I dispositivi di protezione dalle sovratensioni proteggono dai fulmini?

Sì, ma solo all'interno di una parte definita del sistema di protezione contro i fulmini. Un dispositivo di protezione contro le sovratensioni (SPD) può limitare un transitorio dovuto a un fulmine che raggiunge l'apparecchiatura attraverso conduttori di alimentazione, dati, telecomunicazioni, antenna o controllo. Un SPD di Tipo 1 idoneo può scaricare una corrente parziale di fulmine specificata al confine dell'installazione. Tuttavia, un SPD non può intercettare un fulmine, fornire un percorso di discesa per l'edificio o sostituire un sistema di protezione esterna contro i fulmini (LPS).

La domanda utile non è quindi semplicemente “Un SPD può fermare un fulmine?”. È: Come può l'evento del fulmine entrare nell'installazione, quale strato di protezione incontra quel percorso e quale sollecitazione residua può sopportare l'apparecchiatura collegata? Se la terminologia del dispositivo non è familiare, iniziare con cos'è un SPD e quali valori nominali lo descrivono.

La risposta breve di Lightning Path

Percorso dell'evento	Cosa raggiunge il sistema elettrico	Cosa può fare un SPD	Cosa non può fare un SPD	Protezione da verificare
Fulminazione nelle vicinanze	Tensione transitoria indotta nel cablaggio di alimentazione, segnale o controllo	Limitare il transitorio al confine di un conduttore protetto	Prevenire la scarica del fulmine stessa	SPD di potenza e segnale coordinati, equipotenzialità, collegamenti brevi
Fulminazione diretta su una linea di alimentazione aerea in ingresso o su una linea collegata	Corrente di sovratensione condotta e sovratensione	Un dispositivo di ingresso del servizio correttamente selezionato può deviare la corrente di sovratensione specificata e limitare la tensione	Garantire che ogni dispositivo collegato sopravviva	Protezione all'ingresso del servizio, coordinamento a valle, tutti i percorsi di servizio conduttivi
Fulminazione su un edificio protetto	La corrente di fulmine scorre attraverso l'LPS e crea effetti condotti, indotti e di differenza di potenziale	Gli SPD di Tipo 1 possono far parte dell'equipotenzialità e delle misure di protezione interna	Intercettare la scarica o convogliare la corrente di fulminazione strutturale al posto dei terminali aerei e dei conduttori di discesa	LPS esterno, equipotenzialità, messa a terra, SPD di Tipo 1, SPD a valle, misure di separazione
Evento di commutazione dell'utenza o dell'apparecchiatura	Transitorio non dovuto a fulminazione sul sistema elettrico	Limitare il transitorio quando le specifiche dell'SPD e l'installazione corrispondono al circuito	Correggere un guasto di sovratensione, sottotensione, interruzione o sovracorrente prolungato	Correggere la tensione nominale dell'SPD, il comportamento TOV, la protezione da sovracorrente, l'immunità dell'apparecchiatura

Questa distinzione è importante perché l'espressione “fulminazione diretta” può riferirsi a diverse situazioni fisiche. Una scarica sulla struttura, una scarica su una linea in ingresso e la corrente di fulminazione che entra in un impianto attraverso i servizi collegati non sono lo stesso evento. Non impongono lo stesso carico su un dispositivo montato su quadro.

Il carico di corrente di fulminazione di Tipo 1 non è una protezione contro i colpi strutturali

La terminologia IEC può essere fraintesa in questo contesto. IEC 61643-11:2025 copre gli SPD AC a bassa tensione per la protezione contro gli effetti indiretti e diretti dei fulmini o altre sovratensioni transitorie. Un SPD di Tipo 1 viene testato con una corrente impulsiva, comunemente identificata dalla forma d'onda 10/350 μs e dalla Improvvisazione classificazione. Ciò consente di specificare il dispositivo laddove una corrente di fulmine parziale possa entrare nei conduttori a bassa tensione.

