Il cablaggio dello SPD TN-C-S dipende prima di tutto dal punto di separazione del PEN, non solo dalla descrizione del prodotto come 3P, 4P o 3P+N.
Questa guida aiuta i costruttori di quadri, gli appaltatori elettrici, i consulenti, i distributori e gli acquirenti OEM a determinare se lo SPD sarà installato sulla sezione TN-C o sulla sezione TN-S separata.
Indice dei contenuti
Risposta Veloce: Dove Dovrebbe Collegarsi lo SPD?
Un'alimentazione TN-C-S contiene due sezioni elettricamente diverse:
- Prima della separazione del PEN: le funzioni neutre e di terra di protezione condividono il conduttore PEN. Questa è la sezione TN-C.
- Dopo la separazione del PEN: N e PE sono separati. Questa sezione a valle è trattata come TN-S.
| Posizione SPD | Conduttori presenti | Direzione di selezione |
|---|---|---|
| Prima della separazione | L1, L2, L3, PEN | Utilizzare uno schema 3P o 3+0 approvato TN-C collegato dalle fasi a PEN. |
| Alla separazione | PEN si suddivide in N e PE separati | Confermare il collegamento esatto, il confine di proprietà e le norme nazionali dai documenti di progetto. |
| Dopo la separazione | L1, L2, L3, N, PE | Utilizzare un SPD approvato per la sezione TN-S. A seconda del design, questo può utilizzare modalità di protezione 4+0 o 3+1. |
| Pannello a valle | Separare N e PE | Trattare il punto di protezione come TN-S e coordinarlo con lo SPD a monte. |
Il solo conteggio dei poli non conferma il circuito di protezione interna.
Come Cambia il Sistema TN-C-S al Momento della Separazione del PEN?
PEN è un conduttore che svolge sia funzioni di terra protettiva che di neutro. Prima della separazione, una sezione TN-C trifase normalmente ha L1, L2, L3 e PEN.
Allo specifico punto di separazione, PEN si divide in:
- N: il conduttore neutro utilizzato per il ritorno della corrente di carico normale.
- PE: il conduttore protettivo utilizzato per il collegamento e i percorsi di corrente di guasto.
Dopo la separazione, N e PE hanno funzioni diverse e devono rimanere separati durante l'intera installazione a valle. La IEC 60364-1 fornisce il quadro fondamentale e la terminologia per gli schemi di messa a terra a bassa tensione.[1]
Schneider Electric distingue anche la parte TN-C prima della separazione dalla parte TN-S dopo la separazione quando spiega l'idoneità dell'SPD in una rete TN-C-S.[2]
Una descrizione del progetto che dice solo “TN-C-S” è incompleta per la selezione dell'SPD. Il diagramma unifilare deve mostrare dove PEN diventa N e PE e dove l'SPD sarà installato.
Lo SPD Dovrebbe Essere Installato Prima o Dopo la Separazione del PEN?
Non esiste una posizione di installazione unica che si applica a ogni progetto TN-C-S.
In molti quadri elettrici a monte del cliente, l'SPD è installato dopo la separazione di PEN. Il punto di protezione è quindi sulla parte TN-S dell'alimentazione.
Un SPD può essere applicato anche nella sezione TN-C dove la progettazione del progetto, il confine di fornitura e le normative locali lo consentono. Il prodotto deve quindi essere approvato per la connessione tra i conduttori di fase e PEN.
Schneider Electric afferma che un SPD compatibile con TN-S può essere utilizzato nella parte TN-S di una rete TN-C-S, mentre è richiesto un SPD 3P compatibile con TN-C nella parte TN-C.[2]
Prima della separazione di PEN: sezione TN-C
I conduttori disponibili sono normalmente L1, L2, L3 e PEN. Non ci sono conduttori N separati o conduttori PE separati in questo momento.
Un tipico schema di protezione 3+0 collega:
- L1 a PEN
- L2 a PEN
- L3 a PEN
DEHN pubblica un'installazione campionaria TN-C utilizzando una configurazione 3+0.[3]
Prima di approvare il modello, confermare che sia esplicitamente adatto per l'uso TN-C, che il suo diagramma consenta la connessione a PEN e che la posizione dell'installazione sia consentita dall'autorità di progetto o di fornitura responsabile.
Dopo la separazione di PEN: sezione TN-S
I conduttori disponibili sono L1, L2, L3, N e PE. L'SPD è ora installato sulla parte separata TN-S del sistema TN-C-S.
I documenti di applicazione del produttore mostrano che le soluzioni TN-S approvate possono utilizzare configurazioni interne diverse. DEHN pubblica un'installazione campionaria TN-S utilizzando 4+0 e indica anche prodotti 3+1 per sistemi TT e TN-S.[3]
La scelta finale tra 4+0 e 3+1 dipende dal design del prodotto approvato, dalle normative nazionali, dai requisiti TOV, dal coordinamento RCD e dalla specifica del progetto.
