiù sfavorevoli, e così non viene con-siderata la tolleranza del 10%.

1,1 U0 U0

L1L2L3NPE

U0 = Tensione nominale delle fasi verso terra

RA

Figura 8.1.3.3a Circuito di protezione “4-0” nel sistema TN-S

1,1 U0

U0

L1L2L3NPE

U0 = Tensione nominale delle fasiverso terra

RA

U0 = 230 V AC



3 x SPD con Uc 255 V AC1 x SPD con Uc 230 V AC

I valori di U0 tra neutro e PE si rife-riscono già alle condizioni di eserciziopiù sfavorevoli, e così non viene con-siderata la tolleranza del 10%.

Figura 8.1.3.3b Circuito di protezione “3+1” nel sistema TN-S


Utenza finale

L1L2L3NPE

Quadro secondario


F3

EBB locale

Quadro generale


F2

Wh

F1

PEN

LPS

este

rno

MEBB

RCD

Protezione secondo IEC 60364-4-443 (CEI 64-8-443)

Protezione secondo CEI EN 62305 (CEI 81-10)

Cassettarete

Figura 8.1.3.4 Utilizzo degli SPD nel sistema TN-C-S

Utenza finale

L1L2L3NPE

Quadro secondario


F3

EBB locale

Quadro generale

Wh

LPS

este

rno

MEBB

F2

Cassettarete

F1Protezione secondo IEC 60364-4-443 (CEI 64-8-443)


RCD


Figura 8.1.3.5 Utilizzo degli SPD nel sistema TN-S


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DEHNflex

ÜS-Schutz

L1 L1' L2 L2' L3 L3'

N´/PEN N/PEN

DEHNbloc® DB 3 255 H

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L L'

N’/PEN N/PENDSI!

DEHNbloc® MaxiDBM 1 255 L

L L'

N’/PEN N/PENDSI!


L L'

N’/PEN N/PENDSI!


DEHNflex

L1 L2 L3 N PE

lunghezza linea ≥ 5 m

16 A

Pres

e el

ettr

iche

Segn

alaz

ione

gua

sti

1 x DSA 230 LA Art. 924 370per canaline portacavi

1 x DFL M 255 Art. 924 396per prese già esistenti

con contatto di telesegnalamento:1 x DG M TNS 275 FM Art. 952 405

1 x DV M TNC 255 Art. 951 300alt. 1 x DV M TNC 255 FM Art. 951 305disponibile come variante

1 x DV M TNS 255 Art. 951 400alt. 1 x DV M TNS 255 FM Art. 951 405

1125 A

Limitatore di sovratensioneTipo 2

1125 A


1 x DG M TNS 275 Art. 952 400


Scaricatore di correnteda fulmine

Tipo 1

1 x DB 3 255 H Art. 900 120alt. 3 x DB 1 255 H Art. 900 222

1 x MVS 1 8 Art. 900 611

1315 A

Scaricatore di correnteda fulmine coordinato

Tipo 1

DEHNbloc® MaxiCoordinato senza ulteriore

lunghezza di linea al DEHNguard®.

3 x DBM 1 255 L Art. 900 0261 x MVS 1 8 Art. 900 611

alt. 3 x DBM 1 255 Art. 900 0251 x MVS 1 8 Art. 900 611

1315 AD

istr

ibuz

ione

pri

ncip

ale

Dis

trib

uzio

ne s

econ

dari

a

Scaricatore combinatoTipo 1

DEHNventil®

Coordinato senza ulteriorelunghezza di linea agli SPDdi Tipo 2 e 3 della Red/Line.

1315 A


1 x DFL M 255 Art. 924 396per sistemi sotto pavimentazione



EBB

1) solo necessario, se nell’impianto a monte non è già presente una protezione da sovracorrente con valore nominale uguale o minore

Figura 8.1.3.6 Utilizzo degli SPD nel sistema TN - esempio palazzina uffici con separazione del PEN nel quadro generale


L L'

N’/PEN N/PENDSI!


L L'

N’/PEN N/PENDSI!


L L'

N’/PEN N/PENDSI!


S-PROTECTOR

230V~ Defect

Überspannungsschutz

SFL-Protector

0 1

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L1 L1' L2 L2' L3 L3'

N´/PEN N/PEN

DEHNbloc® DB 3 255 H

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L1 L2 L3 N PE


16 A

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Dis

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uzio

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cipa

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istr

ibuz

ione

sec

onda

ria

EBB




Tipo 1


Tipo 1Scaricatore combinato

Tipo 1



Segn

alaz

ione

gua

sto

1 x NSM PRO EW Art. 924 3421 x SF PRO Art. 909 8201 x S PRO Art. 909 821 1 x SFL PRO Art. 912 260

1 x DG M TNC 275 Art. 952 300con contatto di telesegnalamento:1 x DG M TNC 275 FM Art. 952 305


1 x MVS 1 8 Art. 900 611


alt. 3 x DBM 1 255 Art. 900 0251 x MVS 1 8 Art. 900 611

1 x DV M TNC 255 Art. 951 300alt. 1 x DV M TNC 255 FM Art. 951 305


DEHNventil®


1125 A 1125 A


1315 A 1315 A 1315 A




Figura 8.1.3.7 Utilizzo degli SPD nel sistema TN - esempio palazzina uffici con separazione del PEN nel quadro di distribuzione secondario


DEHN SPDSPS PRO

/ IN function

OUT / FM

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��

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NETZFILTER

L' L' N' N'OUT

L L N NIN

N L1

N L1

L2 L3

L2 L3

DEHNrail 230/3N FMLDR 230 3N FML

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DEHNbloc®

NHDB NH00 255

DEHNbloc®

NHDB NH00 255

DEHNbloc®

NHDB NH00 255

L L'

N’/PEN N/PENDSI!


L L'

N’/PEN N/PENDSI!


L L'

N’/PEN N/PENDSI!


1 2 3

14 11 12

DEHNsignalDSI DBM

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VNHV NH 00 280

VNHV NH 00 280

VNHV NH 00 280

3 x V NH00 280 Art. 900 261

3 x DB NH00 255 H Art. 900 273alt. 3 x DB 1 255 H Art. 900 222

1 x MVS 1 8 Art. 900 611

1315 A


alt. 3 x DBM 1 255 S Art. 900 220

1315 A

Segn

alaz

ione

guas

to

1 x DV M TNC 255 FM Art. 951 305alt. 1 x DV M TNC 255 Art. 951 300

1315 A

Segn

alaz

ione

gua

sto

1 x DG M TNC 275 Art. 952 300con contatto di telesegnalamento:1 x DG M TNC 275 FM Art. 952 305

1125 A

13 A

1 x SPS PRO Art. 912 253 1 x DR 230 3N FML Art. 901 130

116 A

Apparecchioelettronico

senza filtro direte NF 10 sonopossibili 25 A

1 x DR M 2P 255 FM Art. 953 2051 x NF 10 Art. 912 254

110 A

L1 L2 L3 N PE


16 A

Qua

dro

di c

oman

do /

mac

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a

EBB





Tipo 1


Tipo 1



Dis

trib

uzio

ne p

rinc

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ibuz

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sec

onda

ria





DEHNventil®


2

PLC PLC

1) solo necessario, se nell’impianto a monte non è già presente una protezione da sovracorrente con valore nominale uguale o minore2) senza prefusibile supplementare con cablaggio protetto da guasto a terra e da corto circuito

Figura 8.1.3.8 Utilizzo degli SPD nel sistema TN - esempio impianto industriale con separazione del PEN nel quadro di distribuzione secondario

8.1.4 Utilizzo di SPD nel sistema TTPer il sistema TT, i dispositivi di "protezione controi contatti indiretti" ammessi sono i dispositivi diprotezione da sovracorrente, dispositivi di prote-zione a corrente differenziale (RCD) e, in casi parti-colari, i dispositivi di protezione da tensione diguasto. Questo significa, per l'utilizzo di scaricatoridi corrente da fulmine o di sovratensioni nel siste-ma TT, che possono essere installati solo a valle deidispositivi di protezione sopra descritti, per garan-tire in caso di guasto di un dispositivo di protezioneda sovratensioni (SPD), la "protezione contro i con-tatti indiretti".

Come già descritto nel paragrafo 8.1.3, nella dispo-sizione dei Tipi 1 e 2 a valle di un RCD occorre pre-vedere che, in seguito ad una corrente impulsivascaricata verso PE, questo processo di scarica vengainterpretato dall'RCD come una corrente di guastoe quindi interrompa il circuito. Durante l'utilizzo diSPD del Tipo 1 occorre inoltre partire dal presuppo-sto che, come per il sistema TN, l'RCD, attraverso ladinamica della corrente parziale da fulmine scari-

cata in caso di innesco degli SPD di Tipo 1, verreb-be danneggiato meccanicamente. In questo modoil dispositivo per la "protezione contro i contattidiretti" verrebbe danneggiato e le misure di prote-zione verrebbero vanificate. Una tale situazione,che può avere come conseguenza la messa in peri-colo delle persone, deve naturalmente essere evi-tata. Perciò, nel sistema TT, la disposizione degliSPD di Tipo 1 e anche degli SPD di Tipo 2, deveavvenire in linea di massima a monte dell'interrut-tore differenziale. Gli SPD di Tipo 1 e 2 nel sistemaTT devono essere disposti in modo che le condizio-ni per l'utilizzo dei dispositivi di protezione dasovracorrente per la "protezione contro i contattiindiretti" vengono rispettate:

In caso di guasto, cioè in caso di SPD difettoso,devono scorrere delle correnti di cortocircuito chedeterminino l'interruzione automatica dei disposi-tivi di protezione da sovracorrente entro 5 s. Se ladisposizione degli scaricatori fosse effettuata per ilsistema TT, come mostrato nelle figure 8.1.3.4 e8.1.3.5, per il sistema TN, in caso di guasto, non siformerebbero correnti di cortocircuito, ma solo


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S-PROTECTOR

230V~ Defect

DEHNventil® ZPDV ZP TNC 255

PEN

PEN

L3

L2

L1

L1 L2 L3 N PE

16 A

Pres

e el

ettr

iche

EEB

Rego

lazi

one

cald

aia


1 x DV ZP TNC 255 Art. 900 390disponibile in alternativa per sistemi a 5 conduttori1 x DV ZP TT 255 Art. 900 391

Nota:In alternativa può essere utilizzato un limitatore di sovratensione

(p.es. DG M TNC 275 Art. 952 300)se non esiste:- protezione contri i fulmini esterna- alimentazione elettrica in linea aerea- antenna sul tetto

Dis

trib

uzio

ne c

entr

ale

1 x S PRO Art. 909 8211 x SF PRO Art. 909 8201 x SFL PRO Art. 912 260


1 x DR M 2P 255 Art. 953 200


KW h

L1L2L3

PEN

Caldaia

315 A gL/gG

Figura 8.1.3.9 Utilizzo di SPD nel sistema TN - esempio casa unifamiliare

Gli SPD di Tipo 2 vengono collegati anch’essi tra Le N e tra N e PE. Per gli SPD tra N e PE, in combina-zione con gli SPD di Tipo 2, la capacità di scaricadeve essere di almeno in ≥ 20 kA (8/20 μs) per siste-mi trifase e in ≥ 10 kA (8/20 μs) per sistemi monofa-se.

Poiché il coordinamento avviene sempre in base alrischio maggiore presunto (forma d'onda 10/350μs), per gli scaricatori N-PE di Tipo 2 della famigliaRed/Line viene preso, come base, un valore di 12kA (10/350 μs).

Un esempio di collegamento per l'utilizzo di SPDnel sistema TT è illustrato nelle figure 8.1.4.2. -8.1.4.6 L'utilizzo di limitatori di sovratensione diTipo 3 viene effettuato come per il sistema TN avalle dell'RCD. La corrente impulsiva scaricata daquesto SPD è generalmente così bassa, che questoprocesso non viene riconosciuto dall'RCD comeuna corrente differenziale.

Tuttavia, anche in questo caso è consigliato di uti-lizzare un RCD resistente alle correnti impulsive.

correnti di guasto versoterra. Queste correnti diguasto verso terra, tutta-via, in determinate circo-stanze non provocano l’in-tervento, nel tempo richie-sto, dei dispositivi di prote-zione contro le sovracor-renti installati a monte.

La disposizione degli SPDTipo 1 e 2 nel sistema TTavviene per questo tra L eN. Con questa disposizionesi vuole garantire che, incaso di un dispositivo diprotezione difettoso nelsistema TT, circola una cor-rente di cortocircuito cheprovochi l’intervento deldispositivo di protezionecontro la sovracorrente amonte. Tuttavia, poiché lecorrenti da fulmine gene-ralmente fluiscono versoterra, cioè PE, deve essereaggiunto un ulteriore per-corso di scarica tra N e PE.Questi cosiddetti "scaricatori N-PE" devono soddi-sfare determinati requisiti, dal momento che da unlato deve essere trasportata la somma delle cor-renti parziali di scarica da L1, L2, L3 e N e dall'altrolato, per effetto di un possibile spostamento delcentro stella, deve essere presente una capacità diestinzione di corrente susseguente di 100 Aeff. Perl'utilizzo di SPD nel sistema TT tra L e N valgono leseguenti tensioni continuative massime (Figura8.1.4.1):

La capacità di sopportare la corrente da fulminedegli SPD di Tipo 1 viene definita in corrisponden-za ai livelli di protezione LPL I, II, III/IV, secondo CEI EN 62305-1. Per la capacità di sopportare la corrente da fulmi-ne degli SPD tra N e PE devono essere rispettati iseguenti valori:

Livello di protezione LPL:

I Iimp ≥ 100 kA (10/350 μs)

II Iimp ≥ 75 kA (10/350 μs)

III/IV Iimp ≥ 50 kA (10/350 μs).


U0 = 230 V AC



3 x Scaricatore con Uc 255 V AC

1 x Scaricatore N-PE con Uc 230 V AC

I valori U0 tra conduttore neutro e PEsi riferiscono già alle condizioni diesercizio più sfavorevoli, e quindinon è da considerare una tolleranzadel 10%.

1,1 U0

U0

L1L2L3NPE

U0 = Tensione nominale delle fasiverso terraRA

Figura 8.1.4.1 Sistema TT (230/400 V); versione di circuito "3+1"



Utenze finali

L1L2L3NPE

Quadro secondario

F3

EBB locale

Quadro generale

F2

Wh

F1

LPS

este

rno

MEBB

Protezione dalle sovratensioni secondo IEC 60364-4-443 (CEI 64-8-443)

Protezione contro i fulmini e sovratensioni secondo CEI EN 62305 (CEI 81-10)

RCD

Cassettarete


Figura 8.1.4.2 Utilizzo di SPD nel sistema TT

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DEHNflex

L1 L2 L3 N PE

16 A

Pres

e el

ettr

iche

EBB

Rego

lazi

one

cald

aia

Scaricatore combinatotipo 1

1 x DV M TT 255 Art. 951 310

Nota:In alternativa può essere utilizzato un limitatore di sovratensione

(p.es. DG M TNC 275 Art. 952 300)se non esiste:- protezione contri i fulmini esterna- alimentazione elettrica in linea aerea- antenna sul tetto

Dis

trib

uzio

ne c

entr

ale

1 x DR M 2P 255 Art. 953 200


125 A

1 x DFL M 255 Art. 924 396


Caldaia

Figura 8.1.4.3 Utilizzo di SPD nel sistema TT – Esempio casa unifamiliare


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DEHNflex

ÜS-Schutz

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DEHNgap MaxiDGP M255

DSI!

