Cos'è un dispositivo di protezione contro le sovratensioni?
Un dispositivo di protezione da sovratensioni (SPD) è un dispositivo di protezione progettato per limitare le sovratensioni transitorie e deviare la corrente di sovratensione attraverso un percorso di protezione definito, contribuendo a ridurre lo stress di tensione sulle apparecchiature a valle. Nei sistemi elettrici a bassa tensione, gli SPD vengono utilizzati in quadri di distribuzione, quadri di controllo, impianti fotovoltaici, stazioni di ricarica per veicoli elettrici, automazione industriale, sistemi di telecomunicazione e assemblaggi elettrici OEM.
La terminologia chiave è limitare la tensione e deviare la corrente di sovratensione. Un SPD non fa scomparire una sovratensione. Modifica il percorso della sovratensione e blocca la tensione a un livello inferiore, in modo che l'apparecchiatura protetta subisca uno stress elettrico minore rispetto a quello che subirebbe senza protezione.
Tale percorso di protezione non è sempre semplicemente "verso terra". A seconda del sistema e della configurazione dell'SPD, la protezione può essere collegata tra:
- fase e neutro (L-N)
- fase e terra di protezione (L-PE)
- neutro e terra di protezione (N-PE)
- fase e fase (L-L)
- DC positivo e DC negativo (DC+ / DC-)
- conduttore DC e terra di protezione in sistemi fotovoltaici o relativi a batterie
Ecco perché la selezione professionale di un SPD inizia dal tipo di sistema e dalla modalità di protezione, non dal valore di kA più alto riportato sull'etichetta frontale.
Se stai cercando famiglie di prodotti invece di questa guida tecnica, consulta le pagina del prodotto SPD VIOX per le opzioni di dispositivi di protezione contro le sovratensioni AC, DC, Tipo 1, Tipo 2 e Tipo 1+2.
Cosa significa SPD in ambito elettrico?
SPD sta per Surge Protective Device (Dispositivo di Protezione contro le Sovratensioni). Nella terminologia nordamericana più datata, prodotti simili venivano spesso chiamati TVSS (Transient Voltage Surge Suppressor - Soppressore di sovratensioni transitorie), ma la norma UL 1449 utilizza la terminologia SPD. Nell'ingegneria basata su standard IEC, il termine professionale è anch'esso surge protective device (dispositivo di protezione contro le sovratensioni).
Nel linguaggio comune, si può parlare di "protezione contro le sovratensioni", ma nelle specifiche elettriche, nei quadri elettrici, nelle schede tecniche e nelle normative, SPD è il termine più preciso.
Per una breve spiegazione focalizzata sull'acronimo, consultare Acronimo SPD in ambito elettrico. Questa pagina approfondisce il principio di funzionamento, le caratteristiche nominali, le tipologie, le posizioni di installazione e la logica di selezione.
Come funziona un SPD?
Un SPD si trova normalmente in uno stato ad alta impedenza. Con una tensione di sistema normale, non dovrebbe condurre una corrente significativa attraverso il percorso di protezione. Quando una sovratensione transitoria supera la soglia del dispositivo, l'SPD cambia rapidamente comportamento e fornisce un percorso a bassa impedenza per la corrente di sovratensione.
La sequenza semplificata è:
- Funzionamento normale: La tensione di sistema rimane al di sotto della tensione operativa continua nominale dell'SPD. L'SPD rimane in modalità standby.
- Inizia l'evento di sovratensione: L'influenza dei fulmini, le operazioni di commutazione, l'eliminazione dei guasti, la commutazione dei motori o i disturbi della rete creano un rapido aumento della tensione transitoria.
- L'SPD conduce: Il componente non lineare all'interno dell'SPD cambia impedenza e devia la corrente di sovratensione attraverso il percorso di protezione progettato.
- La tensione viene limitata: La tensione ai capi dell'apparecchiatura protetta viene ridotta al livello di protezione dell'SPD, sommato a qualsiasi ulteriore tensione di installazione causata dalla lunghezza dei cavi e dalla disposizione del cablaggio.
- Ritorno o disconnessione dell'SPD: Dopo il passaggio del transitorio, un SPD integro torna in standby. Se l'elemento interno è degradato o surriscaldato, il disconnettore termico o il meccanismo di protezione può isolare l'elemento guasto e attivare un indicatore di stato.
