Norma CEI 64-8: novità sulla protezione contro le sovratensioni di origine atmosferica

È terminata l’inchiesta pubblica ed è prevista per la fine dell’anno la pubblicazione di due nuovi articoli della norma CEI 64-8 che sostituiscono quelli attualmente in vigore:

• 443 Protezione contro le sovratensioni di origine atmosferica o dovute a manovre
• 534 Dispositivi per la protezione contro i disturbi elettromagnetici e di tensione

Entrambi allineano l’Italia agli altri paesi europei in quanto derivano da documenti Cenelec armonizzati.

L’articolo 443 specifica le prescrizioni per la protezione degli impianti elettrici contro le sovratensioni transitorie di origine atmosferica trasmesse attraverso la rete di distribuzione dell’energia elettrica, comprese le fulminazioni dirette sul sistema di alimentazione, e quelle contro le sovratensioni dovute a manovre, che, avendo un’ampiezza inferiore rispetto a quelle di origine atmosferica non necessitano di protezione aggiuntiva; chiaro che se non è installata alcuna protezione contro i disturbi di origine atmosferica, può essere necessario prevedere una protezione contro le sovratensioni da manovra, soprattutto nel caso di apparecchiature in cui sia probabile la generazione di sovratensioni come, ad esempio, un’apparecchiatura che alimenta l’impianto o in presenza di carichi induttivi o capacitivi (ad esempio motori, trasformatori, banchi di condensatori, ecc.)

Non vengono invece trattate le prescrizioni per la protezione contro le sovratensioni transitorie dovute a fulminazioni dirette o in prossimità della struttura per le quali occorre riferirsi alle norme CEI 81-10.

I dispositivi da utilizzare per la protezione contro le sovratensioni transitorie sono gli SPD (Surge Protection Device – scaricatore di sovratensione).

La scelta e l’installazione degli SPD devono essere effettuate conformemente a quanto indicato nell’articolo 534.

Attenzione che quando sulle linee elettriche di alimentazione è necessario installare SPD, si raccomanda l’impiego di altri SPD sulle altre linee, come quelle telefoniche, utilizzando SPD specifici per linee dati.

Le prescrizioni per la protezione contro le sovratensioni transitorie propagate attraverso le reti di trasmissioni dati non sono trattate nell’articolo 443. A tal proposito si può consultare il rapporto tecnico IEC 61643-22.

La protezione contro le sovratensioni transitorie è OBBLIGATORIA quando le conseguenze degli effetti di tali sovratensioni influiscono:

• sulla vita umana;
• sui servizi pubblici e sul patrimonio culturale;
• sulle attività commerciali o industriali;
• su un gran numero di persone, ad esempio nel caso di grandi edifici, uffici, scuole.

Per tutti gli altri casi può essere effettuata una valutazione del rischio semplificata, allo scopo di determinare se la protezione contro le sovratensioni transitorie sia necessaria. Nel caso in cui la valutazione del rischio non venga effettuata, l’impianto elettrico deve essere dotato di una protezione contro le sovratensioni transitorie a meno che non si tratta di una singola unità abitativa dove il valore dell’impianto elettrico da proteggere sia inferiore a 5 volte quello degli SPD.

Per gli impianti a bassa tensione alimentati da cabina propria, devono essere installati SPD a monte del trasformatore.

Analisi del rischio semplificata CEI 64-8

L’analisi del rischio proposta dell’articolo 443 si basa sul livello di rischio calcolato (CRL) per determinare se è necessario installare gli SPD. Il valore di CRL viene calcolato con la seguente formula:

CRL = f_env / (L_P x N_g)

dove

– f_env è un fattore ambientale che vale:

• 85 x F negli ambienti rurali o suburbani
• 850 x F negli ambienti urbani

– Il valore del coefficiente F deve essere posto uguale a 1 per tutti gli impianti. Tuttavia, nel caso di ambienti residenziali, il CEI, a valle dell’inchiesta pubblica, per le abitazioni potrà modificare il valore del coefficiente F da 1 a 3.
– N_g è la densità di fulminazione al suolo (fulmini per km² per anno) nel punto in cui è presente la rete di alimentazione e la struttura collegata;
– la lunghezza del tratto sottoposto alla valutazione del rischio L_P è calcolata come segue:

L_P = 2 L_PAL + L_PCL + 0,4 L_PAH + 0,2 L_PCH

dove
L_PAL è la lunghezza (km) della linea aerea a bassa tensione;
L_PCL è la lunghezza (km) del cavo sotterraneo a bassa tensione;
L_PAH è la lunghezza (km) della linea aerea ad alta tensione;
L_PCH è la lunghezza (km) del cavo sotterraneo ad alta tensione.

La lunghezza totale (L_PAL + L_PCL + L_PAH + L_PCH) è limitata a 1 km o dalla distanza dal primo dispositivo di protezione dalle sovratensioni installato nella rete di alimentazione all’ingresso dell’impianto, scegliendo la lunghezza minore tra le due.

Se le lunghezze dei diversi tratti della rete di distribuzione sono completamente o parzialmente sconosciute, il valore di L_PAL deve essere posto uguale alla distanza rimanente per raggiungere una lunghezza totale di 1 km.

Per esempio, se è nota solo la lunghezza del cavo sotterraneo (ad esempio 100 m), la lunghezza di L_PAL deve essere uguale a 900 m.

Una volta fatto questo semplice calcolo è subito nota la necessità di SPD:

• se CRL ≥ 1 000, non è necessaria alcuna protezione;
• se CRL >1 000, è richiesta la protezione.

In fondo all’articolo 443 sono presenti due interessanti allegati informativi:

• Allegato A: Esempi di livello di rischio calcolato CRL per l’uso di SPD
• Allegato B: Guida per il controllo della sovratensione attraverso SPD applicati alle linee aeree

Una volta verificato che CRL è inferiore a 1000 e che quindi occorre installare gli SPD, occorre fare riferimento al nuovo articolo 534: Dispositivi per la protezione contro le sovratensioni transitorie.

Analogamente all’articolo 443, anche l’articolo 534 fornisce un metodo molto semplice per la scelta, il dimensionamento e l’installazione degli SPD.

Occorre precisare che l’articolo 534 non prende in considerazione:

• i limitatori di sovratensione che possono essere incorporati nei dispositivi collegati all’impianto;
• gli SPD portatili.

A questo link approfondimenti per la scelta e l’installazione degli SPD.