Un SPD necessita di un proprio interruttore automatico? Guida alla protezione di backup

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A volte, ma solo quando le istruzioni specifiche del dispositivo di protezione contro le sovratensioni (SPD), il dispositivo di protezione da sovracorrente (OCPD) esistente, le portate dei conduttori e dei morsetti e le norme di installazione applicabili lo consentono. Un interruttore automatico dedicato è spesso il modo più chiaro per collegare e isolare un SPD montato su pannello, ma non è un requisito universale.

Per un SPD su guida DIN conforme alla norma IEC, la questione è spesso diversa: il fusibile o l'interruttore automatico a monte soddisfa già la condizione di protezione di backup massima del produttore, o è necessario aggiungere un fusibile o un interruttore automatico di backup separato? Tale decisione non può essere presa basandosi solo sul tipo di SPD o sulla corrente di scarica nominale.

Punti di forza

A breaker used as the SPD’s punto di connessione dell'SPD non è automaticamente lo stesso OCPD di backup richiesto dal produttore.
Dell'SPD sezionatore termico interno protegge da riscaldamento anomalo o dal comportamento a fine vita; non fornisce automaticamente una protezione da sovracorrente per il conduttore di derivazione.
Un circuito di derivazione esistente idoneo è consentito per alcuni prodotti, ma solo quando vengono soddisfatte le istruzioni esatte e tutte le condizioni relative a conduttore, morsetto, quadro e OCPD.
Non utilizzare mai una “taglia di interruttore per SPD” universale. Il dispositivo, la taglia, i poli, la caratteristica e il coordinamento contro il cortocircuito richiesti sono specifici del modello e dell'installazione.
I lavori sul quadro e i collegamenti dell'SPD devono essere progettati e completati da personale qualificato in conformità alle norme locali vigenti.

Per prima cosa, distinguere i tre significati di “interruttore per SPD”

La questione diventa molto più semplice una volta separate le tre diverse funzioni.

Funzione	Cosa fa	Cosa deve dimostrare l'idoneità
Interruttore di connessione o OCPD di derivazione	Fornisce un punto di connessione e può proteggere i conduttori di derivazione dell'SPD; può anche fornire isolamento	Istruzioni dell'SPD, portata dei conduttori, valori nominali dei morsetti, compatibilità del quadro e norme di installazione locali
Fusibile o interruttore di backup esterno	Elimina un guasto che coinvolge l'SPD o la sua derivazione quando la protezione a monte da sola non soddisfa le condizioni dichiarate dal prodotto	Tabella esatta della protezione di backup del produttore, dichiarazione di cortocircuito, OCPD a monte e studio di coordinamento
Sezionatore interno dell'SPD	Scollega un componente di protezione guasto o surriscaldato all'interno dell'SPD	Costruzione del prodotto e relativa protezione interna valutata o dichiarata, non un'ipotesi sui conduttori esterni

Questa distinzione è importante perché un SPD opera normalmente come dispositivo in derivazione: assorbe una corrente trascurabile durante il servizio normale e trasporta la corrente di sovratensione solo durante un transitorio. Il suo OCPD esterno non viene quindi selezionato come l'interruttore automatico per un carico continuo e non è previsto che interrompa la sovratensione prima che l'SPD entri in funzione.

Matrice decisionale per la scelta di un circuito derivato esistente, un interruttore automatico dedicato o un dispositivo di protezione da sovracorrente (OCPD) di backup specificato dal produttore

I tre percorsi decisionali accettabili

Percorso proposto	Può essere accettabile quando	Rifiutare o riprogettare quando
Circuito derivato esistente idoneo	Le istruzioni specifiche dell'SPD lo consentono; l'OCPD esistente e il circuito rimangono idonei; i conduttori dell'SPD hanno un'ampacità adeguata; ogni terminazione è autorizzata; le conseguenze dell'isolamento e della perdita di protezione sono accettabili	Le istruzioni richiedono un circuito dedicato; il morsetto non è identificato per i conduttori proposti; la protezione dei conduttori è inadeguata; l'apertura dell'interruttore automatico condiviso rimuoverebbe inconsapevolmente una protezione critica contro le sovratensioni
Interruttore automatico o fusibile dedicato	Il prodotto lo richiede, è necessario un punto di isolamento chiaro, una derivazione separata semplifica la protezione dei conduttori, oppure la disposizione del quadro supporta un collegamento più breve e diretto	L'OCPD selezionato è in conflitto con la configurazione testata o dichiarata del prodotto, ha una capacità di interruzione inadeguata o crea una lunghezza di connessione eccessiva senza una soluzione progettata
Nessun OCPD di derivazione separato	La specifica disposizione di tipo 1, integrata, collegata a sbarra o di derivazione IEC lo consente espressamente e la protezione a monte più le regole sui conduttori soddisfano tutte le condizioni dichiarate	La decisione si basa solo sul “Tipo 1”, su un sezionatore termico interno o su un elevato SCCR/Isccr; i conduttori esterni o l'assieme richiedono comunque protezione