Uno schema speciale vicino allo split non è una regola universale.
Un documento informativo di DEHN mostra un'installazione specifica in cui può essere installato un altro SPD 3+0 entro una distanza massima di 0,5 m dal punto di separazione di PEN.[4]
Questo è un esempio di applicazione del produttore con condizioni definite. Non utilizzare la distanza da sola per approvare una regola di cablaggio globale TN-C-S. Confermare la norma nazionale, il confine di proprietà, la documentazione del prodotto e il disegno del progetto.
3P, 4P o 3P+N: Cosa Deve Verificare l'Acquirente?
Il numero di moduli visibili non spiega sempre come l'SPD è collegato internamente.
La terminologia del fornitore può variare. Il diagramma del circuito interno è il documento di controllo.
| Descrizione | Possibile significato | Verifica necessaria |
|---|---|---|
| SPD 3P | Tre poli protettivi, spesso utilizzati per 3+0. | Se i percorsi sono L-PEN o L-PE e quale tipo di rete è approvato. |
| SPD 4P | Quattro poli protettivi, spesso utilizzati per 4+0. | Come L1, L2, L3, N e PE si collegano all'interno del prodotto. |
| 3P+N | Spesso utilizzato commercialmente per un prodotto 3+1. | Se contiene tre percorsi L-N e un elemento di protezione N-PE dedicato. |
| 3+0 | Tre modalità di protezione conduttore attivo-riferimento. | Se il riferimento è PEN o PE e se l'applicazione di rete è approvata. |
| 4+0 | Quattro modalità di protezione conduttore attivo-PE. | Comportamento Uc, Up, TOV, caratteristiche di dispersione e approvazione dell'applicazione TN-S. |
| 3+1 | Tre modalità di protezione L-N più una modalità N-PE. | La tecnologia N-PE, classe di scarica, Uc e livello di protezione combinato L-PE. |
Richiedere il diagramma del circuito interno, la scheda tecnica e le istruzioni per l'installazione prima dell'approvazione del modello.
Come Dovrebbero Essere Gestiti N e PE Dopo la Separazione?
Dopo il punto di separazione approvato, N porta il normale ritorno di corrente di carico. PE fornisce collegamenti di protezione e percorsi di corrente di guasto.
Un elemento di protezione N-PE progettato all'interno di un SPD non è la stessa cosa di un ponte di rame permanente tra le barre neutre e PE.
Controlli corretti
- Mantenere separati i barre N e PE a valle.
- Seguire il diagramma di cablaggio SPD selezionato.
- Utilizzare una connessione PE breve e diretta.
- Collegare l'involucro secondo il design approvato.
- Controllare l'isolamento del neutro dove necessario.
Errori comuni
- Aggiungere un collegamento permanente N-PE al SPD.
- Utilizzare un terminale SPD come barra del neutro.
- Continuare a etichettare il PE a valle come PEN.
- Ricollegare N e PE in un quadro di sub-distribuzione.
- Assumere che ogni modulo neutro sia un elemento N-PE.
Un collegamento N-PE non intenzionale può alterare i percorsi della corrente e influire sul funzionamento del dispositivo di protezione. La configurazione finale di collegamento equipotenziale deve corrispondere al progetto di messa a terra approvato.
Dettagli di Installazione che Influiscono sulle Realistiche Prestazioni dello SPD
Mantenere il percorso di collegamento corto
I conduttori lunghi aggiungono tensione induttiva durante una sovratensione. La tensione che raggiunge l'apparecchiatura può quindi essere superiore a quanto suggerisce il solo valore Up dichiarato dell'SPD.
La guida ufficiale all'installazione di Weidmüller indica che i cavi di collegamento degli SPD non dovrebbero superare 0.5 m e spiega che il collegamento a V può ridurre la tensione aggiuntiva del conduttore.[6]
- Posizionare lo SPD vicino ai conduttori in ingresso e alla barra PE o PEN.
- Evitare anelli, deviazioni e piegature non necessarie.
- Non collocare lo SPD all'estremità opposta della guida DIN solo perché è disponibile spazio.
- Verificare se il collegamento a V o il cablaggio a derivazione è approvato per il modello.
Coordinare la protezione di backup e la capacità di cortocircuito
Il dispositivo di protezione contro le sovracorrenti a monte, i conduttori di derivazione dell'SPD e la capacità di cortocircuito dell'SPD devono essere valutati insieme.
Weidmüller afferma che è necessaria una protezione di backup aggiuntiva quando il dispositivo di protezione sul lato di sistema supera il valore massimo specificato per l'SPD.[6] DEHN osserva inoltre che l'Isccr richiesto deve essere almeno uguale alla corrente di cortocircuito nel punto di connessione.[4]
- Corrente di cortocircuito presunta nel punto di installazione.
