Un dispositivo di protezione da sovratensioni (SPD) AC è normalmente collegato in parallelo al circuito che protegge. Un cablaggio corretto significa molto più che inserire ogni conduttore nel morsetto corrispondente: l'installatore deve confermare il sistema di alimentazione e di messa a terra, utilizzare l'esatto schema di collegamento del produttore, fornire la protezione da cortocircuito richiesta, ridurre al minimo il percorso completo della corrente di scarica e verificare l'assieme finito prima dell'attivazione.
Non esiste uno schema di cablaggio universale e sicuro per gli SPD. Un quadro monofase TN-S, un quadro trifase a quattro fili TT e una sezione TN-C con un conduttore PEN non utilizzano le stesse modalità di protezione. Il seguente flusso di lavoro è destinato a personale qualificato che opera nel rispetto delle regole di installazione applicabili e delle istruzioni del produttore del dispositivo e del quadro.
Limite di sicurezza: Isolare l'installazione, metterla in sicurezza contro la riconnessione e verificare l'assenza di tensione utilizzando la procedura locale approvata prima di aprire o modificare un quadro. Questa guida non autorizza lavori sotto tensione. Le sezioni dei conduttori, i valori di coppia e le caratteristiche nominali dei dispositivi di protezione devono provenire dai documenti di progetto e dalle istruzioni specifiche del prodotto.
Cablaggio dell'SPD in sintesi
Prima di tagliare qualsiasi conduttore, registrare questi sei input:
| Input richiesto | Cosa verificare | Perché cambia il cablaggio |
|---|---|---|
| Tensione di sistema | Tensione tra fase e fase e tra fase e neutro, frequenza e condizione normale massima | Determina se la tensione nominale dell'SPD è idonea per ciascuna modalità di collegamento |
| Conduttori presenti | L, L1/L2/L3, N, PE o PEN | Determina il numero di morsetti e i percorsi di protezione disponibili |
| Sistema di messa a terra | TN-S, TN-C-S, TN-C, TT, IT o un altro sistema definito in questo punto preciso | Modifica le connessioni consentite di fase, neutro e terra |
| Diagramma SPD | Etichette dei morsetti, disposizione e orientamento 3+0/4+0/3+1 | Le etichette dei prodotti non sono perfettamente uniformi tra i vari produttori |
| Livello di guasto e protezione a monte | Corrente presunta di cortocircuito, fusibile/interruttore a monte e tabella di back-up del produttore | Determina se è necessario un dispositivo di back-up separato e se l'assemblaggio è classificato per il guasto |
| Layout di installazione | Connessione a sbarra, dispositivo di back-up, posizione dell'SPD e punto di PE/collegamento equipotenziale | Determina la lunghezza di connessione effettiva e il livello di protezione installato |
Se uno di questi dati è sconosciuto, fermarsi alla fase di progettazione. Selezionare prima la topologia da una fotografia del prodotto non sostituisce l'identificazione del sistema.
1. Confermare l'SPD e il punto di installazione
Verificare innanzitutto che il dispositivo sia un SPD per alimentazione AC adatto al luogo di installazione. Il suo tipo deve corrispondere all'esposizione alle sovratensioni e al piano di coordinamento: Tipo 1, Tipo 2, Tipo 3 o una designazione combinata Tipo 1+2 descrive il ciclo di prova, non il numero di poli. Utilizzare il separato Guida al confronto tra Tipo 1, Tipo 2 e Tipo 3 per tale decisione.
Quindi confrontare il simbolo elettrico del produttore con i conduttori nel punto previsto. Marcature come 1+1, 3+1, 1+NPE e 3+NPE descrivono spesso i percorsi di protezione interni piuttosto che i soli poli fisici. Lo schema esatto è quello che fa fede; il guida alla topologia degli SPD spiega la terminologia.