L'output corretto non è semplicemente “sì” o “no”. Si tratta di un percorso documentato legato a un esatto modello di SPD, a un quadro di distribuzione e a un dispositivo di protezione a monte.

Sette controlli prima di riutilizzare un interruttore automatico esistente

1. Identificare il tipo di SPD e la posizione di connessione consentita

Il tipo cambia dove un dispositivo può essere installato, ma non completa la decisione sull'interruttore automatico. Nella terminologia nordamericana, un SPD di Tipo 1 può essere installato su entrambi i lati del sezionatore di sovracorrente di servizio entro la sua applicazione consentita; un SPD di Tipo 2 viene installato sul lato carico. La guida SPD pubblicata da Eaton nota che i dispositivi di Tipo 1 possono essere applicati senza un fusibile o un interruttore automatico dedicato per la funzione SPD, mentre i dispositivi di Tipo 2 possono richiedere o meno tale componente. Le istruzioni specifiche del prodotto e le regole di installazione rimangono vincolanti.

Ciò non non significa che ogni dispositivo di Tipo 1 può essere collegato direttamente a qualsiasi sbarra. I conduttori, l'involucro o l'assemblaggio, il metodo di sezionamento e le esatte istruzioni di installazione rimangono comunque determinanti. Vedere il guida agli SPD di tipo 1, tipo 2 e tipo 3 per la classificazione; mantenere la presente decisione focalizzata sul collegamento e sulla protezione di backup.

2. Leggere lo schema di collegamento esatto e la dichiarazione OCPD

Non approvare il collegamento basandosi sul titolo di un catalogo o sul manuale di un modello simile. Ottenere il foglio istruzioni corrente per il numero di catalogo esatto e registrare:

se è consentito un circuito derivato dedicato o uno esistente idoneo;
tipo e valore nominale dell'OCPD richiesto o massimo;
poli e configurazioni di sistema consentiti;
gamma dei conduttori, classe di isolamento e coppia di serraggio dei morsetti;
se un fusibile o un interruttore automatico di backup faceva parte della condizione di cortocircuito dichiarata;
se un sezionatore o un fusibile integrato modifichi i requisiti esterni.

Ad esempio, Schneider Electric dichiara per una famiglia di SPD montati esternamente che l'assieme può utilizzare un circuito derivato dedicato o un circuito derivato esistente idoneo. Questa è una prova per quella specifica famiglia di prodotti, non una regola universale per ogni SPD per l'intero edificio.

3. Verificare l'interruttore automatico e il quadro esistenti come assieme

L'interruttore automatico proposto deve essere ammesso per il centralino o il quadro di distribuzione e idoneo per la tensione di sistema, i poli, il potere di interruzione e l'applicazione. Un interruttore automatico libero disponibile non è automaticamente compatibile.

Se il progetto prevede più di un conduttore in un morsetto dell'interruttore automatico, il morsetto deve essere specificamente identificato per quel numero, materiale e sezione dei conduttori. Non considerare la “condivisione di un interruttore automatico” come un permesso per collegare due cavi su un morsetto contrassegnato per un solo conduttore. Potrebbe essere necessario un blocco di distribuzione certificato, una disposizione a codino approvata o un altro metodo, ma la soluzione esatta appartiene alla documentazione del quadro e del prodotto, non a un articolo generico sugli SPD.

4. Controllare i limiti di protezione e terminazione dei conduttori

Quando un produttore consente un circuito derivato esistente, i conduttori dell'SPD devono comunque avere un'ampacità adeguata per l'OCPD esistente e devono adattarsi a ogni morsetto utilizzato. La guida di Schneider per un particolare assieme montato esternamente, ad esempio, richiede che i conduttori dell'SPD su un circuito derivato esistente abbiano un'ampacità non inferiore all'impostazione dell'OCPD.

Ecco perché una tabella generica delle dimensioni dell'interruttore automatico non è sicura. Due SPD con simili capacità di scarica possono utilizzare dimensioni dei cavi, campi di serraggio dei morsetti, condizioni dell'OCPD e dettagli di certificazione o dichiarazione differenti.

