I dispositivi di protezione dalle sovratensioni (SPD) sono componenti fondamentali per la protezione degli impianti elettrici da picchi di tensione e sovratensioni. Tuttavia, come qualsiasi altro dispositivo, gli SPD possono guastarsi. Comprendere le modalità di guasto degli SPD – circuito aperto e cortocircuito – è essenziale per garantire una protezione continua e l'affidabilità del sistema.
Guasto a circuito aperto negli SPD
Il guasto a circuito aperto è una modalità comune di guasto negli SPD, in particolare quelli con varistori. Questo tipo di guasto si verifica in genere a causa del naturale processo di invecchiamento o dei meccanismi di protezione termica. Quando un SPD raggiunge la fine della sua vita utile, viene attivato un sezionatore interno, rendendo l'SPD inoperativo. Questo sezionatore è progettato per disabilitare l'SPD per prevenire ulteriori danni.
Negli SPD con tubi a scarica di gas, possono essere utilizzati anche dei sezionatori interni (protezione termica) per proteggere dal surriscaldamento anomalo causato da correnti susseguenti o sovracorrenti inaspettate. È importante notare che la fuga termica, una causa comune di guasto negli SPD basati su varistori, non si applica agli SPD con tubi a scarica di gas o spinterometri incapsulati.
Uno spinterometro, un altro tipo di SPD, può guastarsi in modalità circuito aperto quando non riesce più ad accendere un arco a causa dell'usura dell'elettrodo o di un circuito di accensione elettronico sbiadito. In questo stato, l'SPD diventa permanentemente aperto, lasciando il sistema non protetto.
Perché è difficile rilevare un guasto a circuito aperto
Una delle sfide con i guasti a circuito aperto è che spesso passano inosservati. Poiché l'SPD non è più operativo, il sistema rimane non protetto, ma non ci sono segnali immediati di guasto. Per risolvere questo problema, si raccomandano SPD con funzioni di indicazione di guasto. Questi indicatori avvisano gli utenti quando un SPD si è guastato, assicurando una sostituzione tempestiva prima del successivo evento di sovratensione.
Guasto da cortocircuito negli SPD
Il guasto da cortocircuito è un'altra modalità di guasto critica che può avere gravi conseguenze. Questo tipo di guasto può essere causato da sovratensione anomala sostenuta (TOV) o guasti nel sistema di distribuzione, come commutazione neutro/fase o disconnessione del neutro. Inoltre, anche le sovratensioni con livelli di energia inaspettati possono causare guasti da cortocircuito.
Quando un SPD fallisce in modalità cortocircuito, il sistema subisce un impatto significativo. La corrente di cortocircuito scorre attraverso l'SPD guasto, causando potenzialmente un'eccessiva dissipazione di energia e rischi di incendio. Per mitigare questo rischio, gli SPD devono essere sottoposti a test di capacità di tenuta al cortocircuito come delineato nello standard IEC 61643-11.
Il ruolo dei dispositivi di protezione da sovracorrente
Per proteggere ulteriormente dai guasti da cortocircuito, dispositivi di protezione da sovracorrente esterni, come fusibili, interruttori automatici o RCD, vengono spesso utilizzati insieme agli SPD. Questi dispositivi agiscono come protezione di backup, interrompendo la corrente di cortocircuito e prevenendo potenziali rischi di incendio.
Conformità agli standard IEC 61643-11
Lo standard IEC 61643-11 fornisce linee guida complete per testare e verificare le modalità di guasto degli SPD. Prevede che gli SPD debbano avere sezionatori (interni, esterni o entrambi) per garantire un funzionamento sicuro. Inoltre, lo standard richiede che il funzionamento di questi sezionatori sia indicato da un indicatore di stato corrispondente.
Dispositivi di protezione termica e di estinzione dell'arco elettrico
La protezione termica è una caratteristica critica negli SPD, progettata per prevenire il surriscaldamento dovuto a degradazione o sovraccarico. Tuttavia, questo test non viene eseguito su SPD contenenti solo componenti di commutazione di tensione e/o dispositivi ABD.
Per una maggiore sicurezza, alcuni SPD sono dotati di dispositivi di estinzione dell'arco. Porsurge brevettato per scollegare in modo permanente e sicuro dal sistema di alimentazione, interrompere l'arco CA/cortocircuito per prevenire il rischio di incendio
Conclusione
Comprendere le modalità di guasto degli SPD, circuito aperto e cortocircuito, è fondamentale per mantenere la protezione del sistema e prevenire potenziali pericoli. Aderendo agli standard IEC 61643-11 e incorporando caratteristiche come dispositivi di protezione termica e di estinzione dell'arco, gli SPD possono fornire una protezione affidabile e duratura contro sovratensioni e picchi di tensione.
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