Il comportamento esatto dipende dalla tecnologia dei componenti utilizzata all'interno dell'SPD. Un varistore a ossido metallico (MOV) limita la tensione diventando conduttivo a tensioni più elevate. Uno scaricatore a gas (GDT) crea un percorso di scarica controllato dopo l'innesco. Un diodo soppressore di tensioni transitorie (TVS) fornisce una limitazione molto rapida per l'elettronica sensibile a bassa tensione e i circuiti di segnale.
Cosa causa le sovratensioni transitorie?
La sovratensione transitoria è un aumento di tensione di breve durata che supera la normale tensione operativa del sistema. Nelle installazioni reali, la maggior parte dei problemi di sovratensione deriva da una combinazione di fonti esterne e interne.
| Fonte della sovratensione | Origine tipica | Perché è importante |
|---|---|---|
| Effetti dei fulmini | Attività di fulminazione diretta o nelle vicinanze, tensione indotta su conduttori di alimentazione o di segnale | Sovratensioni ad alta energia possono penetrare attraverso linee di alimentazione, fotovoltaiche, di telecomunicazione e di controllo |
| Commutazioni della rete elettrica | Commutazioni di rete, funzionamento di banchi di condensatori, commutazione di trasformatori, eliminazione di guasti | In molti casi inferiori ai fulmini diretti, ma più frequenti |
| Commutazione di motori e carichi induttivi | Contattori, pompe, compressori, ascensori, macchinari industriali | I transitori interni ripetuti possono degradare i controlli sensibili nel tempo |
| Elettronica di potenza | Azionamenti a frequenza variabile, inverter, sistemi UPS, stazioni di ricarica per veicoli elettrici | La commutazione rapida crea complessi stress transitori ed elettromagnetici |
| Esposizione di impianti fotovoltaici e cavi esterni | Lunghe stringhe in corrente continua, quadri di parallelo, ingressi inverter, cablaggi esterni | I lunghi conduttori esposti aumentano il rischio di accoppiamento di sovratensioni |
| Cablaggio dati e di controllo | Ethernet, RS-485, loop 4-20 mA, linee dei sensori | Le porte di segnale possono guastarsi anche quando il circuito di alimentazione è protetto |
Per le linee dati e di controllo, un SPD di potenza da solo non è sufficiente. Le linee di segnale necessitano di una protezione progettata in base alla larghezza di banda, alla tensione operativa, al tipo di interfaccia e all'architettura di messa a terra. VIOX tratta questo argomento separatamente nel Guida alla selezione dei limitatori di sovratensione (SPD) per segnali.
Componenti principali all'interno di un SPD
La maggior parte degli SPD è costruita attorno a uno o più componenti non lineari di limitazione delle sovratensioni, oltre a elementi di sicurezza e monitoraggio.
| Componente | Ruolo principale | Punto di forza comune | Limitazione importante |
|---|---|---|---|
| MOV (varistore a ossido di metallo) | Elemento di clamping dipendente dalla tensione, comunemente basato su ossido di zinco | Elevata capacità di corrente di picco e risposta rapida per SPD di potenza | Si degrada cumulativamente dopo l'esposizione a sovratensioni e necessita di protezione termica |
| GDT (tubo a scarica di gas) | Percorso di scarica di tipo crowbar dopo l'innesco (sparkover) | Elevata capacità di energia di picco e bassa capacità parassita | Più lento dei TVS e può richiedere il controllo della corrente susseguente |
| Diodo TVS | Limitazione (clamping) a valanga rapida per circuiti sensibili | Risposta molto rapida e limitazione precisa | Minore capacità di gestione dell'energia rispetto a MOV/GDT per sistemi di potenza |
| Sezionatore termico | Disconnette un elemento MOV guasto o surriscaldato | Aiuta a prevenire comportamenti non sicuri a fine vita | Deve essere coordinato con il design dell'indicatore e del modulo |
| Indicatore di stato | Mostra se il modulo di protezione è integro o guasto | Aiuta le squadre di manutenzione a identificare la necessità di sostituzione | Non sostituisce l'ispezione dopo eventi critici |
| Contatto di segnalazione remota | Invia lo stato dell'SPD a BMS, PLC, SCADA o sistemi di allarme | Utile per siti critici o non presidiati | Deve essere cablato e monitorato correttamente |
Il MOV è il componente principale più comune negli SPD di bassa tensione. Per una spiegazione più approfondita a livello di componente, vedere Spiegazione dei MOV all'ossido di zinco (ZnO).
