Piccolo Contributo Alla Discussione. Impianto Parafulmine

[marcobs]

La mia professione, seppur raramente, mi porta a dover effettuare valutazioni per la protezione contro le scariche atmosferiche di edifici ed impianti.
Quest'anno la stagione dei temporali è cominciata e vorrei mostrarvi uno dei progetti che ho ideato ed è poi stato realizzato per proteggere contro le scariche atmosferiche un edificio di culto presente sul territorio del comune di Brescia.
La chiesa aveva un impianto parafulmine obsoleto e non idoneo per garantire un'adeguata protezione quindi in occasione dei lavori di restauro e risanamento dell'edificio si è proceduto a valutare, dimensionare e quindi installare un nuovo impianto a norma CEI 81-10 (CEI = Comitato Elettrotecnico Italiano).
La difficoltà maggiore non è stato di per se installare l'impianto ma convincere la Soprintendenza per i Beni Architettonici che l'impianto avrebbe avuto un impatto visivo pressoché nullo sulle facciate dell'edificio e del campanile (lo dimostra la fotografia).
La scelta di come collocare i captatori è stata effettuata utilizzando il metodo della "sfera rotolante" che in questo caso (impianto di IV classe) ha un raggio di 60 m.

L'impianto poi è stato ideando posizionando captatori e calate come riportato nel seguente disegno (linee azzurre) mentre le linee viola rappresentano i dispersori. L'impianto è stato poi realizzato apportando alcune piccole modifiche per minimizzare l'impatto visivo (ad esempio per il campanile 2 calate anziché 4)

Ed infine la foto del campanile


Ciao

P.S. Mi è stato riferito che l'impianto è già stato "collaudato" nel senso che ha già ricevuto un fulmine senza che lo stesso causasse danni alla struttura.

[giak66]

interessante
è possibile proteggere anche un abitazione con questi sistemi??
negli ultimi due anni durante i temporali nel mio appartamento e nella casa a fianco abbiamo subito vari danni da fulmini,solo l'anno scorso
due telefoni,l'impianto del citofono con telecamera,la scheda del cancello elettrico e la scheda elettronica della caldaia.
l'elettricista e il tecnico dell' enel ipotizzano che sia la "centralina"che si trova in strada ad attirarli,eccola in fotografia.



nonostante varie protezioni l'unico sistema è staccare tutto durante i temporali ma questo vale per i telefoni o le televisioni,magari anche la caldaia,ma il citofono o il cancello non è possibile.
che fare??

[simone]

interessante
è possibile proteggere anche un abitazione con questi sistemi??
negli ultimi due anni durante i temporali nel mio appartamento e nella casa a fianco abbiamo subito vari danni da fulmini,solo l'anno scorso
due telefoni,l'impianto del citofono con telecamera,la scheda del cancello elettrico e la scheda elettronica della caldaia.
l'elettricista e il tecnico dell' enel ipotizzano che sia la "centralina"che si trova in strada ad attirarli,eccola in fotografia.



nonostante varie protezioni l'unico sistema è staccare tutto durante i temporali ma questo vale per i telefoni o le televisioni,magari anche la caldaia,ma il citofono o il cancello non è possibile.
che fare??

io sono scettico sui sistemi di protezione, o per meglio spiegare dei sistemi economici che proteggano i dispositivi di casa da scariche atmosferiche. come dici la soluzione migliore è spegnere tutto col differenziale

[marcobs]

