Guida: protezione da fulmini e da sovratensione per sistemi di

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
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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.
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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
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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
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OBO BETTERMANN Srl
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OBO BETTERMANN®, OPTO 150655, versione 7. settembre 2015 IT, articolo n.: 9131946
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