Gestione delle sovratensioni per le apparecchiature elettroniche.
Il problema delle sovratensioni dovute a scariche di corrente dirette e indirette si presenta in maniera
molto evidente sulle apparecchiature elettroniche. Risentono di questo problema tutti quei dispositivi
alimentati con dispositivi elettronici, dalle telecamere agli apparecchi di illuminazione. Il problema può
riguardare qualsiasi tipo di installazione ma è altresì vero che in caso di impianti in pieno centro urbano o
in zone particolarmente protette la percentuale di presentazione delle problematiche è pressoché nulla.
Inoltre il livello di protezione è maggiore nel caso di impianto interrato, nel caso di impianto aereo il
rischio aumenta notevolmente (anche se quest’ultimo caso riguarda installazioni oramai obsolete ma
comunque sempre presenti).
Per questo motivo la stessa normativa che regola i dispositivi di protezione dalle sovratensioni (CEI EN
62305) definisce quattro zone di rischio a seconda dell’esposizione al fenomeno.
Nel caso di fulminazione indiretta (fulmine che si abbatte nel raggio di qualche centinaia di metri
dall’apparecchio) esistono dei dispositivi (SPD – Surge Protective devices – scaricatori di tensione) che
aiutano a proteggere l’apparecchiatura. Al contrario, il caso di scarica diretta (fulmine che colpisce
direttamente l’apparecchio) non può essere arginato in alcun modo.
Gli apparecchi a LED Cree sono dotati di serie di un dispositivo di protezione contro le sovratensioni, si
tratta di un varistore che interviene in caso l’apparecchio risulti sottoposto a una elevata differenza di
potenziale.
Il dispositivo ha le seguenti caratteristiche:
Range di voltaggio
130 a 625V DC
Picco di corrente singolo nel transitorio (8/20 µs)
1,75 a 10 kA
Tensione di intervento
670 V
Livello di protezione di tensione
1355 V
Il funzionamento del dispositivo è rappresentato nel grafico 1
Grafico 1
In pratica il dispositivo è tarato per scattare nel transitorio nel caso si avverta un picco di tensione
improvviso dovuto ad una scarica. A circa 670 V il dispositivo entra in funzione, immagazzina l’energia
della sovratensione scaricando verso terra la corrente in eccesso, fintanto che la tensione non è ritornata
al valore normale di 230 V. Se l’energia immagazzinata è inferiore alla capacità del varistore (zona
tratteggiata del grafico) l’apparecchio riprende a funzionare correttamente, senza che si verifichi alcun
danno al dispositivo SPD utilizzato per il controllo della sovratensione.
Tutto questo funziona regolarmente nel caso di apparecchi in classe di isolamento I, dotati cioè di un
cavo di messa a terra che permette una “via di fuga” all’eccesso di corrente.
Nel caso di prodotti in classe di isolamento II (privi di messa a terra) il dispositivo è sempre presente
ma il suo corretto funzionamento è legato soprattutto alla tipologia di impianto su cui è installato
l’apparecchio.
Gli impianti possono essere di vario tipo, si differenziano soprattutto per filosofia costruttiva. Gli aspetti
da valutare sono: l’impianto è integralmente in classe di isolamento II? I pali sono dotati di un
collegamento a terra? Il quadro è dotato di collegamento a terra? L’impianto è totalmente interrato o
presenta delle linee aeree?
In base all’esperienza acquisita, Cree propone degli accorgimenti che possono essere adottati per
salvaguardare i prodotti a LED, dotati, come detto, di SPD, anche dalle sovratensioni.
Caso 1. Impianto integralmente in classe di isolamento II (quadro e pali senza collegamento di terra,
impianti generalmente più recenti). In questo caso la soluzione che protegge maggiormente gli
apparecchi è montare su quadro uno scaricatore di tensione (*) per ciascuna fase e dotare il quadro di un
collegamento di terra. In alternativa dotare ciascun palo di collegamento a terra e munirlo di opportuno
scaricatore di tensione e fusibile.
Caso 2. Impianto in classe di isolamento II ma i pali sono dotati di collegamento a terra. In questo caso
possiamo proporre di montare lo scaricatore di tensione (*) direttamente nella morsettiera del palo
collegandolo alla messa a terra.
In entrambi i casi lo scaricatore protegge il prodotto dalle sovratensioni che arrivano da monte rispetto al
dispositivo. Per capire cosa intendiamo con sovratensioni che arrivano “da monte” utilizziamo un semplice
esempio: talvolta negli impianti stradali il palo è collegato ad un guard-rail, in modo da evitare differenze
di potenziale tra i due. Il guard-rail è un ottimo conduttore per sovracorrenti e ciò può determinare il
passaggio della sovratensione dal guard-rail al palo, fino ad arrivare all’apparecchio. In questo caso
mettere uno scaricatore di tensione nella morsettiera del palo e collegarlo a terra può garantire un ottimo
livello di protezione, evitando qualsiasi trasmissione di sovratensioni esterne all’apparecchio. Ovviamente
se la sovratensione arriva in maniera diretta o da una zona posta a valle del dispositivo SPD, come
detto,l’apparecchio risulta molto più vulnerabile.
In ultima analisi, considerate le varie casistiche e in base all’esperienza acquisita, Cree suggerisce, ove
possibile, di installare apparecchi in classe di isolamento I.
(*) SPD consigliato per le morsettiere dei pali e per i quadri elettrici:
Cirprotec CS2-40/230
(o altro con caratteristiche tecniche equivalenti)
Caratteristiche tecniche:
Tensione massima continuativa Uc = 275V
Livello di protezione di tensione Up ≤ 1,3 kV (L-N)
Corrente nominale di scarica In = 15 kA
Corrente massima di scarica Imax = 40 kA
Nota:
La garanzia offerta da Cree sui prodotti a LED non è applicabile in caso di danni causati da eventi
naturali particolari e non controllabili
 Si ricorda che gli apparecchi acquistati in Classe di isolamento I presentano una codifica diversa da
quanto indicato nel listino e nel catalogo. Le prime due lettere del codice per i prodotti a LED in classe di
isolamento I è LX (Es. LXSPR304B = Ledway Street , classe di isolamento I, ottica PR, montaggio 3, 40
LED). I prodotti in classe di isolamento II sono invece identificati da codici del tipo LY#####