Come si fa l’installazione di scaricatori in un sistema TT?

In un sistema TT gli scaricatori di sovratensione vanno installati a monte o a valle della protezione differenziale? Quali soluzioni utilizzare in differenti situazioni?

In molti casi ci si può domandare se, in un sistema TT (tipica fornitura in bassa tensione), uno scaricatore di sovratensione vada installato a monte o a valle della protezione differenziale. La domanda è assolutamente lecita in quanto:

  • se installato a monte del differenziale, potrebbe non essere garantita la protezione contro i contatti indiretti;
  • se installato a valle del differenziale, questo potrebbe intervenire a seguito dell’innesco dello scaricatore (corrente dispersa verso terra);
  • se installato a valle del differenziale, questo risulta non protetto contro fulminazioni dirette.

In realtà non esiste una risposta univoca, ma dipende sia dalla tipologia di differenziale che dello scaricatore di sovratensione. Nel seguito richiameremo brevemente ed in maniera estremamente pratica quanto normativamente asserito.

Scaricatore a monte, differenziale a valle

Questa soluzione evita l’inconveniente degli scatti intempestivi, ma presenta il problema che se l’SPD si danneggia, ad esempio a causa dell’invecchiamento dei componenti, questo collega verso terra un conduttore di fase o di neutro. Si genera così una corrente a 50 Hz, sostenuta dall’impianto elettrico utilizzatore in bassa tensione, che fluisce nell’SPD dopo il passaggio della corrente di scarica e che potrebbe rendere inefficiente la protezione contro i contatti indiretti. La soluzione a questo problema consiste nell’adottare uno scaricatore in configurazione 3+1 (3 varistori tra fasi e neutro ed uno spinterometro tra neutro e terra). In caso di corto circuito del varistore, considerato il collegamento verso il neutro, interviene sicuramente il dispositivo contro le sovracorrenti installato a monte mentre lo spinterometro, collegato tra il neutro e la terra, ripristina l’isolamento verso terra. La figura 1 illustra nello specifico quanto appena spiegato.

Scaricatore a valle, differenziale a monte

Con questo tipo di collegamento, la sovratensione può caricare la capacità costituita dall’impianto verso terra o può sollecitare gli isolamenti provocando una scarica in aria. La corrente di dispersione che ne consegue può determinare l’intervento intempestivo dell’interruttore differenziale. L’intervento è da ritenersi intempestivo perché la sovratensione ha una durata dell’ordine dei microsecondi, mentre il tempo di intervento del dispositivo differenziale è dell’ordine dei millisecondi (aprendo il circuito dopo che il fenomeno è cessato il suo intervento risulta inutile e anche inopportuno). Per questo motivo deve essere utilizzato un interruttore differenziale con o senza ritardo all’intervento, ma insensibile alle correnti di scarica sino ad almeno 3 kA 8/20 μs. Gli interruttori differenziali tipo S, in accordo con CEI EN 61008-1 e CEI EN 61009-1 soddisfano queste prescrizioni. Situazione dimostrata nella figura 2.

Considerazioni pratiche

Oltre a quanto riportato ai paragrafi precedenti (che di fatto sono nozioni di carattere prettamente normativo), è opportuno aggiungere alcune considerazioni pratiche. In particolare:

  • lo standard attuale di realizzazione degli impianti (anche senza scaricatori di sovratensione) prevede, solitamente, un interruttore differenziale di tipo selettivo immediatamente a valle del gruppo di misura e un quadro elettrico generale comprendente più interruttori differenziali in parallelo fra loro;
  • la tecnologia di riarmo automatico degli interruttori ha fatto enormi progressi riducendo nel contempo i costi;
  • l’esperienza insegna che molte volte, durante un intervento manutentivo di routine come può configurarsi la sostituzione di uno scaricatore di sovratensione danneggiato, l’operatore non ha le conoscenze teoriche sufficienti a discernere un SPD 3+1 da uno tradizionale.

Alla luce di quanto sopra, tenuto anche conto che lo scaricatore di sovratensione deve essere installato il più vicino possibile all’impianto da proteggere, la soluzione più razionale da adottare risulta essere SPD installato nel quadro generale a monte dei differenziali “secondari” ma a valle del differenziale generale di tipo selettivo (che potrebbe essere, a maggior tutela dagli scatti intempestivi, equipaggiato con dispositivo di riarmo automatico).

Questa soluzione fa inoltre sì che, in caso di sostituzione dello scaricatore 3+1 con altro a tecnologia tradizionale, non sia inficiato il livello di protezione contro i contatti indiretti.

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