- Isccr dell'SPD o capacità di cortocircuito dichiarata.
- Fusibile di backup massimo consentito o interruttore automatico.
- Tipo e calibro del dispositivo di protezione a monte.
- Sezione e percorso del conduttore di derivazione.
- Se la protezione di backup è integrata.
Controllare tutte le classificazioni elettriche
Il circuito di protezione corretto non significa automaticamente che le classificazioni elettriche siano corrette.
- Uc: tensione massima di esercizio continua.
- Su: livello di protezione della tensione.
- In, Imax o Iimp: in base alla classificazione e all'applicazione dell'SPD.
- Comportamento TOV: prestazioni durante sovratensioni temporanee alla frequenza di rete.
- Valutazioni N-PE: quando si utilizza una modalità di protezione N-PE dedicata.
La norma IEC 60364-5-53 include i requisiti di selezione e installazione dei dispositivi di protezione negli impianti a bassa tensione, comprese le disposizioni sugli SPD nel punto 534.[5] La norma IEC 61643-11:2025 specifica i requisiti e i metodi di prova per gli SPD collegati ai sistemi in CA a bassa tensione.[8]
Verificare il coordinamento degli RCD
La posizione dell'RCD e l'immunità dipendono dalla rete, dal circuito SPD, dal comportamento delle correnti di dispersione, dal tipo di RCD, dai requisiti di selettività e dalle norme nazionali.
Non applicare a ogni progetto TN-C-S una configurazione RCD universale. Esaminare l'intero schema di protezione e le istruzioni di entrambi i dispositivi.
Uno SPD Protegge Contro un PEN Rotto?
No. Uno SPD standard non è un dispositivo completo di protezione contro l'apertura del PEN.
Uno SPD limita le sovratensioni transitorie. Un PEN interrotto è un guasto di rete a frequenza industriale che può causare spostamento del neutro, corrente deviata e tensione di contatto pericolosa.
L'IET spiega che un PEN aperto può portare tensione pericolosa sulle masse metalliche collegate e può generare sovratensione su alcuni carichi e sottotensione su altri.[7]
Non confondere due diverse funzioni di protezione
- SPD: limita le sovratensioni transitorie dovute ai fulmini e alle manovre di commutazione.
- Protezione Open-PEN: rileva, disconnette o altrimenti controlla un guasto PEN pericoloso secondo le regole di progettazione applicabili.
Sette Comuni Errori dello SPD TN-C-S
- Selezionare soltanto da “TN-C-S”. La denominazione del sistema non indica quale lato della separazione del PEN contenga l'SPD.
- Utilizzare un SPD solo per TN-S sulla sezione TN-C. Un prodotto progettato per N e PE separati non deve essere collegato automaticamente al PEN.
- Supporre che ogni progetto TN-C-S richieda 3+1. Le soluzioni TN-S approvate possono utilizzare configurazioni 4+0 o 3+1 a seconda del progetto.
- Presumere che ogni SPD a quattro moduli sia un 3+1. Il circuito interno potrebbe invece essere 4+0.
- Aggiunta di un ponte N-PE a valle. Ciò altera lo schema di messa a terra previsto.
- Ignorare la lunghezza del collegamento e la protezione di riserva. Entrambi possono modificare la protezione effettiva e l'approvazione del quadro.
- Trattare l'SPD come protezione per conduttore PEN aperto. Questi dispositivi affrontano rischi elettrici differenti.
Flusso di Lavoro per la Selezione Ingegneristica dello SPD TN-C-S
Il processo decisionale dovrebbe iniziare dallo schema elettrico, non dal numero di moduli del fornitore.
- Individuare il punto di separazione del PEN. Contrassegnarlo chiaramente sullo schema unifilare.
- Identificare la posizione prevista per l'SPD. Confermare se si trova nella sezione TN-C o nella sezione TN-S separata.
- Approvare il circuito interno. Verificare 3+0, 4+0 o 3+1 dalla documentazione del prodotto.
- Confermare la classificazione e i valori nominali dell'SPD. Controllare Tipo, Uc, Up, In, Imax, Iimp ove applicabile e comportamento TOV.
- Coordinare l'installazione. Controllare Isccr, protezione di riserva, percorso dei conduttori, lunghezza del collegamento e requisiti dei terminali.
- Registrare il modello approvato. Conservare la scheda tecnica, lo schema di cablaggio, l'ambito del certificato e il riferimento per la sostituzione nella documentazione del quadro.
Cosa Deve Essere Confermato Prima di Ordinare?
Lista di controllo per richieste su quadri elettrici e OEM
- Paese e normativa di installazione applicabile.
- Tensione nominale del sistema.
- Alimentazione monofase o trifase.
- Configurazione del conduttore in ingresso.
