La protezione contro le sovratensioni (8/23)
5. Scelta del tipo di protezione contro le sovratensioni
5.1 Quando è necessario installare le protezioni contro le sovratensioni
Non è sempre necessario installare delle protezioni contro le sovratensioni, dipende dal tipo e dal valore del rischio considerato. Un edificio può essere autoprotetto dalla fulminazione diretta, e quindi senza LPS (Lightnig Protection System), ma potrebbe ugualmente necessitare di una protezione contro la fulminazione indiretta. Sappiamo che un fulmine può scaricarsi nelle vicinanze dell'edificio inducendo tensioni nei circuiti elettrici interni allo stesso edificio. Se l'edificio contiene installazioni essenziali o sensibili oppure in presenza di linee aeree entranti il rischio non è più trascurabile e occorre prendere provvedimenti contro le sovratensioni (Norma 81-1, appendice G). Il rischio, infatti, è limitato per le apparecchiature elettromeccaniche che vengono provate per un minuto ad una tensione di 1500 V e con impulsi di tensione di brevissima durata non inferiori a 2,5 kV, ma non lo è per le apparecchiature elettroniche che in genere sopportano sovratensioni di poco superiori a 1 kV se sono separate dalla rete mediante trasformatore e di circa 2 volte la tensione nominale se non lo sono. Il fulmine può colpire le linee elettriche, di energia o di segnale, e le sovratensioni conseguenti si propagano lungo le linee penetrando all'interno dell'edificio. In particolare la protezione da quest'ultimo tipo di sovratensioni è prescritta dalla norma CEI 64-8 che prende anche in considerazione quelle di origine interna generate da sovratensioni di manovra. Le sovratensioni originate dai fulmini sono generalmente le più critiche da arginare perciò, risolto il problema dello loro protezione, si può ritenere soddisfatta anche la protezione per quelle di origine interna. Le protezioni contro le sovratensioni possono essere fondamentalmente di due tipi: primarie (LPS esterno) e secondarie (LPS interno) (fig. 5.1). L' LPS esterno deve essere in grado di intercettare il fulmine, di condurre e di disperdere a terra la corrente provocata dal fulmine mentre L'LPS interno deve evitare la formazione di scariche pericolose.
Fig. 5.1 - Elementi di un sistema LPS di protezione
5.2 LPS esterno
Con l'istallazione di un LPS esterno si intende proteggere le strutture dal rischio di fulminazione diretta. I mezzi per ottenere tale scopo sono i captatori (intercettazione), le calate (conduzione) e il dispersore (dispersione a terra della corrente). Quando i captatori e le calate sono isolati dalla struttura si parla di LPS esterno isolato (richiesto dalla Norma quando si vuole evitare che una parte, seppur minima, della corrente interessi l'interno dell'edificio da proteggere, ad esempio quando è presente il rischio di esplosione), altrimenti si parla di LPS esterno non isolato. L'isolamento lo si ottiene con opportuno distanziamento in aria o con interposizione di materiali isolanti.
5.3 LPS interno
L'LPS esterno, se si vuole limitare il rischio di scariche e sovratensioni pericolose nel caso di fulminazione diretta, non può prescindere da un ben dimensionato LPS interno. Tale sistema prevede la predisposizione di tutte le misure di protezione atte a limitare gli effetti elettromagnetici della corrente di fulmine. Con modalità diverse a seconda che l'LPS esterno sia isolato o non isolato si dovranno realizzare adeguati collegamenti equipotenziali, diretti quando possibile o attraverso limitatori di sovratensione negli altri casi (conduttori attivi). Ovviamente in quest'ultimo caso l'equipotenzialità si ottiene solo durante il passaggio della corrente di fulmine attraverso il limitatore di sovratensione.
L'LPS interno è classificato, in funzione del modo di collegamento, in protezioni serie e protezioni parallelo.
5.3.1 Protezione serie
Sono installate in serie all'alimentazione dell'installazione da proteggere e devono essere dimensionate in funzione della potenza dell'installazione stessa:
· Trasformatori - Possono essere impiegati per limitare le sovratensioni e le componenti armoniche.
· Filtri - Sono ottenuti impiegando resistenze, induttanze e capacità, proteggono sia dalle sovratensioni industriali o di manovra sia da quelle di origine atmosferica.
· Stabilizzatori e gruppi di continuità - Adatti per la protezione di apparecchiature particolarmente sensibili per le quali deve essere garantita un'alimentazione stabile e la continuità del servizio. Non garantiscono la protezione contro le sovratensioni di origine atmosferica.
5.3.2 Protezione in parallelo
Sono le protezioni più utilizzate perché si adattano bene alla potenza dell'installazione da proteggere:
· Scaricatori di sovratensione - Sono impiegati, nei luoghi ove si opera la trasformazione MT/BT, in uscita dai trasformatori oppure nei sistemi a neutro isolato per scaricare a terra le eventuali sovratensioni.
· Scaricatori per basse tensioni - Possiedono una capacità di scarica limitata ma sono installabili all'interno dei quadri di distribuzione. Se opportunamente coordinati garantiscono una discreta protezione dalle sovratensioni sia di origine esterna sia di origine interna.
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