Protezione dalle sovratensioni per ascensori: guida agli SPD per alimentazione, VFD e segnali

Un ascensore dovrebbe essere protetto tramite interfaccia elettrica, non tramite un generico “SPD per ascensori”.” Iniziare con l'alimentazione in ingresso e i mezzi di sezionamento previsti dal codice elettrico adottato. Valutare quindi il controller e l'alimentazione ausiliaria, le linee di controllo o di comunicazione in rame esposte, le apparecchiature remote, le fonti alternative e il percorso di collegamento equipotenziale come confini di sovratensione separati.

Un'alimentazione convenzionale dispositivo di protezione da sovratensioni (SPD) appartiene a un ingresso di alimentazione compatibile, non automaticamente a un'uscita di un azionamento a frequenza variabile (VFD). Le posizioni esatte, le modalità di protezione, i valori nominali, la protezione di backup e il coordinamento devono derivare dal codice adottato, dalla documentazione del sistema dell'ascensore, dalle istruzioni dell'SPD e dallo studio elettrico del progetto.

Limite di sicurezza: Le apparecchiature dell'ascensore possono contenere tensioni pericolose, energia immagazzinata, alimentazioni multiple, macchinari in movimento e circuiti di sicurezza. Solo personale qualificato che segue le procedure del produttore dell'ascensore, il programma di lockout/tagout del sito e i codici applicabili dovrebbe ispezionarle o modificarle. Un SPD non sostituisce i dispositivi di sicurezza dell'ascensore, la protezione da sovracorrente, la messa a terra, il collegamento equipotenziale o la manutenzione richiesta.

Perché un singolo SPD nel quadro non costituisce una protezione completa per l'ascensore

Un'installazione di ascensore è un sistema connesso. A seconda del design, i percorsi conduttivi possono includere:

• l'alimentazione AC normale;
• un'alimentazione di emergenza o di riserva legalmente richiesta;
• alimentazione del controller e del controllo ausiliario;
• un VFD o altro ingresso di controllo motore;
• interfacce in rame per allarme antincendio, monitoraggio, interfono, telefono, controllo accessi o gestione dell'edificio;
• cavi mobili e apparecchiature di piano remote;
• collegamenti di terra di protezione, equipotenziali, di schermatura e degli involucri delle apparecchiature.

Una sovratensione può entrare attraverso un percorso e uscire attraverso un altro. Proteggere solo i conduttori di fase in un quadro di distribuzione distante può comunque lasciare una differenza di potenziale dannosa tra l'alimentazione del controller e una porta di segnale non protetta, o tra un riferimento di armadio e un cavo in rame remoto.

Questa è la regola di progettazione fondamentale:

Ogni percorso conduttivo che attraversa un confine di protezione deve essere documentato, valutato e protetto con apparecchiature compatibili o giustificato come non richiedente un SPD.

Il processo non significa installare un SPD ovunque. Significa evitare un percorso non documentato che bypassa la protezione prevista.

La matrice di protezione dalle sovratensioni per ascensori

Utilizzare la seguente matrice prima di selezionare le caratteristiche nominali del prodotto. Essa separa cinque decisioni ingegneristiche che vengono spesso accorpate in un'unica domanda di acquisto.