- Punto esatto di separazione del PEN.
- Posizione di installazione proposta per l'SPD.
- Schema unifilare contrassegnato.
- Tipo di SPD richiesto.
- Circuito richiesto: 3+0, 4+0 o 3+1.
- Requisiti per Uc, Up e corrente di scarica.
- Corrente di cortocircuito prospettica.
- Valore nominale del dispositivo di protezione a monte.
- Requisito di segnalazione remota.
- Requisito di certificato o rapporto di prova.
- Requisiti di quantità, etichettatura e imballaggio.
Uno schema unifilare contrassegnato è più utile della frase "abbiamo bisogno di un SPD quadripolare per TN-C-S".
Necessità di Confermare una Configurazione dello SPD TN-C-S?
Inviare la tensione del sistema, il punto di separazione del PEN, la posizione proposta per l'SPD, il livello di cortocircuito e lo schema unifilare. LEEYEE può esaminare il circuito di protezione richiesto e preparare una lista di conferma del modello per progetti di quadri elettrici, distribuzione o OEM.
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Domande frequenti
È possibile utilizzare un SPD 3P in un sistema TN-C-S?
Sì, quando viene installato sulla sezione TN-C ed è esplicitamente approvato per il collegamento da L1, L2 e L3 a PEN.
L'SPD deve essere sempre installato dopo la separazione del PEN?
No. Gli SPD lato utente vengono spesso installati dopo la separazione, ma un SPD TN-C approvato può essere utilizzato prima della separazione laddove il progetto e le normative locali lo consentano.
Ogni sistema TN-C-S richiede un SPD 3+1?
No. Dopo la separazione, le soluzioni TN-S approvate possono utilizzare configurazioni 4+0 o 3+1 a seconda del prodotto, del progetto e delle norme applicabili.
Uno SPD 4P è uguale a uno SPD 3P+N?
Non necessariamente. Un SPD 4P può utilizzare un circuito 4+0, mentre un prodotto 3P+N può impiegare tre percorsi L-N più un elemento N-PE dedicato.
È possibile collegare N e PE presso l'SPD?
Non aggiungere un nuovo ponte N-PE permanente dopo il punto di separazione del PEN approvato. Utilizzare le modalità di protezione progettate all'interno di un SPD approvato.
Qual è il documento più utile per la selezione del modello?
Uno schema unifilare contrassegnato che mostra la separazione PEN, la posizione dell'SPD, la disposizione dei conduttori e la protezione a monte.
Guide tecniche correlate
Riferimenti
- Commissione Elettrotecnica Internazionale, IEC 60364-1:2025 — Impianti elettrici a bassa tensione — Parte 1: Principi fondamentali, valutazione delle caratteristiche generali e definizioni. Pagina ufficiale della pubblicazione IEC.
- Schneider Electric UK, Sarebbe possibile installare un SPD TNS su una rete TN-C-S?, FAQ000270719. Il documento distingue le parti TN-C e TN-S di una rete TN-C-S. FAQ ufficiale Schneider Electric.
- DEHN, Maggiore sicurezza per armadi di comando. Le informazioni applicative pubblicate includono un esempio TN-C 3+0, un esempio TN-S 4+0 e prodotti 3+1 identificati per sistemi TT e TN-S. Documento tecnico ufficiale DEHN.
- DEHN, Protezione dalle sovratensioni in quadri elettrici a bassa tensione, WPX004/E. Il white paper discute la caduta di tensione sui conduttori, Isccr e un'applicazione 3+0 definita vicino a un punto di separazione PEN. White paper ufficiale DEHN.
- Commissione Elettrotecnica Internazionale, IEC 60364-5-53:2019+AMD1:2020+AMD2:2024 CSV — Impianti elettrici a bassa tensione — Parte 5-53: Scelta e installazione dei componenti elettrici. Pagina ufficiale della versione consolidata IEC.
- Weidmüller, Informazioni e requisiti di installazione — Protezione da fulmini e sovratensioni nei sistemi energetici. La guida copre l'installazione qualificata, la posizione dell'SPD, la lunghezza della linea di collegamento, il collegamento a V e la protezione di backup. Guida ufficiale Weidmüller.
- L'Istituto di Ingegneria e Tecnologia, PEN interrotto, Wiring Matters. L'articolo spiega la corrente di neutro deviata, la pericolosa tensione di contatto e lo spostamento di tensione associato a un PEN aperto. Articolo ufficiale IET.
- Commissione Elettrotecnica Internazionale, IEC 61643-11:2025 — Dispositivi di protezione contro le sovratensioni a bassa tensione — Parte 11: Dispositivi di protezione contro le sovratensioni collegati ai sistemi di alimentazione in bassa tensione a corrente alternata — Requisiti e metodi di prova. Pagina ufficiale della pubblicazione IEC.
