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Un dispositivo di protezione contro le sovratensioni trifase non viene dimensionato in base agli ampere del quadro e non dovrebbe essere selezionato scegliendo il valore di kA più alto. La specifica corretta inizia con la tensione tra ciascuna modalità di protezione collegata, il sistema di messa a terra e il punto di installazione. Solo allora è possibile selezionare il tipo di SPD, la topologia, Uc, Up, Iimp/In/Imax e la protezione contro il cortocircuito.
Utilizzare le nove fasi indicate di seguito in ordine. Ogni fase può escludere un prodotto; superare solo la fase relativa alla corrente nominale non è sufficiente.
Dimensionamento SPD trifase: gli input richiesti
Raccogliere queste informazioni prima di confrontare i modelli:
| Ingresso | Registrare dal progetto |
|---|---|
| Alimentazione | Tensione nominale e massima L-L, tensione L-N dove presente, frequenza |
| Conduttori | Tre fili o quattro fili; L1/L2/L3, N, PE o PEN |
| Messa a terra | TN-S, TN-C-S, TN-C, TT, IT o configurazione definita dal progetto in questo quadro |
| Posizione | Origine dell'impianto, quadro elettrico principale, quadro di distribuzione o in prossimità dell'apparecchiatura finale |
| Esposizione | Sistema di protezione esterno contro i fulmini, alimentazione aerea, rischio di fulminazione e SPD a monte |
| Attrezzatura | Tenuta all'impulso richiesta/obiettivo di protezione e criticità |
| Fault duty | Corrente di cortocircuito presunta e fusibile/interruttore automatico a monte |
| Installazione | Spazio, ambiente, percorso dei conduttori, stato e requisito di allarme remoto |
| Standard | IEC/EN, UL o altra base di progetto; non mescolare le classificazioni |
L'output è una specifica, non solo “un SPD da 40 kA”.”
Fase 1: Definire la tensione per modalità di protezione
Registrare sia la tensione fase-fase che quella fase-neutro. Un sistema a 400/230 V e un sistema a 480 V possono essere entrambi definiti “trifase”, ma la tensione applicata continuativamente a un elemento SPD dipende dal fatto che tale elemento sia collegato L-N, L-PE, L-L o N-PE.
Identificare inoltre la massima tensione nominale a frequenza industriale prevista nel punto di installazione. Non confonderla con un sovratensione transitoria. La tolleranza di tensione, la regolazione del trasformatore, le modalità di generazione e i guasti del sistema possono modificare lo stress attraverso una modalità di protezione.
Risultato della specifica: tensione nominale del sistema, massima tensione normale e tensione attraverso ogni modalità di protezione proposta.
Fase 2: Identificare il sistema di messa a terra su questo quadro
Non selezionare la topologia basandosi solo sulla descrizione generale dell'edificio. Identificare se neutro e PE sono separati o combinati nell'effettiva posizione dell'SPD e dove avviene l'eventuale separazione del PEN o il collegamento N-PE.
- TN-S/TN-C-S a valle della separazione: L, N e PE sono distinti nel quadro; il coordinamento L-N e N-PE è comunemente rilevante.
- TN-C: la disposizione dei conduttori include PEN; utilizzare solo una topologia approvata per quel punto e non creare una separazione artificiale neutro-terra.
- TT: il comportamento N-PE e le sollecitazioni da sovratensione temporanea richiedono una considerazione esplicita; le configurazioni 3+1 sono comunemente utilizzate nei progetti conformi IEC, ma la scelta esatta rimane specifica del progetto e del prodotto.
- IT: le condizioni di primo guasto possono innalzare la tensione verso terra sui conduttori sani. Uc e la topologia devono essere verificate per la configurazione IT reale e la condizione di guasto.
Utilizzare Guida alla messa a terra TN, TT e IT per le definizioni del sistema.
Risultato della specifica: sistema di messa a terra, configurazione N/PE/PEN e posizione del collegamento equipotenziale.
