Le case moderne stanno diventando sempre più digitali: Smart TV, elettrodomestici intelligenti, gestione dell’energia, sistemi antieffrazione, mobilità elettrica e home office per citarne solo alcuni. Nelle smart home si trovano sempre più dispositivi costosi e delicati e la tendenza è in aumento!
La necessità di poter disporre continuamente di questa tecnologia e la sinergia perfetta di tutti i componenti sono la base di uno stile di vita moderno, così come la ricerca di comfort, sicurezza e indipendenza. Ma l’aumento delle condizioni meteorologiche estreme, come i forti temporali, sono un pericolo per questi dispositivi sensibili.
I fulmini e le sovratensioni possono danneggiare componenti importanti, paralizzare interi sistemi o provocare incendi a causa delle apparecchiature danneggiate. Proteggere la tecnologia dai fulmini e dalle sovratensioni è quindi più importante che mai, oltre ad essere un obbligo normativo in alcuni casi specifici.
I rischi di danni dei fulmini e della sovratensione
L’avanzamento dei cambiamenti climatici fa sì che fenomeni meteorologici come i temporali e i fulmini aumentino in frequenza e intensità, e con essi il rischio, spesso sottovalutato, di danni da sovratensioni.
E la tecnologia delicata usata nelle case connesse alla rete è particolarmente a rischio. Nei moderni edifici residenziali, dispositivi delicati come le apparecchiature TV e hi-fi di alta qualità, i personal computer e i tablet, e gli elettrodomestici sono sempre più utilizzati. Il riscaldamento, l’aria condizionata, la ventilazione, i sistemi di archiviazione e tende elettriche migliorano il comfort domestico. Le porte per garage con azionamento elettrico aumentano il comfort, i sistemi ad interfono regolano l’accesso e i sistemi di allarme creano sicurezza. Dal punto di vista della protezione contro le sovratensioni, delicatezza significa che vengono utilizzati sempre più apparecchi con una tenuta normale o addirittura bassa alla tensione impulsiva e che, con l’aumento dell’uso delle reti, nelle case si trovano anche apparecchi collegati sia alla rete a bassa tensione che alla rete di comunicazione. Le sovratensioni possono danneggiare o distruggere completamente tutti questi dispositivi e sistemi a causare danni di diverse migliaia di euro. In questo contesto, oltre a molti milioni di euro di danni causati da fulmini e sovratensioni ogni anno, il settore assicurativo segnala anche un ammontare medio dei danni in continuo aumento. Quando un fulmine colpisce, viene scaricata un’enorme quantità di energia in una frazione di secondo. Questa energia può causare danni da sovratensione alle apparecchiature elettriche o elettroniche in un raggio di fino a due chilometri intorno al luogo dell’impatto. Le sovratensioni di commutazione dalla rete di alimentazione a monte costituiscono un’ulteriore fonte di pericolo. In entrambi i casi, le sovratensioni pericolose possono entrare nell’edificio residenziale attraverso le linee di alimentazione e danneggiare importanti e costose tecnologie.
I dispositivi tecnologici sempre più sensibili e la crescente minaccia di temporali sono quindi una pericolosa combinazione che deve essere presa sul serio. Proteggere la tecnologia dai fulmini e dalle sovratensioni è quindi più importante che mai. Qui vengono implementate le specifiche della norma CEI 64-8. Per un elettricista responsabile, progettare e realizzare le necessarie misure di protezione da sovratensioni secondo la norma significa anche che l’impianto elettrico è protetto a regola d’arte contro le sovratensioni transitorie. Un aspetto molto importante in materia di responsabilità e garanzia.
Impianto di messa a terra
Per ogni nuovo edificio è necessario installare un dispersore di fondazione per garantire il funzionamento sicuro dell’impianto elettrico. Un impianto di messa a terra funzionale è parte integrante delle installazioni elettrotecniche. Costituisce la base per la sicurezza e la funzionalità.
La corretta progettazione e l’esecuzione del dispersore di fondazione è di grande importanza: omissioni ed errori nella fase di messa in opera non potranno essere corretti in un secondo momento. Per questo, già in fase di pianificazione è essenziale uno stretto coordinamento tra l’architetto, l’impresa edile, il progettista elettrico e le ditte specializzate per l’impianto parafulmine e l’impianto elettrico.
Il dispersore di fondazione è un sistema di messa a terra funzionale ed esente da manutenzione per tutta la vita utile dell’edificio. Il dispersore di fondazione deve essere inserito nelle fondamenta e poi avvolto in una copertura di calcestruzzo di almeno 5 cm. Dato l’ulteriore sviluppo della tecnologia, vedasi l’uso crescente del calcestruzzo impermeabile, l’impermeabilizzazione bituminosa, i teli di plastica e l’isolamento termico, occorre sempre più spesso presupporre una fondazione “non sensibile al terreno” con resistenze di contatto con la terra notevolmente aumentate (ad esempio nel caso di una vasca bianca). In questo caso, un cosiddetto dispersore ad anello viene posato nel terreno (all’esterno della fondazione) e collegato al conduttore di equipotenzialità ad anello nella fondazione.
