Protezione da sovratensioni

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1 Protezione da sovratensioni

2 Provvedimenti di protezione in impianti PV Equipotenzializzazione antifulmine Impiego limitatori di sovratensione Impianti fotovoltaici offgrid

3 Schema di principio di un concetto di protezione da sovratensioni Impiego di SPD in impianti fotovoltaici CEI 64-8/5 cap. 534 CEI protezione contro sovraccorrenti (OCPD) contatore inverter generatore PV N barra equipotenziale principale / 9086_I_1

4 Selezione della classe (tipologia) dell SPD e della sezione minima dei collegamenti equipotenziali applicazione/ ambito di montaggio equipotenzialità SPD al punto di montaggio I SPD al punto di montaggio II SPD al punto di montaggio III e IV A impiego di SPD in una struttura, senza impianto di protezione (LPS) esterno 6 mm² * SPD Tipo 2 EN * SPD Tipo 2 EN * SPD Tipo 2 EN B impiego di SPD in una struttura, con impianto di protezione (LPS) esterno, distanza di sicurezza s viene rispettata 6 mm² SPD Tipo 1 EN SPD Tipo 2 EN SPD Tipo 2 EN C impiego di SPD in una struttura con impianto di protezione (LPS) esterno, distanza di sicurezza s non viene rispettata 16 mm² SPD Tipo 1 EN SPD Tipo 1 EN * SPD Tipo 1 EN *) se necessario Bibl.: DIN EN Bbl 5 (VDE Bbl 5): Tabelle / 9084_I_2

5 Comparazione delle correnti di prova 1 2 i[ka] forma d onda [µs] 10/350 8/20 i max [ka] corrente impulsiva per SPD Tipo 1 scaricatori per corrente di fulmine 20 0 Bibl.: CEI EN corrente impulsiva per SPD Tipo 2 limitatore di sovratensione t [µs] / 916_I_3

6 Ambito di montaggio B, punto di montaggio I Equipotenzializzazione antifulmine CA 6 mm 2 Cu SPD combinatotipo /400 V HAK Z Z Wh Wh EBB EBB: barra equipotenziale principale; CA: cassetta di allacciamento generatore PV / 4015_I_2

7 Equipotenzializzazione antifulmine Ingresso linea elettrica DEHNventil Wh art. rete monofase TT: rete trifase TT e TN-S: rete trifase TN-S: per l installazione aggiuntiva ed in caso di semplici impianti elettrici DEHNshield art. rete monofase TT: rete trifase TT e TN-S: rete trifase TN-S: / 6774_I_2

8 DEHNventil e DEHNshield Scaricatori combinati Tipo CEI EN Scaricatore combinato SPD Tipo 1 + 2, con efficacia di protezione verso utenza finale Tipo 1, 2, 3 DEHNventil DV M TT 2P (FM) art ( ) larghezza 4 unità DV M TT (FM) art ( ) larghezza 8 unità Scaricatore combinato SPD Tipo 1 + 2, con efficacia di protezione verso utenza finale Tipo 1, 2, 3 DEHNshield DSH TT 2P 255 art larghezza 2 unità DSH TT 255 art larghezza 4 unità DV M TNS (FM) art ( ) larghezza 8 unità DSH TNS 255 art larghezza 4 unità

9 Provvedimenti di protezione in impianti PV Equipotenzializzazione antifulmine Impiego limitatori di sovratensione Impianti fotovoltaici offgrid

10 Selezione della classe (tipologia) dell SPD e della sezione minima dei collegamenti equipotenziali applicazione/ ambito di montaggio equipotenzialità SPD al punto di montaggio I SPD al punto di montaggio II SPD al punto di montaggio III e IV A impiego di SPD in una struttura, senza impianto di protezione (LPS) esterno 6 mm² * SPD Tipo 2 EN * SPD Tipo 2 EN * SPD Tipo 2 EN B impiego di SPD in una struttura, con impianto di protezione (LPS) esterno, distanza di sicurezza s viene rispettata 6 mm² SPD Tipo 1 EN SPD Tipo 2 EN SPD Tipo 2 EN C impiego di SPD in una struttura con impianto di protezione (LPS) esterno, distanza di sicurezza s non viene rispettata 16 mm² SPD Tipo 1 EN SPD Tipo 1 EN * SPD Tipo 1 EN *) se necessario Bibl.: DIN EN Bbl 5 (VDE Bbl 5): Tabelle / 9084_I_2

