Quali sono le differenze tra un dispositivo di protezione contro le sovratensioni e un protettore di sovratensione per sistemi trifase?

La differenza principale è la portata e l'installazione: gli SPD proteggono l'impianto elettrico a livello del pannello (comprese le modalità chiave di sovratensione trifase come L–L e L–G), mentre i protettori di sovratensione proteggono un dispositivo all'endpoint.

Nei sistemi trifase, un dispositivo di protezione contro le sovratensioni (SPD) è tipicamente un dispositivo cablato a pannello installato all'ingresso di servizio o nei pannelli di distribuzione per proteggere una zona di distribuzione trifase limitando le sovratensioni transitorie e deviando la corrente di sovratensione.

Un "protettore di sovratensione" di solito si riferisce alla protezione del punto di utilizzo vicino a un singolo carico (spesso in stile plug-in), che può ridurre le sovratensioni al terminale dell'apparecchiatura ma non protegge il cablaggio a monte o la rete di distribuzione trifase completa.

Questo articolo discuterà le differenze tra un dispositivo di protezione contro le sovratensioni (SPD) utilizzato nella distribuzione elettrica trifase e un protettore di sovratensione utilizzato per la protezione del punto di utilizzo.

Cosa significa "dispositivo di protezione contro le sovratensioni" negli impianti elettrici trifase

in ingegneria e pratica di distribuzione elettrica, a Dispositivo di protezione contro le sovratensioni è tipicamente un Componente di protezione permanente installato presso il ingresso servizio, distribuzione principale, o pannelli a valle Per limitare le sovratensioni transitorie sul sistema di alimentazione.

In un contesto trifase, un SPD montato su pannello fa parte dell'infrastruttura elettrica della struttura. il suo compito non è "proteggere un dispositivo", ma ridurre lo stress da sovratensione attraverso a zona dell'impianto elettrico, aiutando a proteggere più circuiti e carichi a valle.

Concetto di protezione a livello di distribuzione

Un SPD di distribuzione viene installato in un punto in cui può intercettare l'energia di sovratensione prima che si propaga in profondità nel cablaggio della struttura. L'SPD fornisce un percorso di deviazione a bassa impedenza durante un evento transitorio, limitando la tensione che appare tra i carichi collegati.

In una tipica distribuzione trifase, gli SPD vengono selezionati e cablati per affrontare le modalità di sovratensione, come ad esempio:

• L–G (linea-terra): un conduttore di fase in aumento rispetto al suolo
  
• L–L (linea a riga): un picco di tensione tra conduttori a due fasi
  
• (ove applicabile) N–G (neutro-terra): Particolarmente rilevante nei sistemi con conduttore neutro e carichi sensibili
  

L'efficacia pratica di un SPD dipende fortemente da dove è installato, non solo come si chiama. Due dispositivi con componenti interni simili possono comportarsi in modo molto diverso a seconda della posizione del pannello, della lunghezza del conduttore, della qualità dell'incollaggio e dell'impedenza del percorso di ritorno.

Perché la posizione dell'installazione è più importante del nome

Nelle installazioni reali, il cablaggio di distribuzione tra un SPD e l'apparecchiatura protetta non è "ideale". Ha resistenza e induttanza. Le sovratensioni sono eventi veloci, quindi l'induttanza del cablaggio diventa un fattore importante in quale tensione raggiunge effettivamente i terminali dell'attrezzatura.

Un pannello SPD installato vicino al bus del pannello e incollato correttamente può ridurre lo stress da sovratensione in modo molto più efficace di un dispositivo installato più lontano con cavi lunghi, anche se le loro valutazioni nominali appaiono simili sulla carta.

Nota breve: comportamento di sovratensione trifase (perché è diverso)

Nei sistemi trifase, il comportamento di sovratensione può includere:

Successi di fase-fase:
Gli eventi di commutazione, i guasti o gli effetti di accoppiamento possono creare picchi tra le fasi (L1–L2, L2–L3, L1–L3). Ciò è importante perché alcune apparecchiature (come azionamenti e alimentatori) possono essere stressate dai transitori L–L anche quando L–G sembra accettabile.