N N'

N

L L'

N’/PEN N/PENDSI!


L L'

N’/PEN N/PENDSI!


L L'

N’/PEN N/PENDSI!


L1 L1' L2 L2' L3 L3'

N´/PEN N/PEN

DEHNbloc® DB 3 255 HDurchgangsklemme

DK 35DEHNgap B/nDGP BN 255


1 x DGP BN 255 Art. 900 1321 x DK 35 Art. 900 6991 x MVS 1 4 Art. 900 610

1315 A

3 x DBM 1 255 L Art. 900 026alt. 3 x DBM 1 255 Art. 900 025

1 x DGPM 255 Art. 900 0551 x MVS 1 8 Art. 900 611

1315 A

1 x DV M TT 255 FM Art. 951 315alt. 1 x DV M TT 255 Art. 951 310

1315 A

Segnalazione guasto

L1 L2 L3 N PE


16 A

Pres

e el

ettr

iche

EBB

Segn

alaz

ione

gua

sto

1 x DSA 230 LA Art. 924 370per canaline portacavi

1 x STC 230 Art. 924 350per prese esistenti

con contatto di telesegnalamento:1 x DG M TT 275 FM Art. 952 315

1125 A


1125 A


1 x DG M TT 275 Art. 952 310



Tipo 1


Tipo 1



Dis

trib

uzio

ne p

rinc

ipal

eD

istr

ibuz

ione

sec

onda

ria



1 x DFL M 255 Art. 924 396per sistemi sotto pavimentazione



DEHNventil®


RCD


Figura 8.1.4.4 Utilizzo di SPD nel sistema TT – Esempio palazzina uffici


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DEHN SPDSPS PRO

/ IN function

OUT / FM

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NETZFILTER

L' L' N' N'OUT

L L N NIN

N L1

N L1

L2 L3

L2 L3

DEHNrail 230/3N FMLDR 230 3N FML

DEHNgap MaxiDGP M255

DSI!

N N'

N

L L'

N’/PEN N/PENDSI!


L L'

N’/PEN N/PENDSI!


L L'

N’/PEN N/PENDSI!


1 2 3 4

14 11 12

DEHNsignalDSI DV

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DEHNbloc®

NHDB NH00 255

DEHNbloc®

NHDB NH00 255

DEHNbloc®

NHDB NH00 255

DEHNbloc®

NHDB NH00 255

RCD

13 A

1 x SPS PRO Art. 912 253

3 x DB NH00 255 H Art. 900 2731 x DGP B NH00 N 255 Art. 900 269

1315 A

1 x DV M TT 255 FM Art. 951 315alt. 1 x DV M TT 255 Art. 951 310

1315 A

Segnalazione guasto

1 x DR 230 3N FML Art. 901 130

116 A


3 x DBM 1 255 L Art. 900 026alt. 3 x DBM 1 255 Art. 900 025

1 x DGPM 255 Art. 900 0551 x MVS 1 8 Art. 900 611

1315 A

Segn

alaz

ione

guas

to

senza filtro direte NF 10 sonopossibili 25 A

1 x DR M 2P 255 FM Art. 953 2051 x NF 10 Art. 912 254

110 A

L1 L2 L3 N PE


16 A

Qua

dro

di c

oman

do /

mac

chin

a

EBB

Segn

alaz

ione

gua

sto

con contatto di telesegnalamento:1 x DG M TT 275 FM Art. 952 315


1125 A


1125 A


1 x DG M TT 275 Art. 952 310



Tipo 1


Tipo 1



Dis

trib

uzio

ne p

rinc

ipal

eD

istr

ibuz

ione

sec

onda

ria





DEHNventil®


PLC PLC

Figura 8.1.4.5 Utilizzo di SPD nel sistema TT – Esempio impianto industriale

8.1.5 Utilizzo di SPD nel sistema IT

Per il sistema IT si considerano dispositivi di "prote-zione contro contatti indiretti" i dispositivi disovracorrente, i dispositivi di protezione a correntedifferenziale (RCD) e i dispositivi di controllo del-l'isolamento.Mentre nei sistemi TN o TT la "protezione contro icontatti indiretti" in caso di un primo guasto vienegarantito dalle condizioni di intervento dei dispo-sitivi di protezione da sovracorrente o RCD, nelsistema IT, dopo il primo guasto avviene soltantouna segnalazione. Una tensione di contatto trop-po elevata non può verificarsi, dal momento che alprimo guasto nel sistema IT viene solo creato unriferimento verso terra del sistema. Il sistema ITdiventa quindi un sistema TN o TT. Perciò, un siste-ma IT dopo il primo guasto può continuare ad ope-rare senza rischio, in modo che i lavori o i processidi produzione già iniziati (ad esempio nell’indu-stria chimica) possano essere conclusi. Al primoguasto il conduttore di protezione assume ilpotenziale della fase difettosa, il che tuttavia nonrappresenta un pericolo, dal momento che attra-verso il conduttore di protezione tutti i corpi e leparti metalliche toccabili assumano lo stessopotenziale e quindi non si possono creare differen-ze di potenziale pericolose. Occorre tuttavia osser-vare che al primo caso di guasto la tensione deiconduttori non difettosi verso terra corrispondenel sistema IT alla tensione tra le fasi. Quindi, in unsistema IT 230/400V, in caso di un'SPD difettoso, siavrà una tensione di 400V all’SPD non difettoso.Questo possibile stato di funzionamento deveessere preso in considerazione nella scelta degliSPD per quanto riguarda la tensione massimaammessa.

Osservando i sistemi IT occorre distinguere trasistemi IT con conduttore neutro e sistemi IT senzaconduttore neutro. Per sistemi IT senza conduttore neutro gli SPD ven-gono installati nel cosiddetto circuito "3+0" traogni fase e il conduttore PE. Per sistemi IT con con-duttore neutro può essere utilizzato il circuito"4+0" o "3+1". Se si utilizza il circuito "3+1" occorre prestareattenzione ad inserire anche nel ramo N-PE un SPDcon una capacità di estinzione della corrente susse-guente appropriata alle condizioni del sistema. Per l'utilizzo degli SPD di Tipo 1, 2 e 3 nei sistemi ITsenza e con conduttore neutro valgono le seguenti


L1L2L3PE

UL-L 500 V AC

Fase verso PE:Uc 500 V AC

3 x scaricatore con Uc 500 V AC

I valori di Uc si riferiscono già allecondizioni di esercizio più sfavorevoli,e quindi non è da considerare la tol-leranza del 10%.

UL-L

RA

Figura 8.1.5.1a Sistema IT senza neutro distribuito;circuito “3-0”

U0 = 230 V AC

Fase verso neutro:Uc 3 x 230 V = 398 V AC


3 x scaricatore con Uc 398 V AC1 x scaricatore con Uc 230 V AC

I valori di Uc si riferiscono già allecondizioni di esercizio più sfavorevoli,e quindi non è da considerare la tol-leranza del 10%.

�3 U0

L1L2L3NPE


U0

RA

Figura 8.1.5.1b Sistema IT con neutro distribuito;circuito “4-0”

U0 = 230 V AC

Fase verso neutro:Uc 1,1 x 230 V = 253 V AC


3 x scaricatore con Uc 253 V AC1 x scaricatore con Uc 230 V AC

I valori di U0 tra neutro e PE siriferiscono già alle condizioni diesercizio più sfavorevoli, e quindinon è da considerare la tolleranzadel 10%.

1,1 U0

L1L2L3NPE


U0

RA

Figura 8.1.5.1c Sistema IT con neutro distribuito;circuito “3+1”

tensioni massime conti-nuative (Figure 8.1.5.1a-c).

Con un secondo guasto inun sistema IT deve quindiavvenire l'intervento deldispositivo di protezione. Per l'utilizzo di SPD nelsistema IT in combinazio-ne con un dispositivo perla "protezione contro icontatti indiretti" valgo-no le stesse indicazionifornite nei paragrafi 8.1 e8.2 per i sistemi TN e TT.E' quindi consigliatoanche nel sistema IT l'uti-lizzo di SPD di Tipo 1 e 2 amonte dell'RCD. Un esempio di collega-mento per l'utilizzo diSPD nel sistema IT senzaconduttore neutro è illu-strato nella figura 8.1.5.2e 8.1.5.3. La figura 8.1.5.4 illustral'utilizzo di SPD nel siste-ma IT con conduttoreneutro distribuito.



Utenze finali

L1L2L3

PE

Quadro secondario

F3

EBB locale

Quadro generale

F2

Wh

F1

LPS

este

rno

MEBB

Protezione secondo IEC 60364-4-443 (CEI 64-8-443)



Cassettarete

Figura 8.1.5.2 Utilizzo di SPD nel sistema IT senza neutro distribuito

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125 A1

250 A1

L L' PE PE'

DEHNbloc® MAXI DBM 440

L L' PE PE'


L L' PE PE'


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125 A1

Segn

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L1 L2 L3PE

con contatto di telesegnalamento:3 x DG S 440 FM Art. 952 0951 x MVS 1 4 Art. 900 610



3 x DG S 440 Art. 952 0751 x MVS 1 4 Art. 900 610

3 x DBM 440 Art. 900 044

Scaricatore di corrente da fulmine coordinato Tipo 1DEHNbloc® Maxi

Dis

trib

uzio

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istr

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ria

1) solo necessario, se nell’impianto a monte non è già presente unaprotezione da sovracorrente con valore nominale uguale o minore

Figura 8.1.5.3 Utilizzo di SPD nel sistema IT 400 V - esempio senza neutro distribuito

8.1.6 Calcolo delle lunghezze dei conduttoridi collegamento per SPD

Il calcolo delle lunghezze dei collegamenti perdispositivi di protezione da sovratensione costitui-sce una parte importante delle norme di installa-zione IEC 60364-5-534.Gli aspetti elencati di seguito sono spesso ragionedi contestazione durante i controlli da parte diperiti, ispettori, ecc.

Collegamento passante a V secondo IEC 60364-5-534

Decisivo per la protezione di impianti, apparec-chiature e utenze è il valore effettivo della tensio-ne impulsiva presente sugli impianti da protegge-re. Un effetto di protezione ottimale si ottienequando il livello della tensione impulsiva sull'im-pianto da proteggere corrisponde al livello di pro-

tezione del dispositivo diprotezione da sovraten-sioni.Per questa ragione, nellaIEC 60364-5-534 vieneproposto per il collega-mento dei dispositivi diprotezione da sovraten-sioni una tecnica di colle-gamento a V, come illu-strato nella figura 8.1.6.1.In questo caso non vengo-no utilizzate diramazioniseparate per il collega-mento dei dispositivi diprotezione da sovraten-sioni.

Collegamento parallelosecondo IEC 60364-5-534

La tecnica di collegamen-to a V non è utilizzabile intutte le condizioni del-l'impianto.Le correnti nominali chenell'ambito di un cablag-gio a V vengono condotteattraverso morsetti doppial limitatore di sovraten-sione, sono limitate dallacapacità di carico termicodei suddetti morsetti dop-pi. Per questa ragione il

costruttore prescrive un determinato valore di fusi-bile di protezione massimo ammissibile del disposi-tivo di protezione da sovratensioni, il che a sua vol-ta, per sistemi con carichi nominali maggiori rendetalvolta inutilizzabile il cablaggio a V. Attualmente sono disponibili sul mercato deicosiddetti "morsetti doppi per il collegamento didue conduttori", con i quali questa "problemati-ca" può essere risolta. Quindi, con un aumentodella corrente di esercizio possono essere mante-nute minime le lunghezze di collegamento. Conl'utilizzo di tali morsetti occorre tuttavia rispettareil valore dei prefusibili di protezione raccomandatidal costruttore (Figure 8.1.6.2 e 8.1.6.3). Se il cablaggio a V è del tutto escluso, è necessarial'installazione dei dispositivi di protezione dallesovratensione in una diramazione separata del cir-cuito. Se il valore nominale del fusibile installato amonte dell'impianto supera il valore massimo di


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Durchgangsklemme

DK 35

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125 A1

315 A1

Durchgangsklemme

DK 35

L L'

N/PEN N/PENDSI!


L L'

N/PEN N/PENDSI!


L L'

N/PEN N/PENDSI!


L L'

N/PEN N/PENDSI!


L1 L2 L3 N


4 x DG S 275 Art. 952 0701x MVS 1 8 Art. 900 6111x DK 35 Art. 900 699

Scaricatore di corrente da fulmine coordinatoTipo 1

DEHNbloc®

Dis

trib

uzio

ne p

rinc

ipal

eD

istr

ibuz

ione

sec

onda

ria

1) solo necessario, se nell’impianto a monte non è già presente unaprotezione da sovracorrente con valore nominale uguale o minore

PE

4x DBM 1 255 Art. 900 0251x MVS 1 8 Art. 900 6111x DK 35 Art. 900 699

EBB

Figura 8.1.5.4 Utilizzo di SPD nel sistema IT 230/400 V - esempio con conduttore neutro distribuito

corrente nominale permesso per il fusibile di pro-tezione del dispositivo di protezione da sovraten-sioni, la diramazione del dispositivo di protezioneda sovratensioni deve essere dotata di un propriofusibile di protezione per lo scaricatore di sovra-tensione (Figura 8.1.6.4) oppure vengono utilizzatidegli SPD con prefusibile integrato (Figure 8.1.6.5e 8.1.6.6).

All'innesco del dispositivo di protezione da sovra-tensioni nella diramazione, altri elementi (condut-tori, fusibile) vengono attraversati dalla correnteimpulsiva, che provoca sulle relative impedenzedelle cadute di tensione dinamiche.

Qui si può notare che la componente ohmicarispetto alla componente induttiva è trascurabile.

Tenendo conto della relazione

e delle velocità di variazione della corrente (di/dt)per processi transienti di alcune 10 kA/μs, la cadutadi tensione dinamica udyn viene determinata per lopiù dalla componente induttiva. Per mantenere ridotta questa caduta di tensione,l'induttanza del collegamento e quindi la sua lun-ghezza devono essere tenuti al minimo possibiledall'installatore specializzato che esegue i lavori.Nella IEC 60364-5-534 viene perciò suggerito di pre-vedere una lunghezza complessiva del collegamen-


iImp Corrente impulsiva scaricatausp Tensione di limitazione del dispositivo

di protezioneUTot Tensione residua ai morsetti

dell’apparecchio finale

UTot = usp

UTotuspiImp

Figura 8.1.6.1 Collegamento a V di dispositividi protezione da sovratensione

Figura 8.1.6.2 Principio del "morsetto di col-legamento doppio" (ZAK) - rappresentazione unipolare

Figura 8.1.6.3 Morsetto doppio STAK 2X16

iImp Corrente impulsiva di scarica

usp Tensione di limitazione del dispositivo

UTot Tensione residua ai morsettidell'apparecchio finale

udyn 1 Caduta di tensione dinamica sul latofase del dispsitivo di protezione

udyn 2 Caduta di tensione dinamica sul latoterra del dispsitivo di protezione

UTot = udyn 1 + usp + udyn 2

L/N

PE

UTotuspiImp

udyn 1

udyn 2

Figura 8.1.6.4 Collegamento dei dispositivi diprotezione dalle sovratensioninella diramazione

Figura 8.1.6.5 DEHNbloc Maxi S: scaricatore dicorrente da fulmine coordinatocon prefusibile integrato

Figura 8.1.6.6 Limitatore di sovratensioneVNH Tipo 2 per l’utilizzocon portafusibili NH

u i Rdi

dtLdyn = ⋅ + ⎛

⎝⎜⎞⎠⎟

Con l’installazione del collegamen-to y, la distanza tra il quadro diallacciamento e misura o distribu-zione principale e la barra equipo-tenziale è irrilevante. La soluzionedi questo problema riguarda esclu-sivamente la scelta del conduttoredi collegamento sul lato terra deidispositivi di protezione dallesovratensioni.

