Stai presupponendo che un dispositivo di protezione contro le sovratensioni CA copra l'intero edificio?

CHYTDispositivo di protezione contro le sovratensioni CAle applicazioni mostrano perché un punto di protezione potrebbe non essere sufficiente per un edificio a più livelli.

Un'ondata non entra educatamente in un edificio attraverso una porta predeterminata. Fulmini, commutazioni di utenze, avviamenti e arresti di motori o guasti sulla rete elettrica locale possono introdurre sovratensioni transitorie in diversi punti di un impianto elettrico. Una volta che una sovratensione entra in un edificio, il cablaggio stesso può diventare parte del problema, trasportando i transitori verso apparecchiature sensibili.

Ciò solleva una questione pratica per la progettazione dell’impianto elettrico: un dispositivo di protezione contro le sovratensioni CA può davvero proteggere un intero edificio?

In una piccola installazione con cavi corti e apparecchiature limitate, un dispositivo posizionato strategicamente può fornire un'utile protezione. In un edificio più grande, tuttavia, fare affidamento su un unico punto di protezione può lasciare esposti i circuiti a valle.

Perché un punto di protezione potrebbe non essere sufficiente

La protezione contro le sovratensioni funziona deviando la tensione transitoria eccessiva lontano dalle apparecchiature e verso il sistema di messa a terra. Quanto più il dispositivo di protezione è vicino all'apparecchiatura da proteggere, tanto più facile sarà controllare la tensione che raggiunge tale apparecchiatura.

Ciò diventa più complicato man mano che l'edificio diventa più grande.

Consideriamo un edificio commerciale a tre piani. Il quadro di distribuzione principale può essere situato al piano terra, mentre computer, controller HVAC, sistemi di illuminazione, apparecchiature di comunicazione e altri carichi elettronici sono distribuiti su più piani. Un dispositivo di protezione contro le sovratensioni installato solo sul pannello principale di ingresso non può eliminare automaticamente ogni transitorio nell'intera rete elettrica.

La lunghezza del cavo è importante perché la tensione può ancora svilupparsi lungo i conduttori durante un transitorio veloce. Un dispositivo che funziona bene all'ingresso del servizio potrebbe quindi aver bisogno del supporto di ulteriori punti di protezione più a valle.

Questo è uno dei motivi per cui la protezione contro le sovratensioni è meglio intesa come un sistema piuttosto che come un singolo componente.

Dove può viaggiare la sovratensione transitoria

Non tutte le ondate hanno la stessa origine o percorso. Un evento di fulmine diretto è solo una possibilità. Anche la commutazione elettrica quotidiana può creare condizioni transitorie.

Le fonti comuni includono:

Un transitorio può spostarsi dal sistema di distribuzione principale ai circuiti derivati. Se l'apparecchiatura sensibile si trova a una certa distanza dal punto di protezione principale, potrebbe essere opportuna una protezione aggiuntiva.

La seguente visualizzazione semplificata aiuta a spiegare la differenza:

La disposizione esatta dipende dal progetto elettrico, dal sistema di messa a terra, dalla sensibilità dell'apparecchiatura e dai requisiti di installazione applicabili.

La distanza tra i pannelli è importante

Uno dei dettagli più facili da trascurare è la distanza fisica tra dispositivi di protezione e carichi.

Immagina un grande edificio con il quadro elettrico principale in una sezione e un quadro di controllo dell'automazione in un'altra. Anche se entrambi sono collegati allo stesso sistema elettrico, non sono elettricamente identici durante un transitorio molto veloce.

Conduttori più lunghi introducono impedenza. Durante un evento di sovratensione, ciò può contribuire a una differenza di tensione tra il punto in cui è installata la protezione e il punto in cui è collegata l'apparecchiatura.

Ciò non significa che ogni presa richieda il proprio dispositivo di protezione. La strategia di protezione dovrebbe invece seguire la struttura del sistema di distribuzione elettrica.