5. Confrontare la corrente di guasto disponibile con SCCR o Isccr

Per le apparecchiature conformi alle norme UL, il valore nominale di corrente di cortocircuito (SCCR) dell'SPD non deve essere inferiore alla corrente di guasto disponibile nel suo punto di connessione. La guida all'applicazione Bussmann di Eaton rileva inoltre che, quando è stato utilizzato uno specifico OCPD per ottenere la condizione di cortocircuito UL dell'SPD, l'OCPD installato deve corrispondere al tipo e al valore nominale documentati.

Per i prodotti IEC, verificare la dichiarazione di tenuta/corrente di cortocircuito applicabile, spesso indicata come Isccr, insieme al dispositivo di protezione di backup dichiarato dal produttore. SCCR e Isccr non sono valori nominali di corrente di scarica: non sostituire In, Imax o Iimp per il coordinamento contro il cortocircuito.

Il guida alla scheda tecnica dell'SPD spiega queste dichiarazioni e gli altri valori nominali che devono essere verificati prima dell'approvvigionamento.

6. Decidere se l'isolamento condiviso sia operativamente accettabile

Se l'SPD condivide un OCPD di derivazione esistente, l'apertura o l'intervento di tale dispositivo potrebbe rimuovere sia il carico che la sua protezione dalle sovratensioni. Al contrario, un guasto dell'SPD potrebbe interrompere il circuito condiviso. Ciò potrebbe essere inaccettabile per un quadro di controllo critico, una linea di processo, un sistema dati, un'interfaccia antincendio/di sicurezza o un'altra installazione in cui lo stato della protezione deve essere monitorato e ripristinato in modo indipendente.

Un interruttore dedicato può rendere più chiari l'isolamento e la manutenzione, ma questo è un vantaggio operativo, non la prova che sia sempre richiesto.

7. Proteggere le prestazioni dell'installazione

L'aggiunta di un OCPD o lo spostamento dell'SPD su un circuito di riserva conveniente può aumentare la lunghezza dei cavi e l'induttanza. L'installazione risultante può avere una tensione passante superiore a quella suggerita dal valore di test del solo dispositivo. Mantenere i collegamenti brevi e diretti secondo le istruzioni del prodotto e le norme applicabili; evitare anelli e pieghe non necessarie.

Il guida al cablaggio degli SPD gestisce l'intero flusso di lavoro per fase, neutro, PE, protezione di backup, instradamento dei cavi e messa in servizio. Questa pagina determina quale percorso di collegamento deve essere inserito in tale progetto.

Confine funzionale tra l'interruttore automatico derivato, la protezione di backup esterna dell'SPD, il sezionatore termico interno e il percorso di deviazione delle sovratensioni

Quando un interruttore dedicato è la decisione migliore

Utilizzare un interruttore o un fusibile dedicato quando le istruzioni specifiche del prodotto lo richiedono. È inoltre comunemente preferito quando fornisce:

una protezione inequivocabile dei conduttori;
un punto di sezionamento chiaramente etichettato per l'ispezione o la sostituzione;
continuità di servizio indipendente per altri circuiti;
un collegamento SPD pratico, breve e diretto;
un OCPD documentato che corrisponda alla condizione testata o dichiarata del prodotto;
schemi del quadro e registri di manutenzione più chiari.

Non scegliere la sua taglia in base alla capacità di corrente di scarica in kA dell'SPD. L'OCPD di derivazione o di backup deve essere selezionato in base alle istruzioni del produttore, ai requisiti dei conduttori, allo studio della corrente di guasto e alle norme di installazione applicabili.

Un numero specifico del produttore può costituire una prova utile. Schneider, ad esempio, raccomanda un interruttore bipolare da 20 A o 30 A per alcuni modelli HEPD. Tale numero non deve essere copiato per un SPD su guida DIN VIOX, un SPD per quadri industriali o persino per un'altra famiglia Schneider senza le proprie istruzioni.

Installazioni IEC: confrontare F1 a monte con il limite di backup dichiarato

In molte applicazioni con SPD collegato in parallelo orientate alla normativa IEC, la progettazione utilizza questa logica:

Identificare il fusibile o l'interruttore automatico del sistema a monte, F1.
Individuare il fusibile di backup o l'interruttore automatico massimo consentito dal produttore dell'SPD e qualsiasi classe o caratteristica del dispositivo richiesta.
Se F1 soddisfa la condizione dichiarata dal produttore, un dispositivo di backup di derivazione separato F2 potrebbe non essere necessario per quella specifica configurazione.
Se F1 supera il limite consentito, o se le istruzioni richiedono altrimenti un dispositivo di derivazione, selezionare F2 in base ai dati del produttore, al livello di guasto, alla protezione dei conduttori, alla selettività e alla tenuta alla corrente impulsiva.

