Benvenuti in PHOENIX CONTACT

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1 Benvenuti in PHOENIX CONTACT

2 La nostra storia s 1960s 1980s Oggi

3 Phoenix Contact i Centri di produzione Blomberg Bad Pyrmont Luedenscheid Nanjing Evia Nowy Tomyśl Harrisburg São Paulo New Delhi 3

4 La filiale italiana Sede commerciale e centro logistico Sede Uffici Centro logistico Spazio destinato al magazzino : Cusano Milanino (MI) : ca mq. : Cesano Maderno (MB) : ca mq.

5 Approccio ai mercati WIND ENERGY T&D PROCESS (Oil and Gas) PROCESS (Oil and Gas) SOLAR AUTOMOTIVE Mercati corporate e settori di riferimento POWER GENERATION MACHINE BUILDING WASTE WATER PUBLIC LIGHTING INDUSTRIAL ELECTRONICS

6 I nostri cataloghi Oltre articoli di cui a stock in Italia (10%)

7 Agenda Origine dei transienti Regole di installazione per SPDs SPDs a protezione di illuminazione pubblica a LED 7

8 Come si generano gli impulsi?

9 Possibili origini delle sovratensioni Scarica atmosferica 9

10 Possibili origini delle sovratensioni Scarica atmosferica Guasti, commutazione carichi o lavorazioni industriali 10

11 Possibili origini delle sovratensioni Scarica atmosferica Scarica elettrostatica Guasti, commutazione carichi o lavorazioni industriali 11

12 Compatibilità elettromagnetica Fulminazione diretta 12

13 Compatibilità elettromagnetica Fulminazione diretta Fulminazione sulla struttura 13

14 Compatibilità elettromagnetica Fulminazione diretta Conseguenze di una fulminazione diretta: Distruzione di tutti gli apparati elettronici interni Danneggiamento dei dispositivi collegati Correnti elevate fluiscono verso terra generando accoppiamenti induttivi (impulsi di sovratensione) Innalzamento del potenziale di terra Generazione di un arco rapido e danneggiamento dell isolamento Fulminazione sulla struttura 14

15 Compatibilità elettromagnetica Fulminazione diretta Conseguenze di una fulminazione diretta: Impulsi di corrente di fulmine sugli apparati Danneggiamento dei dispositivi e dell elettronica Innalzamento del potenziale di terra Generazione di un arco rapido e danneggiamento degli isolamenti Danneggiamento di elettroniche sensibili Influnze generate dalla correnti di fulmine Sovratensioni dovute agli accoppiamenti induttivi o capacitivi 15

16 Compatibilità elettromagnetica Fulminazione diretta 100 ka (10/350)µs Conseguenze di una fulminazione diretta: Impulsi di corrente di fulmine sugli apparati Danneggiamento dei dispositivi e dell elettronica Innalzamento del potenziale di terra Generazione di un arco rapido e danneggiamento degli isolamenti Danneggiamento di elettroniche sensibili Influnze generate dalla correnti di fulmine Sovratensioni dovute agli accoppiamenti induttivi o capacitivi 16

17 Compatibilità elettromagnetica Fulminazione diretta 100 ka (10/350)µs Conseguenze di una fulminazione diretta: Impulsi di corrente di fulmine sugli apparati Danneggiamento dei dispositivi e dell elettronica Innalzamento del potenziale di terra Generazione di un arco rapido e danneggiamento degli isolamenti Danneggiamento di elettroniche sensibili Influnze generate dalla correnti di fulmine Sovratensioni dovute agli accoppiamenti induttivi o capacitivi 17

18 Compatibilità elettromagnetica Installazione di corpi illuminanti con diverse tecnologie Le vecchie tecnologie possono generare degli impulsi di commutazione durante le operazioni di accensione/spegnimento L elettronica dei LED può essere danneggiata da impulsi entranti attraverso la rete elettrica. LED LED HQL 18