Un sistema di messa a terra è il prerequisito per il funzionamento sicuro di un sistema elettrico in un edificio. I dispersori di fondazione o ad anello forniscono un sistema di messa a terra sicuro ed economico per l’intero ciclo di vita dell’edificio. Anche il dispersore di fondazione è richiesto dalle norme CEI 64-12 1). L’installazione e il collaudo del ferro di armatura devono essere documentati.
1) CEI 64-12 – Dispersore di fondazione – Progettazione, esecuzione e documentazione. In conformità con CEI 64-8 sezione 443 (IEC 60364-4-44 articolo 443). Raccomandato in CEI 64-8 sezione 534 (IEC 60364-5-53, articolo 534) se l’edificio è alimentato da una linea aerea a bassa tensione.)
Protezione dalle sovratensioni secondo CEI 64-8
La protezione da fulmini e sovratensioni è molto importante per gli edifici residenziali. La norma CEI 64-8 sezione 443 e sezione 534 (IEC 60364-4-44, articolo 443, -5-53, articolo 534, -7-712)1) ha recepito questo aspetto e reso obbligatoria la protezione dalle sovratensioni per gli edifici residenziali di nuova realizzazione. I prodotti DEHN proteggono i vostri edifici in conformità con la normativa vigente. Le norme fanno una distinzione tra misure di protezione da sovratensione per edifici residenziali obbligatorie e raccomandate.
1)In accordo a CEI 64-8 sezione 443 (IEC 60364-4-44 articolo 443), se il calcolo semplificato non viene eseguito è obbligatorio installare un SPD all’origine dell’impianto.
In tutti i nuovi edifici residenziali, così come nel caso di modifiche e ampliamenti dell’impianto elettrico, devono essere implementate misure di protezione da sovratensioni in conformità con 1). Questo requisito si basa sulle influenze atmosferiche come risultato di
- fulminazione diretta nella rete di alimentazione o
- effetti della fulminazione indiretta trasmessi attraverso le linee di alimentazione o
- sovratensioni transitorie generate da accoppiamenti induttivi.
Secondo l’interpretazione tecnica di entrambe le norme, per la protezione da sovratensioni negli edifici residenziali è possibile distinguere tra misure obbligatorie e consigliate. Attualmente sono in vigore misure obbligatorie per le linee di alimentazione elettrica che entrano nell’edificio residenziale. Oltre a queste, però, gli edifici sono dotati anche di impianti di telecomunicazioni. Per queste linee (internet, telefono e cavo a banda larga), la CEI 64-8, sezione 443, non obbliga all’ uso di misure di protezione ma le consiglia fortemente. Tuttavia, sappiamo che un concetto di protezione da sovratensioni sicuro ed efficace può essere raggiunto solo se gli scaricatori vengono utilizzati per tutte le linee elettriche in entrata, e quindi anche per le linee dedicate alle telecomunicazioni.
Punti di installazione e scelta dei dispositivi di protezione dalle sovratensioni
Il punto di installazione degli scaricatori per le linee che entrano nell’edificio dovrebbe essere sempre l’origine dell’impianto. È quindi necessario uno scaricatore di sovratensione all’ingresso dell’edificio per ciascuna di queste linee (alimentazione elettrica, linea telefonica e connessione via cavo a banda larga). I punti di installazione dei limitatori di sovratensione sono:
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- Alimentazione elettrica: ad es. Quadro valle contatore (DEHNshield);
- Linea di telecomunicazione: all’ingresso dell’edificio / punto di trasferimento della casa, ad esempio nel campo multimediale o sul terminale di rete (DEHNbox)
- Collegamento TV / cavo a banda larga: all’ingresso dell’edificio, ad es. sul centralino TV (DEHNgate)
- Impianto FV: Direttamente prima dell’inverter, lato tensione DC, ad es. sugli ingressi DC direttamente sull’inverter (DEHNguard YPV)
Alimentazione elettrica
Da indicazioni della norma CEI 64-8 Sez. 534 bisogna discernere tra 3 tipologie di applicazioni:
Edificio con impianto di captazione in copertura
La soluzione prevede l’installazione obbligatoria di SPD di tipo 1+2 in quanto il livello dell’impianto di captazione impone il coordinamento delle misure di protezione affinché possano gestire le correnti da fulmine attese. Pertanto, in casi simili si dovrà installare almeno un DEHNshield per impianti di livello LPL III-IV e un DEHNventil M2 per impianti LPL I-II.
