Guida: protezione da fulmini e da sovratensione per sistemi di illuminazione a LED Versione 09/2015

Guida: protezione da fulmini e da sovratensione per sistemi di illuminazione a LED Versione 09/2015

Indice Capitolo 1. Protezione da fulmini e da sovratensione per sistemi di illuminazione a LED...3 Capitolo 1.1 Concetti di base... 3 Capitolo 1.2 Pericoli.... 3 Capitolo 1.3 Analisi dei rischi - Rischi derivanti da fulmini e da sovratensione... 3 Capitolo 1.4 Aiuto alla decisione.... 4 Capitolo 1.5 Luogo di installazione della protezione da fulmini e da sovratensione... 4 Capitolo 1.6 Allacciamento del limitatore di sovratensione.... 7 Capitolo 1.7 Risultato.... 7 Questa guida si basa sulle norme e i regolamenti attualmente in vigore e noti e sulle nostre esperienze. Da essa non è possibile desumere un vincolo giuridico ed una completezza generalmente validi.

Protezione da fulmini e da sovratensione per sistemi di illuminazione a LED Capitolo 1. Capitolo 1.1 Protezione da fulmini e da sovratensione per sistemi di illuminazione a LED Concetti di base In passato, le illuminazioni dei capannoni venivano prevalentemente realizzate con tubi fluorescenti muniti di regolatori di corrente o lampade a vapori di mercurio (lampade HQL). Le lampade HQL hanno una durata di circa 20.000 ore. Per ridurre il consumo energetico e per ottenere una migliore illuminazione, attualmente molti impianti di illuminazione vengono convertiti in moderni sistemi di illuminazione a LED. Le moderne lampade a LED risparmiano fino al 70 percento di energia, offrendo nello stesso tempo una durata fino a 100.000 ore. Di conseguenza, in molti casi l'investimento viene ammortizzato già dopo circa due anni. Capitolo 1.2 Pericoli Le lampade a LED sono prevalentemente classificate nella categoria di sovratensione II e sono testate con una tensione a impulsi (surge test) da 2kV a 4kV. Rispetto alle vecchie lampade HQL, sono progettate per una rigidità dielettrica nettamente più ridotta, e pertanto sono particolarmente sensibili alla sovratensione. Nei sistemi a risparmio energetico, le sovratensioni possono essere provocate da svariate cause. Scariche prodotte da fulmini possono produrre sovratensioni con valori superiori a 10.000 Volt e danneggiare irreparabilmente apparecchi elettronici in un raggio di 2 km dal luogo della scarica. Anche attraverso operazioni di accensione in reti industriali oppure all'avvio di tubi fluorescenti o lampade HQL si producono elevate sovratensioni di circa 5.000 Volt. Infine, è particolarmente rilevante la condizione nella quale lampade a LED, tubi fluorescenti e lampade HQL sono in funzione nella stessa rete elettrica. Se il sistema di illuminazione non viene protetto, tali sovratensioni conducono in modo permanente a una riduzione dell'intensità luminosa, fino a danni irreparabili al driver e al modulo del LED. A causa di tali guasti e degli elevati costi di riparazione, il tempo di ammortizzamento si prolunga in misura considerevole. Di conseguenza, un limitatore di sovratensione esterno adatto è strettamente necessario per salvaguardare gli investimenti in moderni sistemi di illuminazione a LED. Capitolo 1.3 Analisi dei rischi - Rischi derivanti da fulmini e da sovratensione Un'analisi dei rischi secondo la norma sui parafulmini VDE 0185-305 (IEC 62305) può rilevare pericoli derivanti da fulmini che si presentano direttamente e nelle immediate vicinanze e mettere in rilievo la necessità di un sistema parafulmini. Essenzialmente, l'intero sistema di illuminazione deve essere messo in sicurezza attraverso un limitatore di sovratensione pluristadio. all'ingresso dell'edificio: equipotenzializzazione con parafulmine con deviatore di corrente del fulmine tipo 1 o deviatore combinato tipo 1+2 nei successivi quadri di distributore e di comando: equipotenzializzazione locale con limitatore di sovratensione di tipo 2 sui distributori a distanza: limitatore di sovratensione locale con deviatore tipo 2 o tipo 3 3