Impatto del sistema di messa a terra:
La rete di messa a terra e di incollaggio determina l'efficacia con cui è possibile deviare la corrente di sovratensione. Un percorso di terra ad alta impedenza, un legame scadente o percorsi paralleli multipli possono aumentare le tensioni residue durante le sovratensioni.

Impedenza + Effetto lunghezza del piombo:
Le correnti di sovratensione attraverso l'induttanza del cablaggio creano una caduta di tensione aggiuntiva. Anche un SPD di alta qualità può apparire "debole" se installato con conduttori lunghi o instradato male.

Cosa intendono di solito le persone per "protettore di sovratensione" 

il termine protettore di sovratensione è ampiamente usato come etichetta generale per molti prodotti e stili di installazione diversi. Nella lingua di tutti i giorni, spesso si riferisce a:

• Power Strip a spina con soppressione delle sovratensioni
  
• Dispositivi al punto di utilizzo vicino a un carico specifico
  
• Piccoli moduli di protezione integrati nell'apparecchiatura Cavi di alimentazione
  

Questo ampio uso provoca confusione nella progettazione trifase commerciale e industriale perché il termine non comunica chiaramente:

• se il dispositivo è collegato in modo permanente o plug-in,
  
• Quali modalità di sovratensione protegge effettivamente (L–L vs L–G),
  
• Se è progettato per topologie trifase,
  
• Come si coordina con la protezione a monte.
  

In altre parole, "protettore di sovratensione" è spesso a rivolto al consumatore o non ufficiale termine, mentre SPD (dispositivo di protezione contro le sovratensioni) è tipicamente utilizzato come a Termine di ingegneria a livello di sistema legato alle pratiche di distribuzione elettrica, agli standard e alle zone di installazione.

Ciò non significa che i dispositivi al punto di utilizzo siano "cattivi" o "inutili". Significa che il nome da solo non ti dice abbastanza sull'idoneità per un sistema trifase.

Differenze fondamentali: SPD vs Surge Protector in sistemi trifase 

Tabella di confronto: dispositivo di protezione contro le sovratensioni rispetto a un dispositivo di protezione contro le sovratensioni 

1) Posizione di installazione e ruolo del sistema

Un SPD a livello di distribuzione viene installato all'ingresso del servizio, al quadro elettrico o ai pannelli di distribuzione per intercettare l'energia di sovratensione prima che si propaga più in profondità nel cablaggio della struttura. In un contesto trifase, supporta la protezione in una zona del sistema elettrico anziché in un solo dispositivo.

Un protettore di sovratensione (in uso comune) viene in genere posizionato vicino all'attrezzatura o al ricettacolo. Questo può essere utile per la protezione locale, ma non protegge automaticamente gli alimentatori a monte, i pannelli o altri carichi collegati alla stessa rete trifase.

2) Ruolo primario (protezione zona vs protezione del dispositivo)

Un SPD fa parte dell'infrastruttura elettrica della struttura. Il suo scopo è ridurre lo stress transitorio su più circuiti e carichi a valle.

Di solito viene selezionato un protettore di sovratensione per proteggere un dispositivo o una presa specifica. È una soluzione localizzata e potrebbe non affrontare l'ambiente di piena sovratensione di un sistema di distribuzione commerciale/industriale in 3 fasi.

3) Modalità di adattamento e sovratensione della topologia in sistemi trifase

I sistemi trifase possono subire sovratensioni in più modalità, tra cui:

• L–G (linea-terra)
  
• L–L (linea a riga)
  
• N–G (da neutrale a terra) Ove applicabile
  

Un SPD trifase viene generalmente selezionato e cablato per affrontare le modalità rilevanti per la configurazione del sistema (3 fili vs 4 fili, delta vs Wye). Molti prodotti chiamati "protettori di sovratensione" sono orientati in una sola fase a meno che non siano esplicitamente progettati per trifase, il che può portare a una protezione incompleta (soprattutto per gli eventi L–L).

4) Esposizione energetica e ciclo di lavoro

Gli SPD montati su pannello generalmente devono affrontare un'esposizione più elevata perché operano a livello di infrastruttura e possono gestire transienti di commutazione ripetuti oltre a disturbi in arrivo per lunghi periodi di servizio.