Limite	Cosa lo attraversa	Domanda principale	Evidenza richiesta	Condizione di arresto
Alimentazione in ingresso o sezionatore dell'ascensore	Conduttori di alimentazione normali o di sorgente alternativa e percorso PE/collegamento equipotenziale	La normativa adottata richiede un SPD in questo punto e quale classe di prova di sovratensione si applica?	Edizione della normativa adottata, schema unifilare, tensione di sistema e schema di collegamento a terra, contesto della protezione contro i fulmini, corrente di guasto disponibile, dati del prodotto SPD	L'edizione del codice, la disposizione delle fonti, le modalità di protezione o la corrente di guasto sono sconosciute
Controller e alimentazione ausiliaria	Alimentazione del controller, ingresso del trasformatore o dell'alimentatore, ausiliari di controllo/freno	Il controller si trova sullo stesso nodo protetto dell'SPD a monte, o necessita di uno stadio coordinato a valle?	Manuale del controller, percorso dei cavi, informazioni sulla tenuta all'impulso dell'apparecchiatura, dati di coordinamento a monte/a valle	La tenuta dell'apparecchiatura o il percorso di connessione esatto sono sconosciuti
Ingresso dell'azionamento	Lato linea AC di un VFD o di un azionamento motore	L'SPD lato linea è compatibile con l'azionamento e il sistema di protezione a monte?	Istruzioni del produttore del VFD, topologia di ingresso, dati dell'SPD a monte, informazioni su cortocircuito e protezione di backup	La posizione proposta è l'uscita del VFD, oppure il produttore dell'azionamento non approva la configurazione
Percorsi di segnale e comunicazione in rame	Monitoraggio, interfono, allarme antincendio, BMS, controllo accessi, I/O remoto, cablaggio di controllo esposto	Un transitorio può creare una differenza di potenziale tra il riferimento del segnale e l'apparecchiatura alimentata?	Tensione/corrente di interfaccia, larghezza di banda o velocità dati, disposizione pin/coppia, metodo di schermatura e messa a terra, dati dell'SPD per segnali	Il protocollo e l'interfaccia elettrica sono identificati solo dal nome del connettore
Apparecchiature remote e fonti alternative	Cavo mobile, piani di fermata, collegamenti al locale macchine, alimentazione di emergenza, discesa a batteria o altra fonte ausiliaria	Un altro percorso entra nella zona protetta o rimane sotto tensione quando l'alimentazione normale è sezionata?	Programma completo delle fonti, schema di sezionamento, percorso dei cavi, schemi del produttore, procedura di messa in servizio	Una fonte o un percorso conduttivo è omesso dai disegni di sezionamento e protezione

La matrice è deliberatamente neutrale rispetto al prodotto. Un'etichetta di tipo o un numero elevato di kA non possono rispondere a tutte e cinque le righe.

Verificare l'edizione del codice adottato prima di selezionare l'SPD

Le dichiarazioni normative sugli ascensori devono essere vincolate a un'edizione e a una giurisdizione.

Un registro ufficiale NFPA per il ciclo di sviluppo NEC 2023 mostra l'Articolo 620.51(E) che richiede un SPD omologato laddove il dispositivo di sezionamento dell'ascensore alimenti un carico di un sistema di emergenza, un sistema di riserva legalmente richiesto o un sistema di alimentazione per operazioni critiche, con installazione in conformità alla Parte II dell'Articolo 242. La formulazione e l'ambito sono cambiati tra le edizioni e l'adozione locale può subire ritardi o modificare il codice modello. Verificare il testo adottato per il progetto in NFPA LiNK e confermare l'interpretazione con l'autorità competente (AHJ).

Tale verifica del codice risponde solo a una parte della questione progettuale. Non stabilisce:

• la corretta tensione nominale o le modalità di protezione dell'SPD;
• se sia necessario un altro SPD presso un controller o un nodo remoto;
• la compatibilità con uno specifico VFD;
• protezione per interfacce di segnale e comunicazione;
• coordinamento con SPD a monte e protezione di backup.

Rientrano nell'ambito anche le responsabilità specifiche per gli ascensori. Lo panoramica degli standard ASME A17 identifica A17.1/CSA B44 come codice di sicurezza per ascensori e scale mobili e A17.5/B44.1 come riferimento per le apparecchiature elettriche di ascensori e scale mobili. Utilizzare il codice per ascensori applicabile, la documentazione delle apparecchiature omologate e le istruzioni del produttore insieme al codice elettrico. Non lasciare che un disegno generico di un SPD prevalga sulle istruzioni di un controller o di un sistema elettrico per ascensori.

Proteggere l'alimentazione principale e il confine dei dispositivi di sezionamento

Al confine dell'alimentazione in ingresso, raccogliere i dati del sistema prima di scegliere un dispositivo:

1. Tensione nominale e massima continua: includere la tolleranza normale e la tensione che si presenta su ciascuna modalità di protezione proposta.
2. Sistema e configurazione di messa a terra: documentare le relazioni fase-fase, fase-neutro e fase/neutro-PE che influenzano la topologia.
3. Limite di installazione: identificare se la posizione si trova presso l'apparecchiatura di servizio, una linea di alimentazione, un sezionatore di ascensore o un quadro di controllo a valle.
4. Ambiente di sovratensione: registrare il contesto di protezione dai fulmini esterna, le linee di alimentazione esposte, i percorsi di ingresso nell'edificio e la protezione a monte.
5. Corrente di guasto disponibile: verificare la corrente di cortocircuito nominale dell'SPD e qualsiasi fusibile di backup o interruttore automatico richiesto nel punto di connessione effettivo.
6. Obiettivo di protezione: identificare l'apparecchiatura e l'obiettivo di tenuta all'impulso nel nodo protetto.