Per una abitazione normale (di pochi piani) l'impianto parafulmine inteso come captatori, calate e dispersori ha poco senso, la norma riconduce brutalmente ad un calcolo della probabilità dei danni che un fulmine può causare e di solito il costo dell'impianto esterno risulta di gran lunga superiore ai danni da fulmine che mediamente si subiscono.
Nel tuo caso però qualcosa di concreto si può fare.
Quello riportato in fotografia è un PTP (posto di trasformazione su palo di a2a) dove arriva la tensione a 15000 V (cavo rosso che arriva da terra) e viene abbassata a 220 V e 380 V per poi essere distribuita (cavi grigi a dx e sx dei pali) alle case e aziende nel circondario del PTP (max alcune centinaia di metri).
Sul lato MT ci sono già gli SPD (sono i tre cilindri poco sopra la freccia) che "fermano" l'eventuale corrente di fulmine per evitare danni ai cavi e apparecchiature MT. Il problema però è sulla bassa tensione dove i cavi sono aerei.
I danni che hai subito con ogni probabilità sono dovuti a sovratensioni indotte sulle linee oppure (anche se capita più raramente) per fulminazione diretta della linea BT. Le sovratensioni indotte si generano su tutti i conduttori (elettricità, telefonia, dati, TV, ecc) per l'intenso campo elettromagnetico prodotto da un fulmine che cade anche a centinaia di metri dagli impianti. Considera che le linee BT come quelle telefoniche hanno estensioni di centinaia di metri e quindi una capacità di "raccolta" delle sovratensioni (specialmente se aeree) non indifferente.
Per risolvere il problema dovresti chiedere al tuo elettricista di farti installare dei limitatori di sovratensione (SPD) di classe II sul o sui quadro/i elettrico/i di casa. Dovresti metterli anche sull'ingresso della linea telefonica per salvare telefoni, modem, router, allarmi, ecc.
Per la TV-SAT ti consiglio di staccare, come già fai quando c'è il temporale, l'antenna/parabola.
In alternativa agli SPD di classe II potresti far mettere gli SPD di classe I+II, costano parecchio ma proteggono anche dalle correnti per fulminazione diretta della linea.
Un consiglio scegli un elettricista in gamba che sappia installare gli SPD in modo appropriato in quanto ci sono delle regole d'installazione ben precise che se non sono rispettate riducono o annullano l'efficacia dei dispositivi.
Ciao.

[simone]

Per una abitazione normale (di pochi piani) l'impianto parafulmine inteso come captatori, calate e dispersori ha poco senso, la norma riconduce brutalmente ad un calcolo della probabilità dei danni che un fulmine può causare e di solito il costo dell'impianto esterno risulta di gran lunga superiore ai danni da fulmine che mediamente si subiscono.
Nel tuo caso però qualcosa di concreto si può fare.
Quello riportato in fotografia è un PTP (posto di trasformazione su palo di a2a) dove arriva la tensione a 15000 V (cavo rosso che arriva da terra) e viene abbassata a 220 V e 380 V per poi essere distribuita (cavi grigi a dx e sx dei pali) alle case e aziende nel circondario del PTP (max alcune centinaia di metri).
Sul lato MT ci sono già gli SPD (sono i tre cilindri poco sopra la freccia) che "fermano" l'eventuale corrente di fulmine per evitare danni ai cavi e apparecchiature MT. Il problema però è sulla bassa tensione dove i cavi sono aerei.
I danni che hai subito con ogni probabilità sono dovuti a sovratensioni indotte sulle linee oppure (anche se capita più raramente) per fulminazione diretta della linea BT. Le sovratensioni indotte si generano su tutti i conduttori (elettricità, telefonia, dati, TV, ecc) per l'intenso campo elettromagnetico prodotto da un fulmine che cade anche a centinaia di metri dagli impianti. Considera che le linee BT come quelle telefoniche hanno estensioni di centinaia di metri e quindi una capacità di "raccolta" delle sovratensioni (specialmente se aeree) non indifferente.
Per risolvere il problema dovresti chiedere al tuo elettricista di farti installare dei limitatori di sovratensione (SPD) di classe II sul o sui quadro/i elettrico/i di casa. Dovresti metterli anche sull'ingresso della linea telefonica per salvare telefoni, modem, router, allarmi, ecc.
Per la TV-SAT ti consiglio di staccare, come già fai quando c'è il temporale, l'antenna/parabola.
In alternativa agli SPD di classe II potresti far mettere gli SPD di classe I+II, costano parecchio ma proteggono anche dalle correnti per fulminazione diretta della linea.
Un consiglio scegli un elettricista in gamba che sappia installare gli SPD in modo appropriato in quanto ci sono delle regole d'installazione ben precise che se non sono rispettate riducono o annullano l'efficacia dei dispositivi.
Ciao.

si và comunque su una spesa non indifferente considerando che abbiamo lo stesso risultato togliendo corrente abbassando il differenziale o meglio ancora il contatore enel... boh io la penso cosi...
una cosa che non so....se salta il contatore Enel cosa si deve fare???? tempi e spese???