SPD di Tipo 1 vs Tipo 2 vs Tipo 3
Il tipo di SPD definisce il ruolo di protezione previsto per il dispositivo e il ciclo di prova. Non si tratta solo di un'etichetta commerciale.
| Categoria SPD | Prassi IEC | Ruolo tipico | Punto di installazione tipico | Focus sulle caratteristiche nominali principali |
|---|---|---|---|---|
| DOCUP di tipo 1 | Prova di Classe I | Protezione contro le correnti di fulmine dove è prevista una corrente di fulmine parziale | Ingresso di servizio, distribuzione principale, confine di protezione contro i fulmini | Iimp, comunemente associato a una corrente impulsiva 10/350 µs |
| DOCUP di tipo 2 | Prova di Classe II | Protezione dalle sovratensioni a livello di distribuzione per fulminazioni residue e sovratensioni di manovra | Quadro di distribuzione principale, quadro di distribuzione secondario, quadro di controllo | In e Imax, comunemente associati alla forma d'onda di corrente 8/20 µs |
| DOCUP di tipo 3 | Prova di Classe III | Protezione fine in prossimità di apparecchiature sensibili | Punto di utilizzo, terminali delle apparecchiature, stadio di protezione locale | Prova con onda combinata e livello di protezione a bassa tensione |
| SPD di tipo 1+2 | Capacità combinata di Tipo 1 e Tipo 2 | Dispositivo testato sia per correnti da fulmine che per scariche di distribuzione | Quadri di distribuzione principali, impianti fotovoltaici, installazioni a vista | Valori nominali di scarica Iimp più Tipo 2 |
La terminologia IEC Classe I / Classe II / Classe III e UL Tipo 1 / Tipo 2 / Tipo 3 sono correlate nella selezione pratica, ma non sempre sono direttamente intercambiabili. Verificare sempre lo standard effettivo, la forma d'onda di prova, il luogo di installazione e la marcatura del prodotto.
Per la pagina di confronto dedicata, utilizzare Dispositivo di protezione da sovratensione Tipo 1 vs Tipo 2 vs Tipo 3.
Spiegazione delle principali caratteristiche degli SPD: Uc, Up, In, Imax, Iimp e SCCR
La selezione degli SPD industriali si basa sui valori nominali, non solo sui joule. I joule possono apparire nei prodotti di consumo, ma la selezione industriale e secondo le norme IEC si basa solitamente su tensioni nominali, correnti di scarica, livello di protezione, comportamento al cortocircuito e coordinamento dell'installazione.
| Valutazione | Significato | Perché è importante |
|---|---|---|
| Uc / MCOV | Massima tensione di esercizio continua | Deve corrispondere alla tensione di sistema reale e alla configurazione di messa a terra |
| Su | Livello di protezione della tensione | Determina la tensione residua a cui l'apparecchiatura può ancora essere soggetta durante un test di sovratensione |
| In | Corrente di scarica nominale | Indica la capacità di sopportare sovratensioni ripetute in condizioni di prova definite |
| Imax | Corrente di scarica massima | Indica la capacità massima di corrente di scarica 8/20 µs per il confronto con dispositivi di Tipo 2 |
| Improvvisazione | Corrente impulsiva | Fondamentale per la capacità di scarica della corrente di fulmine di Tipo 1, comunemente associata alla forma d'onda 10/350 µs |
| SCCR | Corrente di cortocircuito nominale | Deve essere idoneo alla corrente di cortocircuito disponibile nel punto di installazione |
| Fusibile / interruttore di backup | Protezione a monte richiesta, se specificata dal produttore | Previene comportamenti di guasto non sicuri e deve essere conforme alle istruzioni del produttore |
| Modalità di protezione | L-N, L-PE, N-PE, L-L, DC+/DC-, DC-verso-PE | Deve corrispondere all'architettura di sistema e al sistema di messa a terra |
| Segnalazione remota | Contatto ausiliario per il monitoraggio dello stato | Importante per quadri critici, siti non presidiati e manutenzione industriale |
Perché Uc viene prima
Uc, chiamata anche MCOV nella terminologia UL, è la tensione massima che l'SPD può sopportare in modo continuo senza un funzionamento anomalo. Se Uc è troppo bassa, l'SPD potrebbe entrare in conduzione durante normali variazioni di tensione o sovratensioni temporanee. Se Uc è troppo alta, l'SPD potrebbe non limitare la tensione in modo efficace come richiesto.