Per gli SPD di potenza in bassa tensione AC nel quadro normativo IEC, IEC 61643-11:2025 fornisce l'ambito pertinente dei requisiti di prodotto e dei metodi di prova. Una dichiarazione di conformità a tale norma non seleziona ancora il prodotto per il progetto; l'esatto Università, Su, le quantità di corrente di scarica, le modalità di protezione, il comportamento in caso di sovratensione temporanea, il dispositivo di disconnessione e i dati di cortocircuito devono essere verificati nella documentazione del produttore.

Non dimensionare l'SPD dell'ascensore copiando un valore in kA da un altro edificio. La separata guida al dimensionamento in kA degli SPD spiega perché la compatibilità di tensione, il livello di protezione, la categoria di installazione, la sicurezza contro il cortocircuito e il coordinamento fungono da filtri prima che la corrente nominale diventi un confronto significativo.

Proteggere il controller e l'ingresso del VFD, non assumere la protezione dell'uscita dell'azionamento

I controllori per ascensori combinano elettronica di potenza, alimentatori di controllo, processori, I/O, porte di comunicazione e circuiti relativi alla sicurezza. La loro suscettibilità non è quindi rappresentata dalla sola tensione del motore.

Innanzitutto, determinare se il controllore è elettricamente abbastanza vicino all'SPD a monte da condividere lo stesso nodo protetto secondo il metodo di progettazione applicabile. Un conduttore lungo o instradato può aggiungere tensione induttiva, captare disturbi accoppiati o creare un altro confine. Se viene proposto un SPD a valle, questo deve coordinarsi con il dispositivo a monte; il semplice posizionamento di un'unità di Tipo 2 o Tipo 3 più piccola vicino al controllore non dimostra il coordinamento energetico.

In secondo luogo, trattare il lato linea e il lato carico del VFD in modo diverso:

• Lato linea: un SPD opportunamente selezionato e coordinato può proteggere il confine dell'alimentazione in ingresso, subordinatamente alle istruzioni dei produttori del convertitore e dell'SPD.
• Circuito intermedio DC o nodi interni: non modificare o aggiungere protezioni a meno che il produttore del convertitore non lo preveda esplicitamente.
• Uscita motore: un SPD di rete convenzionale non dovrebbe essere aggiunto per analogia. Le uscite dei VFD contengono forme d'onda PWM e possono subire onde riflesse e dv/dt sollecitazioni. Reattori approvati per l'azionamento, filtri, pratiche di cablaggio e misure di isolamento del motore risolvono un problema diverso.

La guida VIOX su La selezione dell'SPD per VFD copre quel limite specifico dell'azionamento. Questa pagina riassuntiva non sostituisce il manuale del VFD né afferma che un SPD prevenga ogni guasto dell'azionamento.

Proteggere i percorsi dei segnali e delle comunicazioni come interfacce separate

Un SPD di potenza e un SPD per linee di segnale non sono intercambiabili. Operano a tensioni nominali, livelli di corrente, impedenze, frequenze e disposizioni di connettori o coppie differenti.

Per ogni interfaccia in rame che lascia l'armadio di controllo o che attraversa zone diverse dell'edificio, registrare:

• funzione di interfaccia e apparecchiatura su entrambe le estremità;
• tensione massima continua di segnale o di alimentazione;
• corrente normale e di guasto;
• velocità dati, intervallo di frequenza o perdita di inserzione ammissibile;
• numero di conduttori, coppie e modalità di protezione;
• terminazione della schermatura e disposizione di collegamento equipotenziale;
• isolamento già fornito dall'apparecchiatura collegata;
• test di sovratensione previsto o ambiente;
• tensione residua ammissibile alla porta protetta.

