Guida: protezione da fulmini e da sovratensione per sistemi di illuminazione a LED Versione 09/2015 Indice Capitolo 1. Protezione da fulmini e da sovratensione per sistemi di illuminazione a LED . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 Capitolo 1.1 Concetti di base . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 Capitolo 1.2 Pericoli . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 Capitolo 1.3 Analisi dei rischi - Rischi derivanti da fulmini e da sovratensione . . . . . . . . . . . 3 Capitolo 1.4 Aiuto alla decisione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 Capitolo 1.5 Luogo di installazione della protezione da fulmini e da sovratensione . . . . . . . 4 Capitolo 1.6 Allacciamento del limitatore di sovratensione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 Capitolo 1.7 Risultato . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 Questa guida si basa sulle norme e i regolamenti attualmente in vigore e noti e sulle nostre esperienze. Da essa non è possibile desumere un vincolo giuridico ed una completezza generalmente validi. Protezione da fulmini e da sovratensione per sistemi di illuminazione a LED Capitolo 1. Protezione da fulmini e da sovratensione per sistemi di illuminazione a LED Capitolo 1.1 Concetti di base In passato, le illuminazioni dei capannoni venivano prevalentemente realizzate con tubi fluorescenti muniti di regolatori di corrente o lampade a vapori di mercurio (lampade HQL). Le lampade HQL hanno una durata di circa 20.000 ore. Per ridurre il consumo energetico e per ottenere una migliore illuminazione, attualmente molti impianti di illuminazione vengono convertiti in moderni sistemi di illuminazione a LED. Le moderne lampade a LED risparmiano fino al 70 percento di energia, offrendo nello stesso tempo una durata fino a 100.000 ore. Di conseguenza, in molti casi l'investimento viene ammortizzato già dopo circa due anni. Capitolo 1.2 Pericoli Le lampade a LED sono prevalentemente classificate nella categoria di sovratensione II e sono testate con una tensione a impulsi (surge test) da 2kV a 4kV. Rispetto alle vecchie lampade HQL, sono progettate per una rigidità dielettrica nettamente più ridotta, e pertanto sono particolarmente sensibili alla sovratensione. Nei sistemi a risparmio energetico, le sovratensioni possono essere provocate da svariate cause. Scariche prodotte da fulmini possono produrre sovratensioni con valori superiori a 10.000 Volt e danneggiare irreparabilmente apparecchi elettronici in un raggio di 2 km dal luogo della scarica. Anche attraverso operazioni di accensione in reti industriali oppure all'avvio di tubi fluorescenti o lampade HQL si producono elevate sovratensioni di circa 5.000 Volt. Infine, è particolarmente rilevante la condizione nella quale lampade a LED, tubi fluorescenti e lampade HQL sono in funzione nella stessa rete elettrica. Se il sistema di illuminazione non viene protetto, tali sovratensioni conducono in modo permanente a una riduzione dell'intensità luminosa, fino a danni irreparabili al driver e al modulo del LED. A causa di tali guasti e degli elevati costi di riparazione, il tempo di ammortizzamento si prolunga in misura considerevole. Di conseguenza, un limitatore di sovratensione esterno adatto è strettamente necessario per salvaguardare gli investimenti in moderni sistemi di illuminazione a LED. Capitolo 1.3 Analisi dei rischi - Rischi derivanti da fulmini e da sovratensione Un'analisi dei rischi secondo la norma sui parafulmini VDE 0185-305 (IEC 62305) può rilevare pericoli derivanti da fulmini che si presentano direttamente e nelle immediate vicinanze e mettere in rilievo la necessità di un sistema parafulmini. Essenzialmente, l'intero sistema di illuminazione deve essere messo in sicurezza attraverso un limitatore di sovratensione pluristadio. • all'ingresso dell'edificio: equipotenzializzazione con parafulmine con deviatore di corrente del fulmine tipo 1 o deviatore combinato tipo 1+2 • nei successivi quadri di distributore e di comando: equipotenzializzazione locale con limitatore di sovratensione di tipo 2 • sui distributori a distanza: limitatore di sovratensione locale con deviatore tipo 2 o tipo 3 3 Protezione da fulmini e da sovratensioneper sistemi di illuminazione a LED • davanti alla lampada da proteggere: dispositivo di protezione Il pericolo derivante da scariche di fulmini distanti e da sovratensioni di manovra può essere rilevato mediante un'analisi dei rischi secondo la norma VDE 0100443 (IEC 60364-4-44). Il pericolo dipende dal sistema di rifornimento energetico presente. Al di fuori degli edifici, le linee aeree sono esposte al pericolo maggiore. All'interno degli edifici, lunghe linee di alimentazione e lucernari continui presentano un elevato potenziale di induzione e di differenze di potenziale. Questo può essere ridotto attraverso una linea di alimentazione schermata con una canalina metallica con messa a terra e con un alloggiamento metallico delle lampade. Nota Capitolo 1.4 Per impianti industriali, nella norma VDE 0100-443 (IEC 60364-4-44), paragrafo 443.3.2.2 è richiesto un limitatore di sovratensione di tipo 2 o di tipo 3. Aiuto alla decisione Il limitatore di sovratensione per l'illuminazione di capannoni deve essere installato quando si verifica una delle seguenti condizioni: • l'edificio possiede un impianto parafulmine