Disposizione del collegamento sullato fase

Anche la lunghezza del collega-mento sul lato fase deve essere con-siderata. A questo scopo può essere

utile l'esempio seguente:Negli impianti di distribuzione estesi deve essereprevista una protezione da sovratensioni per ilsistema di distribuzione a sbarre e per i relativi cir-cuiti (da A a D) (Figura 8.1.6.9).

Per l'utilizzo dei dispositivi di protezione dallesovratensioni in questo caso vengono consideratiin alternativa i luoghi di installazione 1 e 2. Il luo-go di installazione 1 si trova direttamente sull'ali-mentazione del sistema a barre. Quindi, per tuttele utenze è garantita nella stessa misura, la prote-zione da sovratensione. La lunghezza effettiva deicollegamenti dello scaricatore nel punto di instal-lazione 1 risulta I1 per tutte le utenze. A volte, perragioni di spazio, il luogo di installazione deidispositivi di protezione dalle sovratensioni vienescelto lungo il percorso del sistema di distribuzionea sbarre. In casi estremi può essere scelto il luogo diinstallazione 2, per la disposizione indicata in figu-ra 8.1.6.9. Per quanto riguarda il circuito A la lun-ghezza effettiva del collegamento risulta I2. I siste-mi di distribuzione a sbarre presentano, rispetto acavi e conduttori, un'induttanza ridotta (ca. 1/4) edi conseguenza una caduta di tensione induttivaminima; la lunghezza delle sbarre collettrici nondeve essere tuttavia trascurata.

La scelta dei collegamenti ha un'influenza deter-minante sull'efficacia dei dispositivi di protezioneda sovratensioni e deve perciò essere consideratagià in fase di progettazione dell'impianto!I contenuti appena descritti della IEC 60364-5-534sono stati determinanti per lo sviluppo del nuovoscaricatore combinato DEHNventil, che deve com-binare i requisiti di scaricatori di corrente da fulmi-

to dei dispositivi di protezione dalle sovratensioninelle diramazioni dei conduttori non superiore a0,5 m (Figura 8.1.6.7).

Disposizione del collegamento verso terraQuesto requisito apparentemente difficile da met-tere in pratica verrà spiegato con l'esempio dellefigure 8.1.6.8a e b. Viene illustrato un collegamen-to equipotenziale principale di un impianto diutenza in bassa tensione secondo CEI 64-8/4, nelquale il collegamento equipotenziale antifulmineviene completato con l'utilizzo di un dispositivo diprotezione dalle sovratensioni del Tipo 1.I provvedimenti in figura 8.1.6.8a sono state instal-late indipendentemente. Il PEN è stato collegatocon la barra equipotenziale e attraverso un con-duttore equipotenziale separato è stato eseguito ilcollegamento a terra degli scaricatori. La lunghezza di collegamento effettiva (Ia) per idispositivi di protezione da sovratensioni è perciòla distanza tra il punto di installazione dei disposi-tivi di protezione da sovratensioni (ad esempioquadro di allacciamento rete, distribuzione princi-pale) fino alla barra equipotenziale. Con un colle-gamento di questo tipo si ottiene raramente unaprotezione efficace. Senza grandi sforzi è possibi-le, diminuire la lunghezza di collegamento effetti-va degli scaricatori (Ib < 0,5 m) collegando il con-duttore come illustrato in figura 8.1.6.8b. Questo viene ottenuto tramite un conduttore di"bypass" (y) dall'uscita lato terra degli scaricatoriverso PEN. Il collegamento dall'uscita lato terradegli scaricatori verso la barra equipotenziale (x),viene mantenuto.


SPD E/l

a + b ≤ 0,50 m

EBB

SPD

E/l

(b1 + b2) < 0,50 m

EBB

ab

b1

b2

Figura 8.1.6.7 Lunghezze di collegamento massime suggerite per i dispositivi di protezionedalle sovratensioni nella diramazione

ne e da sovratensione in un unicodispositivo di protezione, in conformi-tà alla serie di norme CEI EN 62305-parte 1-4. Questo permette di realizzare uncablaggio a V direttamente sul disposi-tivio. La figura 8.1.6.10 illustra lo sche-ma funzionale di un cablaggio a V.Dalla figura 8.1.6.11 è visibile comepuò essere utilizzato in modo vantag-gioso un cablaggio a V con l'aiuto dipettini di collegamento. Il cablaggio a V (detto anche passante)per la relativa capacità di carico termi-co dei morsetti doppi impiegati è ese-guibile fino a 125 A. Per carichi con delle correnti nominali> 125 A, il collegamento dei dispositividi protezione da sovratensioni vieneeffettuato tramite una diramazione(cablaggio parallelo). Qui devono esse-re rispettate le lunghezze massime dicollegamento secondo IEC 60364-5-534. Un'esecuzione del cablaggioparallelo è raffigurata nella figura8.1.6.12.A questo proposito occorre tuttaviaosservare, che sul collegamento latoterra, può essere sfruttato il doppiomorsetto di terra. Come illustrato infigura 8.1.6.12 è spesso possibile senzasforzi, raggiungere una lunghezza


L1L2L3

PEN

EBB

x

non favorevole

l a

Figura 8.1.6.8a Punto di vista dell'utilizzatore- posa sfavorevole dei

conduttori

L1L2L3

PEN

EBB

x

favorevole

y

l b

Figura 8.1.6.8b Punto di vista dell'utilizzatore- posa favorevole dei

conduttori

l1

l2

A B C D

lunghezza totale nel luogo d'installazione 1lunghezza totale nel luogo d'installazione 2

Inst

alla

zione

1In

stal

lazio

ne 2

Figura 8.1.6.9 Disposizione dei dispositivi diprotezione nell'impianto e lalunghezza di collegamento effi-cace risultante

Figura 8.1.6.11Cablaggio a V dello scaricatore combinato DEHNventil M TNC tramite pettine

EBB

L1'L2'L3'PEN

L1 L2 L3PENCavo di alimentazione

F4 F5 F6

F1-F3

Cass

etta

alla

ccia

men

to re

te

F1 - F3> 125 A gL/gG

F4 - F6≤ 125 A gL/gG

��

��®

��

��

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��®

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��

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��®

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��

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��

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Figura 8.1.6.10Cablaggio a V

8.1.7 Dimensionamento delle sezioni di col-legamento e della protezione di back-up per dispositivi di protezione dasovratensioni

I collegamenti degli scaricatori possono essere sog-getti a correnti impulsive, di servizio e di cortocir-cuito. I singoli carichi dipendono da vari fattori:

⇒ tipo di circuito di protezione one-port (Figura8.1.7.1) / two-port (Figura 8.1.7.2)

⇒ tipo di scaricatore: scaricatore di corrente dafulmine, scaricatore combinato, limitatore didi sovratensione

⇒ prestazioni dello scaricatore in presenza di cor-renti susseguenti: estinzione/limitazione dellacorrente susseguente

Se i dispositivi di protezione dalle sovratensioni ven-gono installati come indicato in figura 8.1.7.1, i colle-gamenti S2 e S3 devono essere dimensionati solo inbase ai criteri della protezione contro il corto circui-to secondo CEI 64-8/4 e in base alla capacità di tenu-ta alle correnti da fulmine. Nella scheda tecnica deldispositivo di protezione dalle sovratensioni vieneindicato il valore massimo della protezione da sovra-corrente, che può essere utilizzato come protezionedi back-up per lo scaricatore.

Durante l'installazione dei dispositivi, occorreaccertarsi, che la corrente di corto circuito che scor-re effettivamente determini l'intervento della pro-tezione di back-up. Il dimensionamento dellasezione del conduttore è dato dalla seguenteequazione:

t tempo di interruzione ammissibile in caso dicortocircuito, in s

S sezione del conduttore in mm2

I corrente di corto circuito totale in A

k valore del coefficiente k in A • s/mm2 secondotabella 8.1.7.1.

Occorre inoltre osservare che le indicazioni riguar-danti i valori dei dispositivi di protezione da sovra-corrente massimi riportati nella scheda tecnica deldispositivo di protezione dalle sovratensioni, val-gono solo fino al valore di tenuta alla corrente dicorto circuito del dispositivo di protezione.

k S I t2 2 2⋅ = ⋅

effettiva del collegamento I < 0,5 m, tramite uncollegamento tra il terminale "PE(N)" del morsettodoppio sul lato terra verso il conduttore PEN.

Nell’installazione dei dispositivi di protezione dasovratensioni nelle distribuzioni, principalmente èda osservare che conduttori sollecitati da correntiimpulsive devono essere posati distanziati dai con-duttori non sollecitati da correnti impulsive. Unaposa parallela dei conduttori è in ogni caso da evi-tare (Figura 8.1.6.13)


EBB

L1'L2'L3'PEN

L1 L2 L3PENCavo di alimentazione

F4 F5 F6

F1-F3

CARF1 - F3

> 315 A gL/gG

F4 - F6≤ 315 A gL/gG

s s s

��

��®

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��®

��

��

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��

��®

��

��

�

��

��

��

IN (OUT)

OUT (IN)

okIN (OUT)

OUT (IN)

Figura 8.1.6.12 Cablaggio in parallelo

Figura 8.1.6.13 Posa dei conduttori

Se la corrente di corto circuito nel luogo d'installa-zione è maggiore della corrente di cortocircuitoindicata per il dispositivo di protezione, deve esse-re scelto un fusibile di protezione, di valore infe-riore, in rapporto 1:1,6 rispetto al valore indicatonella scheda tecnica dello scaricatore.

Per i dispositivi di protezione dalle sovratensioni,installati come indicato in figura 8.1.7.2, la corren-te di servizio massima non deve superare la corren-te di carico nominale indicata per il dispositivo diprotezione. Per i dispositivi di protezione con pos-sibilità di cablaggio a V, vale la corrente massimaindicata per il collegamento passante (Figura8.1.7.3).

Le sezioni di collegamento e la protezione di back-up per gli scaricatori di corrente da fulmine e com-binati, di Tipo 1, sono indicati nell'esempio riporta-to in figura 8.1.7.4.


1

2

S2

S3

Figura 8.1.7.1 Circuito di protezione One-port

3

4

1

2

Figura 8.1.7.2 Circuito di protezione Two-port

Figura 8.1.7.3 SPD con collegamento passante

L1 L1' L2 L2' L3 L3'

H1 H2 H3

PEN- only for DEHNsignal -

- nur für DEHNsignal -

DEHNventil® DV TNC 255

F2

L1L2L3

PEN

L1'L2'L3'PEN

MEBB

S3

F1

S2

DEHNventil DV M TNC 255

F1

F2

F1 > 315 A gL / gG

F2 ≤ 315 A gL / gG

F1 ≤ 315 A gL / gG

F2

Fuse F1 S2 / mm2 S3 / mm2 Fuse F2A gL / gG A gL / gG

25 10 16 ---35 10 16 ---40 10 16 ---50 10 16 ---63 10 16 ---80 10 16 ---100 16 16 ---125 16 16 ---160 25 25 ---200 35 35 ---250 35 35 ---315 50 50 ---

> 315 50 50 ≤ 315

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��®

��

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��®

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��

��®

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��

�

��

��

��

Figura 8.1.7.4 Esempio DEHNventil, DV M TNC 255

Materialeconduttore GommaPVC EPR / XLPE

Materiale isolante

Cu

Al

141

93

115

76

143

94

Tabelle 8.1.7.1 Coefficiente di materiale k per conduttori in rame ealluminio con diversi materiali isolanti(secondo IEC 60364-4-43)

La figura 8.1.7.5 riporta le sezioni dei collegamen-ti e la protezione back-up per i dispositivi di prote-zione dalle sovratensioni di tipo 2, mentre la figu-ra 8.1.7.6 riporta gli stessi valori per i dispositivi diTipo 3.

La scelta dei fusibili di back-up per i dispositivi diprotezione dalle sovratensioni dipende dal com-portamento della corrente impulsiva. I fusibili han-no caratteristiche di intervento decisamente diver-

se in confronto a sollecitazione con correnti di cor-to circuito o correnti impulsive, in particolare concorrenti impulsive da fulmine con forma d'onda10/350 μs.In base alla corrente impulsiva da fulmine è statodeterminato il comportamento d'intervento deifusibili (Figura 8.1.7.7).

Zona 1: nessuna fusioneL'energia introdotta attraverso la corrente impulsi-va da fulmine nel fusibile non è tale da terminarela fusione del fusibile.

Zona 2: fusioneL'energia della corrente impulsiva da fulmine èsufficiente a causare l’intervento del fusibile equindi interrompere il circuito tramite il fusibilestesso (Figura 8.1.7.8).Caratteristico per il comportamento del fusibile èche essendo la corrente impulsiva da fulmine una

corrente impressa, essa continua a scorrere senzafarsi influenzare dal comportamento del fusibile. Ilfusibile interviene soltanto dopo lo smorzamentodella corrente impulsiva da fulmine. Una selettivitàdi fusibili per quanto riguarda l’intervento con cor-renti impulsive da fulmine quindi non esiste. Occor-re perciò prestare attenzione, affinché, per causadel comportamento della corrente impulsiva vengautilizzato sempre il fusibile di protezione della gran-dezza massima ammissibile, in base alla scheda tec-nica e/o le istruzioni di montaggio del dispositivo diprotezione.Dalla figura 8.1.7.8 si può inoltre notare che duran-te il processo di fusione, attraverso il fusibile si creauna caduta di tensione, che in parte è notevolmentesuperiore a 1 kV. Per le applicazioni raffigurate nellafigura 8.1.7.9, una fusione del fusibile può ancheportare ad un innalzamento del livello di protezionenell'impianto oltre il livello di protezione del dispo-sitivo di protezione dalle sovratensioni utilizzato.

Zona 3: esplosioneSe l'energia della corrente impulsiva da fulmine èmolto più elevata dell'integrale di fusione del fusi-


DEHNguard M TNC 275DEHNguard M TNS 275DEHNguard M TT 275

F1

F1 > 125 A gL / gG

F2 ≤ 125 A gL / gG

Fuse F1 S2 / mm2 S3 / mm2 Fuse F2A gL / gG A gL / gG

35 4 6 ---40 4 6 ---50 6 6 ---63 10 10 ---80 10 10 ---100 16 16 ---125 16 16 125160 25 16 125200 35 16 125250 35 16 125315 50 16 125400 70 16 125

F2

F1 ≤ 125 A gL / gG

F2

A

F2

L1'L2'L3'

L1L2L3N

PE

F1

S2

S3

Osservare portatadi correntedel pettine

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��®

��

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EBB locale

Figura 8.1.7.5 Esempio DEHNguard (M) TNS/TT

F1


F1 ≤ 25 A gL / gG

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��

��

��

�

��

�

LN

PE

F1

F2 ≤ 25 A


F2

��

��

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�

��

�

LN

PE

Figura 8.1.7.6 Esempio DEHNrail

bile, può capitare che l’elemento fusibile evaporiin modo esplosivo. Spesso, come conseguenzascoppia l'involucro del fusibile. Oltre agli effettimeccanici occorre osservare anche che la correnteda fulmine sotto forma di arco elettrico può conti-nuare a scorrere; non può quindi avvenire l'inter-ruzione della corrente impulsiva da fulmine e laconseguente riduzione della capacità di scaricanecessaria dello scaricatore utilizzato.

