Gli impianti solari fotovoltaici sono altamente esposti alle sovratensioni-indotte dai fulmini a causa dei grandi array fotovoltaici esterni e dei lunghi cavi CC. A differenza dei sistemi CA, i circuiti CC FV non hanno un punto di passaggio per lo zero-di tensione, quindi una selezione impropria dell'SPD può causare archi CC prolungati e rischio di incendio. Norma: IEC 61643-31 / IEC 61643-32.

Principali fonti di rischio

Sovratensione indotta da fulmini-da fulmini vicini

Corrente di fulmine parziale per impianti di grandi dimensioni-montati a terra-

Transitori di commutazione dal funzionamento MPPT dell'inverter

Sovratensioni accoppiate all'alimentazione CC, all'uscita CA e alle linee di comunicazione

Layout SPD multi-stadio

1. Lato CC (campo fotovoltaico → ingresso inverter)

Fotovoltaico su piccola scala-sul tetto: installare un SPD di tipo 2 CC-classificato sui terminali di ingresso CC dell'inverter. MCOV (tensione operativa continua massima) deve essere superiore a 1,15 × tensione del circuito aperto-del generatore fotovoltaico.

Ground-mounted / high-lightning-risk sites: Deploy Type 1+Type 2 combined DC SPD inside PV combiner boxes and inverter DC terminals. If DC cable length >10 m tra l'array e l'inverter, l'SPD deve essere montato su entrambi i lati del cavo CC.

❗ Deve utilizzare PV-speciale DC SPD; i normali SPD CA non possono essere utilizzati per i circuiti fotovoltaici CC.

2. Lato CA (uscita CA dell'inverter → connessione alla rete)

Installare l'SPD CA sull'armadio di uscita CA dell'inverter.

Per edifici con protezione antifulmine esterna: tipo 1+2 SPD CA sul quadro di distribuzione principale.

Fotovoltaico generale sul tetto: l'SPD CA di tipo 2 è accettabile.

3. Circuiti di segnale e comunicazione

Aggiungi SPD di segnale di tipo 3 per RS485, MODBUS, sensori di monitoraggio e linee di controllo del motore-per sopprimere i picchi di tensione-della linea dati.

4. Requisiti di messa a terra

I telai dei moduli fotovoltaici, le staffe di montaggio, gli involucri della scatola combinatrice e gli alloggiamenti degli inverter devono essere collegati in modo affidabile al sistema di messa a terra equipotenziale. Una buona messa a terra è il fondamento della protezione contro le sovratensioni.

Guida rapida alla scelta

Nota: l'SPD necessita di una protezione da sovracorrente di backup- (fusibile/interruttore automatico miniaturizzato). Sostituire l'SPD quando l'indicatore di guasto segnala un guasto.

Protezione contro i fulmini per apparecchiature industriali

I siti industriali contengono PLC, convertitori di frequenza, servoazionamenti, sensori, strumentazione e bus di comunicazione. I danni derivano non solo da fulmini diretti ma principalmente da sovratensioni transitorie induttive/conduttive che si propagano attraverso i cavi di alimentazione, le linee di segnale e la rete di terra. Adotta un concetto di protezione coordinato a 3-strati: intercettazione dei fulmini esterni → deviazione delle sovratensioni in ingresso-alimentazione → bloccaggio fine dell'apparecchiatura-terminale.

Livello 1: protezione antifulmine esterna (intercettazione dei fulmini)

Terminali aerei/parafulmini, calate-e rete di messa a terra per deviare la corrente diretta del fulmine verso terra, impedendo colpi diretti su edifici e attrezzature della fabbrica.

Realizza collegamenti equipotenziali per tutte le strutture metalliche: armadi per apparecchiature, passerelle portacavi, telai in acciaio, tubazioni. Ridurre al minimo la differenza di potenziale durante gli eventi di fulmini.

È fondamentale una rete di messa a terra a bassa-resistenza e-ben collegata.

Livello 2: protezione da sovratensione dell'alimentatore (livello di distribuzione)

Armadio di ingresso principale: adatto per SPD di tipo 1 per siti con protezione antifulmine esterna, per deviare la corrente parziale di fulmine (impulso 10/350 μs).

Quadri di distribuzione secondaria-per zone di produzione: installa SPD di tipo 2 (impulso 8/20 μs) per sopprimere la commutazione della rete-e i fulmini indotti.

Armadi per carichi critici- (per PLC, controller di automazione): installare un SPD di tipo 2 o di tipo 2+3 vicino ai terminali di alimentazione dell'apparecchiatura per ridurre la sovratensione residua.

Gli interruttori automatici e i fusibili non possono sostituire l'SPD: reagiscono troppo lentamente ai picchi di tensione a livello di nanosecondi-.

Livello 3: protezione da sovratensione bus di campo e di segnale- (protezione fine del terminale)

Proteggi tutti i cavi di segnale a bassa tensione in entrata/uscita-:

Linee sensore analogico 4-20 mA

Bus di campo RS485/Modbus/Profibus

Ethernet, circuiti di interblocco di controllo

Utilizza SPD-con corrispondenza del segnale (GDT + MOV + TVS multi-stadio): un grande-sbalzo di energia viene scaricato da GDT; la tensione residua viene bloccata da MOV/TVS a un livello di circuito del segnale-sicuro. L'SPD del segnale deve corrispondere alla tensione del segnale, alla larghezza di banda e all'impedenza di trasmissione.

Regole importanti per l'installazione

Mantenere i conduttori di collegamento dell'SPD corti e diritti, ridurre l'area del circuito per evitare l'aumento di tensione causato dall'induttanza del cavo-.

L'SPD necessita di un backup dedicato sul-dispositivo di protezione corrente.

Coordinamento in cascata: Tipo 1 → Tipo 2 → Tipo 3, mantenere l'impedenza di separazione/lunghezza del cavo richiesta tra gli stadi per il coordinamento energetico.

Il monitoraggio remoto dello stato-SPD è consigliato per gli impianti industriali non presidiati per l'allarme tempestivo di guasto.

Riepilogo del tipico schema di protezione industriale

Sistema parafulmine esterno + collegamento equipotenziale + messa a terra a rete.

Quadro principale: SPD di tipo 1 (in caso di rischio di fulmini).

Sottoquadri-di produzione: SPD di tipo 2.

Armadio per apparecchiature critiche: tipo 2+3 SPD di alimentazione + SPD di segnale per tutto il cablaggio sul campo.