TIPOLOGIE COSTRUTTIVE DEGLI SPD

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Offriamo un'ampia gamma di limitatori di sovratensioni con diversi circuiti e diverse soluzioni costruttive per ben coprire le necessità delle differenti applicazioni. La panoramica sottostante fornisce un confronto di caratteristiche relative alle condizioni di operatività e necessità di protezione.

Maggiori informazioni sulla nuova nomenclatura e relative caratteristiche nella sezione prodotti.  

L - ZOTUPLIMITER
SPD con varistore:

• assenza di corrente susseguente di rete NFC No Follow Current®;
• tempo di intervento rapidissimo (ta): ≤ 25 ns;
• ottimo livello di protezione; alta corrente impulsiva di scarica: (Iimp) fino a 25 kA/polo, 10/350 µs;
• (Imax)fino a 100 kA/polo 8/20 µs.

La vasta gamma di SPD a limitazione, caratterizzati dalla funzione NFC No Follow Current®, consente di coprire in modo ottimale molte applicazioni nelle quali gli SPD spesso operano in modo indipendente e laddove sono richieste prestazioni elevate con particolare riguardo al livello di protezione.

IL - ZOTUPCOMB
SPD con varistore e GDT collegati in serie:

• assenza di corrente susseguente di rete NFC No Follow Current®, prestazione fornita dal combinato serie;
• tempo di intervento rapido (ta): ≤ 100 ns;
• buon livello di protezione;
• assenza di corrente di dispersione.

Gli SPD combinati incorporano entrambi i componenti: ad innesco di tensione e a limitazione di tensione (GDT e Varistori). La loro caratteristica può quindi essere a innesco di tensione, a limitazione di tensione o entrambi. Nella nostra gamma di produzione, sono stati ottimizzati per le applicazioni in sistemi TT, a monte del differenziale e in ambiente residenziale (condominiale).

IA - I - G  ZOTUPGAP
• Tipo IA - SPD con spinterometro autoestinguente con tecnologia di trigger: 

• alta corrente impulsiva di scarica: (Iimp) 25 kA/polo 10/350 µs; 100 kA/4 poli 10/350 µs;
• tempo di intervento rapido (ta): ≤ 100 ns;
• assenza di corrente di dispersione.

Gli SPD ad innesco autoestinguenti sono caratterizzati da spinterometri aventi una capacità di estinzione autonoma della corrente seguente di rete Ifi che deve essere ≥ della Icc dell'impianto. A valle di questi SPD è spesso presente un secondo step di protezione a cui viene affidata la velocità dell'intervento. Un'applicazione tipica nella quale risaltano queste caratteristiche è quella di sistema TT di un impianto di medie dimensioni, costituito da Avanquadro, Quadro Generale e Sotto Quadri.

• Tipo I - SPD con GDT (tubo a scarica di gas):

• l’impiego tipico di questi limitatori di sovratensioni è nel collegamento N-PE nei sistemi TT di distribuzione energia (cablaggio 1+1 o 3+1, connessione tipo CT 2 secondo HD 60364-5-534);
• elevata corrente impulsiva di scarica (Iimp) e (Imax) fino a 100 kA 10/350 µs.

 • Tipo G - SPD di isolamento ISG (Isolation Spark Gap):

utilizzati per collegare indirettamente un sistema di protezione da fulmine a sistemi metallici vicini laddove un collegamento diretto non è consentito per ragioni funzionali.

• Esecuzioni robuste e antideflagranti;
• Elevato livello di protezione ed elevata resistenza di isolamento contro le tensioni;
• indotte o tensioni iniettate da sistemi di protezione catodica;
• Elevata capacità di scarica Iimp.

ILF - ZOTUPFILTER
SPD con varistore, GDT e filtro di rete addizionale:

• comportamento di filtro passa banda per le interferenze ad alta frequenza;
• ottimale per raggiungere il livello di resistibilità e di immunità previsti per le apparecchiature elettroniche in ambienti classificati EMC;
• elevata capacità di scarica (impulso combinato Uoc 10 kV 1,2/50 µs, Icw 5 kA 8/20 µs).