Selettività per la protezione degli impiantiPer l'utilizzo dei dispositivi di protezione dallesovratensioni con tecnologia spinterometricaoccorre osservare, che una corrente susseguente direte viene limitata fino al punto, che non interven-gano dei dispositivi di protezione da sovracorrentecome ad esempio il fusibile di protezione per ilconduttore e/o il fusibile di protezione dello scari-catore. Questa caratteristica dei dispositivi di pro-

tezione a base spinterometrica èdetta limitazione della correntesusseguente di rete e/o estinzionedella corrente susseguente di rete.

Solo con tecniche particolari comead esempio la tecnologia RADAX-Flow si riesce a sviluppare scarica-tori e combinazioni di scaricatori,in grado di ridurre ed estinguere lacorrente di cortocircuito presuntaa tal punto, anche in impianti conelevate correnti di corto circuito,che i fusibili a monte di portata piùridotta non intervengano (Figura8.1.7.10).

La continuità di servizio dell'im-pianto richiesta dalla norma CEI EN60439-1, anche in caso di innescodei dispositivi di protezione dallesovratensioni, viene rispettata gra-


0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

250 A/1

200 A/1

160 A/00

100 A/C00

63 A/C00

35 A/C00

20 A/C00

Corrente nominalee forma costruttiva

I (kA)

25 kA 75 kA

22 kA 70 kA

20 kA 50 kA

9,5 kA 25 kA

5,5 kA 20 kA

4 kA 15 kA

1,7 kA 8 kA

fusione esplosione

Figura 8.1.7.7 Comportamento dei fusibili NH durante la sollecitazione con corrente impulsiva 10/350 μs

L1L2L3N

F1F2F3

F1... F3 > prefusibilemax. ammessodallo scaricatore

PE

F4 F5 F6

F4... F6 ≤ prefusibilemax. ammessodallo scaricatore

US

UP

Figura 8.1.7.9 Utilizzo di un fusibile di protezio-ne separato per lo scaricatore

8

7

6

5

4

3

2

1

0

-200 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800

kA

I

t μs

4,0

3,5

3,0

2,5

2,0

1,5

1,0

0,5

0

kV

UCorrente impulsiva

Tensione del fusibile

Figura 8.1.7.8 Corrente e tensione su un fusibile 25 A-NH che sta fondendo durante la solle-citazione con corrente impulsiva di fulmine (10/350 μs)

zie alla caratteristica "limitazione della correntesusseguente di rete" descritta in precedenza.

In particolare per i dispositivi di protezione dallesovratensioni con bassa tensione di innesco, chenon hanno solo il compito di garantire l’equipo-

tenzialità antifulmine, ma devono anche effettu-re la protezione da sovratensione dell'impianto, lalimitazione della corrente susseguente è piùimportante che mai per la continuità di serviziodell'impianto elettrico (Figura 8.1.7.11).


100 000

10 000

1 000

100

Integrale di fusionedel fusibile�2 t in A2 s

0,1 1 10 100

Corrente di c.to c.topresunta [kAeff]

Energia passante I2 • t dellospinterometro RADAX-Flowp. es. nel DEHNventil® modularNessuna corrente susseguente

25A32A

63A

100A

250A

Corrente nominaleinserto fusibileNH-gG

20A

= valori minimi di fusione - �2tdel fusibile

I2 t di unasemionda (10 ms)

50

16A

Figura 8.1.7.11 Selettività della corrente susseguente del DEHNventil M all’intervento di fusibili NH con diverse correnti nominali

400

200

0

-200

-400

U0

Tensionedi rete

Tensione dell’arco UU (V)

70

35

0

Corrente c.to c.topresunta Icpres

0 5 10 15 20 25 t (ms)

I (kA)

0,5

0

0 10 15 t (ms)

I (kA)effettiva correntesusseguente If

Figura 8.1.7.10 Riduzione della corrente susseguente attraverso il principio RADAX-Flow brevettato

8.2 Sistemi informaticiGli scaricatori servono in primo luogo a protegge-re gli apparecchi collegati a valle, inoltre riduconoil rischio di danneggiamento dei conduttori. La scelta di uno scaricatore dipende tra l'altro dal-le seguenti considerazioni:

⇒ zone di protezione da fulminazione del luogodi installazione, se previste

⇒ energie da scaricare

⇒ disposizione dei dispositivi di protezione

⇒ immunità ai disturbi degli apparecchi finali

⇒ protezione da disturbi simmetrici e/o asimme-trici

⇒ requisiti di sistema, p. es. parametri di trasmis-sione

⇒ corrispondenza con norme specifiche di pro-dotto o applicazione, se richiesto

⇒ adattamento alle condizioni ambientali/requi-siti di installazione

I dispositivi di protezione per i cavi di antenne sidistinguono secondo la loro idoneità per sistemi

coassiali, simmetrici o a guida d’onda, a secondadell'esecuzione fisica del cavo d’antenna. Per sistemi coassiali e a guida d’onda, il condutto-re esterno può solitamente essere collegato diret-tamente al sistema equipotenziale. A questo scoposi possono utilizzare dei manicotti di messa a terraspecifici per i vari tipi di cavi.

Procedura per la scelta e l'impiego di scaricatori:esempio BLITZDUCTOR CTContrariamente a quanto avviene per la scelta deidispositivi di protezione nei sistemi energetici(vedere capitolo 8.1), dove nel campo 230/400 V sipossono prevedere condizioni uniformi in merito atensione e frequenza, per i sistemi di automazioneesistono diversi tipi di segnali da trasmettere perquanto riguarda

⇒ tensione (ad es. 0-10 V)

⇒ corrente (ad es. 0 - 20 mA, 4 - 20 mA)

⇒ riferimento del segnale (simmetrico, asimme-trico)

⇒ frequenza (DC, NF, HF)

⇒ tipo di segnale (analogico, digitale).


U in V500

400

300

200

100

100

200

300

400

500

600

700

800

t in μs

U in V500

400

300

200

100

100

200

300

400

500

600

700

800

t in μs

U in V500

400

300

200

100

100

200

300

400

500

600

700

800

t in μs

l in kA10

8

6

4

2

100

200

300

400

500

600

700

800

t in μs

l in kA10

8

6

4

2

100

200

300

400

500

600

700

800

t in μs

l in kA10

8

6

4

2

100

200

300

400

500

600

700

800

t in μs

BCT MLC _ _ _ _ _BCT MOD _ _ _ _ _

Codice di tipo

B = scaricatore di corrente da fulmineIimp = 2,5 kA (10/350 μs)per filo

B_ = scaricatore combinatoIimp = 2,5 kA (10/350 μs)per filo,livello di proetzione però identicoal limitatore di sovratensione (M)

M_ = limitatore di sovratensioneIn = 10 kA (8/20 μs)per filo

Livello di protezioneCapacità di scarica

MLC = modulo scaricatore con LifeCheck (LC) integratoMOD = modulo scaricatore standard

Figura 8.2.1 Classificazione degli scaricatori


MLC B 110MLC BE 5MLC BE 12MLC BE 15MLC BE 24MLC BE 30MLC BE 48MLC BE 60MLC BE 110MLC BD 5MLC BD 12MLC BD 15MLC BD 24MLC BD 30MLC BD 48MLC BD 60MLC BD 110MLC BD 250MLC BE C 5MLC BE C 12MLC BE C 24MLC BE C 30MLC BD HF 5MLC BD HFD 5MLC BD HFD 24

MOD B 110MOD ME 5MOD ME 12MOD ME 15MOD ME 24MOD ME 30MOD ME 48MOD ME 60MOD ME 110MOD MD 5MOD MD 12MOD MD 15MOD MD 24MOD MD 30MOD MD 48MOD MD 60MOD MD 110MOD MD 250MOD ME C 5MOD ME C 12MOD ME C 24MOD ME C 30MOD MD HF 5MOD MD HFD 5MOD MD HFD 24

MOD MD EX 24MOD MD EX 30MOD MD EX HFD 6

Tabella 8.2.1 Marcatura dei moduli di protezione BCT

E = Limitazione finedelle sovratensionifilo ⇒ terra(limitazionelongitudinale)

D = Limitazione finedelle sovratensionifilo ⇒ filo(Limitazionetrasversale)

Up

Up

Up

BCT MLC _ _ _ _ _BCT MOD _ _ _ _ _

Codice di tipo

MLC = Modulo scaricatore con LifeCheck (LC) integratoMOD = Modulo scaricatore standard

Figura 8.2.2 Comportamento di limitazione

1

2

3

4

1

2

3

4

_E = tensione tra filo e terra

Il valore della tensione nominale indica il campo della tensione disegnale tipica, che entro condizioni nominali non dimostra alcuneffetto di limitazione attraverso il dispositivo di protezione. Il valoredella tensione nominale viene indicata come valore DC.

Le tensioni nominali per i singoli tipi sono indicati come segue:

_D = tensione tra filo e filo

_E C = tensione tra filo e filo,e tra filo e terra

_D HF = tensione tra filo e filo,e tra filo e terra

_D HFD = tensione tra filo e filo

_D EX = tensione tra filo e filo

BLITZDUCTOR CT

Ufilo-terra

BLITZDUCTOR CT

Ufilo-filo

Tipo Tensione nominale UN

BCT MLC _ _ _ _ _BCT MOD _ _ _ _ _

Codice di tipo

Figura 8.2.4 Tensione nominale

C = limitazione trasversale supple-mentare e resistenza di disac-coppiamento supplementare inuscita del BLITZDUCTOR CT peril disaccoppiamento dei diodi diprotezione del BLITZDUCTORcon ev. diodi presenti nel circuitod'ingresso dell'apparecchio daproteggere (p. es. diodi clam-ping, diodi opto-accoppiatori)

HF = modello per la protezione di trat-te ad alta frequenza (impiegodi una matrice di diodi per lalimitazione fine della sovraten-sione), limitazione longitutinalee trasversale

EX = dispositivo di protezione perl'impego in circuiti di misura asicurezza intrinseca (tenuta ditensione verso terra 500 V)

BCT MLC _ _ _ _ _BCT MOD _ _ _ _ _

Codice di tipo

Figura 8.2.3 Indicazione su particolare applicazioni

Ognuna di queste grandezze elettriche del segna-le può contenere l'informazione effettiva da tra-smettere.

Perciò il segnale non deve essere influenzato nega-tivamente attraverso l'utilizzo di scaricatori di cor-rente da fulmine o di sovratensione negli impiantiCMR (controllo, misura e regolazione). In tale con-testo devono essere osservati alcuni punti per lascelta dei dispositivi di protezione per impiantiCMR, che verranno descritti di seguito per i nostridispositivi di protezione BLITZDUCTOR CT e cheverranno illustrati tramite specifici esempi di utiliz-zo (Figura 8.2.1 - 8.2.4 e Tabella 8.2.1).

Marcatura dei tipi di moduli di protezione

C limitazione della tensione trasversale aggiun-tiva e resistenze di disaccoppiamento supple-mentari nell'uscita del BLITZDUCTOR CT per ildisaccoppiamento dei diodi di protezione delBLITZDUCTOR dai diodi eventualmente pre-senti all'ingresso dell'apparecchio da proteg-gere (ad es. diodi clamping, diodi per accop-piatori ottici)

HF forma costruttiva per la protezione del percor-so di trasmissione ad alta frequenza (utilizzo diuna matrice di diodi per la limitazione fine del-le sovratensioni), limitazione dei disturbi dimodo comune e differenziale

EX dispositivo di protezione per l'utilizzo in circui-ti di misura a sicurezza intrinseca, con omolo-gazione ATEX e FISCO (resistenza alle tensionialternate verso terra di 500 V AC)

Dati tecnici:

Livello di protezione UpIl livello di protezione è un parametro del disposi-tivo di protezione da sovratensioni, che caratteriz-za l'efficienza a limitare la tensione ai suoi termi-nali di connessione. Il valore del livello di protezio-ne deve essere superiore al valore massimo delletensioni residue misurate.La tensione residua misurata è la tensione massimamisurata ai morsetti del dispositivo di protezioneda sovratensione quando quest’ultimo viene ali-mentato con correnti e/o tensioni impulsive a for-me d’onda e ampiezza prestabilite.

Tensione residua con una ripidità di 1 kV/µs dellatensone dell’impulso di prova Questa prova serve per individuare le caratteristi-che di innesco degli scaricatori a gas. Questi ele-menti di protezione possiedono una "caratteristicadi commutazione". La modalità di funzionamentodi uno scaricatore a gas può essere equiparata adun interruttore, la cui resistenza al momento delsuperamento di un determinato valore di tensionepuò "automaticamente" passare da > 10 GΩ (statoinattivo) a valori < 0,1 Ω (stato attivo), in modo chela tensione venga quasi cortocircuitata. Il valore ditensione, a cui avviene l'innesco dello scaricatore agas, dipende dalla pendenza della tensione del-l’onda di prova entrante (du/dt).

Di regola vale: Maggiore è il rapporto du/dt maggiore sarà la ten-sione di innesco dello scaricatore a gas. Per per-mettere un confronto dei valori di innesco di diver-si scaricatori a gas, allo scopo di individuare la del-


1

2

3

4

Tensionedu/dt = 1 kV/μs

Figura 8.2.5 Circuito di prova per la determinazione della tensione dilimitazione con velocità di salita della tensione du/dt =1 kV/µs

Tensione dilimitazione

Velocità di salitadella tensionedu/dt = 1 kV/μs

U in V

1000900800700600500400300200100

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1,0

1,1

1,2

t in μs

Figura 8.2.6 Caratteristiche di innesco di uno scaricatore a gas con du/dt = 1 kV/µs

la tensione di innesco dinamica, può essere appli-cata una tensione con pendenza di 1kV/μs sull'elet-trodo dello scaricatore a gas, fino a determinarnel’innesco (Figure 8.2.5 e 8.2.6).

Tensione residua con corrente di scarica nominaleQuesta prova serve per l'individuazione del compor-tamento degli elementi di protezione con caratteri-stica a limitazione costante (Figure 8.2.7 e 8.2.8).

Corrente di carico nominale ILLa corrente di carico nominale del BLITZDUCTORCT caratterizza la corrente di esercizio permessanel circuito di misura da proteggere. La corrente dicarico nominale del BLITZDUCTOR CT viene deter-minata dal carico di corrente sopportabile e dal-l’energia dissippata dalle impedenze utilizzate peril disaccoppiamento tra scaricatore a gas e elemen-ti di protezione fine, nonché dalla capacità diestinzione della corrente susseguente da partedegli scaricatori a gas. Il risultato è indicato comevalore in corrente continua (Figura 8.2.9).Le correnti di carico nominali dei singoli moduli diprotezione del BLITZDUCTOR CTsono indicate nella tabella 8.2.2.