Protezione da fulmini e da sovratensioneper sistemi di illuminazione a LED davanti alla lampada da proteggere: dispositivo di protezione Il pericolo derivante da scariche di fulmini distanti e da sovratensioni di manovra può essere rilevato mediante un'analisi dei rischi secondo la norma VDE 0100-443 (IEC 60364-4-44). Il pericolo dipende dal sistema di rifornimento energetico presente. Al di fuori degli edifici, le linee aeree sono esposte al pericolo maggiore. All'interno degli edifici, lunghe linee di alimentazione e lucernari continui presentano un elevato potenziale di induzione e di differenze di potenziale. Questo può essere ridotto attraverso una linea di alimentazione schermata con una canalina metallica con messa a terra e con un alloggiamento metallico delle lampade. Capitolo 1.4 Nota Per impianti industriali, nella norma VDE 0100-443 (IEC 60364-4-44), paragrafo 443.3.2.2 è richiesto un limitatore di sovratensione di tipo 2 o di tipo 3. Aiuto alla decisione Il limitatore di sovratensione per l'illuminazione di capannoni deve essere installato quando si verifica una delle seguenti condizioni: l'edificio possiede un impianto parafulmine esterno. il circuito elettrico di illuminazione rifornisce diversi organi di illuminazione, ad esempio lampade HQL, la cui tensione di accensione è di 4.500 V. al circuito elettrico dell'illuminazione del capannone sono collegati grandi consumatori, come motori o saldatori, che possono produrre sovratensione. sono già presenti guasti alle lampade LED. non può essere escluso un danno derivante dalla sovratensione. L'assicurazione richiede misure di protezione da sovratensione, ad esempio per illuminazioni negli aeroporti o nel caso di illuminazioni utilizzate per la sicurezza (Fonte: linee guida VdS 2010). Per ridurre al minimo il pericolo, è necessario un limitatore di sovratensione differenziato davanti alle lampade a LED oppure ai quadri di transizione. Queste misure di sicurezza contribuiscono a ridurre i costi di riparazione di componenti elettronici danneggiati. Le sovratensioni sono pericolose per le illuminazioni a LED; pertanto è indispensabile un circuito di protezione. Capitolo 1.5 Luogo di installazione della protezione da fulmini e da sovratensione L'impiego della protezione da sovratensione è necessario per l'esercizio sicuro. Decisivo per l'effetto protettivo è tuttavia che il livello di protezione del dispositivo di protezione da sovratensione sia al di sotto della resistenza alla tensione impulsiva della lampada e del driver LED. Per ottenere un effetto protettivo ottimale, il limitatore di sovratensione deve essere applicato in prossimità dei componenti da proteggere. Quando la lunghezza della linea supera i cinque metri, è necessario installare un dispositivo di protezione supplementare o una linea di alimentazione schermata. 4

Protezione da fulmini e da sovratensioneper sistemi di illuminazione a LED Nota Nella norma sulle lampade VDE 0711-1 (EN 60598-1) lampade Parte 1: al punto 4. 32 si afferma che "i sistemi di protezione da sovratensione devono essere conformi alla norma di prova IEC 61643. Secondo questa norma, i dispositivi di protezione da sovratensione devono poter deviare la corrente a impulsi di svariate migliaia di Ampere, più volte e senza riportare danni. Ogni dispositivo di protezione deve essere monitorato dal punto di vista termico ed essere staccato in modo sicuro in caso di difetto. Figura 1: Limitatore di sovratensione tipo 1 + 2, V50 3+NPE-280, nel quadro generale Figura 2: Limitatore di sovratensione tipo 2, V20 3+NPE-280, nel sottoquadro 5

Protezione da fulmini e da sovratensioneper sistemi di illuminazione a LED Figura 3: Limitatore di sovratensione tipo 2 + 3, ÜSM-LED 230, montato nella cassetta di derivazione dei cavi, sul sistema di fissaggio dei cavit 4 Per il completamento del limitatore di sovratensione può essere applicato il dispositivo di protezione ÜSM-LED 230-65 isolato e classificato nella classe di protezione IP 65. Con il cavo di connessione, il dispositivo di protezione può essere montato anche in condizioni ambientali difficili o sul quadro di distributore. Figura 4: Limitatore di sovratensione tipo 2 + 3, ÜSM-LED 230-65 Figura Luogo di installazione Apparecchio di protezione Descrizione N. articolo: Distribuzione principale 1 Alimentazione V50 3+NPE-280 Deviatore combinato tipo 1+2 Quadro di comando/distributore 2 a 3 fasi + NPE V20 3+NPE-280 Limitatore di sovratensione tipo 2 a 1 fase + NPE V20 1+NPE-280 Limitatore di sovratensione tipo 2 Alloggiamento del distributore/scatola di derivazione 3 Davanti alle lampade ÜSM-LED 230 Limitatore di sovratensione tipo 2 + 3 4 distributore (IP 65) ÜSM-LED 230-65 Limitatore di sovratensione tipo 2 + 3 Tabella 1: Selezione degli apparecchi di protezione 5093 526 5095 253 5095 251 5092 480 5092 478 6

Protezione da fulmini e da sovratensioneper sistemi di illuminazione a LED Capitolo 1.6 Installazione del limitatore di sovratensione Il dispositivo di protezione ÜSM-LED 230 può essere installato in serie o in parallelo rispetto alle lampade. Collegamento in parallelo Figura 5: Nel caso di collegamento in parallelo, il dispositivo di protezione da sovratensione viene collegato prima della lampada a LED. Comportamento in caso di guasto: scompare l'indicazione su ÜSM-LED. La protezione da sovratensioni viene scollegata. La lampada a LED continua ad essere accesa senza protezione. Collegamento in serie Figura 6: Nel caso di collegamento in serie, il limitatore di sovratensione deve essere collegato in serie alla lampada a LED: Comportamento in caso di guasto: scompare l'indicazione su ÜSM-LED. La protezione da sovratensioni ed il circuito elettrico (L ) vengono scollegati. Il guasto viene segnalato dallo spegnimento della lampada a LED. Capitolo 1.7 Risultato Un dispositivo di protezione adatto prima del driver LED elettronico dovrebbe rappresentare una barriera sicura contro le sovratensioni. Così viene garantita la durata utile delle lampade a LED e viene protetto l'investimento. OBO offre sistemi di protezione da fulmini e da sovratensione completi nonché linee di alimentazione schermate per impianti di illuminazione. Per ulteriori informazioni, consultare il sito Internet www.obo.it 7

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