IEC 61643-21:2025 copre i requisiti e i metodi di prova per gli SPD collegati a reti di telecomunicazione e segnalazione. IEC 61643-22:2015 tratta i principi di selezione e applicazione per tali reti. Questi ambiti confermano perché una scheda tecnica di un SPD di potenza è insufficiente per una porta di segnale in rame.

Non selezionare un SPD di segnale basandosi solo sul nome del connettore. Due porte con connettori simili possono utilizzare diverse assegnazioni dei pin, tensione di modo comune, larghezza di banda, schermatura o isolamento. Utilizzare i dati esatti dell'interfaccia e seguire il dedicato guida alla selezione dei protettori da sovratensione per segnali.

Laddove un collegamento in fibra ottica non fornisca alcun percorso di segnale conduttivo, può ridurre una via di accoppiamento, ma alimentazione, schermature, elementi di rinforzo metallici, involucri e collegamento equipotenziale delle apparecchiature necessitano comunque di una valutazione. “Fibra” non rende automaticamente l'intera installazione remota a prova di sovratensione.

Tenere conto delle fonti di emergenza, di riserva e ausiliarie

Un ascensore può avere più di una fonte alimentata o un sistema ausiliario che rimane attivo quando l'alimentazione normale è scollegata. Il team di progettazione dovrebbe costruire un programma delle fonti, non dare per scontato che l'apertura di un sezionatore rimuova ogni percorso di transitorio.

Per ogni fonte, identificare:

• la sua origine e il dispositivo di trasferimento;
• il set di conduttori e il riferimento di equipotenzialità;
• dove entra nel perimetro dell'apparecchiatura dell'ascensore;
• se un SPD a monte esistente protegge tale percorso;
• come la protezione rimane coordinata in ogni stato operativo;
• come il personale di manutenzione verifica l'isolamento.

Ciò è particolarmente importante quando la fonte normale, la fonte alternativa, gli ausiliari del controllore, il monitoraggio remoto o le funzioni supportate da batteria hanno punti di disconnessione differenti. L'articolo non prescrive una topologia poiché i design degli ascensori differiscono; i disegni di progetto e la documentazione del produttore devono mostrarla.

Selezionare le tarature con un piano di evidenza, non con una ricetta generica

Una volta mappati i perimetri, completare una riga di prova per ogni SPD proposto.

Campo di selezione	Cosa documentare	Perché è importante
Posizione esatta ed equipaggiamento protetto	Quadro, sezionatore, ingresso del controllore, interfaccia remota o altro nodo denominato	Impedisce che un prodotto venga approvato senza una funzione di protezione definita
Norma di prodotto e classificazione	Norma di prodotto UL, IEC o altra norma adottata applicabile; Tipo/classe di prova	Stabilisce il quadro di riferimento per le prove, non l'idoneità automatica del progetto
Compatibilità con la tensione nominale	Università, MCOV o tensione di esercizio dell'interfaccia per modalità di protezione	Evita il funzionamento o il degrado durante le normali condizioni del sistema elettrico
Prestazioni di protezione	Su, VPR, tensione di limitazione misurata o dati di limitazione del segnale nell'ambito del quadro di riferimento applicabile	Mette in relazione il risultato del dispositivo con l'obiettivo di tenuta dell'apparecchiatura
Capacità di scarica	Improvvisazione, In, Imax, Uoc, o quantità di prova applicabili alla porta di segnale	Deve corrispondere al limite e al quadro di prova; i valori non sono intercambiabili
Comportamento in caso di sovratensione temporanea	Comportamento TOV pubblicato o in caso di tensione anomala ove applicabile	Separa i brevi picchi di sovratensione dalle anomalie prolungate del sistema elettrico
Cortocircuito e protezione di backup	SCCR, Isccr, seguire le istruzioni relative alla corrente di seguito o al dispositivo di backup, se applicabili	Garantisce che l'SPD possa essere collegato in sicurezza al livello di guasto effettivo
Documentazione di coordinamento	Coppia esatta a monte/a valle, istruzioni di spaziatura o disaccoppiamento e verifica del nodo protetto	Una sequenza di etichette di Tipo non dimostra un sistema coordinato
Limiti ambientali e meccanici	Limiti di temperatura, involucro, altitudine, contaminazione, vibrazioni, montaggio, conduttori e coppia di serraggio	Conferma che l'ambiente di installazione corrisponde alle istruzioni del prodotto
Stato e prove di manutenzione	Indicatore locale, modulo rimovibile, contatto remoto, criteri di sostituzione	Definisce ciò che la manutenzione può effettivamente osservare e registrare

Dove un requisito è sconosciuto, contrassegnarlo aperto. Non sostituire i dati mancanti relativi alla tenuta dell'apparecchiatura, alla corrente di guasto o al coordinamento con un valore di kA superiore.