DEHNshield offre i seguenti vantaggi
- Scaricatore combinato Tipo 1 + Tipo 2 spinterometrico, pronto per il cablaggio ed ottimizzato nell’applicazione
- La tecnologia spinterometrica per utilizzo in spazi ristretti con solo 1 unità / polo permette un’esecuzione compatta
- Soddisfa i requisiti minimi per la capacità di scarica di corrente di fulmine secondo CEI 64-8 e CEI 81/10
- Permette l’equipotenzialità antifulmine compatta compresa la protezione di utenze finali
- Capacità di scarica di corrente di fulmine fino a 50 kA (10/350 µs)
- Indicazione di funzionamento / guasto tramite marcatura verde / rossa nella finestrella
- Elevata capacità di limitazione della corrente susseguente (Ifi = 25 kAeff))
DEHNventil M2 offre i seguenti vantaggi:
- Scaricatore combinato Tipo 1 + Tipo 2 spinterometrico, pronto per il cablaggio ed ottimizzato nell’applicazione
- La tecnologia spinterometrica per utilizzo in spazi ristretti con solo 1 unità / polo permette un’esecuzione compatta
- Soddisfa i requisiti minimi per la capacità di scarica di corrente di fulmine secondo CEI 64-8 e CEI 81/10
- Permette l’equipotenzialità antifulmine compatta compresa la protezione di utenze finali
- Capacità di scarica di corrente di fulmine fino a 100 kA (10/350 µs)
- Indicazione di funzionamento / guasto tramite marcatura verde / rossa nella finestrella
- Elevata capacità di limitazione della corrente susseguente (Ifi = 50 kAeff))
Edificio con arrivo linea aereo
La soluzione prevede l’installazione obbligatoria di SPD di tipo 1+2 in quanto la linea essendo esposta agli eventi atmosferici può essere coinvolta da fulminazioni dirette. Questo porta con se la necessità di SPD testati con corrente di fulmine con forma d’ onda 10/350 quindi l’apparato SPD più adatto è il DEHNshield basic.
DEHNshield M2 offre i seguenti vantaggi:
- Scaricatore combinato Tipo 1 + Tipo 2 spinterometrico, pronto per il cablaggio ed ottimizzato nell’applicazione
- La tecnologia spinterometrica per utilizzo in spazi ristretti con solo 1 unità / polo permette un’esecuzione compatta
- Soddisfa i requisiti minimi per la capacità di scarica di corrente di fulmine secondo CEI 64-8 e CEI 81/10
- Permette l’equipotenzialità antifulmine compatta compresa la protezione di utenze finali
- Capacità di scarica di corrente di fulmine fino a 30 kA (10/350 µs)
- Indicazione di funzionamento / guasto tramite marcatura verde / rossa nella finestrella
- Elevata capacità di limitazione della corrente susseguente (Ifi = 25 kAeff))
Edificio con arrivo linea interrato
La soluzione prevede l’installazione obbligatoria di SPD almeno di tipo 2 in quanto la linea tendenzialmente potrebbe subire gli effetti indotti di una fulminazione che cade nei pressi del cavidotto della stessa. Gli eventi atmosferici, quindi, generano sovratensioni indotte e questo porta con se la necessità di SPD testati contro le sole sovratensioni con forma d’ onda 8/20 quindi l’apparato SPD più adatto è il DEHNguard.
DEHNguard offre i seguenti vantaggi:
- Scaricatore combinato Tipo 2 varistorico, pronto per il cablaggio ed ottimizzato nell’applicazione
- La tecnologia varistorica per utilizzo in spazi ristretti con solo 1 unità / polo permette un’esecuzione compatta
- Soddisfa i requisiti minimi per la capacità nominale di scarica secondo CEI 64-8 e CEI 81/10
- Permette l’equipotenzialità antifulmine compatta compresa la protezione di utenze finali
- Corrente impulsiva nominale di 20 kA (8/20 µs)
- Indicazione di funzionamento / guasto tramite marcatura verde / rossa nella finestrella
- Elevata capacità di limitazione della corrente susseguente (Ifi = 50 kAeff))
Linee di comunicazione
La norma CEI 64-8 riporta che se vengono usati scaricatori sul lato dell’alimentazione, si raccomanda l’ installazione di apparati SPD anche per proteggere le linee di telecomunicazione. Una sicurezza con prestazioni complete dei dati è offerta da DEHNbox TC B 180. Combina la protezione da sovratensioni per i terminali a valle (ad es. i router) con la piena disponibilità della velocità di trasmissione dei dati, testata e confermata anche da Deutsche Telekom Technik GmbH. Questo è un aspetto decisivo, perché le tecnologie degli scaricatori utilizzate fino ad ora portano spesso a perdite di velocità nelle nuove tecnologie di trasmissione; un fastidio per i clienti finali.