Gli SPD combinati con filtro di rete addizionale sono utilizzati in quelle applicazioni dove è richiesta una elevata continuità di esercizio, come: Data Center, DCS (Sistemi di Controllo Centralizzati), ecc... Questi SPD non proteggono quindi esclusivamente dai fulmini, ma anche dalle interferenze elettromagnetiche in alta frequenza condotte. Sono quindi utilizzati dove la compatibilità elettromagnetica (EMC) è un problema e sono richiesti miglioramenti nel sistema di immunità.

ZOTUPBOX
Box di protezione con custodia IP65 che fornisce una soluzione compatta e preassemblata per applicazioni in Power Centers.

ZOTUPACCESSORIES
Connettori a forchetta, in esecuzione con vari contatti il cui impiego tipico è il collegamento sul lato terra degli SPD.  

LLP - ZOTUPLED
SPD LED Light Protection, un sistema a limitazione e a commutazione assemblato e pronto per l'installazione che fornisce due modi di protezione.

S - ZOTUPSIGNAL
SPD per segnali, telecomunicazioni e trasmissione dati. Gli scaricatori sono installati sulle linee in serie alle apparecchiature da proteggere aventi un basso livello di "resistività", ad esempio, circuiti analogici o reti informatiche.

C - ZOTUPCOAX
SPD con connettori Coassiali tipicamente installati per la protezione di apparecchiature di commutazione TV, antenna satellitare o trasmissione in larga banda e sistemi remoti.
Particolarmente idonei per l'applicazione con lunghi cavi coassiali che sono esposti a interferenze elettromagnetiche.

 ZU - ZOTUPHV
Scaricatori per HV (Media/Alta Tensione) con applicazioni tipiche per protezioni da sovratensioni di trasformatori, interruttori e linee di trasmissione in media tensione.

• Scaricatori con isolatore in gomma silicone con linee di fuga maggiorate per coprire tutte le possiibili applicazioni: interno, esterno e in ambienti con alto grado di contaminazione;
• Limitatore di sovratensione fornibile con dispositivo di distacco;
• Addizionali conta impulsi a contatore e conta impulsi a contatore + milliamperometro per l'indicazione della corrente di dispersione totale (dispersione interna ed esterna);
• Prestazioni di energia termica maggiori di 4,5 kJ/kV disponibili su richiesta.

SPD: CONSIGLI PER L'INSTALLAZIONE

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L'inserzione degli SPD nell'impianto può essere vanificata, in tutto o in parte, da un cablaggio errato. La norma IEC 60364-5-534 fornisce importanti indicazioni in merito ai collegamenti, finalizzate a ridurre ai minimi termini le cadute di tensione dinamiche che si hanno sui cavi.
Per comprendere l'importanza di questo aspetto, bisogna ricordarsi che la corrente impulsiva del fulmine ha una dinamica di crescita di circa 10 kA/µs. In questo contesto le componenti induttive del cablaggio prendono il sopravvento su quelle resistive ed è facile che si verifichino cadute di tensione dell'ordine di 1 kV al metro. I semplici accorgimenti di collegamento, illustrati a fianco, consentono di ottimizzare l'inserzione degli SPD.

Il collegamento a V è facilitato in tanti SPD dalla presenza di morsetti doppi. In diverse occasioni esso però non è realizzabile a causa delle elevate correnti in gioco e delle conseguenziali sezioni dei cavi. Attraverso l'ausilio degli accessori della serie CP spesso si può egualmente ottimizzare il cablaggio.

La corrente impulsiva del fulmine nel percorrere i cavi del cablaggio genera anche un campo elettromagnetico in grado d'indurre sovratensioni nei circuiti adiacenti. Riducendo le spire all'interno del quadro si ottimizza il cablaggio.

SPD: MODALITA' DI INSTALLAZIONE

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QUANDO LA LIMITAZIONE DI SOVRACORRENTE E' O NON E' NECESSARIA

Se la corrente di corto circuito nel punto d'installazione ZOTUP è superiore al suo potere d'interruzione, è necessario prevedere un fusibile di sostegno/backup in serie allo scaricatore. L'interazione tra le misure di limitazione di sovracorrente, presenti nell'impianto e l'SPD deve essere valutata in fase di progettazione e di installazione. Vanno tenute in considerazione le norme HD 60364-5-534 (2016-02), EN 64-8/4 443.2.2 Ed. 7 (2012-06) e serie CEI EN 62305 Ed. 2. In funzione della sezione del conduttore di linea S₁ e della protezione di linea (interruttore magnetotermico o fusibile), è necessario attenersi alle indicazioni fornite nelle seguenti tabelle.