Tale funzione del prodotto non trasforma l'SPD in un parafulmine o in un LPS completo. La protezione strutturale ha un compito diverso: gestire il punto di impatto, condurre la corrente di fulmine verso terra, limitare le pericolose differenze di potenziale e ridurre il rischio di incendio, danni fisici e tensioni di contatto. IEC 62305-3:2024 copre la protezione delle strutture contro i danni fisici e la protezione delle persone in prossimità di un LPS. Il relativo IEC 62305-4:2024 tratta le misure di protezione contro le sovratensioni per i sistemi elettrici ed elettronici all'interno delle strutture.

Utilizzare questo limite pratico:

• Un LPS esterno gestisce il punto di captazione e il percorso strutturale della corrente di fulmine.
• Misure di equipotenzialità e separazione controllano le pericolose differenze di potenziale e il rischio di scariche disruptive.
• SPD per alimentazione e segnale limitano la tensione transitoria condotta o indotta ai confini elettrici.
• Immunità delle apparecchiature determina quanto stress residuo può tollerare l'apparecchiatura collegata.

Per l'architettura completa a livello di edificio, consultare la guida VIOX su LPS esterno, collegamento equipotenziale, messa a terra e SPD. Questo articolo rimane focalizzato sulla questione più specifica di ciò che l'SPD stesso può fare.

Come un SPD riduce lo stress correlato ai fulmini

Molti SPD di potenza a bassa tensione sono collegati in parallelo al circuito protetto. Alla normale tensione di sistema, i loro componenti di protezione rimangono non conduttivi o altamente resistivi. Quando un transitorio rapido innalza la tensione oltre il campo operativo del dispositivo, l'SPD conduce la corrente di sovratensione attraverso il suo percorso di protezione e limita la tensione che si manifesta ai capi del circuito protetto.

L'SPD non fa scomparire il transitorio. Le sue prestazioni si comprendono meglio come una catena causale:

1. Un evento di fulminazione accoppia l'energia della sovratensione in un conduttore.
2. La sovratensione viaggia verso l'impianto o l'apparecchiatura.
3. L'SPD passa a uno stato a bassa impedenza e devia la corrente.
4. La tensione è limitata a un livello residuo determinato dal dispositivo e dall'installazione effettiva.
5. Il cablaggio e le apparecchiature a valle sono ancora soggetti a una certa tensione e corrente residua.

Ecco perché “l'SPD è intervenuto” e “l'apparecchiatura è stata garantita come sicura” non sono affermazioni equivalenti. La lunghezza dei cavi, il collegamento equipotenziale, l'instradamento dei conduttori, la modalità di protezione, la distanza tra gli stadi e la tenuta all'impulso dell'apparecchiatura possono tutti modificare la tensione che raggiunge il carico. La guida VIOX su errori comuni di installazione degli SPD spiega come un'impedenza di cablaggio evitabile possa compromettere un dispositivo altrimenti idoneo.

La protezione deve coprire ogni percorso di ingresso conduttivo

Un SPD per quadro elettrico protegge solo i conduttori e le modalità inclusi nella sua installazione. Non protegge automaticamente un dispositivo attraverso un altro percorso di ingresso.

Ad esempio, uno switch di rete può essere collegato a:

• alimentazione AC;
• cavo Ethernet esterno;
• cavo telefonico o coassiale;
• un'alimentazione d'antenna;
• cablaggio RS-485, sensore o allarme;
• apparecchiature metalliche collegate a terra in un altro edificio o zona.

Se l'alimentazione AC è protetta ma un cavo dati esterno non lo è, una differenza di potenziale dovuta a fulmini può comunque passare attraverso la porta di comunicazione. Al contrario, l'installazione di un protettore per linee dati non sostituisce la protezione sull'alimentazione AC.

Il corretto protettore di segnale deve corrispondere alla tensione di interfaccia, al livello di segnale normale, alla larghezza di banda o velocità dati, alla disposizione della schermatura e della messa a terra, al tipo di connettore e all'ambiente di sovratensione previsto. Indirizzare tali decisioni al guida alla selezione dei protettori da sovratensione per segnali piuttosto che utilizzare un SPD di potenza come risposta generica.