11 Ambito di montaggio B, punto di montaggio II Protezione da sovratensioni lato AC dell inverter Limitatore di sovratensione Tipo 2 CA 6 mm 2 Cu 230/400 V HAK Z Z Wh Wh EBB EBB: barra equipotenziale principale; CA: cassetta di allacciamento generatore PV / 4015_I_3

12 Red / Line Limitatori di sovratensione SPD Tipo 2 Famiglia di prodotto DEHNguard modular DEHNguard S (FM) DEHNguard M TN 275 (FM) DEHNguard M TT 2P 275 (FM) DEHNguard M TNC 275 (FM) DEHNguard M TNS 275 (FM) DEHNguard M TT 275 (FM) / 4550_I_1

13 Red / Line Esempio di applicazione DEHNguard M TT / 4538_I_10

14 Selezione della classe (tipologia) dell SPD e della sezione minima dei collegamenti equipotenziali applicazione/ ambito di montaggio equipotenzialità SPD al punto di montaggio I SPD al punto di montaggio II SPD al punto di montaggio III e IV A impiego di SPD in una struttura, senza impianto di protezione (LPS) esterno 6 mm² * SPD Tipo 2 EN * SPD Tipo 2 EN * SPD Tipo 2 EN B impiego di SPD in una struttura, con impianto di protezione (LPS) esterno, distanza di sicurezza s viene rispettata 6 mm² SPD Tipo 1 EN SPD Tipo 2 EN SPD Tipo 2 EN C impiego di SPD in una struttura con impianto di protezione (LPS) esterno, distanza di sicurezza s non viene rispettata 16 mm² SPD Tipo 1 EN SPD Tipo 1 EN * SPD Tipo 1 EN *) se necessario Bibl.: DIN EN Bbl 5 (VDE Bbl 5): Tabella / 9084_I_2

15 Ambito di montaggio B, punto di montaggio III e IV Protezione da sovratensioni lato DC dell inverter Limitatore di sovratensione Tipo 2 CA 6 mm 2 Cu 230/400 V HAK Z Z Wh Wh EBB EBB: barra equipotenziale principale; CA: cassetta di allacciamento generatore PV / 4015_I_4

16 Guida CEI 81-28: Guida alla protezione contro i fulmini degli impianti fotovoltaici 8 lnstallazione dei limitatori di sovratensione (SPD) negli impianti fotovoltaici Generalità Per l'applicazione degli SPD sul lato in c.c. dei generatori fotovoltaici, oltre ai valori definiti nei paragrafi seguenti, altri criteri, quali le modalità di fine vita, devono essere definiti e dichiarati dal costruttore di SPD. Questi SPD sono pertanto scelti le raccomandazioni dei loro costruttori Prescrizioni supplementari al comportamento di sovraccarico dell'spd installato sul lato in c.c. dei sistemi fotovoltaici Gli SPD negli impianti fotovoltaici possono essere danneggiati: - da fughe termiche causate da un numero eccessivo di sollecitazioni in seguito a colpi di fulmine non superiori alle loro caratteristiche, ma che portano ad una lenta distruzione dei loro componenti interni; - dal cortocircuito causato da una sollecitazione che va oltre le loro caratteristiche, portando così ad una degradazione improvvisa della loro impedenza / 4648_I_1