Gate 3: Selezionare il tipo di SPD in base alla posizione e all'esposizione
Nel quadro normativo IEC, il tipo identifica il compito nominale di sovratensione, non il numero di poli:
| Tipo | Parametro principale di esercizio | Ruolo progettuale tipico |
|---|---|---|
| Tipo 1 | Improvvisazione, comunemente associato a test con forma d'onda 10/350 µs |
Gestione della corrente di fulmine all'origine o al confine di una LPZ dove la progettazione del rischio lo richiede |
| Tipo 2 | In e, ove dichiarato, Imax, comunemente con corrente 8/20 µs |
Limitazione a livello di distribuzione delle sovratensioni indotte e di manovra |
| Tipo 3 | Coordinamento onda combinata/apparecchiature terminali | Protezione fine in prossimità delle apparecchiature sensibili, coordinata con SPD a monte |
| Tipo 1+2 | Prestazioni dichiarate per entrambe le funzioni | Applicazione combinata in cui sono soddisfatti entrambi i set di requisiti |
Un sistema di protezione esterna contro i fulmini, la valutazione del rischio di fulminazione, una linea di alimentazione aerea e il confine dell'installazione possono determinare un requisito di Tipo 1. Un quadro di distribuzione a valle non necessita automaticamente di un Tipo 1 solo perché si tratta di un ambiente industriale.
Gli SPD di tipo 1/2/3 secondo IEC e di tipo UL 1449 non sono etichette intercambiabili. Se il progetto è basato su UL, specificare la categoria UL, la configurazione nominale del sistema elettrico, MCOV, VPR, SCCR e la posizione di installazione secondo tale quadro normativo. Vedere il dettagliato Guida al confronto tra Tipo 1, Tipo 2 e Tipo 3.
Risultato della specifica: quadro degli standard, il tipo di SPD e il limite di installazione.
Gate 4: Scelta della topologia e delle modalità di protezione
La topologia deve essere adatta ai conduttori e al sistema di messa a terra:
- 3+0: tre percorsi di protezione, con le modalità di connessione esatte definite dallo schema del prodotto.
- 4+0: quattro percorsi di limitazione della tensione nella terminologia commerciale comune; la notazione del fornitore e le modalità devono essere verificate.
- 3+1: comunemente tre percorsi di limitazione della tensione fase-neutro più un percorso di commutazione N-PE coordinato.
Non equiparare quattro moduli fisici a un circuito “quadripolare” universale. Leggere lo schema elettrico interno e dichiarare le modalità richieste: L-N, L-PE, L-L e/o N-PE. Il guida alla topologia degli SPD e Guida alla scelta tra tripolare e quadripolare tratta questa decisione in modo approfondito.
Risultato della specifica: numero di conduttori, topologia e modalità di protezione richieste.
Gate 5: Selezionare Uc o MCOV e verificare il comportamento TOV
Università è la massima tensione continua di esercizio che può essere applicata all'SPD nelle sue condizioni dichiarate. Selezionarla per la tensione attraverso ciascuna modalità, non basandosi solo sull'etichetta del sistema fase-fase.
Uc deve essere sufficientemente elevata per evitare l'azionamento o l'invecchiamento accelerato durante le normali condizioni di tensione, ma scegliere una Uc inutilmente alta può comportare un livello di protezione meno favorevole. Utilizzare le tabelle del produttore per lo specifico sistema di messa a terra.
Verificare inoltre il comportamento dell'SPD in caso di sovratensione temporanea a frequenza di rete (TOV). Una TOV non è semplicemente una normale deviazione dell'alimentazione a lungo termine. Il suo significato dipende da entità, durata, sistema di messa a terra e guasto, tenuta dell'apparecchiatura, risposta dell'SPD e norme locali di installazione. Un dispositivo di protezione generico contro le sovratensioni non sostituisce la verifica del comportamento TOV dichiarato dell'SPD.