Ecco perché la selezione della tensione precede il confronto dei kA.
VIOX dispone di una guida dettagliata su cosa significano Uc e Up in un SPD.
Perché Up è il parametro di qualità della protezione
Up è il livello di protezione della tensione. Indica quanta tensione può ancora presentarsi ai capi dell'SPD durante il test di sovratensione specificato. Un valore di Up più basso è generalmente migliore per le apparecchiature sensibili, ma solo se confrontato all'interno dello stesso standard, tipo di SPD, classe di tensione e metodo di installazione.
Nei quadri reali, cavi dell'SPD lunghi e un instradamento inadeguato aggiungono tensione extra durante un evento di sovratensione. Un dispositivo con un buon valore di Up può avere prestazioni scarse se installato con conduttori lunghi e ad anello.
Perché In e Imax devono essere letti insieme
In e Imax sono entrambi valori nominali di corrente, ma rispondono a domande diverse:
- In indica la capacità nominale di sopportare sovratensioni ripetute.
- Imax indica la capacità massima di scarica di corrente 8/20 us.
Un valore elevato di Imax da solo non dimostra che l'SPD sia la scelta migliore. Deve essere valutato insieme a Uc, Up, tipo di SPD, sistema di messa a terra, SCCR e protezione di backup. Per una spiegazione più approfondita, vedere Valutazioni Imax vs In per dispositivi di protezione contro le sovratensioni.
Dove si collocano i Joule
I Joule possono essere utili nelle ciabatte di protezione contro le sovratensioni per uso domestico e in alcuni confronti di prodotti nordamericani, ma non dovrebbero essere il parametro principale per le specifiche degli SPD industriali. Un dispositivo con un elevato numero di Joule può comunque risultare inadatto se Uc è errato, Up è troppo alto, SCCR è insufficiente o se il dispositivo è installato nella posizione sbagliata.
Per i costruttori di quadri elettrici e gli acquirenti OEM, l'ordine pratico è:
- tipo di sistema e tensione
- tipo di SPD e normativa di riferimento
- Uc / MCOV
- Up / VPR
- In, Imax e Iimp ove applicabili
- SCCR e protezione di backup
- modalità di protezione e sistema di messa a terra
- indicazione, segnalazione remota e metodo di sostituzione
SPD AC vs SPD DC
Gli SPD per CA e CC non sono intercambiabili. La forma d'onda della tensione di sistema, il comportamento dell'arco, la configurazione della messa a terra e lo standard di prova possono differire.
| Applicazione | Base normativa tipica | Principale criterio di selezione |
|---|---|---|
| Distribuzione in bassa tensione in corrente alternata (AC) | IEC 61643-11 o UL 1449, a seconda del mercato | Uc/MCOV, Tipo 1/2/3, Up/VPR, In/Imax/Iimp, SCCR, protezione di riserva |
| Lato DC fotovoltaico | IEC 61643-31 nei mercati IEC | Ucpv, tensione massima della stringa FV, polarità DC, Tipo 1/2 o Tipo 1+2, posizione del quadro di parallelo e dell'inverter |
| Lato AC della ricarica veicoli elettrici (EV) | Quadro normativo IEC/UL per SPD a bassa tensione e normative locali | Protezione di servizio/distribuzione, esposizione dell'elettronica del caricabatterie, monitoraggio remoto |
| Ricarica rapida DC per veicoli elettrici e sistemi a batteria | Revisione degli SPD DC specifici per l'applicazione | Classe di tensione DC, corrente di guasto, sistema di isolamento, coordinamento con la protezione DC |
| Circuiti di segnale e controllo | Standard e schede tecniche degli SPD per segnali specifici di interfaccia | Tensione operativa, larghezza di banda, capacità, messa a terra, collegamento della schermatura |
La norma IEC 61643-11:2025 si applica ai dispositivi di protezione contro le sovratensioni collegati a sistemi di alimentazione in bassa tensione in corrente alternata fino a 1000 V RMS. La norma IEC 61643-31:2018 si applica agli SPD per il lato in corrente continua di impianti fotovoltaici fino a 1500 V DC.