17 Guida CEI 81-28: Guida alla protezione contro i fulmini degli impianti fotovoltaici Se l'spd va in cortocircuito, la corrente di guasto dipende dal numero di stringhe, dal luogo del guasto e dal livello di irraggiamento. Ciò rende la rivelazione del cortocircuito all'interno di un impianto fotovoltaico molto difficile perché possono presentarsi correnti di guasto che non farebbero intervenire un dispositivo di protezione contro le sovracorrenti dell'impianto. ln questi casi, l'spd: - deve essere munito di un dispositivo di protezione dedicato adatto per funzionare qualunque sia la corrente prodotta dai moduli fotovoltaici. I dispositivi che assicurano il distacco dell SPD alla fine della sua durata di vita sono: - dispositivi di distacco incorporati; - dispositivi di distacco esterni installali in serie con l'spd e coordinati con il comportamento di fine vita dell'spd (fusibili, interruttori); - o una combinazione dei sistemi precedenti. Le caratteristiche dei dispositivi di distacco o del fusibile sono indicate dal costruttore dell'spd / 4648_I_2

18 Principio brevettato SCI adatto per l applicazione PV (DC) situazione iniziale Fasi di manovra: 1. intervento del dispositivo di sezionamento 2. spegimento attivo dell arco voltaico 3. sicuro sezionamento elettrico SCI SCI SCI SCI dispositivo di communtazione a tre gradini per DC (principio brevettato SCI) Dispositivo combinato di sezionamento e di messa in corto circuito con sicuro sezionamento elettrico evita danni da incendio a causa di archi voltaici in DC (principio SCI brevettato) / 8035_I_2

19 Limitatore di sovratensione DEHNguard M YPV SCI Circuito a Y, resistente ai guasti all isolamento DC + DC - SCI SCI circuito a Y, resistente ai guasti 3 moduli 2 componenti diversi evita il sovraccarico dei moduli di protzezione in caso di guasti all isolamento utilizzabile in sistemi isolati da terra oppure riferiti a terra / 5846_I_5

20 Limitatore di sovratensione DEHNguard M YPV SCI... Dati tecnici Dati tecnici DG M YPV SCI 150 (FM) 600 (FM) 1000 (FM) 1200 (FM) SPD EN Tensione max PV (U CPV ) Tenuta al corto circuito (I SCPV ) Corr. imp. nom. scarica (8/20) (I n ) Corrente imp. totale di scarica (8/20) (I total ) Livello prot. (U P ) (DC+/DC- PE) Tipo V 600 V 1000 V 1200 V 1000 A 10 ka 12,5 ka 40 ka 30 ka 0,8 kv 2,5 kv 4 kv 4,5 kv DEHNguard M Tipo DG M YPV SCI... Larghezza 3 unità (modulo DIN) Art. (FM) ( ) ( ) ( ) ( ) / 5846_I_3

21 Limitatore di sovratensione DEHNguard M YPV SCI Sostituzione del modulo senza archi voltaici la sostituzione del modulo di protezione avviene senza la formazione di archi voltaici, grazie al fusibile in DC integrato / 5846_I_4

22 DEHNguard M YPV SCI (FM) Esempio di applicazione / 6769_I_2

23 Limitatori di sovratensione SPD Tipo 2 per impianti PV Supporto di applicazione / selezione Apparecchio allround Tipo DG M YPV SCI (FM) Ottimizzato nei costi e nell appliczione Tipo DG YPV SCI - compact Limitatore di sovratensione modulare affermato e collaudato, che può essere utilizzato in tutti gli impianti PV (a piccola, media o grande potenza) Limitatore di sovratensione compatto, ideale, particolarmente adattato per l utilizzo con inverter a stringa (I DCmax < 200A) / 8337_I_1

24 DEHNguard YPV SCI (FM) Limitatore di sovratensione SPD Tipo 2 per impianti PV Dati tecnici SPD EN Tipo 2 Tensione max PV (U CPV ) 600 V 1000 V Tenuta al corto circuito (I SCPV ) Corr. imp. nom. scarica (8/20) (I n ) Corr. imp. totale scarica (8/20) (I total ) Livello di protezione (U P ) (DC+/DC- PE) Larghezza Telesegnalamento (FM) 2,5 kv 200 A 12,5 ka 40 ka 4 kv 3 unità (modulo DIN) opzionale DEHNguard Tipo DG YPV SCI (FM) Tipo/ art DG YPV SCI DG YPV SCI (FM) / 8409_I_1