19 Compatibilità elettromagnetica Differenti tipi di disturbi elettromagnetici Campi elettromagnetici 80MHz- 2,7GHz (EN ) ESD (scariche elettrostatiche) appros. +/-8kV scarica in aria +/- 4kV scarica di contatto Fulminazioni dirette ed indirette fino a 200kA (EN 62305) Corrente indotta HF 150kHz-80MHz (EN ) SEMP dalla rete di alimentazione Armoniche EN

20 Compatibilità elettromagnetica Differenti tipi di disturbi elettromagnetici Fulminazioni dirette ed indirette fino a 200kA (EN 62305) SEMP dalla rete di alimentazione 20

21 Compatibilità elettromagnetica Densità di fulminazione

22 Compatibilità elettromagnetica Densità di fulminazione

23 Compatibilità elettromagnetica Densità di fulminazione

24 Dati caratteristici dei fulmini Probabilità 70 % 20 % 10 % 1 % Valore di picco della corrente di fulmine ka Max. ripidità della corrente ka/ms Fonte: CEI EN Protezione contro i fulmini Principi generali 24

25 Fonti di disturbo LEMP SEMP ESD Impulso elettromagnetico da fulmine Impulso elettromagnetico di commutazione Scariche elettrostatiche Alti valori di sovratensione Commutazione di carichi capacitivi Scariche tra I corpi Si verifica raramente se confrontato con altri tipi Corto-circuiti sulla linea di alimentazione Presenza di elevate correnti di scarica Generalmente non dannoso per l uomo 25

26 Protezione dei corpi illuminanti per illuminazione stradale Motivazioni Incrementare la durata di vita dei corpi illuminanti a LED e dei sistemi di telecontrollo I componenti elettronici utilizzati all interno dei corpi illuminanti a LED e dei quadri di controllo sono più sensibili alle sovratensioni rispetto alle soluzioni tradizionali. Ridurre il rischio di costi inaspettati Molti dei componenti interni possono essere riparati separatamente. Comunque l intero dispositivo deve essere sostituito in caso di danneggiamento. Questo rende i possibili guasti estremamente costosi. Disponibilità totale dell illuminazione (continuità di servizio) 26

27 Agenda Origine dei transienti Regole di installazione per SPDs SPDs a protezione di illuminazione pubblica a LED 27

28 come posso proteggere i circuiti di alimentazione dell illuminazione stradale?

29 Regole di installazione per SPDs Norme CEI EN : (IEC ) : Apparecchi di illuminazione Parte 1: Prescrizioni generali e prove CEI EN : (IEC ) : Compatibilità elettromagnetica (EMC) Parte 4-5: Tecniche di prova e di misura Prova di immunità ad impulso CEI EN : (IEC ) : Limitatori di sovratensioni di bassa tensione Parte 11: Limitatori di sovratensioni connessi a sistemi di bassa tensione Prescrizioni e prove CEI EN : serie (IEC series) : Protezione contro I fulmini CEI 64-8/5-534 : 2012 (corrispettiva della IEC ) Impianti elettrici utilzzatori Part 5-534: Dispositivi di protezione, di sezionamento e di comando - Limitatori di sovratensioni (SPD) 29

30 Regole di installazione per SPDs Norme IEC IEC : Overvoltage protective devices: Overvoltage protective devices shall comply with IEC Over voltage protective devices, external to controlgear, which are connected to earth, shall be used only in fixed luminaires and connected only to a protective earth. IEC : Insulation resistance and electric strength: For fixed Class 1 luminaires, overvoltage protective devices which comply with IEC shall be disconnected from the circuit IEC : Nominal cross-sectional areas of conductors according to maximum current 30

31 Regole di installazione per SPDs Norme IEC IEC : Scope and object: This part of IEC relates to the immunity requirements, test methods, and range of recommended test levels for equipment with regard to unidirectional surges caused by overvoltages from switching and lightning transients. The object of this standard is to establish a common reference for evaluating the immunity of electrical and electronic equipment when subjected to surges. It is not intended to test the capability of EUT s insulation to withstand high-voltage stress. Direct injections of lightning currents, i.e. direct lightning strikes, are not considered in this standard. 31