Frequenza limite fGLa frequenza limite descrive ilcomportamento di uno scaricato-re in base alla frequenza. La fre-quenza limite è la frequenza, cheprovoca in determinate condizio-ni di prova un'attenuazione diinserzione (aE) di 3 dB (vedere CEIEN 61643-21).In assenza di altre indicazioni, lafrequenza si riferisce ad un siste-ma di 50 Ohm (Figura 8.2.10).

Criteri di scelta

1. Quale capacità di scarica ènecessaria?

Il dimensionamento della capaci-tà di scarica del BLITZDUCTOR CTdipende dal tipo di protezioneche lo scaricatore deve eseguire.Per semplificare la scelta vengo-no esaminati i casi da a fino a d.

Caso a:In questo caso di applicazione, l'apparecchio finaleda proteggere si trova in un edificio con impiantodi protezione contro i fulmini esterno oppure l'edi-ficio possiede delle costruzioni metalliche sul tetto,a rischio da fulminazione (ad es. pali di antenne,impianti di condizionamento). Il cavo CMR o ditelecomunicazione che collega l'apparecchio fina-le (Figura 8.2.11), è un cavo che si estende al di fuo-ri dell’edificio. Poiché sull'edificio è presente unaprotezione contro i fulmini esterna, sarà necessa-rio utilizzare uno scaricatore di corrente da fulmi-ne. A questo scopo si può utilizzare uno scaricato-re BLITZDUCTOR CT di tipo B oppure B….


U in V

60

40

20

0

−20

−40

−60

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

t in μs

Tensione di limitazione

Figura 8.2.8 Limitazione della tensione concorrente impulsiva di scaricanominale

1

2

3

4

BLITZDUCTOR CTIL

Figura 8.2.9 Corrente nominale delBLITZDUCTOR CT

aE in dB

f in Hz

3 dB

fG

Figura 8.2.10 Banda di frequenza tipica di unBLITZDUCTOR CT

B 1 ABE 1 ABD 1 ABE C 0,1 ABD HF 0,1 ABD HFD 0,1 A

ME 1 AMD 1 AME C 0,1 AMD HF 0,1 AMD HFD 0,1 AMD EX 0,5 AMD EX HFD 4,8 A

Tabella 8.2.2 Correnti nominali dei moduli BCT

1

2

3

4

Corrente isn

Figura 8.2.7 Circuito di prova per la deter-minazione della tensione dilimitazione

Caso b:

Il caso b è simile al caso a, tuttavia, in questo casol'edificio nel quale si trova l'apparecchio finale daproteggere, non possiede un impianto di protezio-ne contro i fulmini esterno: In questo caso non sonoipotizzabili delle correnti da fulminazione diretta.L'utilizzo di uno scaricatore di corrente da fulmine,Tipo 1, è necessario solo, se la linea CMR può essereinfluenzata da un fulmine che si abbatte su unastruttura vicina.

Se questo può essere escluso, il modulo BLITZDUC-TOR CT BCT MOD M… (Figura 8.2.12) può essereutilizzato come protezione dalle sovratensioni di,Tipo 2.

Caso c:Nel caso c, nell’ambito del cablaggio CMR e di tele-comunicazione, non ci sono linee che si estendonooltre l'edificio. Malgrado l'edificio disponga di unLPS esterno, nel sistema di telecomunicazione nonpuò essere accoppiata alcuna corrente da fulminediretta. Per questo, vengono utilizzati dei limitato-ri da sovratensione, appartenenti alla famiglia diprodotti BLITZDUCTOR CT tipo BCT MOD M…(Figura 8.2.13).

Caso d:Il caso d si distingue dal caso c, in quanto l'edificioin questione non possiede un LPS esterno, e nonpossiede alcuna linea di CMR / telecomunicazione


Cavo CMRCavo telecomunicazione

Utenza finale

Dispositivodi protezione

LPS esternoEsempio a:

Figura 8.2.11 Edificio con LPS esterno e cavi installati tra due edificisecondo il concetto di protezione da fulminazione azone

Esempio b:

Dispositivodi protezione

Cavo CMRCavo telecomunicazione

Utenza finale

Figura 8.2.12 Edificio senza LPS esterno e linee esterne entranti

LPS esterno

Trasduttore

Esempio c:

Utenza finaleDispositivodi protezione

Figura 8.2.13 Edificio con LPS esterno e linee interne posate secon-do il concetto di protezione da fulminazione a zone

Trasduttore

Esempio d:

Dispositivodi protezione Utenza finale

Figura 8.2.14 Edificio senza LPS esterno e linee interne

collegata ad altri edifici. Perciò, per la protezionedegli apparecchi sono solo necessari dei limitatoridi sovratensione. Così come per gli esempi b e c,vengono utilizzati anche in questo caso dei modu-li di protezione BCT MOD M… appartenenti allafamiglia di prodotti BLITZDUCTOR CT (Figura8.2.14).

2. Contro quali fenomeni di disturbo è necessa-rio prevedere una protezione?

I fenomeni di disturbo si possono classificare prin-cipalmente in disturbi di modo longitudinale edisturbi trasversali. I disturbi di modo longitudina-le si verificano sempre tra il conduttore di segnalee il conduttore di terra, mentre i disturbi trasversa-li si verificano esclusivamente tra due conduttori disegnale. La maggior parte dei disturbi che si verifi-cano nei circuiti di segnale, sono disturbi di modolongitudinale. Per la scelta dei dispositivi di prote-zione questo significa, che di solito devono esserescelti dispositivi di protezione, che effettuano unalimitazione fine della sovratensione tra filo disegnale e terra (tipo …E). Per determinati apparec-chi, come ad es. trasformatori di isolamento, si puòfare a meno di una limitazione fine della sovraten-sione tra filo e terra. In questo caso, la protezioneda sovratensioni longitudinali, avviene esclusiva-mente tramite lo scaricatore a gas. Tuttavia, poichéquesti scaricatori presentano delle caratteristichedi risposta diverse, potrebbero trasformare idisturbi di modo longitudinale in disturbi trasver-sali. Per questo motivo vengono inseriti degli ele-menti di protezione fine tra i fili di segnale (tipo…D).

3. Esistono dei requisiti speciali di adattamentodel circuito di protezione al circuito di ingressodell'apparecchio da proteggere?

A volte, può essere necessario proteggere gliingressi degli apparecchi contro le sovratensionilongitudinali e trasversali. Gli ingressi di questeapparecchiature elettroniche da proteggere sonogeneralmente già provvisti di circuiti di protezioneoppure contengono degli ingressi ad accoppia-mento ottico per la separazione galvanica del cir-cuito di segnale e del circuito interno dell'apparec-chio di automazione. Perciò sono necessarie ulte-riori misure di disaccoppiamento del BLITZDUCTORCT verso il circuito d’ingresso dell'apparecchio daproteggere. Questo disaccoppiamento viene rea-lizzato attraverso elementi di disaccoppiamentosupplementari tra gli elementi di protezione fine ei terminali di uscita del BLITZDUCTOR CT.

4. Quanto è alta la frequenza del segnale da tra-smettere / velocità di trasmissione dati?

Come ogni sistema di trasmissione, anche il circui-to di protezione del BLITZDUCTOR CT presentauna caratteristica di tipo passa basso. Per frequen-za limite si intende il valore a partire dal quale lafrequenza da trasmettere viene attenuata inampiezza (oltre 3 dB). Per mantenere lla retroatti-vità sul sistema di trasmissione del BLITZDUCTORCT entro limiti ammissibili, la frequenza di segnaledel circuito deve essere inferiore alla frequenzalimite del BLITZDUCTOR CT. L'indicazione della fre-quenza limite si riferisce a segnali di forma sinusoi-dale. Nel settore della trasmissione dati, tuttavia,raramente vengono utilizzati i segnale sinusoidali.In questo caso occorre accertarsi che la velocitàmassima di trasmissione dati del BLITZDUCTOR CTsia maggiore della velocità di trasmissione del cir-cuito di segnale. Con la trasmissione di segnali diforma impulsiva, per le quali viene valutato il fron-te dell'impulso ascendente o discendente, occorreosservare che questo fronte cambia entro undeterminato tempo da L a H o da H a L. Questointervallo di tempo è importante per l'individua-zione del fronte e per l'attraversamento della"zona vietata". Questo segnale richiede quindiuna larghezza di banda notevolmente più alta del-l'onda base di questa oscillazione. La frequenzalimite del dispositivo di protezione deve quindiessere fissata ad un valore più alto. Come regolagenerale, la frequenza limite non deve essere piùpiccola del quintuplo dell'onda base.

5. Quanto è grande la corrente di esercizio delsistema da proteggere?

In base alle caratteristiche elettriche degli elemen-ti utilizzati nel circuito di protezione del BLITZ-DUCTOR CT, viene limitata la corrente del segnaletrasmesso dal dispositivo di protezione. In pratica,questo significa che la corrente di esercizio delsistema deve essere inferiore o uguale alla corren-te di carico nominale del dispositivo di protezione.

6. Quale tensione di esercizio massima si puòverificare nel sistema da proteggere?

La tensione di esercizio massima che si verifica nelcircuito di segnale deve essere inferiore o ugualealla tensione continuativa del BLITZDUCTOR CT,affinché il dispositivo di protezione in condizionidi servizio normale non presenti alcun effetto dilimitazione. La tensione di esercizio massima, presente in uncircuito di segnale, è di solito la tensione nominale


del sistema di trasmissione, considerando anchedelle tolleranze. In caso di circuiti a loop di corren-te (ad es. 0-20 mA), per la tensione di eserciziomassima possibile, deve sempre essere consideratala tensione a vuoto del sistema.

7. Quale riferimento ha la tensione di eserciziomassima?

Circuiti di segnale diversi possiedono riferimenti disegnale diversi (simmetrico/asimmetrico). Da unlato la tensione di esercizio del sistema può essereindicata come tensione filo/filo e dall'altro cometensione filo/terra. Nella scelta del dispositivio diprotezione questo deve essere considerato. Con idiversi circuiti di protezione fine nei moduli di pro-tezione BLITZDUCTOR CT, vengono indicate anchele diverse tensioni nominali. Questi sono indicatinella figura 8.2.4 e tabella 8.2.1.

8. Gli elementi di disaccoppiamento integrati nelBLITZDUCTOR CT influenzano in modo persi-stente la trasmissione del segnale?

Nel BLITZDUCTOR CT sono integrate delle impe-denze di disaccoppiamento per il coordinamentodegli elementi di protezione. Queste impedenzesono inserite direttamente nel circuito di segnalee, in determinate occasioni, lo possono quindiinfluenzare. In particolare, con i circuiti a loop dicorrente (0 … 20 mA, 4 … 20 mA) l'attivazione delBLITZDUCTOR CT può provocare il superamentodell'impedenza massima permessa del circuito disegnale, se questo viene già utilizzato con l'’impe-denza massima permessa. Questo deve essere con-siderato prima dell'utilizzo!

9. Quale effetto protettivo è necessario?Fondamentalmente, esiste la possibilità di stabilli-re il livello di protezione, per un dispositivo di pro-tezione da sovratensioni, in modo che questo sitrovi al di sotto dei livelli di immunità dell’apparec-chio di automazione/telecomunicazione da pro-teggere. Purtroppo, il livello di immunità dell’ap-parecchio finale, il più delle volte non è conosciu-to. Per questo è necessario, adottare un altro crite-rio di confronto. Nei test di compatibilità elettro-magnetica (EMC) le apparecchiature elettriche edelettroniche devono mostrare una certa immunitànei confronti dei disturbi condotti. I requisiti diprova e le modalità di esecuzione delle prove stes-se sono descritti nella norma CEI EN 61000-4-5. Peri vari apparecchi utilizzati nei diversi ambienti elet-tromagnetici, vengono definiti diversi livelli di pro-va, riguardando l'immunità ai disturbi. Questeclassi di immunità sono classificate da 1 a 4, consi-

derando che il livello di prova 1 comprende i requi-siti minimi di immunità ai disturbi (sugli apparecchida proteggere), mentre il livello di prova 4 garan-tisce i massimi requisiti di immunità ai disturbi del-l’apparecchio stesso.Per quanto riguarda la protezione fornita da undispositivo di protezione da sovratensioni questosignifica che, "l'energia passante" in riferimento allivello di protezione deve essere così bassa, darimanere sotto all'immunità ai disturbi del relativoapparecchio da proteggere. Perciò i prodotti dellaYellow/Line sono suddivisi in classi, con l'aiuto del-le quali viene reso possibile un utilizzo coordinatoper la protezione delle apparecchiature di auto-mazione. La prova di immunità ai disturbi per que-ste apparecchiature è stata presa come punto dipartenza per i simboli delle classi degli scaricatori.Se ad esempio una apparecchiatura di automazio-ne viene provato con livello di prova 1, il dispositi-vo di protezione dovrà avere solo una energia pas-sante massima corrispondente a questo livello didisturbo. In pratica, questo significa che le appa-recchiature di automazione, provate con livello diprova 4, possono lavorare senza disturbi quandol'uscita del dispositivio di protezione presenta unlivello di protezione corrispondente al livello diprova 1, 2, 3 o 4. Per gli utenti è in questo modomolto semplice scegliere i dispositivi di protezioneadatti.

10. La protezione dell'impianto deve essere ese-guita a uno o due gradini?

In base all'infrastruttura dell'edificio ed ai requisitidi protezione definiti attraverso il concetto di pro-tezione da fulminazione a zone, può essere neces-sario installare degli scaricatori di corrente da ful-mine o di sovratensione in locali separati oppure inun unico punto dell'impianto. Nel primo caso sipuò utilizzare un BLITZDUCTOR CT con modulo diprotezione BCT MLC B come scaricatore di corren-te da fulmine, oppure il BLITZDUCTOR CT conmodulo di protezione BCT MOD M… come limita-tore di sovratensione. Se sono necessarie misure diprotezione da fulmine e da sovratensione in ununico punto dell'impianto, si può invece utilizzarelo scaricatore combinato, BLITZDUCTOR CT, tipoB… .

Nota: I seguenti esempi di soluzione mostrano la scelta didispositivi di protezione da sovratensione dellafamiglia BLITZDUCTOR CT in base ai 10 criteri discelta finora descritti. Il risultato di ogni passo del-


la scelta viene indicato nella colonna "risultatointermedio".La colonna "risultato finale" mostra l'influenza delrelativo risultato intermedio sul risultato finale.

Protezione da sovratensioni per impianti di misuraelettrica della temperatura La misura elettrica della temperatura dei supportiper processi tecnologici viene utilizzata in tutti isettori industriali. I settori di applicazione possonoessere diversi: spaziano dalle lavorazioni alimenta-ri, passando dalle reazioni chimiche fino al condi-zionamento di edifici ed alla tecnologia di gestio-ne degli edifici. Tutti questi processi hanno incomune, che il luogo della registrazione dei valoridi misura si trova distante dal luogo della rilevazio-ne del valore di misura o della sua elaborazione.Attraverso questi lunghi collegamenti esiste la pos-sibilità di accoppiamento di sovratensioni, che nonvengono provocate solo da scariche atmosferiche.Di seguito viene perciò elaborata una proposta perla protezione da sovratensioni, per la misurazionedi temperature con un termometro a resistenzastandard Pt 100. Il fabbricato nel quale si troval'impianto di misura, non possiede alcuna prote-zione contro i fulmini esterna.