Il Guida al coordinamento e al collegamento in cascata degli SPD fornisce il metodo di verifica a quattro porte per tensione, energia, distanza e coordinamento dei guasti. Il generale guida ai requisiti di installazione degli SPD copre le normative e le prove di installazione oltre questa applicazione per ascensori.

I dettagli di installazione possono modificare il risultato della protezione

Il livello di protezione dichiarato di un SPD non è necessariamente la tensione che si presenta ai morsetti dell'apparecchiatura. I conduttori di collegamento che trasportano la corrente di sovratensione aggiungono una tensione induttiva e l'apparecchiatura protetta potrebbe non condividere lo stesso punto di riferimento dell'SPD.

A ogni confine selezionato, verificare:

• che il loop completo della corrente di sovratensione sia breve, diretto e instradato secondo le istruzioni dell'SPD;
• che i collegamenti di linea e PE/equipotenziali non creino un'area di loop non necessaria;
• che i conduttori protetti e non protetti siano separati per limitare il riaccoppiamento;
• che l'SPD sia collegato sul lato corretto del sezionatore o del dispositivo di protezione da sovracorrente secondo le norme adottate e le istruzioni del produttore;
• che la protezione di backup corrisponda esattamente alla documentazione dell'SPD e alla corrente di guasto disponibile.;
• l'involucro e il montaggio forniscono la protezione ambientale richiesta;
• il collegamento dell'SPD di segnale e il trattamento della schermatura corrispondono al design dell'interfaccia;
• il dispositivo installato rimane accessibile per l'ispezione o la sostituzione senza compromettere le procedure di sicurezza dell'ascensore.

Non trasformare i “cavi corti” in una lunghezza universale non verificata. Registrare il percorso effettivo e verificarlo rispetto ai requisiti del prodotto e del progetto.

La messa in servizio deve dimostrare l'installazione, non simulare un fulmine

La messa in servizio è un'attività di documentazione e ispezione. Non è un'istruzione per iniettare un impulso ad alta energia nelle apparecchiature dell'ascensore installate.

Il registro di consegna dovrebbe includere:

1. disegni unifilari e dei limiti di interfaccia approvati;
2. produttore esatto dell'SPD, modello, suffisso dell'opzione, norma di prodotto e revisione della scheda tecnica;
3. modalità di protezione e valori nominali elettrici dichiarati;
4. fusibile di backup o interruttore automatico approvato e verifica della corrente di guasto disponibile;
5. evidenza del coordinamento a monte/a valle;
6. percorso del conduttore come installato, terminazione, registro della coppia di serraggio ove richiesto e fotografie;
7. stato dell'indicatore locale e verifica di qualsiasi modulo rimovibile o codifica meccanica;
8. tabella della verità del contatto remoto e test dell'allarme, se viene utilizzato un contatto remoto;
9. deviazioni, punti in sospeso e responsabile dell'approvazione;
10. trigger di ispezione e criteri di sostituzione dal prodotto esatto e dalle istruzioni di manutenzione dell'ascensore.

Un contatto remoto di un SPD è generalmente un'interfaccia di stato, non un misuratore di energia di sovratensione. Non dimostra quanto sia stato grande un evento o quanta vita utile rimanga. Utilizzare il guida alla segnalazione remota SPD per documentare la logica NO/NC/COM e l'ingresso del PLC o BMS ricevente.

L'ispezione deve seguire il codice adottato, il programma di manutenzione dell'ascensore, le istruzioni del prodotto e il rischio del sito. Deve inoltre essere attivata dopo eventi rilevanti come un cambio di stato dell'SPD, una sovratensione grave nota, l'intervento di un dispositivo di protezione a monte, lavori elettrici, infiltrazioni d'acqua, surriscaldamento o guasti inspiegabili del controller/comunicazione. Evitare un'età di sostituzione fissa a meno che il produttore o il piano di manutenzione del progetto non ne preveda una.

