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Protezione da sovratensioni nell’illuminazione stradale
Efficace protezione integrata nel driver LED (vedi Prodotti stradali Led iGuzzini)
Protezione da sovratensione integrata nella scatola di derivazione (SPD)
Protezione da sovratensione integrata nella cabina di distribuzione principale (SPD)
Diversamente dalle sorgenti a scarica, i LED sono diodi luminosi progettati per basse tensioni d’esercizio e quindi sono notevolmente più sensibili alle variazioni di tensione. Nell’illuminazione stradale sono molto frequenti le sovratensioni, di vario tipo, ed è pertanto, nel caso di apparecchi LED, è fondamentale utilizzare
protezioni adeguate sia per il circuito LED che per i driver LED.
Quando e come si verificano le sovratensioni?
Una sovratensione consiste in un rapido innalzamento del valore di tensione tra parti di diversa polarità e tra queste e la terra, oltre al valore tipico di funzionamento normale.
Le sovratensioni si verificano in seguito a:
•
Caduta di fulmini nell’area dell’impianto (direttamente sull’apparecchio o nelle vicinanze
•
Accumulo di scariche elettrostatiche
•
Manovre sulla rete elettrica di alimentazione dell’impianto/apparecchi di illuminazione e/o fulminazione indiretta.
Le sovratensioni provenienti dalla rete elettrica si presentano molto più spesso rispetto a quelle generate dalla caduta diretta di fulmini e si generano in seguito a fenomeni atmosferici (fulminazione indiretta) o fenomeni induttivi anche su linee diverse da quella di alimentazione dell’apparecchio.
Queste sovratensioni possono
interessare l’apparecchio in due modalità:
•
Sovratensioni di modo differenziale, fra Linea e Neutro. Sono generalmente di entità limitata.
•
Sovratensioni di modo comune, fra Linea e Terra, fra Neutro e Terra. Possono raggiungere intensità anche molto elevate sebbene meno frequenti.
Cosa generano?
Elevate sovratensioni possono superare la soglia di tenuta provocando il guasto parziale o totale dei LED e/o del driver. Alcune, di più debole intensità, potrebbero comunque pregiudicare le prestazioni del LED nel tempo, pur non provocando un danno diretto.
Come proteggere?
Al fine di garantire una protezione adeguata, è necessario intraprendere misure in grado di prevenire o limitare le sovratensioni. Noi interveniamo sin dalla fase di progettazione dell’apparecchio, ottimizzando le interdistanze dei diodi nel circuito LED e gli spessori di isolamento. Selezioniamo inoltre il driver con elevata protezione ai surge, in grado di
salvaguardare i moduli LED. Queste attenzioni consentono di conseguire, nei nostri apparecchi stradali di ultima generazione*, valori di protezione pari a 6 kV in modo differenziale e 10 kV in modo comune. (La Norma CEI 34-156:2016 consiglia una protezione pari a 2,5-4kV in modo differenziale e 4-6 kV in modo comune).
Wow, Archilede, Quid, Street
In aggiunta alle protezioni dell’apparecchio, in zone sensibili a questo tipo di fenomeni, è necessario proteggere l’impianto con dispositivi aggiuntivi SPD (Surge Protection Device)**.
Tali dispositivi, hanno la funzione di limitare la tensione dei circuiti elettrici entro un valore prefissato e di convogliare verso terra le sovracorrenti associate. In primis, se la zona è a rischio e non esistono parafulmini, si può prevedere una protezione da sovratensione nella cabina di distribuzione principale dell’illuminazione stradale ed eventualmente, in
aggiunta, anche una protezione da sovratensione integrata nella scatola di derivazione alla base del palo. Questa ultima soluzione si giustifica solo se la distanza tra il palo e la cabina è elevata e se l’area è caratterizzata da un’alta densità di fulminazione.
Piazza della Repubblica – Spello, Italia
Progetto architettonico: Oikos Progetti
Progetto illuminotecnico: Arch. Massimo Berzetta
Foto: Luca Petrucci
Overview
Sistemi da palo
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Protection against over-voltages in street lighting
Effective protection built into in the LED
driver (see iGuzzini Led Street Products)
Over-voltage protection built-into the
junction box (SPD)
Over-voltage protection built-into the main
distribution station (SPD)
Unlike discharge light sources,
LEDs are designed to operate at
low voltages and are consequently
much more sensitive to voltage
variations. Various kinds of over-
voltage are very frequent in street
lighting and, inasmuch, it is vital to
include LED circuit and LED driver
protection systems.
When and how do over-voltages
occur?
An over-voltage involves a rapid
increase in the voltage value
between parts having different
polarity and between these and
earth/ground above the typical
normal operating level.
Over-voltages occur as a result of:
• Lightning strikes in the system
area (directly on the device or in
vicinity)
• Accumulation of electrostatic
discharges
• Manoeuvres on the mains power
supply for the system/luminaries
and/or indirect lightning strikes.
Over-voltages through the electrical
power supply mains are more
frequent than those generated by
atmospheric events (indirect lightning
strikes) or inductive phenomena even
on lines other than the line powering
the equipment itself.
These over-voltages may affect
equipment in two ways:
• Differential over-voltages between
Live and Neutral. There are
generally of limited entity.
• Common over-voltages between
Live and Earth & Neutral and Earth.
They may even reach very high
intensities but are less frequent.
What do they cause?
High over-voltages may exceed
the withstand threshold causing a
partial or total fault of the LEDs and/
or the driver. Certain less intense
over-voltages may in any case
compromise LED performances over
time even without causing direct
damage.
Protection measures?
In order to ensure appropriate
protection, measures must be taken
to prevent or limit over-voltages. We
take action right from the equipment
design stage by optimising the
centres between diodes in the LED
circuit and the insulation shims.
We also select drivers with high
surge protection to safeguard LED
modules. These expedients, for out
latest-generation street systems*,
help achieve protection values of 6
kV in differential mode and 10 kV in
shared mode. (The CEI 34-156:2016
standard recommends protection of
a 2.5-4kV in differential mode and 4-6
kV in shared mode).
Wow, Archilede, Quid, Street
As well as devices protecting the
equipment, in areas exposed to
this type of phenomena plant must
be protected with additional SPD
devices (Surge Protection Device)**.
These devices limit voltage in
electrical circuits within pre-set values
and transfer associated over-currents
to earth/ground. First and foremost,
if the area is at risk but there are
no lightning rods, over-voltage
protection can be installed in the
main street lighting distribution cabin
and, in addition if necessary, even
over-voltage protection built into the
junction box at the bases of the pole.
The latter solution is only justified is
the distance between the pole and
the cabin is significant and if the
area is subject to intense lightning
phenomena.
Piazza della Repubblica – Spello, Italy
Architectural Project: Oikos Progetti
Lighting project: Architect Massimo Berzetta
Photo: Luca Petrucci
Overview Pole-mounted systems
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