La misurazione della temperatura avviene indiret-tamente attraverso la misurazione della resistenzaelettrica. L'elemento termico della resistenza Pt100 ha, a 0°C, un valore di resistenza di 100 Ω. Inbase alla temperatura, questo valore cambia di ca.0,4 Ω/K. Per misurare la temperatura, viene immes-sa una corrente di misura costante, che provocauna caduta di tensione sulla resistenza della sonda,proporzionale alla temperatura. Per evitare ilriscaldamento del termometro a resistenza, dovu-to alla corrente di misura, questa viene limitata a 1mA. Quindi si instaura sul Pt 100, a 0°C, una cadu-

ta di tensione di 100 mV. Questa tensione deve oraessere trasmessa al luogo di visualizzazione o ela-borazione (Figura 8.2.15). Tra le diverse tecniche dicollegamento per sonde di misura Pt 100, vienescelto, come esempio, il circuito a quattro fili. Que-sto rappresenta la tecnica di collegamento ottima-le per i termometri a resistenza. Questa soluzionepermette di eliminare completamente l'influenzadella resistenza dei conduttori e delle variazionideterminati dalla temperatura sul risultato dellamisura. La sonda Pt 100 viene alimentata in corren-te. La modifica della resistenza del conduttore vie-ne compensata attraverso la variazione automati-ca della tensione di alimentazione. Quindi, se laresistenza del conduttore non cambia, la tensionemisurata Um rimane costante. Questa tensione dimisura viene perciò modificata solo attraverso ilcambiamento della resistenza dipendente dallatemperatura e viene misurata sul trasduttore adalta impedenza attraverso il trasformatore di misu-ra. Con questa configurazione non è quindi neces-saria alcuna compensazione di linea.

Note:

Per uniformare l’equipaggiamento del sistema dimisura della temperatura con dispositivi di prote-zione da sovratensioni, sia i conduttori di alimen-tazione sia i conduttori di misura vengono dotatidegli stessi tipi di dispositivi di protezione. Nellapratica si è affermato, di attribuire ad un dispositi-vo di protezione le relative coppie per alimenta-zione e la misurazione.

E' anche necessaria una protezione da sovratensio-ni per l'alimentazione 230 V del trasformatore dimisura Pt 100, e del circuito current loop 4 … 20mA in uscita dal trasformatore di misura Pt 100,che tuttavia, non viene illustrata nell'esempio, persemplicità.


Alimentazione (l=cost.)

Segnale di misura (Um / ϑ)

SondaPt 100

Collegamento Trasduttore Pt 100

ϑ

Pt 100

4 ... 20 mA

4 ... 20 mA

Alimentazione 230 V

Figura 8.2.15 Schema a blocco - Misura della temperatura


Descrizione - Esempio Risultato intermedio Risultato finale

1 La sonda è integrata nel sistema di processo, in un capannone di produzione, e iltrasduttore nella sala di controllo all'interno del fabbricato industriale. La strutturanon è dotata di LPS esterno. Le linee di misura sono posate all'interno del fabbricato.Questo esempio corrisponde al caso d (Figura 8.2.14).

BLITZDUCTOR CTBCT MOD M...

BLITZDUCTOR CTBCT MOD M...

2 Il rischio dalle sovratensioni sia per la sonda Pt 100 sia per il trasduttorePt 100 si verifica tra conduttore di segnale e terra.Quindi è necessaria una limitazione fine longitudinale.

BLITZDUCTOR CTBCT MOD ME


3 Non esistono prescrizioni particolari per l'adattamento del circuito di protezione alcircuito di ingresso degli apparecchi da proteggere (Pt 100, trasduttore Pt 100). Nessuna influenza


4 Il dispositivo di misurazione della temperatura è un sistema alimentato in correntecontinua. Anche la tensione di misura risultante dalla temperatura è un valore incontinua.Così non ci sono da rispettare alcune frequenze di segnale. Nessuna influenza


5 La corrente di esercizio nel circuito di alimentazione è limitata a 1 mA in base alprincipio di misura fisica di un Pt 100. La corrente di esercizio del segnale di misuraè di alcuni μA, a cusa dell'impedenza molto elevata del circuito di misura.

IL del tipo ME = 1 A1 mA < 1 A ⇒ okμA < 1 A ⇒ ok


6 La massima tensione di esercizio presente in questo sistema risulta dal seguenteriaggionamento:Le resistenze di misura Pt 100 sono progettate per una temperatura massima di850°C. La resistenza corrispondente è di 340 Ω.Considerando la corrente di misura impressa di 1 mA, la tensione misurata risultadi ca. 340 mV.

BLITZDUCTOR CTBCT MOD ... 5 V

BLITZDUCTOR CTBCT MOD ME 5

7 La tensione di esercizio del sistema è presente tra filo e filo. BCT MOD ME 5 Vha una tensione nominaledi 5 V DC filo ⇒ terra, quindifilo ⇒ filo 10 V DC, ⇒ nessunainfluenza del segnale di misura


8 Tramite l'utilizzo di un circuito a quattro fili per la misura della temperautura conil Pt 100, si ottiene l'eliminazione totale dell'influenza della resistenza del conduttoree le relative variazioni sul risultato della misura, dovute alla temperatura. Questovale anche per l'aumento della resistenza del conduttore causato dalle impedenzedi disaccoppiamento del BLITZDUCTOR CT. Nessuna influenza


9 Il trasduttore Pt 100 possiede una immunità ai disturbi condotti appartenente allacatergoria di immunità 2 secondo CEI EN 6100-4-5. L'energia passante, legata allivello di protezione del dispositivo di protezione dalle sovratensioni, può corrispondereal massimo alla categoria di immunità 2 secondo CEI EN 61000-4-5.

BLITZDUCTOR CTBCT MOD ME 5Q

“Energia passante” secondo livellodi immunità 1

“Energia passante” del dispositivodi protezione è inferiore all’im-munità ai disturbi dell’utilizzatore

⇒ Q ok.BLITZDUCTOR CTBCT MOD ME 5

10 La protezione dalle sovratensioni dovrebbe essere eseguita a in unico gradino. BLITZDUCTOR CTBCT MOD ME 5⇒ limitatore di sovratensione


Risultato di selezione: BLITZDUCTOR CTBCT MOD ME 5

Tabella 8.2.3 Criteri di scelta per sistemi di misura della temperatura

8.2.1 Impianti di controllo, misurazione eregolazione

I sistemi di controllo, misura, e regolazione (CMR),a causa della grande distanza fisica tra il sensore dimisura e l'unità di elaborazione, sono soggetti alpossibile accoppiamento di sovratensioni. La conse-guente distruzione di componenti e i possibili gua-sti sull'unità di regolazione possono compromette-re notevolmente il controllo del processo. Spessol'entità di un danno da sovratensioni causata dafulminazione, risulta evidente solo dopo settimane,e dopo aver sostituito vari componenti elettroniciche non sono più in grado di lavorare in modo sicu-ro. Un danno del genere, può avere conseguenzegravi per l'operatore, quando si utilizza un cosid-detto sistema bus di campo, in quanto tutte le com-ponenti intelligenti del bus di campo incluse nellostesso segmento possono guastarsi contempora-neamente.

Questo può essere rimediato con l'utilizzo deidispositivi di protezione da fulmini e da sovraten-sioni (SPD), che devono essere scelti in base allaspecifica dell'interfaccia.

Le interfacce tipiche e i dispositivi di protezionespecifici per questi sistemi sono riportati nel nostrocatalogo di prodotto "Protezione da sovratensio-ni" oppure possono essere individuati sul sitowww.dehn.it.

Isolamento galvanico tramite accoppiatore ottico:Spesso, per isolare galvanicamente il lato campodal lato processo, vengono utilizzati degli elemen-ti optoelettronici per la trasmissione dei segnali suisistemi di controllo processo (Figura 8.2.1.1); questigenerano tipicamente una rigidità dielettrica traingressi e uscite variabile da 100 V fino a 10 kV.Nella loro funzione quindi sono paragonabili a deitrasformatori e possono in primo luogo essere uti-lizzati per eliminare i disturbi minori di modo lon-gitudinale. Tuttavia non possono fornire una pro-tezione sufficiente in caso di disturbi longitudinalie trasversali, derivanti dai fulmini (> 10 kV), valorinettamente al di sopra della rigidità dielettricaimpulsiva del trasmettitore/ricevitore. Erroneamente, molti progettisti e operatori diquesti impianti, partono dal presupposto, che conquesti elementi si possa anche realizzare la prote-zione da fulmini e da sovratensioni. Per questodeve essere sottolineato espressamente, che conquesta tensione viene garantita solo la tenutaall'isolamento tra ingresso e uscita (tensione longi-tudinale). Questo significa che nell'utilizzo di que-sti elementi nei sistemi di trasmissione, oltre allalimitazione della tensione longitudinale, è neces-sario pensare anche ad una limitazione delle ten-sioni trasversali. Inoltre, l'integrazione di ulterioriresistenze di disaccoppiamento sull'uscita dell’SPD,permette di ottenere un coordinamento energeti-co all’opto-accoppiatore.In questo caso, quindi, devono essere utilizzatidegli SPD che limitino i disturbi longitudinali e tra-sversali, ad esempio BLITZDUCTOR XT tipo BXT MLBE C 24.Spiegazioni dettagliate della scelta specifica deidispositivi di protezione per la tecnica CMR sonoillustrati nel capitolo 9.

8.2.2 Tecnologia di gestione di un edificio

La pressione crescente per quanto riguarda i costiobbliga proprietari e operatori di edifici nel settorepubblico e privato, a ricercare delle soluzioni perridurre il costo della gestione dell'edificio. Uno deimetodi con cui i costi possono essere ridotti inmodo duraturo, è la gestione tecnica dell'edificio(supervisione). Si tratta di uno strumento completo,che permette di predisporre, mantenere operativee adattare alle necessità organizzative le attrezza-tura tecniche di un edificio, in modo continuativo.In questo modo è possibile un utilizzo ottimale cheaumenta la redditività di un immobile.


1

2

3

4

Corrente in ingresso IF Corrente in uscita IC

Radiazione

Trasmettitore

Ricevitore

Accoppiamentoottico Involucro

Connessioni3,4

Connessioni1,2

Figura 8.2.1.1 Accoppiatore ottico – Schema di principio

L'automazione dell'edificio (BA) comprende da unlato la tecnologia di comando, misura e regolazio-ne (CMR) e dall'altro lato i sistemi di controllo cen-trali per la supervisione. L'automazione dell'edifi-cio ha il compito di automatizzare i processi tecni-ci nell'ambito dell'intero edificio. Al livello gestio-nale (Figura 8.2.2.1), l'intero edificio viene collega-to in rete, in modo da poter gestire l'automazionedei locali, il sistema di misura M bus e gli impiantidi riscaldamento-aerazione-climatizzazione esegnalazione guasti, attraverso calcolatori effi-cienti. Al livello gestionale avviene anche l'archi-viazione dei dati. La registrazione continua deidati permette di elaborare dei calcoli relativi alconsumo energetico oltre a permettere la regola-zione ottimale degli impianti degli edifici.A livello automazione si trovano i veri e propridispositivi di controllo. Sempre più spesso vengonoutilizzati le stazioni DCC (direct digital control),che implementano dal punto di vista software tut-te le funzioni di regolazione e commutazione. Allivello automazione sono gestiti anche tutti i tipi difunzionamento, i parametri di regolazione, i valo-

ri nominali, i tempi di commutazione, i valori limi-te per gli allarmi e il relativo software.Al livello più basso, cioè al livello campo, si trovanogli apparecchi di campo, come attuatori e sensori.Questi rappresentano l'interfaccia tra le funzionidi comando e regolazione e il processo. Gli attua-tori trasformano un segnale elettrico in un'altragrandezza fisica (motori, valvole ecc.). I sensori tra-sformano una grandezza fisica in un segnale elet-trico (sensore di temperatura, interruttore di finecorsa ecc.).

A causa del collegamento in rete delle stazioniDDC e dell'integrazione nei sistemi per la supervi-sione dell'edificio ad esse collegate, l'intero siste-ma risulta esposto ai disturbi causati da correnti dafulmine e sovratensioni. Tali disturbi possono cau-sare un guasto dell'intero sistema di controllo del-l'illuminazione, della climatizzazione o del riscal-damento; questo non determina solo principal-mente costi di natura tecnologica, ma anche costirelativi alle conseguenze del guasto sull'impianto.Possono ad esempio determinarsi significativi incre-


Livello automazione

Livello campo

Livello gestionale

Figura 8.2.2.1 Modello dei vari livelli di edificio

menti di costi dell'energia, dal momento che nonpossono più essere analizzati e ottimizzati i carichidi punta per effetto dei guasti dell'elettronica dicomando. Se nell'automazione dell'edificio sonointegrati i processi di produzione, i guasti sull'au-tomazione dell'edificio possono portare a perditedi produzione e quindi anche a perdite economi-che consistenti. Per garantire la continuità di servi-zio del sistema, sono necessarie misure di protezio-ne orientate al rischio da controllare.

8.2.3 Sistemi di cablaggio generico (retiinformatiche EDP, impianti di teleco-municazione)

La norma europea EN 50173 "Tecnologia dell'in-formazione - Sistemi di cablaggio generici" defini-sce un sistema di cablaggio universale che puòessere utilizzato in siti con uno o più edifici. Trattai cablaggi con cavi simmetrici in rame e in fibraottica. Questo cablaggio universale supporta unavasta gamma di servizi incluso fonia, dati, messag-gi e immagine.

Questa norma prevede:

⇒ un sistema di cablaggio indipendente dall'ap-plicazione, universalmente applicabile ed unmercato aperto per i componenti di cablaggio(attivi e passivi),

⇒ al committente una topologia di cablaggioflessibile, che permette di eseguire modifichein modo facile ed economico,

⇒ una guida per l'installazione dei cablaggi abeneficio dei costruttori di edifici, prima chesiano noti gli specifici requisiti (cioè già duran-te la progettazione, indipendentemente daquale piattaforma verrà in seguito installata),

⇒ un sistema di cablaggio a beneficio dell'indu-stria e degli enti di normazione, in grado disupportare sia prodotti attuali che gli sviluppidi prodotti futuri.

Il cablaggio universale è composto dai seguentielementi funzionali:

⇒ Armadio di distribuzione a livello campus (CD)

⇒ Dorsale di comprensorio,

⇒ Armadio di distribuzione a livello edificio (BD),

⇒ Dorsale di edificio,

⇒ Armadio di distribuzione a livello piano (FD),

⇒ Cablaggio orizzontale,

⇒ Cassetta di distribuzione per cavi (a scelta)(CP),

⇒ Terminale utente (TO).

Gruppi di queste unità funzionali sono intercolle-gate per formare dei sottosistemi di cablaggio. Un sistema di cablaggio universale è composto datre sottosistemi: cablaggio primario, cablaggio ver-ticale e cablaggio orizzontale. I sottosistemi delcablaggio formano, come mostrato nella figura8.2.3.1, una struttura di cablaggio. Con l'aiuto deirelativi armadi di distribuzione possono essere rea-lizzate varie topologie di rete come bus, stella,albero e anello.