[marcobs]

Per una abitazione normale (di pochi piani) l'impianto parafulmine inteso come captatori, calate e dispersori ha poco senso, la norma riconduce brutalmente ad un calcolo della probabilità dei danni che un fulmine può causare e di solito il costo dell'impianto esterno risulta di gran lunga superiore ai danni da fulmine che mediamente si subiscono.
Nel tuo caso però qualcosa di concreto si può fare.
Quello riportato in fotografia è un PTP (posto di trasformazione su palo di a2a) dove arriva la tensione a 15000 V (cavo rosso che arriva da terra) e viene abbassata a 220 V e 380 V per poi essere distribuita (cavi grigi a dx e sx dei pali) alle case e aziende nel circondario del PTP (max alcune centinaia di metri).
Sul lato MT ci sono già gli SPD (sono i tre cilindri poco sopra la freccia) che "fermano" l'eventuale corrente di fulmine per evitare danni ai cavi e apparecchiature MT. Il problema però è sulla bassa tensione dove i cavi sono aerei.
I danni che hai subito con ogni probabilità sono dovuti a sovratensioni indotte sulle linee oppure (anche se capita più raramente) per fulminazione diretta della linea BT. Le sovratensioni indotte si generano su tutti i conduttori (elettricità, telefonia, dati, TV, ecc) per l'intenso campo elettromagnetico prodotto da un fulmine che cade anche a centinaia di metri dagli impianti. Considera che le linee BT come quelle telefoniche hanno estensioni di centinaia di metri e quindi una capacità di "raccolta" delle sovratensioni (specialmente se aeree) non indifferente.
Per risolvere il problema dovresti chiedere al tuo elettricista di farti installare dei limitatori di sovratensione (SPD) di classe II sul o sui quadro/i elettrico/i di casa. Dovresti metterli anche sull'ingresso della linea telefonica per salvare telefoni, modem, router, allarmi, ecc.
Per la TV-SAT ti consiglio di staccare, come già fai quando c'è il temporale, l'antenna/parabola.
In alternativa agli SPD di classe II potresti far mettere gli SPD di classe I+II, costano parecchio ma proteggono anche dalle correnti per fulminazione diretta della linea.
Un consiglio scegli un elettricista in gamba che sappia installare gli SPD in modo appropriato in quanto ci sono delle regole d'installazione ben precise che se non sono rispettate riducono o annullano l'efficacia dei dispositivi.
Ciao.

si và comunque su una spesa non indifferente considerando che abbiamo lo stesso risultato togliendo corrente abbassando il differenziale o meglio ancora il contatore enel... boh io la penso cosi...
una cosa che non so....se salta il contatore Enel cosa si deve fare???? tempi e spese???

D’accordo il risultato finale staccando tutto è quasi lo stesso anche se la soluzione di stare al buio durante un temporale mi pare un po’ drastica, poi non sempre si è in casa.
Se in seguito ad un fulmine si guasta il contatore devi chiamare il pronto intervento reperibile 24 ore su 24 (Enel 803500, A2A 800933301) che lo sostituirà.
Tra pochi mesi entrerà in vigore una nuova norma CEI 0-21 che imporrà agli enti distributori di garantire in alcuni casi (limitatamente alle zone rurali e suburbane) la protezione dalle sovratensione. Ecco le condizioni oltre le quali ENEL e A2A potrebbero essere obbligate ad intervenire con protezioni (SPD) sulle loro reti:
Ng = 4 fulmini/anno kmq (valido per tutta la provincia)

Zone suburbane
Linee aeree oltre 1250 m
Linee in cavo oltre 2500 m

Zone rurali
Linee aeree oltre 625 m
Linee in cavo oltre 1250 m

Le zone urbane sono escluse
In caso di linee miste si fa la media pesata

Ciao

[giak66]

grazie per la risposta interessante marco,quindi se ho ben capito la scarica che "brucia"gli inpianti può anche non essere direttamente quella del fulmine ma data da corrente indotta dal forte campo magnetico creato dal fulmine stesso.
per quanto riguarda lo scollegare gli apparecchi,è il consiglio che alla fine mi ha dato anche l'eletttricista ma non sempre è fattibile visto che ci sono apparati che devono rimanere sotto tensione tipo il cancello o il citofono o l'antifurto che ho dimenticato di mettere tra i danni visto che era saltata anche la centralina di quello.
non è fattibile staccare tutto e rimanere magari due o tre ore senza energia completamente,inoltre per quello che ne sò credo che la scarica possa addirittura entrare dai cavi di messa a terra quindi sarebbe inutile correggimi se sbaglio marco.

