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Protezione dalle sovratensioni: analisi, scelta e dimensionamento degli SPD

Informazioni tesi

  Autore: Pierluca Russotto
  Tipo: Laurea liv.I
  Anno: 2008-09
  Università: Università degli Studi di Palermo
  Facoltà: Ingegneria
  Corso: Ingegneria elettrica
  Relatore: Luigi Dusonchet
  Lingua: Italiano
  Num. pagine: 110

L’interruzione dell’alimentazione di un impianto elettrico non sempre è direttamente causata da problematiche inerenti alla qualità degli impianti di distribuzione o degli utilizzatori alimentati: talvolta essa è dovuta a fattori esterni caratterizzati da fenomeni altamente energetici quali sono i colpi di fulmine.
Molti ritengono, erroneamente, che la fulminazione di un edificio sia un evento piuttosto raro e, di conseguenza, non preoccupante.
Questo è parzialmente vero se si pensa alla sola fulminazione diretta di quell’edificio. In realtà oltre a tale evento se ne possono verificare anche altri che possono comportare ingenti danni alle persone e alla cose a causa delle sovratensioni che ne derivano: la fulminazione diretta della linea elettrica di alimentazione entrante nell’edificio, le fulminazioni indirette quando il fulmine cade in prossimità dell’edificio o delle linee elettriche e di segnale entranti.
A testimoniare l’importanza del problema sono le statistiche pubblicate dalle compagnie di assicurazione, dalle quali si rileva che i danni economici arrecati dalle sovratensioni sono della stessa entità di quelli arrecati dai furti.
Nasce pertanto la necessità di proteggere le strutture e gli impianti da questi fenomeni.
L’impianto di protezione contro i fulmini, denominato con l’acronimo LPS (Lighting Protection System), è formato all’esterno degli edifici dai captatori, dalle calate e dall’elemento dispersore nel terreno mentre all’interno è l’insieme delle misure di protezione atte a ridurre gli effetti elettromagnetici della corrente di fulmine. A questo sistema si aggiungono i limitatori di sovratensione o SPD (Surge Protective Device) destinati appunto a limitare le sovratensioni transitorie e a deviare le correnti impulsive, proteggendo con ciò linee, apparecchiature ed utenze.
Dal punto di vista progettuale, la necessità o meno della protezione contro le sovratensioni si stabilisce confrontando il rischio associato all’impianto in questione con il rischio tollerabile correlato alla tipologia di danno, in accordo con la norma CEI 81-10.
Se il rischio associato all’impianto risulta maggiore del rischio tollerabile bisogna studiarne tutte le possibilità di riduzione intervenendo sulle componenti che lo producono.
Il presente lavoro ha lo scopo di trattare, nel rispetto delle normative tecniche vigenti, la scelta delle apparecchiature (SPD) per la protezione degli impianti elettrici dalle sovratensioni, il loro coordinamento ed il loro corretto inserimento nel particolare sistema di distribuzione (TN, TT, IT).
A tal fine si ipotizza che l’analisi del rischio sia stata preventivamente effettuata e che, a seguito di essa, si sia deciso di effettuare la protezione dell’impianto dalle sovratensioni.

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5 INTRODUZIONE L’interruzione dell’alimentazione di un impianto elettrico non sempre è direttamente causata da problematiche inerenti alla qualità degli impianti di distribuzione o degli utilizzatori alimentati: talvolta essa è dovuta a fattori esterni caratterizzati da fenomeni altamente energetici quali sono i colpi di fulmine. Molti ritengono, erroneamente, che la fulminazione di un edificio sia un evento piuttosto raro e, di conseguenza, non preoccupante. Questo è parzialmente vero se si pensa alla sola fulminazione diretta di quell’edificio. In realtà oltre a tale evento se ne possono verificare anche altri che possono comportare ingenti danni alle persone e alla cose a causa delle sovratensioni che ne derivano: la fulminazione diretta della linea elettrica di alimentazione entrante nell’edificio, le fulminazioni indirette quando il fulmine cade in prossimità dell’edificio o delle linee elettriche e di segnale entranti. A testimoniare l’importanza del problema sono le statistiche pubblicate dalle compagnie di assicurazione, dalle quali si rileva che i danni economici arrecati dalle sovratensioni sono della stessa entità di quelli arrecati dai furti. Nasce pertanto la necessità di proteggere le strutture e gli impianti da questi fenomeni. L’impianto di protezione contro i fulmini, denominato con l’acronimo LPS (Lighting Protection System), è formato all’esterno degli edifici dai captatori, dalle calate e dall’elemento dispersore nel terreno mentre all’interno è l’insieme delle misure di protezione atte a ridurre gli effetti elettromagnetici della corrente di fulmine. A questo sistema si aggiungono i limitatori di sovratensione o SPD (Surge Protective Device) destinati appunto a limitare le sovratensioni transitorie e a deviare le correnti impulsive, proteggendo con ciò linee, apparecchiature ed utenze. Dal punto di vista progettuale, la necessità o meno della protezione contro le sovratensioni si stabilisce confrontando il rischio associato all’impianto in questione con il rischio tollerabile correlato alla tipologia di danno, in accordo con la norma CEI 81-10. Se il rischio associato all’impianto risulta maggiore del rischio tollerabile bisogna studiarne tutte le possibilità di riduzione intervenendo sulle componenti che lo producono. Il presente lavoro ha lo scopo di trattare, nel rispetto delle normative tecniche vigenti, la scelta delle apparecchiature (SPD) per la protezione degli impianti elettrici dalle sovratensioni, il loro coordinamento ed il loro corretto inserimento nel particolare sistema di distribuzione (TN, TT, IT). A tal fine si ipotizza che l’analisi del rischio sia stata preventivamente effettuata e che, a seguito di essa, si sia deciso di effettuare la protezione dell’impianto dalle sovratensioni.

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