Per i team di procurement e ingegneria, questa è una distinzione importante. La domanda non dovrebbe essere semplicemente: “Quanti dispositivi di protezione da sovratensione sono necessari?” Una domanda migliore è: “Dove sono i punti in cui l’energia transitoria può entrare, viaggiare e raggiungere carichi sensibili?”

Il coordinamento è più importante della semplice aggiunta di dispositivi

L'installazione di più dispositivi di protezione da sovratensione non crea automaticamente un sistema migliore.

I dispositivi installati a diversi livelli di distribuzione devono funzionare insieme. Le loro caratteristiche, capacità di scarica, livello di protezione della tensione e disposizione di installazione devono essere considerate parte dell'impianto elettrico completo.

Uno scarso coordinamento può ridurre l’efficacia dell’accordo complessivo. Viceversa, soglie di protezione opportunamente posizionate possono dividere il compito tra il punto di distribuzione principale e i circuiti a valle.

Un approccio comune consiste nello stabilire diversi livelli di protezione:

Protezione primaria

Il servizio elettrico in entrata è il primo punto importante da considerare. La protezione in questo caso affronta l'energia transitoria sostanziale che entra dalla rete elettrica esterna.

Protezione della distribuzione secondaria

Laddove un edificio sia dotato di quadri di distribuzione separati, si può prendere in considerazione una protezione aggiuntiva. Ciò è particolarmente rilevante quando i cavi sono relativamente lunghi o quando i circuiti a valle contengono apparecchiature elettriche sensibili.

Protezione delle apparecchiature locali

I sistemi altamente sensibili possono richiedere una protezione più vicina all'apparecchiatura stessa. Gli esempi possono includere sistemi di controllo elettronici, apparecchiature di comunicazione, dispositivi di monitoraggio e altre apparecchiature che potrebbero essere interessate da sovratensioni transitorie.

L’obiettivo non è collocare la protezione ovunque. Ciò che conta è impedire che un’ondata trovi un percorso non protetto verso le apparecchiature.

Cosa controllare prima di selezionare unDispositivo di protezione contro le sovratensioni CA?

L’edificio stesso fornisce molti degli indizi necessari per la pianificazione della protezione.

Una revisione utile dovrebbe includere la configurazione del sistema elettrico, la tensione nominale, la disposizione di messa a terra, l'ambiente di sovratensione previsto, la struttura di distribuzione e i tipi di carichi collegati.

Vale anche la pena identificare se i circuiti si estendono all'esterno o si collegano ad apparecchiature situate in aree esposte. Tali collegamenti possono modificare considerevolmente il profilo di rischio.

Le domande chiave includono:

Questi controlli sono generalmente più utili rispetto alla scelta di un dispositivo basata solo sulla tensione nominale o sull'aspetto fisico.

Che dire degli edifici dotati di sistemi di energia solare?

La situazione diventa più interessante quando all'edificio è collegato un impianto fotovoltaico.

Le installazioni solari possono introdurre ulteriori percorsi elettrici tra le apparecchiature esterne e i sistemi di distribuzione interni. Gli array fotovoltaici, gli inverter, il cablaggio CC e i circuiti di uscita CA possono tutti diventare parte della discussione generale sulla protezione.

Ciò è particolarmente importante per gli edifici con impianti solari sul tetto perché l'apparecchiatura fotovoltaica è fisicamente più vicina all'esposizione esterna mentre l'energia generata si collega infine all'infrastruttura elettrica dell'edificio.

La protezione da sovratensione lato CA deve pertanto essere considerata insieme al più ampio sistema di protezione FV. Gli interruttori automatici CC, gli interruttori isolatori CC, i dispositivi di protezione contro le sovratensioni CC e altri componenti di protezione fotovoltaica si riferiscono a parti diverse del sistema e non devono essere trattati come intercambiabili.

Per un edificio dotato di impianto solare, esaminare solo il pannello principale CA può fornire un quadro incompleto.

Il presupposto di “un dispositivo per tutto”.

L'attrazione di un singolo dispositivo è comprensibile. Sembra più semplice, occupa meno spazio e può ridurre il numero di componenti da coordinare.