32 Regole di installazione per SPDs Norme IEC IEC Annexe D: Considerations for achieving immunity for equipment connected to low voltage power distribution systems: the standard describes the tests to determine the immunity from voltage and current surges for electronic equipment and systems. the results of the tests are judged by the following criteria: a) Normal performance b) Temporary loss of function or temporary degradation of performance not requiring an operator c) Temporary loss of function or temporary degradation of performance requiring an operator d) Loss of function with permanent damage to equipment (which means failing the test).

33 Regole di installazione per SPDs Norme IEC IEC Annexe D: Considerations for achieving immunity for equipment connected to low voltage power distribution systems: Permanent damage is hardly ever acceptable, since it results in system downtime and expense of repair or replacement. This type of failure is usually due to inadequate or no surge protection It is also undesirable, however, to experience any loss of function or degradation of equipment or system, particularly if the equipment or system is critical and shall remain operational during surge activity. To test surge protective devices (SPDs) used on low voltage power systems, IEC , test class III, specifies a combination wave generator with an effective output impedance This standard uses the same combination wave generator for the surge immunity test but with different coupling elements and also sometimes an additional series impedance. The meaning of the voltage test level of this standard and the peak open-cirucit voltage Uoc of IEC are equivalent Due to differences in the test methods test results may not be directly comparable. It is quite possible to choose an SPD that will protect equipment from failure, remain operational during surge activity and withstand most temporary overvoltage conditions.

34 Regole di installazione per SPDs Norme CEI EN CEI EN : Classificazione SPD di tipo 1, 2 e 3 Classe di prova I, II e III: Le informazioni richieste per le classi di prova I, II e III sono riportate nella tabella 2 - I imp = corrente di scarica impulsiva per la classe di prova I (onda 10/350 µs) - I n = corrente nominale di scarica per la classe di prova II (onda 8/20 µs) - U oc = tensione a circuito aperto (onda 1,2/50 µs) Le prove richieste dalla IEC corrispondono approssimativamente alla classificazione Tipo 3 / Classe III della IEC

35 Regole di installazione per SPDs Norme CEI EN Ma la protezione efficace di un corpo illuminante dovrebbe prevedere anche la protezione di Classe II / Tipo 2. Le prove previste per la classificazione Tipo 2 / Classe II sono le seguenti: IEC /8.1.2 impulso di corrente utilizzato per le prove di tensione residua e di funzionamento della classe I e II (forma d onda 8/20 µs) IEC /8.1.3 impulso di tensione utilizzato per le prove d innesco per la classe I e II (forma d onda 1,2/50 µs) Inoltre, gli SPD di Classe II / Tipo 2 devono passare anche I tests previsti in accordo a: IEC /8.3.3 tensione di protezione misurata in accordo con il diagramma di flusso della Figura 5 e secondo la Tabella 7.

36 Regole di installazione per SPDs Norme CEI EN CEI EN /8.3.3 diagramma di flusso della prova per verificare il livello di protezione di tensione Up CEI EN / tensione residua con corrente impulsiva 8/20 CEI EN / tensione di intervento sul fornte d onda CEI EN / tensione di protezione con l onda combinata

37 Regole di installazione per SPDs Norme CEI EN CEI EN /8.3.4 prove di funzionamento CEI EN / prove di funzionamento delle classi I e II CEI EN / prove di funzionamneto per la classe di prova III CEI ENC / criteri di superamento della prova per tutte le prove di funzionamento

38 Regole di installazione per SPDs Norme CEI EN Altri tests previsti dalla CEI EN per tutte le classi di prova IEC / prove di comportamento in caso di corrente di cortocircuito IEC / prova supplementare per simulare la modlaità di guasto dell SPD IEC /8.3.6 resistenza di isolamento IEC / TOV causate daguasti nel sistema a bassa tensione IEC / comportamento in sovraccarico