Il sottosistema di dorsale campus connette l'arma-dio di distribuzione a livello campus armadi didistribuzione di edificio. Se necessario, contiene icavi di dorsale di primo livello, con i relativi puntidi connessione (armadio di distribuzione a livellocampus e edificio) e le unità di ripartizione nell'ar-madio distribuzione di comprensorio.

Il sottosistema di dorsale di edificio si estende dagliarmadi di edificio fino agli armadi di distribuzione


CD BD FD TP(optional)

TO

Utenzafinale

Sistema di cablaggio generico

Sottosistemadorsale di comprensorio

Sottosistemadorsale di edificio

Sottosistemacablaggio orizzontale Cablaggio terminale utente

Figura 8.2.3.1 Cablaggio generico

di piano. Il sottosistema contiene i cavi di dorsale diedificio, i relativi punti di connessione (sugli armadidi edificio e di distribuzione di piano) e le unità diripartizione nell'armadio di distribuzione di piano.

Il sottosistema di cablaggio orizzontale si distendedall’armadio di distribuzione di piano fino alle pre-se telematiche connesse. Il sottosistema contiene i collegamenti orizzontali, isuoi punti di connessione sull'armadio di distribu-zione di piano, il permutatore nell'armadio di distri-buzione di piano e le connessioni telematiche.

Tra l'armadio di distribuzione di campus e l'armadiodi distribuzione di piano vengono di solito utilizzatidei cavi in fibra ottica come collegamento dati.Quindi, per il lato campus, non sono necessari scari-catori di sovratensione (SPD). Se, tuttavia, i cavi infibra ottica contengono una guaina di protezionemetallica contro i roditori, questa deve essere inte-grata nel sistema di protezione antifulmini. Le com-ponenti attive per la distribuzione della fibra otticavengono tuttavia alimentate a 230 V. Qui possonoessere impiegati degli SPD specifici per sistemi di ali-mentazione. La dorsale di edificio (dall'armadio di edificio all'ar-madio di piano) viene attualmente cablato per la

trasmissione dati, quasi esclusivamente in fibra otti-ca.

Per la trasmissione vocale (telefono) si usano inveceancora cavi in rame simmetrici.

Per il cablaggio terziario (tra armadio di distribuzio-ne del piano e apparecchio finale) si utilizzanoattualmente, tranne alcune eccezioni, dei cavi inrame simmetrici.

Per lunghezze di cavo di ca. 500 m (dorsale di edifi-cio) o 90 m (cablaggio orizzontale) in caso di fulmi-nazione diretta possono essere indotte nell'edificioelevate tensioni longitudinali (Figura 8.2.3.2), chepotrebbero superare la capacità di isolamento deirouter oppure delle schede ISDN nel PC. Per questomotivo devono essere previsti sia sull'armadio diedificio/piano (hub, switch, router), sia sull'apparec-chio finale (TO) delle misure di protezione.

I dispositivi di protezione necessari devono esserescelti in base al sistema di rete.

Le applicazioni più comuni sono:

⇒ Token Ring,

⇒ Ethernet 10 base T,

⇒ Fast Ethernet 100 base TX,

⇒ Gigabit Ethernet 1000 base TX.


TO

FD

FD

TOTO FD

FD

FD

BD CD

Cavi in fibra ottica (informatica)

Cavi in rame (telecomunicazione)

LPSesterno

Cavi in fibra ottica

Cablaggio per l'informatica100 � (Cat. 3, 5, 6, ...)

Cablaggio terzo livello- Collegamenti tra FD e TO- Caratteristiche di trasmissione fino

a 250 MHz, (categoria 6)

TO Terminale utenteFD Distributore di pianoBD Distributore di edificio

Cablaggio secondo livello- Collegamenti tra BD e FD

Figura 8.2.3.2 Effetti da fulmine in un cablaggio IT

8.2.4 Circuiti di misura a sicurezza intrinsecaIn tutti i settori dell'industria, nei quali durante lalavorazione o il trasporto di sostanze infiammabili sicreano gas, vapori, nebbie o polveri, che mescolan-dosi all'aria possono formare un'atmosfera esplosi-va in quantità pericolosa, devono essere prese dellemisure particolari per la protezione contro il rischiodi esplosione.

In dipendenza dalla possibilità e dalla durata delverificarsi di una miscela esplosiva, i settori dell'im-pianto Ex vengono suddivisi in zone - cosiddettezone Ex.

Zone Ex:le aree, nelle quali si creano delle miscele esplosiveattraverso, ad esempio, gas, vapori o nebbie, ven-gono suddivise in zone Ex da 0 fino a 2, e nellezone Ex dove si possono creare delle miscele esplo-sive causate da polveri, denominate zone 20 fino a22. A seconda della capacità di innesco dellesostanze infiammabili presenti nel relativo settoredi utilizzo, vengono distinti i gruppi di esplosione I,IIA, IIB e IIC, per i quali sono state fissate diversecurve di limite di innesco. La curva di limite di inne-sco, dipendente dal comportamento di innescodella sostanza infiammabile in esame, fornisce ilvalore massimo per la tensione e la corrente diesercizio.Il gruppo di esplosione IIC contiene le sostanze piùpropense all'innesco, ad esempio idrogeno e aceti-lene. Queste sostanze possiedono, in caso di riscal-damento, diverse temperature di innesco, chesono definite in base alle classi di temperatura(T1…, T6).Per evitare che le apparecchiature elettriche formi-no delle sorgenti di innesco nell'atmosfera esplosi-va, queste devono essere equipaggiate in diversitipi di protezione. Un tipo di protezione da inne-sco, che trova applicazione in tutto il mondo, inparticolare nella tecnologia di comando, misura eregolazione, è la sicurezza intrinseca Ex(i).

Protezione da innesco a sicurezza intrinseca:Il modo di protezione da innesco a sicurezza intrin-seca si basa sul principio della limitazione di cor-rente e tensione nel circuito elettrico. L'energia delcircuito o di una parte del circuito, che è in gradodi fare innescare un'atmosfera esplosiva, vienemantenuta così bassa, che né attraverso una scin-tilla né attraverso un riscaldamento di superficiedegli elementi elettrici, si possa verificare l'innescodell'atmosfera esplosiva circostante. A parte la

tensione e la corrente delle apparecchiature elet-triche, le induttanze e le capacità, che agisconocome accumulatori di energia nell'intero, circuitodevono essere limitate a valori massimi sicuri.

Per quanto riguarda il funzionamento sicuro adesempio di un circuito CMR, questo significa, chené le scintille che si creano durante l'apertura echiusura dei circuiti negli ambienti industriali (adesempio il contatto di commutazione inserito in uncircuito a sicurezza intrinseca), né le scintille che siverificano in caso di guasto (ad esempio cortocir-cuito o dispersione verso terra), devono essere ingrado a innescare la combustione. Inoltre, sia per ilfunzionamento normale, che per il caso di guasto,deve poter essere escluso un innesco causato dalriscaldamento eccessivo delle apparecchiature chesi trovano all'interno del circuito a sicurezza intrin-seca e dei relativi conduttori.

In linea di principio, quindi, il sistema di protezio-ne da innesco a sicurezza intrinseca viene limitatoai circuiti elettrici a bassa potenza. Questi sono icircuiti tipicamente usati nelle tecnologie dicomando, misura e regolazione nonché nei sistemidi elaborazione dati. La sicurezza intrinseca otteni-bile attraverso la limitazione dell'energia disponi-bile nel circuito si riferisce - rispetto ad altri sistemidi protezione contro il pericolo di esplosione - nona singoli apparecchi, ma all'intero circuito. Ne deri-vano alcuni vantaggi consistenti rispetto ad altrimodi di protezione.

Per prima cosa, non sono necessari, per le apparec-chiature elettriche utilizzate sul campo, costosecostruzioni speciali, come ad esempio incapsula-mento a prova di pressione oppure annegamentoin resina fusa.

Inoltre, la sicurezza intrinseca è l'unico tipo di pro-tezione da innesco che permette all'utilizzatore dilavorare sotto tensione su tutti gli impianti, senzalimitazioni nei locali a rischio di esplosione.

Il vantaggio economico per l'utilizzo di circuiti asicurezza intrinseca è basato sul fatto che anchenella zona Ex possono essere utilizzate apparec-chiature passive non certificate Ex solitamenterichieste nelle zone Ex. Perciò questo tipo di prote-zione Ex è anche uno dei tipi di installazione piùfacili.

Nei sistemi di comando, misura e regolazione lasicurezza intrinseca ha quindi un'importanza con-siderevole, specialmente con l’utilizzo crescentedei sistemi di automazione elettronici.


Tuttavia, la sicurezza intrinseca pone dei requisitipiù stringenti al progettista / costruttore dell'im-pianto rispetto agli altri tipi di protezione contro ilrischio di esplosione.

La sicurezza intrinseca di un circuito non è solodipendente dal rispetto delle condizioni di costru-zione delle singole apparecchiature, ma anche dalcorretto collegamento di tutte le apparecchiaturenel circuito a sicurezza intrinseca e dalla correttainstallazione.

Sovratensioni transienti nella zona Ex:

Il modo di protezione da innesco a sicurezza intrin-seca considera tutti gli accumulatori di energiaelettrica presenti nel sistema, ma non le sovraten-sioni accoppiate dall'esterno, ad esempio attraver-so scariche atmosferiche.

Le sovratensioni accoppiate si creano in impiantiindustriali a larga superficie soprattutto attraversofulminazioni ravvicinate e remote. Durante unafulminazione diretta la caduta di tensione provocasull'impianto di messa a terra un aumento dipotenziale in una misura compresa da 10 fino a100 kV. Questo aumento di potenziale agisce comedifferenza di potenziale su tutte le apparecchiatu-re collegate ad altre apparecchiature situate adistanza. Queste differenze di potenziale sononettamente maggiori della tenuta all' isolamentodelle singole apparecchiature e possono facilmen-te provocare una scarica pericolosa.

Per le fulminazioni distanti sono soprattutto lesovratensioni accoppiate nei conduttori, che pos-sono distruggere i circuiti di ingresso delle appa-recchiature elettroniche a causa dei disturbi tra-sversali (tensione differenziale tra i fili).

Classificazione dei mezzi di servizio nelle catego-ria ia o ibUn aspetto fondamentale per la protezione controil pericolo di esplosione del modo di protezione asicurezza intrinseca è quello di sapere se questasarà affidabile per quanto riguarda il rispetto deilimiti di tensione e di corrente, anche in presenzadi determinati guasti.Si possono distinguere due categorie per quantoriguarda l'affidabilità.La categoria ib specifica che al verificarsi di un gua-sto in un circuito a sicurezza intrinseca, la sicurezzaintrinseca deve essere mantenuta.La categoria ia richiede, che al verificarsi di dueguasti indipendenti tra loro, la sicurezza intrinsecavenga mantenuta.L'attribuzione del BLITZDUCTOR XT o DEHNcon-nect DCO alla categoria ia, rappresenta quindi lacategoria più alta. Quindi il BLITZDUCTOR puòessere utilizzato anche insieme ad altre apparec-chiature, installate nelle zone ex 0 e 20. Particolareattenzione deve essere posta alle particolari condi-zioni delle zone ex 0 e 20 che devono essere chiari-te caso per caso.Nella figura 8.2.4.1 è illustrato il principio di appli-cazione dei SPD in un circuito CMR

Valori massimi di corrente I0, tensione U0,induttanza L0 e capacità C0

Nel passaggio tra una zona Ex e zona non-Ex/zonasicura, per la separazione di queste due zonedistinte vengono utilizzate delle barriere di sicu-rezza o delle interfacce con circuito di uscita Ex(i).I valori di sicurezza massimi di una barriera di sicu-rezza o di una interfaccia con un circuito di uscita


1’

2’

1

2

1

2

1’

2’

1’

2’

1

2

1

2

1’

2’

Trasduttore coningresso Ex(i)(max. Lo, Co)

BLITZDUCTOR® XT

BLITZDUCTOR® BLITZDUCTOR®

Tr

BLITZDUCTOR® XT Sonda

LBXT

CBXT

Llin

CEB/PE

LBXT

CBXTClin

Lut

Cut

C

EB/PE

Zona sicura non Ex Zona Ex circuito CMR Ex(i)

Lo LBXT + Llin + LBD + Lut Co CBXT + Clin + CBXT + Cut + C

Linea segnale

Figura 8.2.4.1 Calcolo di L0 e C0

Ex(i) sono stabilliti da un certificato di prova rila-sciato da un ente autorizzato:

⇒ tensione di uscita massima U0

⇒ corrente di uscita massima I0⇒ induttanza esterna massima L0

⇒ capacità esterna massima C0

Il progettista/costruttore deve verificare in ognisingolo caso se questi valori di sicurezza massimipermessi vengono rispettati dalle apparecchiaturecollegate al circuito a sicurezza intrinseca (cioè idispositivi di campo, i conduttori e gli SPD). I relati-vi valori sono riportati sulla targhetta dell’apparec-chiatura o sul certificato di prova e omologazione.

Classificazione in gruppi di esplosioneGas, vapori e nebbie esplosivi vengono classificatisecondo l'energia della scintilla necessaria per l'in-cendio della miscela con la massima capacità esplo-siva - a contatto con l'aria.Le apparecchiature vengono classificate a secondadei gas con i quali vengono utilizzate.Il gruppo II vale per tutti i settori di impiego, ad es.l'industria chimica, la lavorazione di carbone ocereali, tranne l'industria mineraria.Il pericolo di esplosione è massimo nel gruppo II C,dal momento che in questo gruppo viene conside-rata una miscela con la più bassa energia di scintil-la.La certificazione del BLITZDUCTOR per il gruppo diesplosione IIC soddisfa quindi i requisiti massimi,cioè più sensibili, per una miscela di idrogeno earia.

Classificazione in classi di temperaturaIn presenza di un'atmosfera in grado di esploderea causa di una superficie calda di un'apparecchia-tura, per l'innesco dell'esplosione è necessaria unatemperatura minima tipica della sostanza utilizza-ta. La temperatura di innesco è una caratteristica

tipica di ogni materiale, che caratterizza il compor-tamento di innesco di gas, vapori o polveri susuperfici calde. Per ragioni economiche quindi, igas e vapori vengono suddivisi in determinate clas-si di temperatura. La classe di temperatura T6 indi-ca che la temperatura di superficie massima del-l'elemento non deve superare in caso di eserciziocome in caso di guasto gli 85 °C, mentre la tempe-ratura di innesco dei gas e vapori deve essere supe-riore a 85 °C.Con la classificazione T6, BLITZDUCTOR CT soddisfaanche da questo punto di vista i massimi requisitistabiliti.

A seconda del certificato di conformità della KEMAdevono essere osservati anche i seguenti parame-tri.

Criteri di scelta per SPD - BLITZDUCTOR XTCon l'esempio del BLITZDUCTOR XT, BXT ML4 BDEX 24 vengono di seguito spiegati i criteri di sceltaspecifici per questo componente (Figure 8.2.4.2a e8.2.4.2b). Tale componente possiede un certificatodi conformità emesso dalla KEMA.

Il dispositivo di protezione dalle sovratensioni hala seguente classificazione:II 2(1) G EEx ia IIC T4, T5, T6.