Phoenix Contact illustra questo approccio specifico al prodotto nella sua guida sui fusibili di backup: se F2 sia necessario dipende da F1, dall'SPD selezionato e dal valore massimo del fusibile di backup del produttore. La guida avverte inoltre che un fusibile aggiunto privo di una sufficiente tenuta impulsiva può aprirsi durante una sovratensione e lasciare l'impianto non protetto.

Questo è il corretto livello di generalizzazione. Spiega la decisione senza trasformare i valori dei fusibili di un singolo produttore in una tabella valida per l'intero settore. IEC 61643-12:2020 copre i principi di selezione e applicazione degli SPD AC e include informazioni sul dispositivo di sezionamento; la dichiarazione specifica del prodotto completa la progettazione.

Due esempi delimitati

Esempio A: SPD da quadro montato esternamente in Nord America

Le istruzioni del produttore consentono l'utilizzo di un circuito derivato dedicato o di uno esistente idoneo. Prima di riutilizzare un interruttore automatico esistente, il progettista verifica che:

il tipo di SPD e la posizione di installazione siano consentiti;
l'interruttore automatico e il quadro siano compatibili;
l'OCPD esistente non superi la portata dei conduttori dell'SPD;
il collegamento proposto sia identificato per tutti i conduttori utilizzati;
la corrente di guasto disponibile non superi l'SCCR dell'SPD nelle condizioni di OCPD documentate;
la condivisione del circuito non crei una condizione di perdita di protezione inaccettabile;
la lunghezza del collegamento rimane entro le linee guida di installazione del produttore.

Se un controllo fallisce, la risposta non è “utilizzare un interruttore automatico più grande”. Utilizzare un percorso dedicato compatibile o selezionare una diversa disposizione di SPD/assemblaggio.

Esempio B: SPD di Tipo 2 su guida DIN in un quadro industriale IEC

La scheda tecnica indica un fusibile di protezione a monte massimo consentito e una condizione Isccr. Il progetto confronta l'F1 installato con tale dichiarazione. Se F1 rientra nella condizione consentita e il produttore consente l'omissione di F2, la derivazione dell'SPD potrebbe non necessitare di un fusibile di protezione separato. Se F1 supera il limite, F2 è richiesto e deve corrispondere al tipo/valore nominale del dispositivo dichiarato, coordinandosi al contempo con la corrente di guasto, i conduttori e il carico dell'impulso di sovratensione.

Nessuno dei due esempi produce una dimensione universale dell'interruttore automatico. Entrambi producono un registro di approvazione tracciabile.

Flusso di lavoro dall'evidenza all'approvazione per la verifica delle istruzioni dell'SPD, dell'OCPD, dei conduttori, dei morsetti, della corrente di guasto, dell'isolamento e della lunghezza dei cavi

Lista di controllo per l'approvazione dell'interruttore automatico dell'SPD e della protezione di backup

Evidenze richieste	Domanda di accettazione	Registro
Numero di catalogo esatto dell'SPD	Il foglio istruzioni è relativo a questo modello e revisione specifici?	Modello/revisione
Sistema e tipo di SPD	La posizione di collegamento è consentita?	Tipo e posizione
Metodo di collegamento del produttore	Derivazione esistente, derivazione dedicata, diretto/integrato o altra configurazione dichiarata?	Percorso selezionato
OCPD a monte F1	Quali dispositivo, taglia, caratteristica/classe, poli, tensione e potere di interruzione sono installati?	Dettagli F1
OCPD di backup richiesto F2	F2 è richiesto, opzionale, integrato o espressamente non necessario nelle condizioni dichiarate?	Decisione F2
Conduttori e morsetti	Portata, materiale, sezione, classe di temperatura, quantità per morsetto e coppia di serraggio sono tutti consentiti?	Valori verificati
Coordinamento delle correnti di guasto	La corrente di guasto disponibile rientra nell'SCCR o nella dichiarazione IEC applicabile, come Isccr?	Studio e dichiarazione
Compatibilità del quadro o dell'assieme	L'interruttore automatico, gli accessori e il metodo di terminazione sono autorizzati?	Evidenza del produttore
Isolamento e monitoraggio	È possibile isolare l'SPD in sicurezza e la perdita di protezione sarà visibile o segnalata da remoto?	Metodo di funzionamento
Percorso di connessione	I cavi sono corti, diretti e conformi alle istruzioni specifiche?	Disegno/riferimento
Norme applicabili	Il progetto è stato verificato in base alla giurisdizione e alla norma di assemblaggio di riferimento?	Revisore/approvazione

Non rilasciare l'installazione o l'ordine di acquisto finché una qualsiasi riga richiesta è considerata “presunta”.”