[marcobs]

grazie per la risposta interessante marco,quindi se ho ben capito la scarica che "brucia"gli inpianti può anche non essere direttamente quella del fulmine ma data da corrente indotta dal forte campo magnetico creato dal fulmine stesso....

Si, ed è in gran lunga il fenomeno che crea danni con maggiore frequenza.

...
per quanto riguarda lo scollegare gli apparecchi,è il consiglio che alla fine mi ha dato anche l'eletttricista ma non sempre è fattibile visto che ci sono apparati che devono rimanere sotto tensione tipo il cancello o il citofono o l'antifurto che ho dimenticato di mettere tra i danni visto che era saltata anche la centralina di quello.
non è fattibile staccare tutto e rimanere magari due o tre ore senza energia completamente,inoltre per quello che ne sò credo che la scarica possa addirittura entrare dai cavi di messa a terra quindi sarebbe inutile correggimi se sbaglio marco.

Se l'impianto di terra è buono risulta difficile se non impossibile che la sovratensione possa "entrare" dalla terra, anche perchè l'energia impulsiva sui circuiti elettrici ed elettronici "iniettata" per fulminazione diretta o indotta per fulminazione indiretta tende a cercare il percorso con minore resistenza verso terra e questo determina il più delle volte una scarica interna alle apparecchiature con cedimento dell'isolamento degli elementi o conduttori e di conseguenza il guasto.
Gli SPD di classe II non sono altro che dei varistori che collegano i conduttori attivi (in tensione) verso terra, o meglio se la tensione sui conduttori attivi è regolare il varistore non conduce e quindi è come se fosse scollegato verso terra (resistenza infinita), nel momento in cui sopraggiunge una sovratensione il varistore riduce bruscamente (pochi micro secondi) la resistenza collegando i cavi in tensione verso terra e quindi "scaricando" sull'impianto di terra l'energia della sovratensione, dopodichè ripristina la resistenza infinita tornando in condizioni ordinarie.
A riconferma del fatto che la scarica non entra dall'impianto di terra considera che nelle strutture con parafulmine (gabbia o asta) i dispersori interrati che sono collegati l'uno all'altro (e che quindi sono interessati dalla corrente di fulmine) devono essere gli stessi a cui sono collegati i cavi giallo-verde che sono utilizzati per l'impianto di terra interno all'edificio
Ciao

[giak66]

nell'impianto da tè citato dove praticamente la linea di terra è scollegata dalla rete e si collega solo in caso di sovratensione non ci sono problemi,ma nella maggioranza dei casi la linea di terra parte dagli elettrodomestici e rimane collegata direttamente ai dispersori infilati nel terreno.
tenendo conto che un fulmine si può scaricare da nuvola a nuvola,da nuvola a terreno,ma anche da terreno a nuvola credo che qualcosa possa passare anche dalla terra o no?
parlo di impianti non di ultima generazione.

[marcobs]

nell'impianto da tè citato dove praticamente la linea di terra è scollegata dalla rete e si collega solo in caso di sovratensione non ci sono problemi,ma nella maggioranza dei casi la linea di terra parte dagli elettrodomestici e rimane collegata direttamente ai dispersori infilati nel terreno.
tenendo conto che un fulmine si può scaricare da nuvola a nuvola,da nuvola a terreno,ma anche da terreno a nuvola credo che qualcosa possa passare anche dalla terra o no?
parlo di impianti non di ultima generazione.