Se il sistema è solare, per veicoli elettrici o industriale in corrente continua, non scegliere un SPD per corrente alternata solo perché il valore nominale in kA sembra elevato. Utilizzare la Guida ai dispositivi di protezione contro le sovratensioni in corrente continua per tale ambito applicativo.
Dove vengono utilizzati gli SPD?
Gli SPD vengono utilizzati ovunque le sovratensioni transitorie possano danneggiare le apparecchiature, interrompere la produzione, corrompere i segnali o ridurre la vita utile dei componenti.
Quadri di distribuzione e quadri di bassa tensione
La posizione più comune per gli SPD è all'interno di un quadro di distribuzione principale o secondario. Gli SPD di Tipo 2 sono spesso utilizzati a livello di distribuzione. Gli SPD di Tipo 1 o Tipo 1+2 vengono presi in considerazione laddove l'esposizione a correnti di fulmine o un sistema di protezione contro i fulmini esterno modifichino il profilo di rischio.
Pannelli di controllo industriali
I quadri industriali contengono PLC, alimentatori, HMI, bobine di contattori, azionamenti, sensori e moduli di comunicazione. Questi carichi sono sensibili alle sollecitazioni di tensione transitoria. Un SPD a livello di quadro aiuta a proteggere il sistema di controllo, ma le linee di segnale e il cablaggio di campo potrebbero richiedere una protezione separata.
Sistemi solari fotovoltaici
I sistemi fotovoltaici utilizzano spesso SPD CC vicino alle scatole di giunzione e agli ingressi CC dell'inverter, e SPD CA all'uscita dell'inverter o sul lato di distribuzione CA. Il lato CC deve essere dimensionato per la tensione fotovoltaica massima e conforme al corretto standard fotovoltaico.
Infrastruttura di ricarica per veicoli elettrici
I caricabatterie per veicoli elettrici combinano elettronica di potenza, moduli di comunicazione, misurazione, dispositivi di protezione ed esposizione all'aperto. La protezione contro le sovratensioni può essere necessaria all'ingresso del servizio, nel quadro di distribuzione, nell'alimentazione del caricabatterie e nell'interfaccia di comunicazione, a seconda della progettazione del sito.
Telecomunicazioni, dati e automazione degli edifici
Ethernet, RS-485, Modbus, loop di sensori, linee di allarme antincendio e cablaggi per il controllo accessi possono trasportare sovratensioni nelle apparecchiature anche quando l'alimentazione CA è protetta. Gli SPD per segnali devono essere selezionati in base all'interfaccia effettiva, non solo installati come limitatori generici.
Come scegliere il giusto SPD
Utilizzare questa sequenza ingegneristica prima di confrontare le famiglie di prodotti:
- Identificare il tipo di sistema. Sistema AC, DC, PV DC, EV, segnale, telecomunicazioni o misto.
- Confermare lo standard applicabile. IEC 61643-11 per SPD AC a bassa tensione, IEC 61643-31 per SPD lato DC fotovoltaico, UL 1449 per applicazioni SPD in Nord America o altri standard locali ove richiesto.
- Scegliere il tipo di SPD in base alla posizione e al rischio. Tipo 1 per esposizione a correnti di fulmine, Tipo 2 per protezione a livello di distribuzione, Tipo 3 per protezione nel punto di utilizzo o a livello di apparecchiatura, e Tipo 1+2 dove sono richieste entrambe le funzioni.
- Adeguare Uc o MCOV alla tensione reale del sistema. Includere considerazioni su fase-neutro, fase-terra, fase-fase, polarità DC e sistema di messa a terra.
- Verificare Up o VPR rispetto alle esigenze di tenuta dell'apparecchiatura. L'elettronica sensibile e i sistemi di controllo potrebbero richiedere una tensione residua inferiore e un migliore coordinamento.
- Selezionare In, Imax e Iimp in modo appropriato. Non utilizzare Imax come unico valore nominale di corrente.
- Verificare l'SCCR e la protezione di backup. L'SPD deve essere idoneo per la corrente di cortocircuito disponibile e per qualsiasi fusibile o interruttore richiesto dal produttore.