25 DEHNguard YPV SCI compact (FM) Esempio di applicazione a1 aus Cumulus einfügen / 6769_I_2

26 DEHNguard ME YPV SCI 1500 (FM) Limitatore di sovratensione SPD Tipo 2 per PV Dati tecnici SPD EN Tipo 2 Tensione max PV (U CPV ) Tenuta al corto circuito (I SCPV ) Corr. imp. nom. di scarica (8/20) (I n ) Corr. imp. totale di scarica (8/20) (I total ) Livello di protezione (U P ) (DC+/DC- PE) Larghezza Telesegnalamento (FM) 1500 V 1000 A 12,5 ka 25 ka 6 kv 4,5 unità opzionale DEHNguard DG ME YPV SCI 1500 (FM) Tipo Art. DG ME YPV SCI DG ME YPV SCI 1500 FM / 8026_I_1

27 Limitatori di sovratensione SPD Tipo 2 per impianti PV Aiuto per l impiego e la scelta I SCPV 1000 A DG M YPV SCI modular I SCPV 1000 A DG ME YPV SCI 1500 modular I SCPV 200 A DG YPV SCI compact Integrato su scheda DG PCB modular Inverter centralizzato >200 A Cassettadi allacciamentoper inverter centralizzato >200 A Inverter di stringa <200 A (cassettedi monitoraggio) Cassettadi allacciamentoper inverter di stringa <200 A Regolatore di carica <200 A / 8338_I_1

28 Ambito di montaggio B, punto di montaggio III e IV Protezione da sovratensioni lato DC dell inverter inverter nelle vicinanze del contatore elettrico e CA all ingresso nella struttura delle linee dalle stringhe 1 Z Z Wh Wh CA 2 6 mm 2 Cu > 10 m Limitatore di sovratensione SPD Tipo 2, p.es. DEHNguard YPV SCI... - compatto Scaricatore combinato SPD Tipo 1 + 2, p.es. DEHNventil M... oppure DEHNshield... EBB EBB: barra equipotenziale principale; CA: cassetta di allacciamento generatore PV / 6696_I_3

29 Ambito di montaggio B, punto di montaggio III e IV Protezione da sovratensioni lato DC dell inverter inverter all ingresso nella struttura delle linee dalle stringhe, nelle vicinanze del CA (cassetta di allacciamento generatore PV) CA mm 2 Cu 3 2 Limitatore di sovratensione SPD Tipo 2, p.es. DEHNguard YPV SCI... - compatto Limitatore di sovratensione SPD Tipo 2, p.es. DEHNguard M HAK 1 Z Z Wh Wh EBB 1 Scaricatore combinato SPD Tipo 1 + 2, p.es. DEHNventil M... oppure DEHNshield... EBB: barra equipotenziale principale; CA: cassetta di allacciamento generatore PV / 6696_I_7

30 Soluzione del problema per installazioni successive, Montaggio SPD all esterno o con spazi ridotti nel quadro Spesso si riscontrano i seguenti problemi nell installazione di apparecchiature per la protezione da sovratensioni: per l apparecchio modulare non c è lo spazio nel quadro di allacciamento, quadro di parallelo stringhe, inverter non esiste alcun quadro di allacciamento (p.es. derivazioni a T sulle connessioni longitudinali oppure una sola stringa per ingresso DC dell inverter) Serve una custodia stagna a parte: è idonea per l applicazione all esterno? quale tipo di SPD dev essere utilizzato? Lla soluzione dev essere certificata? servono altri accessori (morsetti, guide, pressacavi)? Soluzione Un SPD installato in breve tempo, di facile impiego, versatile, poco ingombrante ed universale / 8676_I_1