2. Comprendere il ramo in parallelo
Un SPD da quadro è generalmente collegato come un ramo in parallelo dal conduttore in tensione o dalla sbarra agli altri conduttori pertinenti. Durante il normale funzionamento non deve trasportare la corrente di carico. Durante un transitorio, una o più modalità di protezione conducono la corrente di sovratensione e limitano la differenza di tensione tra i conduttori.
Ciò ha due conseguenze pratiche:
- Gli ampere di carico del quadro non “dimensionano” direttamente la corrente di scarica nominale dell'SPD.
- Il collegamento di derivazione, il dispositivo di protezione di riserva e ogni conduttore nel percorso attivo della sovratensione influenzano le prestazioni reali.
Non far passare il carico normale attraverso un SPD a meno che il prodotto specifico non sia espressamente progettato come dispositivo collegato in serie.
3. Mappare correttamente Fase, Neutro e PE
Conduttori di fase
Collegare ogni fase protetta esclusivamente al morsetto identificato per quella fase o conduttore attivo. In un assemblaggio trifase, verificare se tutti e tre i moduli di fase ed eventuale modulo neutro-terra formano un unico assemblaggio approvato. Non lasciare una modalità richiesta non collegata né ponticellare i morsetti per simulare un'altra topologia.
Neutro
Il neutro è un conduttore attivo e non è intercambiabile con PE. Laddove la topologia selezionata includa la protezione L-N e N-PE, collegare N al morsetto del neutro designato e instradarlo secondo lo schema del prodotto. Un sistema a tre fili senza neutro richiede una topologia progettata per quel sistema; aggiungere un collegamento di “neutro” locale non è una soluzione corretta.
PE o PEN
Collegare il morsetto di protezione/collegamento equipotenziale dell'SPD al PE, PEN o collegamento equipotenziale specificato in quel punto di installazione. Le sezioni TN-C richiedono particolare attenzione poiché la separazione PEN e il trattamento N/PE a valle sono questioni di progettazione del sistema. Non ricreare mai un collegamento N-PE solo per far sembrare che lo schema dell'SPD si adatti.
Ogni conduttore nell'anello di corrente di fulminazione contribuisce alla tensione induttiva, pertanto l'obiettivo progettuale è un percorso complessivo compatto, non semplicemente un breve cavo verde/giallo.
4. Leggere le configurazioni comuni monofase e trifase
Queste descrizioni sono verifiche concettuali, non istruzioni morsetto per morsetto.
| Contesto del sistema | Configurazione concettuale comune | Verifica richiesta |
|---|---|---|
| Monofase con L, N e PE | Protezione tra L-N più un percorso N-PE, o modalità di protezione definite dall'assemblaggio selezionato | Schema esatto 1+1/1+NPE, Uc per modalità e idoneità del sistema di messa a terra |
| Trifase, quattro fili con L1/L2/L3/N/PE | Percorsi fase-neutro più N-PE in una configurazione 3+1, o un'altra topologia a quattro conduttori approvata | Se per il sistema di messa a terra è specificato 3+1, 4+0 o un altro schema |
| Trifase, tre fili | Modalità fase-fase e/o fase-PE come definite dal progetto | Configurazione delta/stella, assenza di neutro e tensione effettiva su ciascuna modalità |
| Sezione TN-C | Configurazione progettata per conduttori L e PEN | Posizione della separazione del PEN e compatibilità del prodotto/sistema |
Per una decisione completa sulla topologia, utilizzare la guida 1P, 1+NPE, 3P e 3+NPE. Non dedurre le modalità di protezione dal solo numero di moduli.
5. Determinare se sia necessario un fusibile di backup o un interruttore automatico
Gli SPD contengono solitamente funzioni di sezionamento termico che escludono dal servizio il componente di protezione guasto. Tale funzione non garantisce automaticamente che la derivazione dell'SPD possa interrompere in sicurezza la corrente di cortocircuito disponibile.
Utilizzare questa sequenza:
- Registrare la corrente di cortocircuito presunta nel punto di connessione dell'SPD.
- Identificare il dispositivo di protezione a monte e la relativa taglia e curva di intervento.