La protezione dell'intero edificio e quella nel punto di utilizzo hanno compiti diversi

Un protettore da sovratensioni plug-in non sostituisce la protezione all'ingresso del servizio o nel quadro di distribuzione. La sua posizione e categoria di prova sono destinate a una parte diversa dell'installazione. Può aiutare a ridurre il transitorio residuo su un carico sensibile, ma non ci si dovrebbe aspettare che svolga lo stesso compito di un dispositivo a monte installato dove può entrare una corrente di sovratensione maggiore.

Allo stesso modo, l'installazione di un SPD ad alta corrente all'ingresso del servizio non garantisce una tensione adeguatamente bassa su ogni carico distante o sensibile. La lunghezza del cavo, la ramificazione, l'oscillazione, le modalità di protezione e la resistenza dell'apparecchiatura possono giustificare un SPD a valle. Dispositivi multipli sono utili solo quando il loro comportamento di protezione dalla tensione e di condivisione dell'energia sono compatibili.

Le etichette Type 1, Type 2 e Type 3 non sono una ricetta universale. IEC e UL utilizzano quadri di classificazione differenti e il dispositivo corretto dipende dal suo standard, dal punto di installazione, dalla tensione del sistema e dai valori nominali dichiarati. Utilizzare l'apposita confronto tra SPD Type 1, Type 2 e Type 3 per i dettagli sulla classificazione, quindi verificare l'effettiva combinazione tramite la Guida al coordinamento e al collegamento in cascata degli SPD.

Non scegliere la protezione contro i fulmini in base al valore di kA più elevato

Un numero di corrente di scarica più elevato non dimostra di per sé una protezione migliore per un circuito specifico. Prima di selezionare un SPD per il rischio legato ai fulmini, verificare l'intero set di prove.

Prove di verifica	Perché è importante	Errore comune
Standard di prodotto e tipo di dispositivo	Stabilisce il quadro di prova applicabile e il ruolo di installazione	Confrontare le etichette di tipo IEC e UL come se fossero identiche
Tensione nominale del sistema e configurazione del cablaggio	Determina le modalità di protezione richieste e il valore di tensione continua di esercizio	Acquistare in base al numero di poli senza confermare la configurazione L-N, L-PE, N-PE o DC
Università o MCOV	Mostra la base della massima tensione continua di esercizio	Selezionare valori troppo vicini alle condizioni di tensione normali o temporanee previste
Su o VPR	Indica le prestazioni dichiarate di limitazione della tensione secondo il metodo di prova applicabile	Considerare solo la capacità di corrente di scarica
Improvvisazione, In, o altra corrente di scarica nominale	Descrive il carico di corrente in base a una forma d'onda e a un test specificati	Confronto dei valori di picco in kA senza confrontare la forma d'onda e la classe del dispositivo
SCCR e protezione di backup richiesta	Determina la compatibilità con la corrente di guasto disponibile e la configurazione di protezione del produttore	Presumere che la capacità di sovratensione dell'SPD sia la sua corrente di cortocircuito nominale
Comportamento in caso di sovratensioni temporanee	Aiuta a distinguere i transitori brevi da una tensione di sistema anomala più prolungata	Aspettarsi che un SPD corregga una sovratensione prolungata
Lunghezza del collegamento, instradamento e collegamento equipotenziale	Influisce sulla tensione induttiva aggiuntiva durante una rapida variazione di corrente	Installazione dell'SPD lontano dalla sbarra protetta con lunghi anelli
Stato e segnalazione remota	Fornisce la prova che il percorso di protezione rimane disponibile	Considerare un involucro installato come prova che la protezione sia attiva

IEC 61643-12:2020 tratta i principi di selezione, funzionamento, posizionamento e coordinamento per gli SPD AC a bassa tensione. La scelta finale deve comunque seguire le istruzioni specifiche del dispositivo e le regole di installazione adottate per il progetto.

Cosa controllare dopo un sospetto evento di fulminazione

Non dare per scontato che l'intervento di un interruttore automatico provi il guasto dell'SPD, o che un interruttore automatico rimasto chiuso provi che l'SPD sia integro. Il sezionatore interno dell'SPD, il dispositivo di protezione da sovracorrente a monte, il contatto di allarme e l'indicatore visivo svolgono funzioni diverse.