Per una distinzione più approfondita, leggere Uc rispetto a Up su un SPD.
Risultato della specifica: Uc/MCOV per ogni modalità di protezione e comportamento TOV richiesto.
Fase 6: Coordinare Up con l'apparecchiatura protetta
Su è il livello di protezione di tensione dichiarato in base a test specifici. Deve supportare il coordinamento con la tenuta all'impulso dell'apparecchiatura e il piano di protezione a monte/a valle.
Non limitarsi a selezionare il valore più basso su una pagina di catalogo:
- Confrontare Up solo sulla base dello stesso standard e della stessa modalità di protezione.
- Tenere conto della tensione aggiunta dall'induttanza dei cavi di collegamento nell'installazione reale.
- Considerare la distanza dei cavi e gli SPD a valle coordinati dove richiesto.
- Confermare che l'idoneità di Uc e TOV rimanga corretta; un valore di Up basso non può compensare una tensione nominale continua errata.
Risultato della specifica: Up dichiarato massimo accettabile per modo, base di tenuta dell'apparecchiatura e nota sul coordinamento dell'installazione.
Gate 7: Specificare correttamente Iimp, In e Imax
Questi valori non sono portate in kA intercambiabili:
| Valutazione | Uso della selezione | Regola di confronto |
|---|---|---|
Improvvisazione |
Capacità di scarica da fulmine di Tipo 1 | Confrontare per polo/modo con la stessa base di prova 10/350 µs e lo stesso contesto di carica/energia |
In |
Funzionamento della corrente di scarica nominale | Confrontare con la stessa base 8/20 µs, modo e standard |
Imax |
Corrente di scarica massima per i prodotti che la dichiarano | Da trattare come valore di prova massimo, non come prova di servizio ripetuto o di capacità di Tipo 1 |
Il servizio richiesto deriva dalla valutazione del rischio, dalla progettazione della protezione contro i fulmini, dal livello di installazione, dal coordinamento e dalle norme applicabili. Non esiste un valore in kA universale difendibile per ogni quadro commerciale o industriale. Il guida su In rispetto a Imax spiega le taglie senza trasformarle in una falsa scorciatoia per il dimensionamento.
Risultato della specifica: Iimp richiesto per il servizio di Tipo 1 e/o In più Imax dove pertinente, ciascuno con forma d'onda, modalità e su base per polo/totale.
Fase 8: Verifica del cortocircuito e della protezione di backup
Un SPD può raggiungere la fine della vita utile o guastarsi in condizioni anomale del sistema. La derivazione deve essere in grado di disconnettersi in sicurezza al livello di guasto disponibile.
Registrare e confrontare:
- Corrente di cortocircuito presunta nel punto di installazione.
- SPD
SCCRo dichiarazione di tenuta/corrente di cortocircuito applicabile comeIsccr. - Fusibile o interruttore automatico a monte massimo consentito.
- Fusibile/interruttore automatico di backup esterno specificato dal produttore, se richiesto.
- Aspettative di coordinamento e selettività per il sistema elettrico di distribuzione a monte.
- Capacità di estinzione della corrente susseguente laddove pertinente alla tecnologia SPD.
Un sezionatore termico interno e un dispositivo di protezione da cortocircuito esterno svolgono funzioni diverse. Non scegliere mai il dispositivo di backup basandosi solo sulla corrente del quadro né sostituirlo con una taglia superiore senza i dati di coordinamento del produttore.
Risultato della specifica: corrente di guasto disponibile, dichiarazione di cortocircuito applicabile, dispositivo a monte e dispositivo di backup dedicato.