39 Regole di installazione per SPDs Norme CEI EN CEI EN : Terminali a vite - generalità- identificazione:

40 Regole di installazione per SPDs Norme CEI EN CEI EN /8.4.2 Protezione per la riduzione dei guasti negli impianti interni La protezione contro il LEMP al fine di ridurre il rischio di guasto negli impianti interni deve limitare: Le sovratensioni causate da fulmini sulla struttura dovute ad accoppiamenti resistivi e induttivi Le sovratensioni causate da fulmini in prossimità della struttura dovute ad accoppiamenti induttivi Le sovratensioni trasmesse dalle linee entranti nella struttura dovute a fulmini su o in prossimità delle linee stesse L accoppiamento diretto del campo magnetico con gli apparati Un efficace protezione contro le sovratensioni responsabili dei guasti negli impianti interni può anche essere ottenuta mediante interfacce di protezione e/o mediante un sistema di SPD che limiti l ampiezza delle sovratensioni a valori inferiori alla tensione nominale di tenuta del sistema da proteggere. Le interfacce di separazione e gli SPD devono essere scelti in accordo con le prescrizioni della CEI EN

41 Regole di installazione per SPDs Norme CEI EN Allegato E.5 informazioni generali sugli SPD L impiego di SPD dipende dalle loro capacità di tenuta, classificate nella IEC e IEC per impianti rispettivamente di enrgia e di telecomunicazione. Gli SPD da impiegare a seconda del punto di installazione sono: a. Al l ingresso della linea nella struttura (al confine di LPZ 1, per esempio nel quadro principale di distribuzione MB): SPD provati con I imp (forma d onda tipica 10/350 µs) per esempio SPD provati per la Classe I SPD provati con I n (forma d onda tipica 8/20 µs) per esempio SPD provati per la Classe II b. Vicino agli apparati da proteggere (al confine di LPZ 2 o di rango più elevato per esempio nei quadri secondari di distribuzione SB o alle prese SA): SPD provati con I imp (forma d onda tipica 10/350 µs) per esempio SPD provati per la Classe I relativa a SPD di potenza SPD provati con I n (forma d onda tipica 8/20 µs) per esempio SPD provati per la Classe II SPD provati con onda combinata (forma d onda tipica 8/20 µs) per esempio SPD provati per la Classe III

42 Regole di installazione per SPDs Norme CEI EN CEI EN /4.1 Danno e perdita CEI EN /4.1.1 Sorgenti di danno S1 fulmine sulla struttura S2 fukmine in prossimità della struttura S3 fulmine su una linea S4 fulmine in prossimità di una linea CEI EN / Tipo di danno D1 danno ad esseri viventi per elettrocuzione D2 danno materiale D3 guasto di impianti elettrici ed elettronici CEI EN /4.1.3 Tipi di perdita L1 perdita di vite umane (inclusi danni permanenti) L2 perdita di servizio pubblico L3 perdita di patrimonio culturale insostituibile L4 perdita economica (struttura, contenuto e perdita di attività)

43 Regole di installazione per SPDs Norme CEI EN CEI EN Allegato E limitatori di sovratensione I limitatori di sovratensione (SPD) dovrebbero essere dimensionati per resistere alla presunta frazione di corrente di fulmine che li attraversa senza esserne danneggiati. Un SPD, se connesso a conduttori di energia, dovrebbe inoltre poter estinguere la corrente susseguente a frequenza industriale impressa dall alimentazione. La scelta degli SPD deve essere effettuata secondo le prescrizioni di 6.2. Quando è richiesta la protezione degli impianti interni contro il LEMP, gli SPD devono essere conformi anche alle prescrizioni della CEI EN