esterno. • il circuito elettrico di illuminazione rifornisce diversi organi di illuminazione, ad esempio lampade HQL, la cui tensione di accensione è di 4.500 V. • al circuito elettrico dell'illuminazione del capannone sono collegati grandi consumatori, come motori o saldatori, che possono produrre sovratensione. • sono già presenti guasti alle lampade LED. non può essere escluso un danno derivante dalla sovratensione. • L'assicurazione richiede misure di protezione da sovratensione, ad esempio per illuminazioni negli aeroporti o nel caso di illuminazioni utilizzate per la sicurezza (Fonte: linee guida VdS 2010). Per ridurre al minimo il pericolo, è necessario un limitatore di sovratensione differenziato davanti alle lampade a LED oppure ai quadri di transizione. Queste misure di sicurezza contribuiscono a ridurre i costi di riparazione di componenti elettronici danneggiati. Le sovratensioni sono pericolose per le illuminazioni a LED; pertanto è indispensabile un circuito di protezione. Capitolo 1.5 Luogo di installazione della protezione da fulmini e da sovratensione L'impiego della protezione da sovratensione è necessario per l'esercizio sicuro. Decisivo per l'effetto protettivo è tuttavia che il livello di protezione del dispositivo di protezione da sovratensione sia al di sotto della resistenza alla tensione impulsiva della lampada e del driver LED. Per ottenere un effetto protettivo ottimale, il limitatore di sovratensione deve essere applicato in prossimità dei componenti da proteggere. Quando la lunghezza della linea supera i cinque metri, è necessario installare un dispositivo di protezione supplementare o una linea di alimentazione schermata. 4 Protezione da fulmini e da sovratensioneper sistemi di illuminazione a LED Nota Nella norma sulle lampade VDE 0711-1 (EN 60598-1) lampade – Parte 1: al punto 4. 32 si afferma che "i sistemi di protezione da sovratensione devono essere conformi alla norma di prova IEC 61643.“ Secondo questa norma, i dispositivi di protezione da sovratensione devono poter deviare la corrente a impulsi di svariate migliaia di Ampere, più volte e senza riportare danni. Ogni dispositivo di protezione deve essere monitorato dal punto di vista termico ed essere staccato in modo sicuro in caso di difetto. Figura 1: Limitatore di sovratensione tipo 1 + 2, V50 3+NPE-280, nel quadro generale Figura 2: Limitatore di sovratensione tipo 2, V20 3+NPE-280, nel sottoquadro 5 Protezione da fulmini e da sovratensioneper sistemi di illuminazione a LED Figura 3: Limitatore di sovratensione tipo 2 + 3, ÜSM-LED 230, montato nella cassetta di derivazione dei cavi, sul sistema di fissaggio dei cavit Per il completamento del limitatore di sovratensione può essere applicato il dispositivo di protezione ÜSM-LED 230-65 isolato e classificato nella classe di protezione IP 65. Con il cavo di connessione, il dispositivo di protezione può essere montato anche in condizioni ambientali difficili o sul quadro di distributore. 4 Figura 4: Figura Luogo di installazione Limitatore di sovratensione tipo 2 + 3, ÜSM-LED 230-65 Apparecchio di protezione Descrizione N. articolo: V50 3+NPE-280 Deviatore combinato tipo 1+2 5093 526 Distribuzione principale 1 Alimentazione Quadro di comando/distributore 2 a 3 fasi + NPE V20 3+NPE-280 Limitatore di sovratensione tipo 2 5095 253 a 1 fase + NPE V20 1+NPE-280 Limitatore di sovratensione tipo 2 5095 251 Alloggiamento del distributore/scatola di derivazione 3 Davanti alle lampade ÜSM-LED 230 Limitatore di sovratensione tipo 2 + 3 5092 480 4 distributore (IP 65) ÜSM-LED 230-65 Limitatore di sovratensione tipo 2 + 3 5092 478 Tabella 1: 6 Selezione degli apparecchi di protezione Protezione da fulmini e da sovratensioneper sistemi di illuminazione a LED Capitolo 1.6 Installazione del limitatore di sovratensione Il dispositivo di protezione ÜSM-LED 230 può essere installato in serie o in parallelo rispetto alle lampade. Collegamento in parallelo Figura 5: Nel caso di collegamento in parallelo, il dispositivo di protezione da sovratensione viene collegato prima della lampada a LED. Comportamento in caso di guasto: • scompare l'indicazione su ÜSM-LED. La protezione da sovratensioni viene scollegata. La lampada a LED continua ad essere accesa senza protezione. Collegamento in serie Figura 6: Nel caso di collegamento in serie, il limitatore di sovratensione deve essere collegato in serie alla lampada a LED: Comportamento in caso di guasto: • scompare l'indicazione su ÜSM-LED. La protezione da sovratensioni ed il circuito elettrico (L´) vengono scollegati. Il guasto viene segnalato dallo spegnimento della lampada a LED. Capitolo 1.7 Risultato Un dispositivo di protezione adatto prima del driver LED elettronico dovrebbe rappresentare una barriera sicura contro le sovratensioni. Così viene garantita la durata utile delle lampade a LED e viene protetto l'investimento. OBO offre sistemi di protezione da fulmini e da sovratensione completi nonché linee di alimentazione schermate per impianti di illuminazione. Per ulteriori informazioni, consultare il sito Internet www.obo.it 7 OBO BETTERMANN Srl 10098 Rivoli Cascine Vica (TO) Italia Servizio clienti Italia Tel.: 00 39 011 95 48 811 Fax: 00 39 011 95 48 899 E-Mail: [email protected] www.obo.it OBO BETTERMANN®, OPTO 150655, versione 7. settembre 2015 IT, articolo n.: 9131946 Via Ferrero, 16