Questa classificazione specifica:

II Gruppo di apparecchio - l'SPD può essere uti-lizzato in tutti i settori, escluse le miniere(industria mineraria).

2 (1) G Categoria di apparecchio - con atmosferagassosa in grado di esplodere, l'SPD può essereinstallato in zona Ex 1 e anche su conduttoridalla zona 0 (per la protezione di apparecchifinali nella zona 0)


Figura 8.2.4.2a SPD a sicurezza intrinseca

1

2

3

4

1’

2’

3’

4’

BLITZDUCTOR®XT

Circuito Esempio

1

2

1´

2´

3 3´

4 4´

protected

Utilizzatore asicurezza intrin-seca protetto

Figura 8.2.4.2b Schema di principio BXT ML4 BD EX 24

KEMA 06 ATEX 0274 XII 2(1) G EEx ia IIC

EEx L'ente di prova certifica la corrispondenza diquesta apparecchiatura elettrica con le normeeuropee armonizzate

CEI EN 60079-0: Regole generali

EN 50020: sicurezza intrinseca "i"

Il dispositivio BLITZDUCTOR CT è stato sotto-posto con successo alla prova di tipo.

ia tipo di protezione da innesco - l'SPD controllaanche la combinazione di due guasti qualsiasinel circuito a sicurezza intrinseca, senza deter-minare un innesco

IIC gruppo di esplosione - l'SPD risponde ai requi-siti del gruppo di esplosione IIC e può essereutilizzato anche con gas esplosivi come idroge-no o acetilene.

T4 tra -40 °C e +80 °C

T5 tra -40 °C e +75 °C

T6 tra -40 °C e +60 °C

Altri dati elettrici importanti:

⇒ massima induttanza esterna (L0) e massimacapacità esterna (C0):

grazie alla particolare scelta di componenti nelSPD BLITZDUCTOR XT, i valori di induttanza e


1

2

1 2

3

3 3

3

4

4 4 4

protetto

protetto

protetto

Segmento 1

Segmento 2

Alimentazione (Fisco); segmento 1 / 2

Blitzductor BXT ML4 BD EX 24

Apparecchi in campo (Fisco)

Terminazione

prot

etto

AlimentazioneUo ≤ 17.5 V,Io ≤ 380 mA

Apparecchi in campoUi ≤ 17.5 V, Ii ≤ 380 mA,Pi ≤ 5.32 W, Ci ≤ 5 nF,Li ≤ 10 mH

Fieldbus FISCO

Figura 8.2.4.3 SPD in impianti a rischio di esplosione – Tenuta all'isolamento > 500 V AC

capacità interna, dei singoli componenti risul-ta trascurabile.

⇒ massima corrente di ingresso (Ii):

la corrente massima permessa che può essereimmessa attraverso i terminali di connessioneè di 500 mA, senza che la sicurezza intrinsecavenga compromessa.

⇒ massima tensione in ingresso (Ui):

la tensione massima che può essere applicataall'SPD BLITZDUCTOR XT, è di 30 V, senza che lasicurezza intrinseca venga compromessa.

Tenuta all'isolamento L'isolamento tra un circuito a sicurezza intrinseca eil telaio dell’apparecchiatura o di altre parti chepossono essere collegate a terra, deve solitamenteresistere ad un valore effettivo di tensione alterna-ta di prova, doppio rispetto alla tensione del circui-to a sicurezza intrinseca oppure 500 V, a secondadel valore più alto dei due.Le apparecchiature con resistenza di isolamento <500 V AC devono essere collegate a terra.Le apparecchiature a sicurezza intrinseca (ad es.cavi, trasduttori per misurazione, sensori ecc.) hanno generalmente una tenuta all'isolamento > 500 V AC (Figura 8.2.4.3).

che la tenuta all'isolamento del trasduttore permisurazione è < 500 V AC.Questo esempio illustra in particolare l'importanzadell'analisi comune delle condizioni di sicurezzaintrinseca e della protezione da sovratensionisecondo EMC, che nella tecnica degli impianti,deve essere armonizzata.

Messa a terra/collegamento equipotenzialeNella zona Ex dell'impianto è necessario assicurareun collegamento equipotenziale coerente ed unamagliatura dell'impianto di terra.La sezione del conduttore di terra dell’SPD per ilcollegamento equipotenziale non deve essereinferiore a 4 mm2 Cu.

Installazione di un'SPD BLITZDUCTOR CT in circuitiEx(i)Le definizioni normative per circuiti Ex(i) dal puntodi vista della protezione contro l'esplosione e dellacompatibilità elettromagnetica (EMC) contengonoposizioni diverse; questo crea spesso dei dubbi aprogettisti e i costruttori.

Nel capitolo 9 "Protezione contro i fulmini e sovra-tensioni per circuiti a sicurezza intrinseca" vengo-no elencati i più importanti criteri per la sicurezzaintrinseca e per la protezione da sovratensionisecondo EMC negli impianti; questo permette diindividuare l'interazione tra i due profili.

8.2.5 Particolarità nell'installazione di SPDL'effetto di protezione degli SPD su un apparec-chio da proteggere viene assicurato, quando unasorgente di disturbo viene ridotta ad un valoreinferiore al limite di immunità e superiore alla ten-sione di esercizio massima dell'apparecchio da pro-teggere. Generalmente l'effetto di protezione diuno scaricatore viene indicato dal costruttore

attraverso il livello diprotezione Up (vedereEN 61643-21). L'effi-cacia di un dispositivodi protezione dipen-de, tuttavia, da ulte-riori parametri, chesono dettati dall'in-stallazione. Durante ilprocesso di scarica, ilflusso di correnteattraverso l'impianto(ad es. L e R del con-

I circuiti a sicurezza intrinseca devono essere messia terra, quando questo risulta necessario per ragio-ni di sicurezza. Essi possono essere collegati a terra,se questo è necessario, per ragioni di funziona-mento. Il collegamento a terra deve essere effet-tuata su un solo punto attraverso il collegamentocon il sistema equipotenziale. Gli SPD con tensionecontinua d'innesco verso terra < 500 V DC, costitui-scono una messa a terra del circuito a sicurezzaintrinseca. Se la tensione continua d'innesco dell’SPD è > 500 V DC, il circuito a sicurezza intrinseca vieneconsiderato come non messo a terra. Questo requi-sito viene soddisfatto dal BLITZDUCTOR XT, BXT BDEX 24.Per coordinare la resistenza dielettrica alle tensio-ni degli apparecchi da proteggere (trasduttore dimisurazione e sensore) con il livello di protezionedell’SPD è necessario accertarsi che la tenutaall'isolamento degli apparecchi da proteggere sianettamente superiore ai requisiti per la tensionealternata di prova 500 V AC.Per non peggiorare il livello di protezione causatodalla caduta di tensione prodotta dalla corrente didisturbo scaricata attraverso il collegamento a ter-ra, è necessario realizzare un collegamento equi-potenziale coerente tra l'apparecchio da proteg-gere e l’SPD. La figura 8.2.4.4 illustra un particolare caso diapplicazione. Questo caso di applicazione si verifi-ca quando l'apparecchio finale da proteggere hauna tenuta all'isolamento < 500 V AC. In questocaso il circuito di misura a sicurezza intrinseca nonè separato da terra.Come SPD nella zona Ex viene utilizzato un BLITZ-DUCTOR XT, BXT ML4 BE, che realizza un livello diprotezione tra fili e terra/collegamento equipoten-ziale nettamente inferiore a 500 V. Questo è neces-sario in questo caso di applicazione, dal momento


Circuito Esempio

1

2

3

4

1’

2’

3’

4’

BLITZDUCTOR®XT

1

2

1´

2´

3 3´

4 4´

protected

Figura 8.2.4.4 Esempio di applicazione – Tenuta all'isolamento < 500 V AC

duttore equipotenziale) può provocare una cadutadi tensione UL + UR, che deve essere sommata a Upe che produce come risultato la tensione residuasull'apparecchio finale Ur.

Le seguenti condizioni permettono una protezio-ne dalle sovratensioni ottimale

⇒ La tensione massima d’esercizio Uc dell’SPDdovrebbe essere di poco superiore alla tensio-ne a vuoto del sistema

⇒ Up dell’SPD dovrebbe essere il più piccolo pos-sibile, in modo che cadute di tensioni supple-mentari attraverso l'installazione, abbianomeno effetto

⇒ Il collegamento equipotenziale dovrebbe esse-re eseguito con l'impedenza più bassa possibi-le

⇒ Un'installazione dell'SPD il più vicino possibileall'apparecchio finale, ha un effetto positivosulla tensione residua

Esempi di installazione:

Esempio 1: installazione corretta (Figura 8.2.5.1)

L'utilizzatore finale viene collegato direttamente aterra solo attraverso il punto di messa a terra delloscaricatore. Questo ha come conseguenza che l'Updell’SPD risulta di fatto anche per l'utilizzatorefinale. Questa installazione risulta la più favorevo-le per la protezione dell'apparecchio finale.

UL + UR non hanno effetto

Esempio 2: installazione più frequente (Figura 8.2.5.2)

L'utilizzatore finale viene messo a terra diretta-mente attraverso il terminale di messa a terra del-lo scaricatore e i conduttori PE connessi. Di conse-guenza una parte della corrente impulsiva, aseconda del rapporto di impedenza, viene scarica-ta attraverso il collegamento con l'apparecchiofinale. Per evitare un accoppiamento del disturbodal conduttore equipotenziale verso i fili protetti eper mantenere piccola la tensione residua, questocollegamento deve essere realizzato separatamen-te e deve avere una impedenza molto bassa (ad es.pannelli di montaggio metallici). Questa forma diinstallazione rappresenta la pratica di installazionecomune per gli apparecchi finali di categoria I.


3OUT

4

1IN

2

BLITZDUCTOR

BCT MLC BD 110No.919 347

Corr

ente

di s

caric

a

L del conduttore

R del conduttore

Up

Ur

L e R del conduttore non ha effetto su Ur: Ur = Up

Up = Livello di protezioneUr = Tensione residua

Figura 8.2.5.1 Installazione corretta

3OUT

4

1IN

2

BLITZDUCTOR


L e R del conduttore hanno poco effetto su Ur , se il collegamentoè efettuato a impedenza molto bassa: Ur = Up + Uv

p.es. conduttore di protezione alimentazione

Corr

ente

di s

caric

a

L del conduttore

R del conduttore

Up

Ur

Uv = Caduta di tensione; Connessione BCT > Utilizzatore

Uv

Figura 8.2.5.2 Installazione più frequente

U U U Ur p L R= + + U Ur p=

U U Ur p v= +

Esempio 3: collegamento equipotenziale errato(Figura 8.2.5.3)

L'utilizzatore finale viene messo a terra solo trami-te, ad esempio, il conduttore di protezione. Nonesiste alcun collegamento equipotenziale a bassaimpedenza verso il dispositivo di protezione. Il per-corso del conduttore equipotenziale dal dispositi-vo di protezione fino al punto di connessione delconduttore di protezione dell'apparecchio finale(ad es. barra equipotenziale) influisce notevolmen-te sulla tensione residua. A seconda della lunghez-za del cavo possono verificarsi delle cadute di ten-sione fino ad alcuni kV, che si sommano a Up e chepossono portare alla distruzione dell'utenza finale.

Esempio 4: posa del conduttore errata(Figura 8.2.5.4)

Anche se il collegamento equipotenziale è esegui-to bene, una posa errata del conduttore può por-tare ad un peggioramento dell'effetto di protezio-ne fino al danneggiamento degli utilizzatori finali.Se non viene mantenuta una restrittiva separazio-ne o schermatura del conduttore non protetto amonte dell'SPD e del conduttore protetto a valledell'SPD, a causa di campi magnetici si potrebbe


3OUT

4

1IN

2

BLITZDUCTOR


��

Nessun collegamento equipoten-ziale diretto tra BLITZDUCTORe utilizzatore

L e R del conduttore peggiorano Ur: Ur = Up + UL + UR

Corr

ente

di s

caric

a

Up

UrUL

UR

Figura 8.2.5.3 Collegamento equipotenziale eseguito in modo errato

3OUT

4

1IN

2

BLITZDUCTOR


��

La posa errata dei conduttori causa l’accoppiamento di disturbidalla linea non protetta nella linea protetta

1

2

3

4

Ur

Figura 8.2.5.4 Posa dei conduttori errata

Conduttori di bassa tensione non schermaticonduttori di telecomunicazione non schermati 200 mm 100 mm 50 mm

Tipo dell’installazione

Senza separazioneo separazione non

metallica

Separazionein alluminio

Separazionein acciaio

Distanza

Conduttori di bassa tensione non schermati econduttori di telecomunicazione schermati 50 mm 20 mm 5 mm

Conduttori di bassa tensione schermati e con-duttori di telecomunicazione non schermati 30 mm 10 mm 2 mm

Conduttori di bassa tensione chermati econduttori di telecomunicazione schermati 0 mm 0 mm 0 mm

Tabella 8.2.5.1 Separazione dei conduttori di telecomunicazione e di bassa tensione secondo EN 50174-2

U U U Ur p L R= + +

avere un accoppiamento di disturbi sul conduttoreprotetto.

Schermatura La schermatura dei cavi è descritta in 7.3.1

Suggerimenti per l'installazione:L'utilizzo di schermature o di canali metallici dimi-nuisce l'interazione tra i conduttori e l’ambientecircostante. Per i cavi schermati deve essere osser-vato quanto segue:

⇒ messa a terra dello schermo da un lato dimi-nuisce l'irradiazione di campi elettrici

⇒ messa a terra dello schermo ad entrambi i latidiminuisce l'irradiazione di campi elettroma-gnetici

⇒ contro i campi magnetici a bassa frequenza leschermature tradizionali non offrono una pro-tezione rilevante

Suggerimenti:Gli schermi dovrebbero essere continui tra gliimpianti informatici, presentare una resistenza di

accoppiamento bassa ed essere a contatto per l’in-tera circonferenza del cavo. Lo schermo deveavvolgere completamente i conduttori o i cavi. Leinterruzioni di schermo e i collegamenti a terra adalta impedenza, ma anche cosidette “trecce”dovrebbero essere evitati.

In quale misura i conduttori in bassa tensioneinfluenzano i conduttori di telecomunicazionedipende da diversi fattori. I valori indicativi per ledistanze verso conduttori in bassa tensione sonodescritti nella EN 50174-2. Per una lunghezza dilinea inferiore a 35 m non è generalmente necessa-rio rispettare una distanza di separazione. In tuttigli altri casi, vale la separazione indicata nellatabella 8.2.5.1:

Si raccomanda di posare i conduttori di telecomu-nicazione in canaline metalliche collegate elettri-camente continue e completamente chiuse. I siste-mi di canaline metalliche dovrebbero essere con-nessi a terra a bassa impedenza il più spesso possi-bile, in ogni caso almeno all’inizio e alla fine dellacanalina stessa (Figura 8.2.5.5).


non consigliato

esatto

canale metallico

Conduttori bassa tensione

Ausiliari(p. es. citofono, allarmi)

Telecomunicazione

Applicazioni sensibili ai disturbi

consigliato

Conduttoribassa tensione

Ausiliari

Telecomunicazione

Applicazioni sen-sibili ai disturbi

Figura 8.2.5.5 Separazione dei cavi nei canali

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