- Controllare la modalità di protezione e la configurazione dei poli. I sistemi TN-S, TN-C-S, TT e IT possono richiedere diverse disposizioni degli SPD.
- Esaminare i vincoli di installazione. Mantenere i conduttori corti e diritti, ridurre al minimo i loop e seguire lo schema elettrico del produttore.
- Pianificare la manutenzione. Utilizzare indicatori visivi, cartucce sostituibili e segnalazione remota laddove i tempi di inattività siano critici.
Per il confronto tra gli standard, consultare Standard di protezione dalle sovratensioni: IEC 61643 vs UL 1449 vs GB 18802.
Errori comuni nella selezione e installazione degli SPD
Errore 1: Scegliere esclusivamente in base al valore nominale in kA
Un Imax più elevato può sembrare impressionante, ma il valore in kA non risolve una scelta di tensione errata, un valore Up elevato, una messa a terra inadeguata, un SCCR insufficiente o un tipo di SPD non corretto.
Buona pratica: Confrontare Uc, Up, In, Imax, Iimp, SCCR, standard e punto di installazione.
Errore 2: Utilizzo di un SPD per CA su un circuito in CC o fotovoltaico.
I circuiti in CC presentano un comportamento di tensione e requisiti di interruzione differenti. Gli impianti fotovoltaici possono rimanere sotto tensione in presenza di luce.
Buona pratica: Utilizzare un SPD classificato per CC o fotovoltaico con Ucpv e base normativa corretti.
Errore 3: Ignorare il sistema di messa a terra.
I sistemi TN-S, TN-C-S, TT e IT possono richiedere diverse modalità di protezione e configurazioni tra neutro e terra.
Buona pratica: Selezionare l'SPD in base al sistema di messa a terra effettivo e allo schema elettrico.
Errore 4: Installazione di cavi troppo lunghi.
I cavi di collegamento lunghi degli SPD aggiungono una tensione induttiva durante una sovratensione. Ciò può innalzare la tensione effettiva rilevata dalle apparecchiature a valle al di sopra del valore Up indicato nella scheda tecnica.
Buona pratica: Mantenere i conduttori dell'SPD corti, diritti e instradati correttamente.
Errore 5: Dimenticare la protezione di backup
Alcuni SPD richiedono un fusibile o un interruttore a monte specifico. Ignorare questo requisito può creare un comportamento di guasto non sicuro.
Buona pratica: Seguire la tabella di protezione di backup del produttore e verificare la corrente di guasto disponibile.
Errore 6: Considerare la finestra di stato come opzionale
Gli SPD basati su MOV si degradano. Se un modulo guasto non viene rilevato, il quadro potrebbe sembrare protetto mentre il percorso di protezione non è più disponibile.
Buona pratica: Utilizzare indicatori visivi e segnalazione remota laddove l'accesso per la manutenzione è limitato o i tempi di inattività sono costosi.
Per una lista di controllo dedicata sul campo, consultare Errori di installazione degli SPD e come risolverli.
Quando deve essere sostituito un SPD?
Un SPD deve essere sostituito quando l'indicatore di stato segnala la fine della vita utile, quando la cartuccia rimovibile è contrassegnata come guasta, quando la segnalazione remota indica un guasto o quando l'ispezione rivela danni da calore, deformazioni, segni di bruciatura, infiltrazioni di umidità o danni ai terminali.
La sostituzione dovrebbe essere valutata anche dopo un'intensa attività di fulmini o eventi elettrici significativi, anche se l'indicatore rimane normale. Nelle applicazioni industriali ed esterne, la decisione di sostituzione dovrebbe considerare:
- cronologia dell'esposizione alle sovratensioni
- condizioni dell'ambiente e dell'involucro
- stato dell'indicatore
- cronologia degli allarmi remoti
- segni di surriscaldamento attorno ai morsetti
- età in relazione alla politica di manutenzione del sito
- istruzioni del produttore
Evitare affermazioni categoriche come "sostituire ogni X anni" a meno che l'intervallo non sia indicato dal produttore, dal piano di manutenzione del sito o dalle normative locali. I siti ad alta esposizione potrebbero richiedere ispezioni più frequenti rispetto ai quadri elettrici situati in ambienti interni puliti.
FAQ
Cosa significa SPD in ambito elettrico?