I dispositivi al punto di utilizzo sono generalmente destinati a transitori più piccoli e localizzati. Se un'impennata di grandi dimensioni raggiunge l'estremità del carico senza stadiazione a monte, i dispositivi al punto di utilizzo possono essere costretti ad assorbire più energia del previsto.

5) Limitazione di tensione ai terminali dell'apparecchiatura

La protezione del punto di utilizzo può bloccarsi più vicino all'apparecchiatura, che può aiutare a ridurre la tensione residua ai terminali del dispositivo.

Tuttavia, gli SPD a livello di distribuzione riducono l'energia di sovratensione prima nel sistema, che può ridurre lo stress tra pannelli, alimentatori e circuiti a valle multipli. Nelle strutture trifase, le migliori prestazioni derivano in genere dalla protezione graduale piuttosto che basarsi su un solo luogo di protezione.

6) Monitoraggio, manutenzione e sostituibilità

Le installazioni commerciali e industriali spesso richiedono manutenibilità e visibilità. Gli SPD a livello di distribuzione spesso includono l'indicazione di stato e i contatti opzionali di segnalazione remota per supportare la pianificazione della manutenzione.

I dispositivi al punto di utilizzo spesso forniscono indicatori di base e vengono trattati come accessori sostituibili anziché come componenti dell'infrastruttura.

Tipi SPD in sistemi trifase

il termine Tipi SPD In genere si riferisce a categorie di installazione che indicano dove e come viene applicato un SPD all'interno del sistema di alimentazione. Nei sistemi trifase, il tipo influisce sul livello di esposizione e sul coordinamento.

Dispositivo di protezione contro le sovratensioni di tipo 1

A Dispositivo di protezione contro le sovratensioni di tipo 1 è generalmente utilizzato sul lato di ingresso di servizio ed è destinato a gestire eventi di energia superiore in corrispondenza o in prossimità della fonte di disturbi di alimentazione in entrata. Aiuta a ridurre l'energia di sovratensione che entra nella struttura.

Che cosa non sostituisce:
Non elimina la necessità di protezione a valle in grandi strutture, perché le distanze di cablaggio e la commutazione interna possono comunque generare transitori dannosi nel sistema.

Dispositivo di protezione contro le sovratensioni di tipo 2

A Dispositivo di protezione contro le sovratensioni di tipo 2 è comunemente installato in pannelli di distribuzione e sottopannelli. In molti edifici trifase, questo è lo strato "cavallo di lavoro" più comune perché si trova vicino a circuiti e carichi di diramazione.

Perché è comune nei pannelli:
Offre una protezione pratica nei punti di distribuzione in cui sono frequenti le sovratensioni interne e le interazioni delle apparecchiature a valle.

Dispositivo di protezione contro le sovratensioni di tipo 3

A Dispositivo di protezione contro le sovratensioni di tipo 3 viene tipicamente utilizzato a livello di apparecchiatura o punto di utilizzo. di solito è più efficace quando lo è Coordinato con protezione a monte di tipo 1 e/o tipo 2.

Dipendenza dalla protezione a monte:
Nei sistemi trifase, un dispositivo di tipo 3 da solo può essere esposto a più energia del previsto se non esiste un SPD a monte per ridurre prima l'entità dell'impennata.

Guida alla selezione per un dispositivo di protezione contro sovratensioni trifase 

• FDS20C/4-275 Classe II
• Designazione: Tipo2
• Classificazione: Classe II
• Modalità di protezione: L→PE , N→PE
• Tensione nominale UN: 230 VAC/50(60)Hz
• massimo. Tensione di funzionamento continuo UC (L-N): 275 VAC/50(60)Hz
• Capacità di resistenza al cortocircuito: 20 kA
• IC corrente di funzionamento continuo: <20 µA
• Consumo energetico in standby PC: ≤25 MVA
• Corrente di scarica massima (8/20μs) Imax: 40 kA
• Corrente di scarica nominale (8/20μs) In: 20 kA
• Livello di protezione della tensione: ≤1,3 kV
• Resistenza all'isolamento: ＞1000 MΩ
• Materiale abitativo: UL94V-0
• Grado di protezione: IP20

Richiedi un preventivo

Gli ingegneri in genere selezionano una 3 fasi Dispositivo di protezione contro le sovratensioni In base alla configurazione elettrica del sistema, all'ambiente di sovratensione previsto e al modo in cui la protezione sarà coordinata tra le zone.