Gate 9: Completare la specifica industriale
Le specifiche elettriche sono solo una parte di una RFQ utilizzabile. Aggiungere:
- Formato per montaggio su guida DIN o a pannello e moduli disponibili
- Cartucce estraibili o fisse
- Indicazione visiva dello stato e contatto di commutazione remoto
- Temperatura operativa, altitudine e requisiti di derating
- Condizioni di custodia/inquinamento/ambientali
- Gamma dei morsetti, requisiti dei conduttori e dati sulla coppia di serraggio
- Documentazione di certificazione e collaudo richiesta
- Codifica dei moduli sostituibili e accesso per la manutenzione
- Coordinamento con SPD a monte/a valle
- Obiettivo del percorso di connessione pratico massimo
Esempio pratico: Quadro di distribuzione TN-S 400/230 V
Si ipotizzi che un progetto registri un quadro di distribuzione TN-S trifase a quattro fili 400/230 V, 50 Hz, a valle del servizio. È presente un SPD di Tipo 1 a monte all'origine, nessuna delimitazione diretta per correnti di fulmine separata in questo quadro, e a valle sono alimentate apparecchiature PLC e azionamenti sensibili.
Il risultato corretto non è un modello di catalogo inventato. Si tratta di un insieme di requisiti:
- Funzionamento di Tipo 2 orientato alla norma IEC a questo livello di distribuzione, soggetto alla valutazione del rischio del progetto.
- Topologia approvata per 3P+N TN-S, con dichiarazione delle esatte modalità L-N/N-PE o altre modalità richieste.
- Uc selezionato dalla tabella TN-S del produttore in base alla tensione effettiva in ciascuna modalità e alla condizione normale massima.
- Comportamento TOV compatibile con il sistema e le normative locali.
- Up coordinato con la tenuta delle apparecchiature a valle e corretto per la disposizione dei cavi prevista.
- In e Imax, laddove dichiarati, selezionati in base al requisito di protezione contro le sovratensioni del progetto su una base 8/20 µs corrispondente.
- Corrente di guasto disponibile verificata rispetto a SCCR/Isccr e alla tabella di protezione di backup del produttore.
- Segnalazione remota inclusa poiché il quadro viene sottoposto a manutenzione centralizzata.
Solo dopo il completamento di queste dichiarazioni è possibile selezionare un modello.
Foglio di lavoro RFQ per SPD trifase pronto per la copia
Applicazione / quadro:
Quadro normativo e mercato:
Tensione nominale: ____ V L-L / ____ V L-N
Tensione normale massima e frequenza:
Conduttori: L1 / L2 / L3 / N / PE o PEN
Sistema di messa a terra e punto di separazione bond/PEN:
Limite di installazione e SPD a monte:
LPS esterno / risultato del rischio di fulminazione:
Tipo di SPD richiesto:
Topologia e modalità di protezione richieste:
Uc / MCOV per modalità:
Comportamento TOV richiesto:
Up massima accettabile per modalità:
Requisito di Iimp con forma d'onda e base per polo/totale:
Requisito di In con forma d'onda e modalità:
Requisito di Imax, ove utilizzato, con forma d'onda e modalità:
Corrente di cortocircuito prospettica:
SCCR richiesto o dichiarazione applicabile come Isccr:
Dispositivo di protezione a monte:
Fusibile/interruttore automatico di backup esterno richiesto:
Montaggio, ambiente e numero di moduli:
Requisito di stato visivo / remoto:
Vincolo del percorso dei cavi e note di coordinamento:
Certificati e documentazione richiesti:Utilizzare guida alla scheda tecnica dell'SPD per verificare le risposte del fornitore riga per riga. L'installazione fisica segue quindi la guida al cablaggio degli SPD.
Regola di selezione finale
Una specifica tecnica difendibile per SPD trifase deve superare ogni verifica:
tensione di sistema → messa a terra → tipo di installazione → topologia → Uc/TOV → Up → Iimp/In/Imax → protezione da guasto/backup → caratteristiche del progetto
Se l'offerta di un fornitore omette le modalità di protezione, le forme d'onda di prova o il coordinamento del cortocircuito, non è ancora confrontabile. Inviare il foglio di lavoro completato e lo schema unifilare al team di prodotto VIOX SPD per la verifica a livello di modello.