Categorie

Limitatori di sovratensione (SPD) e Norma CEI 64-8 Sezione 722

Nell’ottava edizione (2021) della norma CEI 64-8 sezione 722Alimentazione dei veicoli elettrici”, oltre ad annoverare i cortocircuiti e i guasti a terra tra le possibili fonti di danno ai veicoli elettrici e alle stazioni di ricarica, si raccomanda che il circuito di alimentazione sia protetto da un dispositivo limitatore di sovratensione (SPD). Infatti, durante la ricarica il veicolo è accoppiato galvanicamente al sistema di alimentazione e le sovratensioni possono essere indotte dalla stazione tramite questo collegamento fisico.
Il mercato della mobilità elettrica è in rapida crescita e in futuro coinvolgerà sempre più settori e in particolare le infrastrutture (aree di servizio e di sosta, centri commerciali, banche, ospedali, stazioni ferroviarie, ecc.), gli enti locali e chiaramente gli utenti finali. Le stazioni di ricarica sono necessarie soprattutto nei luoghi in cui i veicoli parcheggiano per lungo tempo e l’introduzione dell’elettromobilità necessita di un’infrastruttura realizzata ad-hoc, che disponga di misure di protezione specifiche; per trarre i maggiori vantaggi possibili da questa tecnologia, è fondamentale prevenire le interruzioni del servizio. Già in fase di progettazione è quindi necessario prevedere ed implementare un sistema completo di protezioni contro i fulmini e le sovratensioni.
Le sovratensioni sono causate da scariche da fulmine (LEMP – impulso elettromagnetico da fulmine), operazioni di commutazione (SEMP – impulso elettromagnetico di commutazione) e scariche elettrostatiche (ESD). Si manifestano in una sola frazione di secondo con fronti di salita che in pochi microsecondi (μs) raggiungono valori elevati di tensione, prima di scendere di nuovo a valori nominali, in modo relativamente lento, per un periodo di tempo che si aggira intorno ai 100 μs.
Sia i veicoli elettrici che le stazioni di ricarica hanno generalmente una tensione nominale di tenuta ad impulso fino a 2500 V, ma la tensione che si sviluppa in caso di fulmine può essere di molto superiore a tale valore; entrambi hanno installati dei componenti elettrici ed elettronici molto sensibili e delle misure di protezione consentono di salvaguardare onerosi investimenti e di evitare impegnativi interventi di ripristino.
Pertanto, seguendo le linee guida riportate nella norma CEI 64-8 sezioni 443, 534 e 722 e, ove applicabile, nella norma CEI EN 62305 “Protezioni contro i fulmini”, sezione 4 “Impianti elettrici ed elettronici nelle strutture” si è dimostrato che tali accorgimenti sono in grado di ridurre efficacemente il rischio di guasti.
la Norma CEI EN 61851-1:2012-05 “Sistema di ricarica conduttiva dei veicoli elettrici – Parte 1: Prescrizioni generali” specifica diversi sistemi di ricarica (CA e CC, rapida e lenta) in funzione della potenza e dell’autonomia reintegrata in tempo, ma il concetto di protezione da sovratensione può essere applicato in tutti i contesti installativi. Esistono in commercio SPD per applicazioni in corrente alternata e continua in diverse classi di prova secondo CEI EN 61643-11 “Limitatori di sovratensione connessi a sistemi di bassa tensione”, che possono adeguatamente proteggere la stazione e il veicolo dai danni dovuti alle sovratensioni.
Alcuni esempi di installazione di un SPD sia all’interno che a monte di una colonnina di ricarica in corrente alternata.

Cosa installare all’interno di una stazione di ricarica? 

Cosa installare a monte di una stazione di ricarica?

Gli schemi riportati sono riferiti alla protezione delle linee di energia, ma è opportuno tener presente che le stazioni di carica sono dotate anche di linee dati e di comunicazione, sensibili anch’esse alle sovratensioni transitorie indotte o condotte. Tali sovratensioni possono essere limitate tramite SPD che fanno riferimento alla norma CEI EN 61643-21: “Dispositivi di protezione dagli impulsi collegati alle reti di telecomunicazione e di trasmissione dei segnali. Prescrizioni e metodi di prova”.
La raccomandazione indicata nella sezione 722 della norma CEI 64-8 può essere estesa anche alle linee tecnologiche affinché la protezione risulti efficace a livello globale.

Michele Tedone
Impianti a Livelli ANIE CSI