Flusso di lavoro di retrofit per un ascensore esistente

Per un retrofit, utilizzare questa sequenza:

1. Inventariare ogni fonte e interfaccia conduttiva. Includere alimentazione, alimentazioni alternative, ausiliari del controller, rame remoto, schermature e PE/collegamento equipotenziale.
2. Confermare i requisiti adottati. Registrare l'edizione del codice elettrico, il codice dell'ascensore, le direttive dell'AHJ e le istruzioni del produttore dell'ascensore/controller.
3. Individuare gli SPD esistenti. Registrare i modelli esatti, le modalità di protezione, i punti di connessione, i dispositivi di backup, lo stato e le lacune nella documentazione.
4. Definire i nodi protetti. Decidere quale apparecchiatura ogni SPD è destinato a proteggere e se i nodi remoti rimangono esposti.
5. Colmare le lacune probatorie. Ottenere le informazioni sulla tenuta dell'apparecchiatura, i dati di interfaccia, la corrente di guasto disponibile e la prova di coordinamento specifica per la coppia.
6. Selezionare in base al confine. Utilizzare un SPD di potenza per un confine di potenza compatibile e un SPD di segnale per l'esatta interfaccia di segnalazione; non utilizzarli in modo incrociato.
7. Progettare l'installazione. Definire il percorso dei conduttori, il collegamento equipotenziale, l'involucro, il coordinamento dei dispositivi di protezione, l'accesso e l'isolamento.
8. Effettuare la messa in servizio e la registrazione. Aggiornare i disegni e i registri di manutenzione in modo che un futuro cambio di stato identifichi una posizione e un'azione.

Se la pagina, il disegno o l'etichetta del quadro esistente riportano solo “surge protector”, il retrofit non è ancora specificato. Il registro deve indicare quale confine protegge e quali prove supportano tale scelta.

Checklist RFQ per la protezione dalle sovratensioni dell'ascensore

Richiedere ai fornitori e agli integratori di sistema quanto segue:

• schema esatto del sistema elettrico dell'ascensore e della fonte ausiliaria;
• elenco di ogni interfaccia di alimentazione e di segnale in rame che attraversa il confine di protezione;
• edizioni dei codici elettrici e degli ascensori adottate;
• produttore dell'SPD e codice modello completo per ogni punto di confine;
• norma di prodotto applicabile e registrazione di certificazione o elenco di terze parti ove richiesto;
• dati di tensione, livello di protezione, capacità di scarica, TOV, cortocircuito e protezione di backup applicabili al modello specifico;
• conferma di compatibilità del controller, del VFD e dell'interfaccia di segnalazione;
• tabella di coordinamento a monte/a valle o documentazione tecnica;
• disegno di installazione che mostra il percorso di connessione e il riferimento di equipotenzialità;
• idoneità ambientale e del contenitore;
• comportamento dello stato locale e remoto;
• procedura di messa in servizio, documentazione as-built e criteri di sostituzione.

VIOX fornisce famiglie di prodotti di dispositivi di protezione contro le sovratensioni per applicazioni di potenza e segnale selezionate. La selezione del prodotto deve seguire questo programma di evidenza; la presenza di un prodotto VIOX in un'illustrazione non costituisce una dichiarazione che un modello sia adatto a ogni sistema di ascensore.

Regola finale

La protezione contro le sovratensioni per ascensori è completa solo quando ogni confine conduttivo rilevante ha una decisione documentata.

Un progetto difendibile dovrebbe essere in grado di rispondere a cinque domande:

1. Cosa può trasportare una sovratensione all'interno o all'esterno di questa zona protetta?
2. Quali apparecchiature e interfacce è destinato a proteggere l'SPD?
3. La tensione, le modalità di protezione, il ciclo di scarica, la corrente di guasto e i limiti ambientali sono compatibili?
4. L'SPD installato è coordinato con i dispositivi a monte, la protezione di backup, l'instradamento dei conduttori e l'obiettivo di tenuta dell'apparecchiatura?
5. Quali prove di messa in servizio e manutenzione dimostrano che la protezione è ancora presente?

Se manca una risposta, la soluzione non è “scegliere una corrente nominale in kA superiore”. La soluzione consiste nel colmare la lacuna nel perimetro o nella documentazione.