Sovratensioni nell’illuminazione pubblica

«Sto seguendo l’ultimazione di alcuni lavori di ripristino illuminazione pubblica a seguito dei danni prodotti dall’evento VAIA alla fine del 2018. Nello specifica si tratta di un impianto posto a circa 1.200/1.300 m s.l.m. – realizzato negli anni 60/70 – in modalità prevalente con cavi precordati aerei (il terreno non costituiva e non costituisce mezzo idoneo per cavidotti interrati, se non per percorsi limitati, a causa della configurazione rocciosa dello stesso); tutto l’impianto esistente era il classe I con armature stradali del tipo a scarica. Con il ripristino, la scelta del committente è stata, ancora una volta, indirizzata alle armature a Led, per questioni di durata ed efficienza. Le armature scelte sono in classe II e pali in classe I, che ovviamente sono stati sostituiti. Ad agosto 2020 si è proceduto a un collaudo tecnico e funzionava correttamente. Un paio di giorni dopo si è scatenato un temporale (probabilmente un doppio evento nel giro di poche ore) che ha provocato un blackout temporaneo delle linee di e-Distribuzione. Al ripristino dell’energia elettrica circa la metà dei corpi illuminanti (una trentina sui circa 65/66 sostituiti) sono risultati danneggiati parzialmente o completamente. La linea elettrica di alimentazione e di fornitura sono provviste di scaricatori di sovratensione, che non sono stati intaccati dal problema. Secondo quanto dichiarato dal produttore sembrerebbe più un problema di “corrente inversa” che sarebbe “risalita” dall’impianto di terra sino ai corpi illuminanti: consiglierebbero quindi di staccare il conduttore di terra/protezione dal sistema per prevenire ulteriori problematiche. Il dover disconnettere tutto l’impianto di terra dai pali non convince né me né i tecnici comunali, poiché la zona è sempre stata interessata da eventi temporaleschi e, l’equipotenzializzazione delle masse metalliche (pali) troverebbe un vantaggio contro i contatti indiretti. Nel frattempo i corpi illuminanti danneggiati sono stati sostituiti. Qualche giorno fa, in occasione degli ultimi eventi meteo (che hanno portato neve e vento) i tecnici comunali si sono accorti che ulteriori corpi illuminanti risultano danneggiati e non funzionano più oppure solo parzialmente (circa una trentina). Sta divenendo un problema davvero al di là di ogni immaginazione, con il costruttore che dichiara che, a fronte di migliaia di armature in servizio, è il primo caso di tale complessità che si trova ad affrontare. Io mi occupo di impianti elettrici dal 1995 e devo ammettere che è la prima volta che incontro tali anomalie. Secondo voi a cosa potrebbe essere imputabile il problema? È davvero necessario disconnettere l’impianto di terra per risolvere il problema?» chiede un lettore di Elettro+Watt.

Situazione complessa della quale forzatamente non posso avere tutti i dettagli, ma posso cercare di fare un inquadramento generale sperando che possa essere comunque utile.

Innanzitutto dobbiamo partire dai dati o perlomeno da quelli che abbiamo a disposizione:

  • dal rapporto del costruttore si ricava che il guasto è stata determinato da una perforazione del dielettrico dell’MCPCB verso la carcassa;
  • dalla scheda tecnica dell’apparecchio si rileva che lo stesso è dotato di un SPD fase-fase;
  • il circuito (aereo) di alimentazione è protetto da un SPD in partenza della linea;
  • la carcassa dell’apparecchio (in alluminio) pur in classe II è di fatto collegata al sostegno e questo a terra.

Ricordato che i fenomeni metereologici hanno caratteristiche statisticamente variabili e, detto che non ho a disposizione elementi per valutare se i citati SPD sono adeguati alle sovratensioni differenziali, che potrebbero interessare il circuito, perlomeno in occasione dell’evento citato tutti gli elementi a disposizione portano ad individuare la causa in una sovratensione di modo comune.

Il rapporto del costruttore afferma che:«[…] A seguito delle verifiche funzionali, si evince un malfunzionamento causato da scarica inversa, cioè da carcassa a circuito elettronico che ha perforato il dielettrico dell’MCPCB. Tale accadimento può risultare da scarica atmosferica, o da sistemi di messa a terra di cabine elettriche o tralicci in prossimità dell’armatura».

Il fenomeno può essere quindi inquadrato concettualmente come rappresentato in figura:

  • la corrente di fulmine percorre il terreno e causa una caduta di tensione V tra i punti di collegamento a terra del neutro e delle masse (il punto di impatto del fulmine influenza l’ampiezza del fenomeno, ma non il concetto);
  • detta tensione V, per effetto dei collegamenti si manifesta anche tra il neutro e la carcassa (e a meno della tensione di fase, trascurabile rispetto a V, anche tra la fase e la carcassa);
  • l’isolamento tra il circuito di alimentazione e la carcassa cede.

Vale la pena precisare che il collegamento a terra del sostegno è stato rappresentato simbolicamente, se fosse stato realizzato anche diversamente è abbastanza immediato verificare che l’interpretazioni dei fenomeni non cambia.

Come scrive il lettore, eliminando il collegamento a terra della carcassa il problema non si dovrebbe ripetere poiché tra i due punti che hanno scaricato non si sarebbe più la tensione V.

Se il sistema è tutto in classe II, ovvero è semplicemente in classe II dal momento che un sistema che anche in solo punto non è in doppio isolamento non è in classe II, ma classe I, anche eliminando il collegamento a terra la protezione contro i contatti indiretti rimane convenzionalmente garantita come da norma.

Il lettore tra le righe esprime però un dubbio in relazione all’elevata probabilità di fulminazioni che caratterizza l’installazione. In effetti le vicende narrate da questo punti di vista sembrerebbero dargli ragione. Anche in questo caso però il collegamento a terra della struttura di sostegno, se non ci sono altri motivi per farlo, non migliora la sicurezza; qualora infatti anche il sostegno fosse percorso da una frazione della corrente di fulmine la tensione alla quale si porterebbe rispetto a terra per effetto induttivo (autoinduttivo) non varierebbe in modo significativo rispetto al caso in cui lo stesso sostegno fosse collegato a terra.

Richiedi maggiori informazioni










Nome*

Cognome*

Azienda

E-mail*

Telefono

Oggetto

Messaggio

Ho letto e accetto l'informativa sulla privacy*

LASCIA UN COMMENTO

Please enter your comment!
Please enter your name here

Questo sito usa Akismet per ridurre lo spam. Scopri come i tuoi dati vengono elaborati.