- Consultare la tabella di coordinamento del fusibile/interruttore automatico di backup e la protezione massima a monte indicata dal produttore dell'SPD.
- Confermare la SCCR dell'SPD o la dichiarazione di tenuta al cortocircuito/corrente applicabile, come Isccr.
- Se la protezione a monte consentita viene superata, installare il dispositivo di protezione da cortocircuito esterno specificato dal produttore.
- Confermare che l'intera derivazione e il quadro elettrico rimangano coordinati e conformi.
Il dispositivo di protezione di riserva non viene selezionato da una tabella generica online. Il comportamento di fusibili e interruttori automatici differisce e un interruttore arbitrariamente più piccolo potrebbe intervenire in modo intempestivo durante un picco di sovratensione, mentre un dispositivo sovradimensionato potrebbe non proteggere la derivazione guasta. Vedere Posso collegare un limitatore di sovratensione a un interruttore esistente? per la questione più specifica del coordinamento.
6. Mantenere breve il percorso completo della sovratensione
Il livello di protezione di tensione testato Su viene misurato sull'SPD in condizioni specificate. In un quadro, la rapida corrente di sovratensione attraverso l'induttanza di connessione aggiunge una tensione dinamica alla tensione rilevata dall'apparecchiatura protetta. Conduttori più lunghi, ampi loop e curve inutili aumentano pertanto il livello di protezione installato.
IEC 60364-5-53 La guida all'installazione viene comunemente applicata cercando di mantenere il percorso di connessione totale rilevante dell'assieme SPD a non più di 0,5 m. Interpretarlo correttamente:
punto di connessione → dispositivo di protezione di riserva esterno (se utilizzato) → SPD → punto di connessione PE/PEN/N applicabile
Non si tratta di una tolleranza di 0,5 m per ciascun conduttore e il percorso pertinente deve essere valutato per ogni modalità di protezione. Seguire l'effettivo percorso del conduttore, non la distanza in linea retta tra gli involucri dei dispositivi.
Regole di layout che migliorano le prestazioni
- Posizionare l'SPD e qualsiasi dispositivo di backup dedicato vicino al bus e al punto di collegamento equipotenziale.
- Utilizzare i conduttori più brevi, diretti e pratici consentiti dal design del prodotto e del quadro.
- Evitare bobine, anelli di scorta e curve strette o ripetute.
- Mantenere i conduttori protetti in uscita separati dai conduttori non protetti in ingresso dove richiesto dal design del quadro.
- Utilizzare connessioni a V o disposizioni dei morsetti passanti solo dove consentito dal produttore e dal design dell'assemblaggio.
- Non dare per scontato che aumentare la sezione trasversale del conduttore annulli l'effetto induttivo di un percorso inutilmente lungo.
Schneider Electric osserva analogamente che la lunghezza dei cavi aumenta la tensione passante e consiglia il percorso più breve possibile nella sua guida sulla lunghezza dei cavi degli SPD.
7. Eseguire l'installazione in ordine controllato
Con il quadro isolato in sicurezza:
- Confermare il modello di SPD, i moduli, gli accessori e la disposizione dei contatti di stato/remoti rispetto ai documenti approvati.
- Verificare la guida DIN, lo spazio nel quadro, la segregazione e le condizioni ambientali.
- Posizionare l'SPD e il dispositivo di protezione di backup per ridurre al minimo il percorso di connessione completo.
- Preparare i conduttori del tipo e della sezione specificati; non aggiungere anelli di servizio non necessari.
- Collegare fase, neutro e PE/PEN esattamente come mostrato nello schema specifico del modello.
- Serrare ogni morsetto alla coppia indicata dal produttore utilizzando il metodo richiesto e registrarla dove richiesto dal piano di qualità.
- Collegare la segnalazione remota solo al relativo circuito ausiliario isolato e nel rispetto della portata nominale del morsetto; non si tratta di un conduttore per correnti di sovratensione.
- Verificare nuovamente la polarità, l'identità dei morsetti e il percorso dei conduttori prima di montare le coperture.