SPD sta per di Tipo 1 o Tipo 2. È un dispositivo utilizzato per limitare le sovratensioni transitorie e deviare la corrente di scarica attraverso un percorso di protezione definito, in modo che le apparecchiature a valle siano sottoposte a uno stress di tensione inferiore.
Qual è la differenza tra un SPD e un limitatore di sovratensione (surge protector)?
"Limitatore di sovratensione" è un termine generico utilizzato nel linguaggio comune. "Dispositivo di protezione contro le sovratensioni" o SPD è il termine tecnico utilizzato nelle normative, nelle schede tecniche, nelle specifiche dei quadri di distribuzione e nella progettazione di quadri industriali.
Cosa sono gli SPD di Tipo 1, Tipo 2 e Tipo 3?
Gli SPD di Tipo 1 sono utilizzati dove può essere richiesta la gestione di correnti di fulmine, spesso vicino all'ingresso del servizio o al confine di protezione contro i fulmini. Gli SPD di Tipo 2 sono utilizzati per la protezione dalle sovratensioni a livello di distribuzione. Gli SPD di Tipo 3 sono utilizzati vicino ad apparecchiature sensibili come protezione finale.
Cosa significano Uc, Up, In, Imax e Iimp su un SPD?
Uc è la tensione massima di funzionamento continuativo. Up è il livello di protezione della tensione. In è la corrente nominale di scarica. Imax è la corrente massima di scarica, solitamente associata a una corrente di sovratensione 8/20 us. Iimp è la corrente impulsiva, solitamente associata alla gestione delle correnti di fulmine di Tipo 1.
Un SPD protegge dai fulmini?
Un SPD può aiutare a limitare le sovratensioni transitorie e a deviare la corrente di sovratensione causata dagli effetti dei fulmini, in particolare fulmini indiretti e sovratensioni condotte. Non costituisce di per sé un sistema di protezione esterna contro i fulmini completo. I siti ad alta esposizione ai fulmini potrebbero necessitare di una protezione coordinata contro i fulmini, collegamenti equipotenziali, messa a terra e SPD a stadi.
Dove dovrebbe essere installato un SPD in un quadro di distribuzione?
Un SPD viene solitamente installato vicino all'alimentazione in ingresso o alla sezione di distribuzione protetta, con conduttori brevi e diretti verso la fase, il neutro e la terra di protezione, come richiesto. La posizione esatta dipende dal tipo di SPD, dal sistema di messa a terra, dalla disposizione del quadro e dalle istruzioni di cablaggio del produttore.
Come scelgo un SPD per un sistema TN-S, TT o IT?
Iniziare con la disposizione della messa a terra poiché influenza la modalità di protezione e il comportamento del neutro rispetto alla terra. Successivamente, selezionare il tipo di SPD, Uc, Up, In/Imax/Iimp, SCCR, protezione di backup e configurazione del cablaggio in base al sistema e alla normativa applicabile.
Un SPD con kA più elevati è sempre migliore?
No. Un valore di kA più elevato può offrire un maggiore margine per la corrente di scarica, ma non garantisce una protezione migliore. Una Uc corretta, una Up sufficientemente bassa, un tipo di SPD adeguato, un SCCR idoneo, una protezione di backup corretta e cavi di installazione corti sono altrettanto importanti.
Il valore in Joule è importante per la selezione di un SPD industriale?
I Joule possono apparire nei confronti tra prodotti di consumo, ma non rappresentano il parametro principale per la selezione di un SPD industriale. Per le applicazioni IEC e i quadri industriali, concentrarsi su Uc, Up, In, Imax, Iimp, SCCR, conformità agli standard e requisiti di installazione.
Un SPD può sostituire un interruttore magnetotermico?
No. Un SPD limita le sovratensioni transitorie e devia la corrente di scarica. Un interruttore magnetotermico protegge da sovracorrenti e cortocircuiti. Molti SPD richiedono inoltre una protezione di backup a monte tramite fusibile o interruttore.
Fonti consultate
- IEC 61643-11:2025 – Dispositivi di protezione contro le sovratensioni a bassa tensione collegati ai sistemi di alimentazione in corrente alternata a bassa tensione
- IEC 61643-31:2018 – Dispositivi di protezione contro le sovratensioni per impianti fotovoltaici
- UL 1449 – Dispositivi di protezione contro le sovratensioni