Probabilmente non mi sono spiegato bene: i conduttori di terra (giallo-verdi) collegati alle parti metalliche degli elettrodomestici sono sempre e permanentemente collegati ai dispersori di terra, diversamente l'impianto elettrico non è sicuro.
Gli SPD però scaricano a terra solo se c'è una sovratensione sui cavi di alimentazione che sono fase (marrone, grigio o nero) ed il neutro (blu) e di fatti gli SPD hanno almeno 3 morsetti se monofase (5 se trifase con neutro)

Provo a fare un paragone idraulico.
Cavi a 220 V dal contatore = Tubo di ingresso dell'acquedotto
Sovratensione = Sovrappressione
SPD = valvola di sfiato
Conduttore giallo verde di terra = tubo che scarica l'acqua che fuoriesce dalla valvola nello scarico o giardino

Se se il circuito idraulico va in sovrappressione interviene la valvola di sfogo che “scarica” l’acqua nello scarico, così anche sui circuiti elettrici se arriva una sovratensione l’SPD lascia fluire verso terra la tensione e la corrente (e quindi l’energia) in eccesso. L’unica differenza è che il fenomeno sui circuiti elettrici è estremamente rapido come ho già detto nell’ordine dei microsecondi.
Concludendo è praticamente impossibile che l'impianto di terra possa introdurre sovratensioni sull'impianto.
Ho trovato un video che forse aiuta a spiegare il principio di funzionamento.
Non soffermatevi sui colori della finestrella che stanno ad indicare la condizione di guasto dell’SPD.

Link

[giak66]

avevo capito benissimo la cosa, per scollegato intendevo dalle fasi cioè il cavo giallo/verde di massa che è collegato per esempio alla scocca della lavatrice arriva direttamente ai dispersori.
i cavi di alimentazione di solito blu e marrone se ricevono la scarica la passano alla terra attraverso gli SPD.
e fino a qui tutto bene
avendo fatto il muratore negli anni 80 ho visto piu volte come venivano eseguiti gli impianti quindi vedevo fisicamente gli impianti elettrici compresi i dispersori che piantavo personalmente a mazzate nel terreno.
spesso i cavi di terra vanivano collegati alle tubature idrauliche all'acciaio dei pilastri di cemento armato alle ringhiere o ai pluviali.
ora non so se si usano ancora questi metodi ma in case di 20/30 anni fa si faceva.
allora mi chiedo in queste case se un fulmine colpisse il terreno magari vicino al dispersore puo essere che la scarica percorra il cavo di terra in senso inverso fondendo magari gli SPD arrivando alla televisione procurando danni visto che in questa direzione nn ci sono protezioni?
l'anno scorso il trasformatore del citofono per esempio si è letteralmente fuso cosi come la scheda della caldaia figuriamoci in circuiti piu delicati.

[marcobs]

Come dispersori si possono usare i picchetti e la corda di rame, alluminio o acciaio senza isolamento (nuda) direttamente interrati. Si possono usare anche i ferri d'armatura (se elettricamente continui) io a casa mia li ho utilizzati e ho una resistenza di terra bassissima, il problema è che si deve intervenire alle prime battute dell'edificazione dell'edificio quando l'elettricista non c'è ancora.
Non era e non è ammesso utilizzare come dispersori le tubazioni idrauliche ne tantomeno i pluviali o rincghiere anche se la malsana abitudine (specialmente con le tubazini idrauliche) in passato è stata usata parecchio ed ha causato parecchi infortuni per folgorazione in seguito a guasti sugli elettrodomestici (magari dei vicini).
In situazioni dove il dispersore è precario (con un'alta resistenza verso terra come può essere una ringhiera, un pliviale oppure una tubazione) una sovratensione o parte della corrente di fulmine può benissimo "rientrare" anzichè fluire per intero verso il terreno. Se invece l'impianto di terra è ben realizzato (con una bassa resistenza di terra) l'eventuale fulmine che cade vicino o sui dispersori segue il percorso più semplice che ha per disperdersi nel terreno e quindi la strada a minor resistenza senza quindi "rientrare".
Per le tubazioni metalliche (acqua, gas, ecc) sui nuovi impianti la norma prevede i collegamenti equipotenziali principali e supplementari (EQP ed EQS) che sono realizzati collegando le tubazioni a terra con il conduttore giallo-verde, questo però ha lo scopo di equipotenzializzare la masse estranee dell'edificio che deve comunque avere il suo impianto di terra con propri dispersori.
Ciao

[giak66]