Dopo un presunto evento:

1. Considerare calore, fumo, odore, incrinature o parti in tensione esposte come un pericolo elettrico. Isolare l'apparecchiatura tramite personale qualificato e seguire la procedura di sicurezza del sito.
2. Registrare l'evento e i circuiti interessati. Annotare quali percorsi di alimentazione, dati, antenna o controllo erano collegati e se sono intervenuti altri dispositivi di protezione.
3. Verificare l'esatta indicazione di stato dell'SPD. Interpretare la finestra, il LED o il contatto remoto utilizzando le istruzioni del produttore; i colori e la logica NO/NC non sono universali.
4. Ispezionare la protezione e i collegamenti associati. Controllare il fusibile di backup o l'interruttore automatico specificato, i morsetti, il percorso di collegamento equipotenziale e i segni visibili di surriscaldamento o scarica elettrica.
5. Sostituire o testare solo secondo il metodo consentito dal produttore. Un aspetto integro non garantisce la capacità protettiva residua e test improvvisati non sicuri possono danneggiare il dispositivo o esporre il personale a rischi.

Utilizzare Guida agli indicatori di stato dell'SPD per l'interpretazione degli indicatori. Per le decisioni su invecchiamento e sostituzione, utilizzare la guida all'invecchiamento dei MOV e alla vita utile degli SPD. Non esiste una regola universale difendibile secondo cui ogni SPD debba essere sostituito dopo lo stesso numero di anni.

Confini normativi: Prodotto, installazione e sistema completo

Tre livelli di evidenza non dovrebbero essere ridotti a un'unica affermazione:

• Evidenza di prodotto: La valutazione IEC 61643 o UL 1449 si applica a un SPD e al suo ambito dichiarato, non alle prestazioni di un intero edificio.
• Evidenza di installazione: La configurazione del cablaggio, l'instradamento dei conduttori, la protezione di backup, l'equipotenzialità e il posizionamento devono essere conformi alle norme di installazione applicabili e alle istruzioni del produttore.
• Evidenza di sistema: IEC 62305, NFPA 780 o UL 96A trattano il sistema di protezione contro i fulmini più ampio in base al progetto e alla giurisdizione.

Il Guida all'applicazione della protezione contro i fulmini UL descrive un LPS completo come un sistema di dispositivi di captazione, conduttori, elettrodi di terra, conduttori di interconnessione, SPD, connettori e raccordi. Indirizza inoltre gli utenti a UL Product iQ per la categoria di prodotto applicabile e le limitazioni di certificazione. La marcatura di un componente deve pertanto essere verificata rispetto al modello esatto e all'installazione prevista; non costituisce una garanzia di sistema globale.

Regola decisionale finale

Un limitatore di sovratensione è necessario in molte strategie di protezione contro i fulmini, ma non è uno scudo contro i fulmini attorno all'edificio. Valutare la protezione in base al percorso dell'evento e alla catena completa:

punto di impatto o accoppiamento → percorso conduttivo → confine di equipotenzialità → compito dell'SPD → protezione di tensione installata → tenuta dell'apparecchiatura

Se un qualsiasi percorso di alimentazione o segnale in ingresso bypassa tale catena, l'apparecchiatura può rimanere esposta. Se un edificio richiede una protezione strutturale contro i fulmini, incaricare un progettista o un installatore LPS qualificato. Per la parte del progetto relativa agli SPD, preparare la tensione di sistema, la configurazione di messa a terra, la posizione di installazione, la corrente di guasto disponibile, le modalità di protezione, lo standard applicabile, i dispositivi a monte e a valle e le interfacce di comunicazione prima di confrontare il Gamma di prodotti SPD VIOX.

Fonti

• IEC 62305-1:2024 — Protezione contro i fulmini: Principi generali
• IEC 62305-3:2024 — Danni fisici alle strutture e pericolo per la vita
• IEC 62305-4:2024 — Sistemi elettrici ed elettronici all'interno delle strutture
• IEC 61643-11:2025 — Requisiti e metodi di prova per SPD AC a bassa tensione
• IEC 61643-12:2020 — Principi di selezione e applicazione degli SPD
• Guida all'applicazione della protezione contro i fulmini UL