8. Check-list per l'accettazione e la messa in servizio dell'SPD
Prima dell'energizzazione
- Lo schema unifilare approvato, l'identificazione del sistema di messa a terra e il programma degli SPD concordano.
- Il tipo di SPD, Uc/MCOV, le modalità di protezione e la configurazione dei poli corrispondono all'applicazione.
- La corrente di guasto disponibile non supera la dichiarazione di cortocircuito applicabile.
- La protezione a monte e quella dedicata di backup corrispondono ai dati di coordinamento del produttore.
- I conduttori di fase, neutro, PE/PEN e del contatto remoto sono sui morsetti corretti.
- I conduttori hanno la sezione, l'isolamento, l'identificazione e il raggio di curvatura specificati.
- Il percorso di connessione rilevante è misurato e registrato; qualsiasi deviazione dall'obiettivo di percorso breve viene riesaminata.
- La coppia di serraggio dei morsetti, l'alloggiamento del modulo e la ritenzione meccanica sono verificati.
- I controlli di continuità PE/equipotenziale vengono completati utilizzando la procedura di test fuori tensione autorizzata.
- Non applicare alcun test di resistenza di isolamento o dielettrico attraverso un SPD collegato, a meno che il produttore non consenta espressamente tale metodo.
Dopo la messa sotto tensione
- Mettere sotto tensione seguendo la procedura di messa in servizio approvata.
- Confermare le condizioni normali di fase/tensione e l'indicazione visiva di stato dell'SPD.
- Verificare la logica del contatto di allarme remoto presso il sistema di monitoraggio, se presente.
- Controllare l'eventuale presenza di indicazioni anomale, rumori, odori o temperature eccessive e togliere tensione se si sospetta un guasto.
- Registrare il modello del dispositivo, l'identificazione di serie/lotto, la data di installazione, il dispositivo di backup, il percorso misurato dei conduttori e lo stato iniziale.
- Etichettare i moduli di ricambio e la responsabilità dell'ispezione.
Un controllo con multimetro non può dimostrare le prestazioni di limitazione dell'impulso dell'SPD. L'accettazione in campo conferma la corretta selezione, il collegamento e lo stato; le prestazioni contro le sovratensioni del prodotto derivano dai test standardizzati dichiarati.
Consegna e manutenzione
Fornire lo schema unifilare finale, la scheda tecnica del prodotto, le istruzioni di installazione, il registro delle protezioni di backup e la checklist di messa in servizio. Rendere visibile la finestra di stato per l'ispezione e spiegare cosa richiede un'indicazione di colore rosso o di guasto. La frequenza di ispezione deve seguire il piano di manutenzione, l'esposizione del sito e le indicazioni del produttore, con controlli supplementari dopo eventi di fulminazione noti o disturbi elettrici.
Se un dispositivo installato scollega ripetutamente, mostra un indicatore di guasto o causa l'intervento del dispositivo di protezione, non limitarsi a installare un interruttore automatico più grande. Isolare il circuito e indagare la tensione del sistema, l'esposizione a TOV, la messa a terra, il livello di guasto, il coordinamento e la qualità dell'installazione utilizzando il Guida agli errori di installazione degli SPD.
Registro finale dei cablaggi
Prima di ordinare o approvare l'installazione di un SPD, il fascicolo di progetto dovrebbe rispondere a:
- Quali sono le tensioni fase-fase e fase-neutro?
- Quale sistema di messa a terra è presente in questo quadro?
- Quali modalità di protezione e quale topologia sono richieste?
- Quale tipo di SPD e quali valori nominali sono stati specificati?
- Qual è la corrente di cortocircuito presunta?
- Quale dispositivo di backup a monte o dedicato è approvato dal produttore?
- Qual è il percorso di collegamento rilevante più lungo?
- Dove è collegato PE/PEN?
- Come verranno verificati lo stato e la segnalazione remota?
Per assistenza a livello di modello, inviare questo registro e lo schema unifilare con la richiesta al team di prodotto VIOX SPD.