Ma la semplicità elettrica sulla carta non sempre equivale ad una protezione adeguata sul campo.

Un edificio compatto con un percorso di distribuzione breve e diretto può avere requisiti molto diversi da quelli di una fabbrica, di un complesso di uffici, di un magazzino o di una struttura a più piani con diversi quadri di distribuzione.

La domanda giusta quindi non è se un dispositivo possa proteggere un edificio in condizioni ideali. La domanda più utile è se l'installazione fornisce una protezione sufficiente nei luoghi in cui l'energia transitoria può realisticamente apparire.

Questo cambiamento di prospettiva può evitare che un piano di protezione altrimenti ragionevole diventi troppo dipendente da un punto di protezione.

L'installazione è ancora importante

Anche un componente di protezione da sovratensione correttamente selezionato può funzionare in modo inadeguato se l'installazione non viene gestita correttamente.

I conduttori di collegamento devono essere adeguatamente corti e disposti secondo i requisiti di installazione applicabili. La messa a terra e il collegamento elettrico sono ugualmente importanti perché la corrente di picco necessita di un percorso controllato lontano dalle apparecchiature protette.

Il dispositivo deve inoltre essere installato in un luogo adeguato alla sua funzione elettrica e coordinato con la protezione da sovracorrente a monte, ove richiesto.

Questi dettagli sono facili da trascurare durante la selezione dei componenti perché non compaiono sull'etichetta del prodotto. Tuttavia possono avere un effetto diretto sulle prestazioni di protezione nel mondo reale.

Per questo motivo, le specifiche dovrebbero essere riviste insieme al progetto elettrico piuttosto che trattare il dispositivo di protezione da sovratensione come un accessorio isolato.

Un modo pratico per rivedere la protezione degli edifici

Per i team di procurement e i progettisti elettrici, una semplice revisione in tre fasi può rendere il processo più chiaro.

Innanzitutto, mappa la distribuzione dell’energia. Identificare la fornitura in entrata, i pannelli principali, i sottopannelli e le apparecchiature principali.

In secondo luogo, identificare i punti di esposizione. Cerca connessioni esterne, cavi lunghi, esposizione a fulmini e apparecchiature con tolleranza limitata per la tensione transitoria.

In terzo luogo, valutare il coordinamento della protezione. Determinare se la protezione all'ingresso del servizio è sufficiente o se sono necessarie fasi aggiuntive a valle.

Questo approccio rende inoltre più semplice confrontare specifiche diverse senza concentrarsi esclusivamente sul prezzo o su un singolo parametro elettrico.

Asporto finale

Un edificio non ha necessariamente un unico “punto di ingresso dei picchi”. La sovratensione transitoria può spostarsi attraverso diverse parti di un impianto elettrico e l'efficacia della protezione dipende dalla posizione, dal cablaggio, dalla messa a terra, dalla sensibilità e dal coordinamento delle apparecchiature.

Per un impianto elettrico piccolo e semplice, un dispositivo di protezione installato strategicamente può essere adeguato. Installazioni più grandi o complesse spesso richiedono un approccio a più livelli in cui la protezione è posizionata in base alla struttura e al rischio della rete elettrica.

Durante la revisione di unDispositivo di protezione contro le sovratensioni CA, la domanda più importante quindi non è semplicemente quanto sia potente il dispositivo, ma dove è installato e quale parte dell'impianto elettrico dovrà proteggere. Per gli impianti fotovoltaici, questa valutazione dovrebbe includere anche il rapporto tra protezione AC e DC.

Con la sua gamma di prodotti che copre componenti di protezione CA e CC, tra cui dispositivi di protezione da sovratensione CA, interruttori automatici CC, dispositivi di protezione da sovratensione CC, sezionatori CC, fusibili CC e scatole combinatrici solari, Zhejiang Dabo Electric Co., Ltd. (CHYT) fornisce un utile contesto di prodotto per considerare la protezione come parte del sistema completo di distribuzione elettrica e fotovoltaica.