31 Comparazione di soluzioni tradizionali con DEHNcube Esempio con 2 MPPT e 1 stringa cadauno Soluzione tradizionale custodia stagna guida profilata SPD morsetti modulari morsetti terminali piastra terminale pressacavi elemento compensazione di pressione cavi di collegamento FV cavo di collegamento PE Soluzione con DEHNcube tipo DCU YPV SCI M tipo AL DCU Y PV L cavo di collegamento PE Vantaggi meno componenti meno impegno installativo elevato vantaggio economico / 8681_I_1

32 DEHNcube YPV SCI L SPD pronto per l installazione Vantaggi significativi Il primo SPD Tipo 2 per DC in impianti PV, per l installazione esterna con grado di protezione IP65 provata tecnologia SCI - per la massima sicurezza e continuità dell impianto FV elemento di compensazione di pressione evita la formazione di condensa connessione facile, veloce, senza attrezzi, tramite morsetti a molla esecuzioni per MPPT singoli oppure doppi unità compatta e conveniente soluzione facile, anche per interventi successivi / 8677_I_1

33 Esempio di applicazione: installazione successiva della protezione da sovratensioni per inverter di stringa L SPD precablato può essere installato rapidamente ed in qualsiasi momento, grazie al suo grado di protezione, le dimensioni compatte e i cavi di collegamento a corredo / 8693_I_1

34 Cavi di collegamento AL DCU X/Y Esempio di applicazione con 2 MPPT / 8684_I_5

35 Selezione della classe (tipologia) dell SPD e della sezione minima dei collegamenti equipotenziali applicazione/ ambito di montaggio equipotenzialità SPD al punto di montaggio I SPD al punto di montaggio II SPD al punto di montaggio III e IV A impiego di SPD in una struttura, senza impianto di protezione (LPS) esterno 6 mm² * SPD Tipo 2 EN * SPD Tipo 2 EN * SPD Tipo 2 EN B impiego di SPD in una struttura, con impianto di protezione (LPS) esterno, distanza di sicurezza s viene rispettata 6 mm² SPD Tipo 1 EN SPD Tipo 2 EN SPD Tipo 2 EN C impiego di SPD in una struttura con impianto di protezione (LPS) esterno, distanza di sicurezza s non viene rispettata 16 mm² SPD Tipo 1 EN SPD Tipo 1 EN * SPD Tipo 1 EN *) se necessario Bibl.: DIN EN Bbl 5 (VDE Bbl 5): Tabella / 9084_I_2

36 Ambito di montaggio C, punto di montaggio III e IV Protezione da sovratensioni lato DC dell inverter punte di captazione inverter nelle vicinanze del contatore elettrico e CA all ingresso nella struttura delle linee dalle stringhe CA > 10 m mm 2 Cu 3 2 Scaricatore combinato SPD Tipo 1, DEHNlimit PV 1000 V2 (FM) Limitatore di sovratensione SPD Tipo 2, p.es. DEHNguard M YPV SCI... (FM) 1 Wh Wh EBB 1 Scaricatore combinato SPD Tipo 1 + 2, p.es. DEHNventil M... oppure DEHNshield... EBB: barra equipotenziale principale; CA: cassetta di allacciamento generatore PV / 6696_I_6

37 Scaricatore combinato SPD Tipo 1 per la protezione di inverter di impianti PV SPD Tipo 1 con elevato potere d interruzione in DC = tensione a vuoto del generatore U OC dc DEHNlimit PV 1000 Vantaggi: sopporta correnti di fulmine autoestingente con elevate correnti applicabile fino a 1000 V DC senza corrente residua/ fuga / 4562_I_15

38 Scaricatore combinato SPD Tipo 1 per fotovoltaico (classificazione in accordo alla norma CEI EN ) scaricatore combinato precablato per circuiti elettrici di generatori PV applicabile in impianti fotovoltaici fino a U CPV 1000 V DC elevata capacità di scarica di correnti di fulmine, grazie all approvata tecnologia spinterometrica offre la massima affidabilità dell impianto per la tecnologia spinterometrica con circuito di spegnimento delle correnti DC indicazione di guasto e di funzionamento tramite marcatura nella finestrella la possibilità di un collegamento doppio e/o triplo garantisce ulteriori vantaggi nell installazione dello scaricatore (p.es. messa in parallelo di due stringhe PV) DEHNlimit Tipo DLM PV 1000 V2 (FM) / 6975_I_1