Input di ingegneria chiave

Tensione e configurazione del sistema:
La selezione deve corrispondere al sistema effettivo (3 fili vs 4 fili, delta vs Wye). Una mancata corrispondenza può portare a modalità di protezione inefficaci o operazioni improprie.

Zona di installazione:
Ingresso servizio Obiettivi di protezione incoming surges. La protezione della distribuzione si rivolge all'esposizione interna e a valle. Protezione a livello di attrezzatura si rivolge a carichi sensibili.

Compatibilità della disposizione di messa a terra:
Il metodo di messa a terra influenza quali modalità contano di più e come i ritorni di corrente di picco. L'incollaggio scadente può aumentare la tensione residua indipendentemente dalla valutazione del dispositivo.

Strategia di coordinamento (protezione in scena):
Piuttosto che aspettarsi che un dispositivo copra tutto, gli ingegneri spesso applicano una protezione graduale in modo che ogni strato gestisca ciò per cui è più adatto.

Controlli di selezione (max 6 punti):

• Conferma la topologia del sistema (3 fili/4 fili, Delta/Wye) e le modalità di protezione richieste
  
• Scegliere la zona di installazione (ingresso di servizio, pannello di distribuzione, livello dell'attrezzatura)
  
• Verificare la compatibilità della tensione con il range nominale e di tolleranza del sistema
  
• Verificare le esigenze di monitoraggio (indicazione locale vs contatti remoti per allarmi)
  
• Pianificare un instradamento diretto e diretto per ridurre al minimo l'induttanza del piombo
  
• Coordinare i dispositivi a monte/a valle in modo che l'energia sia condivisa in modo appropriato

Errori comuni nella protezione contro le sovratensioni trifase 

Anche un buon hardware può essere sottoperformante se applicato in modo errato. Gli errori comuni nelle installazioni trifase includono:

• Posizionamento errato o contatti lunghi: L'installazione dell'SPD lontano dal bus o dai conduttori di instradamento con lunghezza non necessaria aumenta la tensione residua.
  
• Supponendo che un dispositivo protegga l'intera struttura: I grandi siti spesso necessitano di una protezione graduale in più punti di distribuzione.
  
• Utilizzo della protezione point-of-use senza coordinamento a monte: I dispositivi a livello di apparecchiature potrebbero essere sovraccaricati se l'energia di sovratensione a monte non viene ridotta.
  
• Ignorando la qualità di incollaggio/messa a terra: L'incollaggio scarso aumenta l'impedenza e aumenta la tensione osservata dall'apparecchiatura durante un'impennata.
  
• Selezionando senza topologia di sistema abbinata: Le modalità di protezione devono adattarsi alla configurazione trifase effettiva (3 fili vs 4 fili, Delta vs Wye).
  

Perché questa differenza è importante per i progetti trifase OEM

Nei progetti di pannelli trifase OEM, la scelta SPD è spesso guidata da vincoli di integrazione pratici piuttosto che da etichette di prodotti generici. Gli ingegneri possono richiedere formati di montaggio specifici, modalità di cablaggio (L–L, L–G e movimentazione neutrale ove applicabile), contatti di monitoraggio per sistemi di controllo e vincoli di custodia o termici. In questi casi, la produzione in fabbrica e il supporto per la personalizzazione OEM in Cina possono essere rilevanti per soddisfare i requisiti elettrici e meccanici specifici del progetto senza modificare la strategia di protezione prevista.

Conclusione 

Nei sistemi trifase, un dispositivo di protezione contro le sovratensioni (SPD) è in genere un componente a livello di distribuzione installato in pannelli o quadri per ridurre lo stress transitorio attraverso le sezioni dell'impianto elettrico. Il termine protettore di sovratensione è più ampio e si riferisce spesso alla protezione del punto di utilizzo, che può aiutare in terminali specifici dell'attrezzatura ma potrebbe non affrontare l'esposizione a livello di sistema.

Per gli ambienti trifase, il corretto posizionamento, la corrispondenza della topologia e la protezione coordinata in fase di solito contano più dell'etichetta. Una strategia di sovratensione ben progettata considera la protezione come un'attività di ingegneria del sistema, non una decisione per un dispositivo singolo.

Domande frequenti