Domande Frequenti

Un dispositivo di protezione contro le sovratensioni per l'intera casa necessita di un proprio interruttore automatico?

Non sempre. Molti prodotti di Tipo 2 montati su quadro utilizzano un interruttore automatico bipolare dedicato, ma alcuni prodotti specifici consentono l'uso di un circuito derivato idoneo esistente o un altro collegamento omologato. Seguire le istruzioni specifiche dell'SPD e del quadro piuttosto che una regola universale.

Un SPD può essere collegato all'interruttore automatico principale?

Non posizionare i conduttori dell'SPD sotto i morsetti dell'interruttore automatico principale a meno che l'intero assemblaggio e la documentazione del prodotto non consentano espressamente tale collegamento. L'idoneità di Tipo 1 non autorizza di per sé una derivazione improvvisata sui morsetti principali. I lavori sul lato alimentazione potrebbero inoltre richiedere il coordinamento con l'ente erogatore e l'approvazione specifica della giurisdizione competente.

Un SPD di Tipo 1 può essere installato senza un interruttore automatico dedicato?

Alcuni SPD di Tipo 1 sono valutati o dichiarati per l'installazione senza un fusibile o un interruttore automatico dedicato. I conduttori esterni e l'assemblaggio di distribuzione potrebbero comunque richiedere una protezione approvata o una disposizione di derivazione. Verificare le istruzioni esatte, la condizione SCCR e le norme applicabili.

Quale taglia di interruttore automatico dovrei utilizzare per un SPD?

Utilizzare il tipo e la taglia di interruttore automatico o fusibile indicati per lo specifico SPD e l'installazione. Se le istruzioni forniscono solo un valore massimo, la selezione finale deve anche proteggere i conduttori, soddisfare i requisiti di corrente di guasto e di coordinamento, e resistere al relativo impulso di sovratensione. Le correnti nominali in kA degli SPD non determinano direttamente l'amperaggio dell'interruttore automatico.

È possibile collegare due cavi a un unico interruttore automatico per un SPD?

Solo quando il morsetto dell'interruttore automatico è specificamente identificato per il numero, il materiale e la sezione dei conduttori proposti e le istruzioni dell'SPD consentono tale configurazione del circuito. In caso contrario, utilizzare un metodo di connessione approvato progettato per l'assemblaggio; non improvvisare un doppio collegamento.

L'interruttore automatico protegge le apparecchiature collegate dalle sovratensioni?

No. L'SPD limita la sovratensione transitoria e devia la corrente di sovratensione. L'interruttore automatico o il fusibile forniscono protezione da sovracorrente e isolamento secondo il loro progetto. Questi dispositivi svolgono funzioni diverse e coordinate.

Decisione finale

Un SPD può utilizzare un interruttore automatico esistente solo dopo che la documentazione specifica del prodotto e dell'installazione dimostri che tale percorso è idoneo. Scegliere un interruttore automatico dedicato quando le istruzioni lo richiedono o quando fornisce la necessaria protezione dei conduttori, isolamento e chiarezza operativa. Per i progetti IEC, confrontare il dispositivo a monte F1 con la dichiarazione del produttore sulla protezione di backup massima prima di decidere se sia richiesto F2.

Per un preventivo relativo a un SPD industriale, fornire a VIOX lo schema unifilare, la tensione di sistema e il tipo di collegamento a terra, il tipo di SPD, la corrente di guasto disponibile, l'OCPD a monte, il metodo di connessione proposto, la protezione di backup richiesta e i vincoli del quadro. Esaminare i dispositivi di protezione contro le sovratensioni VIOX solo dopo aver definito tali input.

Riferimenti tecnici

Questo articolo supporta la revisione delle specifiche e della progettazione. Non si tratta di una procedura per lavori sotto tensione o per l'installazione fai-da-te di quadri elettrici. Il lavoro finale deve seguire le istruzioni specifiche dell'apparecchiatura, le norme di installazione applicabili e la revisione da parte di ingegneri o elettricisti qualificati.