44 Regole di installazione per SPDs Norme CEI EN CEI EN /4.1 progetto ed installazione delle SPM Gli impianti elettrici ed elettronici sono soggetti a guasti dovuti all impulso elettromagnetico (LEMP). Per evitare guasti negli impianti interni è quindi necessario adottare SPM. I guasti permanenti negli impinati elettrici ed elettronici dovuti al LEMP possono essere causati da: Impulsi condotti ed indotti trasmessi agli apparati tramite I collegamenti Effetti del campo elettromagnetico irradiato direttamente sugli apparati stessi La protezione degli apparati elettrici ed elettronici contro gli impulsi condotti ed indotti trasmessi agli apparati mediante i collegamenti si effettua con un sistema di SPD I guasti dovuti al campo elettromagnetico irradiato direttamente sugli apparati sono trascurabili se gli apparati sono conformi alle Norme EMC di prodotto pe rl emissione e l immunità a radiofrequenza Poichè, di norma, gli apparati elettrici ed elettronici sono conformi alle relative norme EMC di prodotto, per la protezione contro il LEMP di questi apparati è sufficiente adottare un Sistema di SPD

45 Regole di installazione per SPDs Norme CEI EN Allegato B.15.2 Limitatori di sovratensioni Al fine di limitare gli impulsi condotti sulle linee, devono essere installati SPD nel punto d ingresso di ogni LPZ e possibilmente in prossimità dell apparato da proteggere Allegato C La fulminazione di una struttura, in prossimità della struttura, di un servizio connesso alla struttura o in prossimità di un servizio connesso alla struttura possono causare guasti o malfunzionamenti degli impianti interni Il guasto dovuto a sovratensioni superiori al livello di immunità degli apparati elettronici non rientra nello scopo della serie CEI EN Questo argomento è trattato nella IEC È opportuno evidenziare inoltre come scegliendo un SPD caratterizzato da un minor valore di U p (in confronto alla U w dell apparato) si ottenga una minor sollecitazione dell apparato stesso e, conseguentemente, non solo una minore probabilità di guasto ma anche una vita operativa più lunga.

46 Regole di installazione per SPDs Norme CEI 64-8/ Impianti elettrici utilizzatori Scelta e installazione degli SPD negli impianti utilizzatori IEC : Uso degli SPD: Se richiesto in accordo con la Sezione 443 o se altrimenti specificato dalla Norma CEI EN gli SPD devono essere installati vicino all origine dell impianto utilizzatore o al quadro di distribuzione principale, SPD addizionali possono essere necessari per la protezione di componenti elettrici sensibili. Tali SPD devono essere coordinati con gli SPD installati a monte (vedere ) e si raccomanda di installarli il più vicino possibile al componente da proteggere.

47 Regole di installazione per SPDs Norme CEI 64-8/ Impianti elettrici utilizzatori Scelta e installazione degli SPD negli impianti utilizzatori IEC : Scelta dei dispositivi limitatori di sovratensione (SPD): Gli SPD devono essere conformi alla Norma CEI EN Scelta in relazione al livello di protezione (U p ) Scelta in relazione alla tensione di servizio continuativo (U c ) Scelta in relazione alle sovratensioni temporanee (TOV) Scelta in relazione alla corrente nominale di scarica (I n ) e alla corrente di impulso (I imp ) I n non deve essere inferiore a 5 ka / 8/20 µs per ciascun modo di protezione Se il valore di corrente I imp non può essere stabilito, I imp non deve essere inferiore a 12,5 ka per ciascun modo di protezione Scelta in relazione alla corrente di cortocircuito presunta e al valore nominale di interruzione della corrente susseguente

48 Agenda Origine dei transienti Regole di installazione per SPDs SPDs a protezione di illuminazione pubblica a LED 49

49 Qual è il corretto SPD per proteggere il mio impianto?

50 Protezione contro le sovratensioni applicazione tipica per illuminazione pubblica 51

51 Protezione contro le sovratensioni applicazione tipica per illuminazione pubblica 1 1 Corpo illuminante o armatura 52

52 Protezione contro le sovratensioni applicazione tipica per illuminazione pubblica Morsettiera base palo 1 Corpo illuminante o armatura 53