DEHNbox TC B 180 è stata sviluppata appositamente per i requisiti attuali delle più recenti tecnologie di trasmissione come il VDSL2. I test di idoneità condotti da Deutsche Telekom Technik GmbH lo confermano: “I test mostrano chiaramente che il campione non ha un’influenza significativa sulle prestazioni di una connessione SVVDSL […] A nostro avviso, non sussistono preoccupazioni riguardo all’utilizzo di DEHNbox TC B 180 nell’NE4 come elemento di protezione per terminali xDSL.”
Un altro vantaggio è la semplicità di installazione: La linea telefonica viene montata senza attrezzi all’ingresso tramite un terminale ad innesto. All’uscita, a seconda dell’applicazione (installazione vicino ad una terminazione di rete o direttamente al router), il cavo di collegamento può essere connesso a un morsetto push-in o a una presa RJ-45. Grazie al particolare design dell’involucro IP20, gli scaricatori possono essere uniti e avvitati a parete. Un indicatore di funzionamento ottico segnala un possibile guasto allo scaricatore di sovratensione, senza interrompere la connessione dati, come invece avveniva in passato.
Nota: Utilizzando una tecnologia in fibra ottica fino all’interno dell’edificio, è possibile fare a meno della protezione da sovratensioni. Solo la protezione metallica contro i roditori, se presente, dovrebbe essere integrata nel sistema equipotenziale per evitare un potenziale ritardo.
Ulteriori misure tecniche consigliate
La norma raccomanda di verificare se sono necessarie ulteriori misure di protezione dalle sovratensioni in caso di terminali delicati e di alto valore o se la parte interessata del sistema richiede una protezione speciale. Soprattutto gli edifici moderni con tecnologie sensibili (ad esempio con KNX o sistemi di intrattenimento di alta qualità) o anche aree come l’home office situato nell’edificio residenziale richiedono una protezione aggiuntiva per prevenire in modo sicuro i guasti. Questo perché, nonostante la presenza di uno scaricatore di sovratensione già installato all’ingresso dell’edificio, l’accoppiamento può causare danni ai terminali o alle parti dell’impianto che si trovano a più di 10 metri dall’ultimo dispositivo di protezione dalle sovratensioni a causa della lunghezza del cavo. L’installazione di dispositivi di protezione dalle sovratensioni aggiuntivi assicura la limitazione della tensione in conformità con la resistenza di isolamento dei dispositivi elettrici o elettronici e previene i danni ai dispositivi sensibili.
Per creare un concetto di protezione completo, dovrebbe essere trovata una soluzione coordinata individualmente insieme al proprietario. Questo è orientato alle proprie esigenze e colma eventuali lacune di sicurezza esistenti. Va da sé che è necessario garantire il necessario coordinamento di tutti i dispositivi di protezione dalle sovratensioni installati in un impianto elettrico. Questo significa che la protezione, a partire dallo scaricatore combinato nel quadro del contatore, passando per lo scaricatore di sovratensione a valle nel quadro secondario (scaricatore di tipo 2) fino ad arrivare alla protezione dell’utenza finale più sensibile a monte del terminale, funziona in modo affidabile. Questo assicura che ogni livello di protezione assume la quota per la quale è stato progettato. Le famiglie di prodotti di un fabbricante coordinate dal punto di vista energetico soddisfano questo requisito. . In conformità con la norma CEI 64-8 Sez. 534, occorre assicurarsi che il livello di protezione effettivo UP non superi il valore limite della tensione d’impulso nominale UW del terminale più sensibile. Pertanto, si raccomanda di collegare l’apparecchiatura da proteggere direttamente ai morsetti del dispositivo di protezione dalle sovratensioni. Con un dispositivo di protezione dalle sovratensioni in un sistema di distribuzione elettrica, tutte le linee di connessione e interconnessione dovrebbero sempre:
- essere il più corto e dritto possibile,
- installate senza creare cappi o spire
- essere posate alla massima distanza possibile da altri collegamenti di cavi e linee nel distributore.
La lunghezza della linea è quindi il collegamento tra la diramazione elettrica dall’impianto nella zona dell’alimentazione allo scaricatore di sovratensione (sezioni di linea a e b) e lo scaricatore di sovratensione alla connessione PE (sezione di linea c). La lunghezza totale della linea (a+b+c) non deve superare 0,5 m secondo la norma. L’installazione di SPD deve tenere assolutamente conto di questo collegamento ottimale al conduttore esterno e al conduttore PEN/PE secondo la descrizione della norma (a+b+c < 0,5 m). In alternativa, è possibile realizzare il cosiddetto “cablaggio a V” o “entra-esci” facilitato dal doppio morsetto di terra presente sui nostri SPD.
Soluzioni Tipo
Di seguito riportiamo alcune delle casistiche più frequenti in ambito residenziale.