39 DEHNlimit PV 1000 V2 (FM) Messa in parallelo di stringhe PV DC+ DC DC+ DC DC AC L N PE I PVmax 100 A sezione min. 16mm 2 Cu o equivalente possone essere evitati ulteriori morsetti / 6980_I_1

40 DEHNlimit PV 1000 V2 (FM) Messa in parallelo di stringhe PV 2 x linee di stringa in ingresso dal generatore PV 1 x linea verso l inverter / 6981_I_1

41 Ambito di montaggio C, punto di montaggio III e IV Protezione da sovratensioni lato DC dell inverter punte di captazione inverter all ingresso nella struttura delle linee dalle stringhe 3 CA 16 mm 2 Cu Scaricatore combinato SPD Tipo 1 + 2, DEHNcombo YPV SCI (FM) Scaricatore combinato SPD Tipo 1 + 2, p.es. DEHNshield... 1 Wh Wh EBB 1 Scaricatore combinato SPD Tipo 1 + 2, p.es. DEHNventil M... oppure DEHNshield... EBB: barra equipotenziale principale; CA: cassetta di allacciamento generatore PV / 6696_I_4

42 DEHNcombo YPV SCI... (FM) Vantaggi: piccolo e compatto piccolo e compatto design d'involucro ottimizzato nelle dimensioni in sole 4 unità DIN, per impianti PV fino a 1500 V DC 5 TE 1 unità solo 4 unità altri prodotti sul mercato con prestazioni simili fino a V DC occupano invece una larghezza di 5 unità / 8403_I_1

43 DEHNcombo YPV SCI Circuito interno e coordinamento Circuito a Y con 2 moduli SCI ed uno scaricatore a gas sono garantiti tutti i vantaggi della tecnologia SCI DC+/ DC /+ I total = 2 I imp (per polo) il coordinamento verso un utenza finale (circuito a Y con 3x S20 K440, per applicazioni a 1000 V), risulta soddisfatto nell'intero campo d'applicazione SCI SCI / 8401_I_2

44 DEHNcombo YPV SCI (FM) Scaricatore combinato Tipo per impianti PV Dati tecnici DCB YPV SCI Conformità alla EN Tensione max PV (U CPV ) + Tensione max PV (U CPV ) +/ PE Tenuta al corto circuito (I SCPV ) Corrente di fulmine (10/350) per polo (I imp ) Corrente complessiva di scarica (10/350) (I total ) Livello di protezione (U P ) (DC+/DC PE) Larghezza Art. (FM) 600 (FM) 600 V 1000 (FM) si 1500 (FM) 1000 V 1500 V 450 V 720 V 1100 V 1000 A 6,25 ka 12,5 ka 1,75 kv 2,5 kv 3,75 kv ( ) 4 unità ( ) ( ) DEHNcombo Tipo DCB YPV SCI / 8402_I_1

45 Provvedimenti di protezione in impianti PV Equipotenzializzazione antifulmine Impiego limitatori di sovratensione Impianti fotovoltaici offgrid

46 Sistema stand-alone con carico al generatore PV r punta di captazione generatore PV con impianto elettrico (p.es. rilevazione dati ambientali) nella zona protetta. Batteria e carico senza impianto di terra separato. Un unico SPD Tipo 2 per PV, batteria e carico! nessuna distanza di sicurezza s carico e batteria palo impianto di terra / 8190_I_1

47 SPD per sistemi PV offgrid fino a 150 V DC e 240 V AC + regolatore di carica + = inverter sistema PV nella zona protetta dalla protezione (LPS) esterna. Utilizzatori sono alimentati tramite linea aerea ~ 1 x limitatore di sovratensione SPD Tipo 2, DG M YPV SCI 150 FM, art batteria EBB 1 x scaricatore combinato SPD Tipo 1+2, DEHNshield DSH TT 2P 255, art / 8193_I_1