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V5: le novità per la protezione contro le sovratensioni

E’ recentemente entrata in vigore la Variante 5 della Norma CEI 64-8. E’ costituita da 3 nuove sezioni che trattano i seguenti temi:
Sezione 443 – Protezione contro le sovratensioni di origine atmosferica o dovute a manovre;
Sezione 534 – Dispositivi per la protezione contro i disturbi elettromagnetici e di tensione;
Sezione 722 – Alimentazione di veicoli elettrici (stradali), non oggetto del presente articolo.
Le nuove Sezioni 443 e 534 introducono importanti novità in merito alla protezione contro le sovratensioni mediante SPD (limitatori di sovratensioni) che di fatto risulta obbligatoria in quasi tutti i casi di installazione di nuovi impianti elettrici, mentre prima della Variante 5 era prevista l’obbligatorietà degli SPD solo in caso di rischio di perdita di vite umane e/o in presenza di danni economici rilevanti come per esempio nel caso di impianti elettrici domotici (impianti di 3° livello).

Sezione 443: quando deve essere installato un SPD?
La Sezione 443 riporta i parametri per la protezione degli impianti elettrici contro le sovratensioni transitorie di origine atmosferica che si accoppiano sulla rete di distribuzione dell’energia elettrica, comprese le fulminazioni dirette della linea di alimentazione e le sovratensioni transitorie dovute a manovre di commutazione del gestore dell’energia elettrica o causate dall’impianto elettrico dell’utente stesso.
Si richiama l’attenzione sul fatto che le prescrizioni riportate nella Sezione 443 non si applicano alle fulminazioni dirette degli edifici/strutture ed in prossimità degli edifici/strutture e agli impianti in cui le conseguenze delle sovratensioni riguardano:
– le strutture in cui vi sia un rischio di esplosione;
– le strutture in cui il danno può coinvolgere anche l’ambiente circostante (ad esempio nel caso di emissioni chimiche o radioattive).
In tali casi la valutazione del rischio dovrà essere eseguita secondo le Norme CEI EN 62305-2: “Protezione contro i fulmini. Valutazione del rischio”. Qualora a seguito della valutazione risultasse necessaria l’installazione di un LPS (impianto parafulmine esterno), lo stesso dovrà essere progettato e costruito secondo le Norme CEI EN 62305-3: “Protezione contro i fulmini. Danno materiale alle strutture e pericolo per le persone”

Si nota che per la prima volta la Norma CEI 64-8 Variante 5 prescrive l’obbligatorietà dell’installazione di dispositivi per la protezione contro le sovratensioni, quando le conseguenze degli effetti delle sovratensioni transitorie possono avere ripercussioni su:
1. Vita umana, per esempio servizi di sicurezza, dispositivi di assistenza medica;
2. Strutture pubbliche e strutture con patrimonio culturale, p.es. strutture che offrono servizi pubblici, centri di telecomunicazione, musei;
3. Attività commerciali ed industriali, per esempio alberghi, banche, industrie, commercio, fattorie;
4. Luoghi con presenza di persone elevata, per esempio grandi edifici, scuole, uffici;

Per tutti gli altri casi non coperti dai quattro punti sopra indicati, deve essere eseguita una valutazione semplificata del rischio CRL (livello di rischio calcolato) allo scopo di determinare se la protezione contro le sovratensioni transitorie sia necessaria.
Esito della valutazione semplificata del rischio CRL:
– se CRL risulta maggiore o uguale a 1.000 non c’è l’obbligo di installare SPD;
– se CRL risulta minore di 1.000 c’è l’obbligo di installare SPD.
Se la valutazione semplificata del rischio CRL non viene eseguita, l’impianto elettrico deve essere dotato obbligatoriamente di una protezione contro le sovratensioni transitorie.

La formula per calcolare CRL è la seguente:

CRL = fenv / ( Ng * Lp)

dove:
fenv è un fattore ambientale calcolato utilizzando la tabella seguente, tenendo il valore del coefficiente F pari a 1 per tutti gli impianti in Italia:

Ambiente rurale e suburbano –> fenv = 85 x F
Ambiente urbano –> fenv = 850 x F

Ng è la densità di fulmini al suolo (numero di fulmini all‘anno per km²)
Lp è la lunghezza del tratto sottoposto alla valutazione del rischio, calcolata come segue:

Lp = 2 Lpal + Lpcl + 0,4 Lpah + 0,2 Lpch (km)

dove:
Lpal è la lunghezza (km) della linea aerea di bassa tensione;
Lpcl è la lunghezza (km) del cavo interrato di bassa tensione;
Lpah è la lunghezza (km) della linea aerea di alta (media) tensione;
Lpch è la lunghezza (km) del cavo interrato di alta (media) tensione;
La lunghezza totale da considerare (Lpal + Lpcl + Lpah + Lpch) è il valore minore tra 1 km e la distanza fino al primo SPD installato nella rete di alimentazione del Distributore. Se le lunghezze dei diversi tratti della rete di distribuzione sono completamente o parzialmente sconosciute, il valore di Lpal deve essere posto uguale alla distanza rimanente per raggiungere una lunghezza totale di 1 km.