53 Protezione contro le sovratensioni applicazione tipica per illuminazione pubblica Quadri di distribuzione e di telecontrollo 54 2 Morsettiera base palo 1 Corpo illuminante o armatura

54 Protezione contro le sovratensioni nuovi trend di mercato Nuove funzionalità introdotte con la tecnologia LED Telecontrollo e supervisione Controllo carico assorbito Controllo stato protezioni e anomalie Interruttore crepuscolare con soglia regolabile Gestione accensioni e spegnimenti con interruttore astronomico Regolazione intensità luminosa Sistemi di connessione wi-fi Sistemi di telelettura Sistemi di monitoraggio traffico Sistemi di videosorveglianza.

55 Protezione contro le sovratensioni nuovi trend di mercato Nuove funzionalità introdotte con la tecnologia LED Telecontrollo e supervisione Controllo carico assorbito Controllo stato protezioni e anomalie Interruttore crepuscolare con soglia regolabile Gestione accensioni e spegimenti con interruttore astronomico Regolazione intensità luminosa Sistemi di connessione wi-fi Sistemi di telelettura Sistemi di monitoraggio traffico Sistemi di videosorveglianza.

56 Protezione contro le sovratensioni applicazione tipica per illuminazione pubblica Quadri di distribuzione e di telecontrollo 57 2 Morsettiera base palo 1 Corpo illuminante o armatura

57 Protezione contro le sovratensioni applicazione tipica per illuminazione pubblica 1 Corpo illuminante o armatura 58

58 Protezione contro le sovratensioni applicazione tipica per illuminazione pubblica 1 Corpo illuminante o armatura

59 Protezione contro le sovratensioni applicazione tipica per illuminazione pubblica Protezioni contro sovratensioni classificate Tipo 2/3 Caratteristiche minime consigliate Classe di isolamento I o II Rispondenza normativa: IEC I n : 5 ka U p : < 1,3 kv U c : 320 V CA 60 U oc : 10kV 1 Corpo illuminante o armatura

60 Protezione contro le sovratensioni applicazione tipica per illuminazione pubblica Protezioni contro sovratensioni classificate Tipo 2/3 Caratteristiche minime consigliate Classe di isolamento I o II Rispondenza normativa: IEC I n : 5 ka U p : < 1,3 kv U c : 320 V CA 61 U oc : 10kV 2 Morsettiera base palo

61 Protezione contro le sovratensioni applicazione tipica per illuminazione pubblica Protezioni contro sovratensioni classificate Tipo 2/3 Caratteristiche aggiuntive suggerite 1 2 Corpo illuminante o armatura Morsettiera base palo 62

62 Protezione contro le sovratensioni applicazione tipica per illuminazione pubblica Protezioni contro sovratensioni classificate Tipo 2/3 Caratteristiche aggiuntive suggerite Indicatore di stato 1 Corpo illuminante o armatura 2 Morsettiera base palo 63

63 Protezione contro le sovratensioni applicazione tipica per illuminazione pubblica Protezioni contro sovratensioni classificate Tipo 2/3 Caratteristiche aggiuntive suggerite Indicatore di stato Disconnessione sicura del circuito 1 2 Corpo illuminante o armatura Morsettiera base palo 64

64 Protezione contro le sovratensioni applicazione tipica per illuminazione pubblica 65 3 Quadri di distribuzione e di telecontrollo

65 Protezione contro le sovratensioni applicazione tipica per illuminazione pubblica 66 3 Quadri di distribuzione e di telecontrollo

66 Protezione contro le sovratensioni applicazione tipica per illuminazione pubblica Protezioni contro sovratensioni classificate Tipo 1, Tipo 2 o Tipo 1+2 Caratteristiche minime consigliate Rispondenza normativa: IEC I imp : 25 o 12,5 ka per polo (LPL I, II, III o IV) I n : 20 ka U p : < 1,5 kv U c : 335 V CA o 350 V CA 67 3 Quadri di distribuzione e di telecontrollo

67 Grazie per l attenzione!