Si richiama l’attenzione sul fatto che spesso il progettista/installatore non conosce la composizione della linea e/o la posizione degli SPD sulla linea del Distributore, pertanto dovrebbe considerare Lpal = 1 km da cui risulta Lp = 2 km.
In pratica facendo il calcolo di CRL risulta che gli SPD sono quasi sempre obbligatori, salvo qualche caso particolare dove Ng è minore di 1 fulmine all’anno per km²

Legenda:
1 PoD – Origine dell’impianto dell’Utente;
2 Mt/Bt – Trasformatore media/bassa tensione;
3 SPD – Dispositivo di protezione dalle sovratensioni;

Sezione 534 – Che tipo di SPD e come deve essere installato?
La scelta e i criteri di installazione degli SPD sono indicati nella nuova Sezione 534 della Variante 5 della Norma CEI 64-8. Gli SPD devono essere installati il più vicino possibile all’origine dell’impianto, preferibilmente nel quadro elettrico principale e devono essere conformi alla Norma di prodotto CEI EN 61643-11.
Per garantire la protezione contro le sovratensioni di tutto l’impianto elettrico potrebbero essere necessari ulteriori SPD di Tipo 2 e/o di Tipo 3 installati vicino alle apparecchiature sensibili, e questi SPD devono essere coordinati con gli SPD posti a monte in base alle specifiche tecniche dei costruttori.
Se sulle linee elettriche di alimentazione è necessario installare SPD, si raccomanda l’impiego di altri SPD sulle altre linee, come quelle telefoniche, di segnale antenna TV, reti dati, EVAC, TVCC, ecc.
Le prescrizioni per la protezione contro le sovratensioni transitorie propagate attraverso le reti di trasmissioni dati non sono trattate nell’articolo 443. Si veda la Specifica Tecnica CLC TS 61643-22 “Limitatori di sovratensione connessi a sistemi di bassa tensione. Scelta e principi di applicazione“.

SPD V5

La sezione 534 prescrive, in funzione della presenza o meno di un LPS esterno (impianto parafulmine), l’installazione di un SPD Tipo 1 oppure di un SPD Tipo 2 sul quadro principale all’origine dell’impianto elettrico.

SPD V5

Un altro concetto molto importante introdotto dalla Sezione 534 della Norma CEI 64-8 Variante 5 è il coordinamento degli SPD. Al fine di garantire che i vari SPD funzionino in modo selettivo, il coordinamento energetico dei singoli SPD è assolutamente essenziale. Il principio di base del coordinamento energetico è caratterizzato dal fatto che ogni stadio di protezione deve scaricare solo l’energia dei disturbi per la quale il dispositivo SPD è predisposto.
Se si verificano disturbi di maggiore potenza, lo stadio di protezione a monte, ad esempio SPD Tipo 1, deve scaricare la corrente impulsiva e mitigare la sollecitazione impressa sui dispositivi di protezione SPD di tipo 2 installati a valle. Tale coordinamento deve tener conto di tutte le possibili interferenze, come le sovratensioni di commutazione, le correnti di fulmine parziale, ecc.
I Progettisti e le Ditte Installatrici dovranno fare riferimento alle istruzioni d’uso fornite dal costruttore degli SPD stessi che a tal fine dovrà aver eseguito accurati test di coordinamento energetico presso laboratori specializzati dotati di idonei generatori di impulsi normalizzati.SPD V5

Per. Ind. Massimo Gamba
Membro CEI CT 81

Comments ( 7 )

  • Angelo

    Articolo fatto bene. Di facile comprensione. Però il dubbio è: obiettivo raggiunto, vendiamo SPD il più quanto è possibile. D’altra parte si deve anche considerare che il lavoro si deve inventarlo se serve; questa è un’ottima occasione.

  • Gennaro

    Con buona pace per i fulmini…

  • MALVISI

    E’ una ricetta ormai nota.
    Quella del “Pane di Carta”
    S’inventa un calcolo, un’abilitazione, un certificato, gli si attribusce una scadenza (rinnovabilità della risorsa).
    Girano soldi.

  • Salvatore Esposito

    Salve,
    gli impianti già esistenti si devono adeguare alle nuove novità?

  • Carlo Prestopino

    Grazie per l’utile articolo.
    Qualche dubbio…
    – come comportarsi nel caso in cui non si possa intervenire a monte, ma solo in prossimità dell’apparecchiatura installata? Ad es. impianti di videosorveglianza cittadina con punto di ripresa su palo della P.I. Sarebbe opportuno SPD di tipo 1 sul QE che alimenta il palo oggetto d’installazione, ma il più delle volte non viene consentito, poiché si andrebbe a modificare l’impianto elettrico comunale. Se l’SPD di tipo 1 non è presente nel QE (spesso è così…), che tipo di SPD si deve installare a ridosso degli apparati? Tipo 1 o Tipo 2?
    – Apparecchi di classe II. Per funzionare l’SPD ha bisogno (ovviamente) della messa a terra, in tal caso questa dovrebbe essere utilizzata solo per l’SPD e non per le masse metalliche degli apparecchi?
    Grazie

  • Costantin Marco

    Bravo Massimo Gamba, ottimo articolo.
    Però non mi è chiara ancora una cosa.
    Cosa si intende Edificio con LPS esterno?
    Un edificio con LPS, magari anche denunciato e mantenuto efficiente, ma da nuovi calcoli risulta auto protetto, l’LPS lo si deve considerare comunque come esistente e quindi SPD di livello 1?
    I fulmini non conoscono le norme e la probabilità che l’LPS funzioni per come costruito è molto probabile a prescindere dai calcoli di probabilità, almeno questo è il mio pensiero personale.
    Ciao e ancora complimenti.

  • Luigi

    Scusate ma quindi è sempre obbligatorio:
    Lp = 2
    Ng = 4 (per esempio)
    Anche a volere considerare un ambiente urbano quindi fenv= 850

    850/8 = 106,25 altro che mille.

    A meno che l’edificio non si trovi nel Sahara con un Ng pari a 0,001 sarà dura avere risultati con CRL > 1000.

    Ho fatto per caso male i conti?
    Grazie mille in anticipo per chi mi voglia rispondere.
    Luigi

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