L’interazione tra le misure di limitazione di sovracorrente presenti nell’impianto e in serie all’SPD, deve essere valutata in fase di progettazione e installazione. A tal proposito, vanno tenute in considerazione le Norme CEI 64-8 (2012) e CEI EN 62305 1-4.

Gli SPD della gamma ZOTUP hanno un determinato potere di interruzione della corrente di cortocircuito che si manifesta in occasione del fine vita dello scaricatore per sovraccarico. Quando la corrente di corto circuito d’impianto è al di sotto di tale valore, si può evitare l’installazione della limitazione di sovracorrente di back-up/sostegno in serie all’SPD con tutti i vantaggi che ne derivano. Al fine di semplificare la valutazione di tale opportunità viene proposta la seguente tabella che consente di definire in modo cautelativo e rapido la lunghezza di cavo al di sopra della quale il fusibile di back-up/sostegno non è richiesto. La lunghezza del cavo è funzione della potenza nominale del trasformatore MT/BT e della sezione del cavo. Eseguendo un calcolo preciso della Icc, che tenga in considerazione le sezioni reali dei conduttori, la lunghezza del cavo che consente di evitare l’installazione del fusibile di back-up è minore di quella esposta in tabella (in quanto essa assume, in modo cautelativo, una sezione del cavo costante).

CLASSIFICAZIONE DEGLI SPD

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Gli SPD sono provati secondo la classificazione e parametri forniti dal costruttore. In funzione dell'applicazione a cui sono destinati, secondo le Norme HD 60364-5-534 o la serie EN 62305, ci sono tre differenti classi di prova corrispondenti a tre tipi di SPD.

SPD di Classe di prova I: provati con la corrente impulsiva Iimp (tipicamente 10/350 µs) e con la corrente nominale di scarica In (8/20 µs); 

SPD di Classe di prova II: provati con la corrente impulsiva nominale di scarica In (8/20 µs) e opzionalmente con la massima corrente di scarica Imax (8/20 µs). La Imax, tuttavia, non è nè utile nè utilizzabile per scegliere l'SPD; quando contengono qualche componente a innesco gli SPD di tipo 1 e tipo 2 sono ulteriormente provati con un impulso di tensione (1,2/50 µs).

SPD di Classe di prova III: provati con il generatore combinato che fornisce a vuoto una tensione impulsiva Uoc (1,2/50 µs) ed in corto circuito una corrente presunta Icw (8/20 µs) con una impedenza fittizia nominale in uscita di 2 Ω.

VALORI MASSIMI PREFERENZIALI DELLA CORRENTE DI SCARICA PER SPD TIPO 1, 2 E 3
IN ACCORDO CON LA NORMA EN 61643-11.

DEFINIZIONI

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La piena comprensione delle informazioni e dati indicati in questo catalogo nonchè dei suggerimenti per la selezione ed installazione degli SPD (Surge Protective Devices) in esso contenuti, rende necessaria una corretta definizione e piena comprensione di numerosi termini tecnici.

Sistema TT
Sistema in cui il neutro e le masse sono collegate a terra.

Sistema TN
Sistema in cui il neutro è collegato a terra e le masse sono collegate al neutro di sistema. 

Sistema IT
Sistema in cui il neutro non è collegato a terra (isolato) oppure è collegato a terra tramite un'impedenza e le masse sono collegate a terra. 

SPD in Classe di prova I (IEC) o Tipo 1 (EN)
SPD provato con la corrente nominale di scarica In e con la corrente impulsiva Iimp.

SPD in Classe di prova II (IEC) o Tipo 2 (EN)
SPD provato con la corrente nominale di scarica In e con la massima corrente di scarica Imax.

SPD in Classe di prova III (IEC) o Tipo 3 (EN)
SPD provato con il generatore combinato.

SPD con intervento a "innesco" (GAP)
Un SPD che, in assenza di sovratensioni, ha un'alta impedenza, ma che può cambiare rapidamente verso una bassa impedenza in presenza di una sovratensione impulsiva. Tali sono, ad esempio, gli SPD che utilizzano come dispositivi d'innesco gli spinterometri, i tubi a scarica di gas, i tiristori.

SPD con intervento a "limitazione"
Un SPD che, in assenza di sovratensioni, ha un'alta impedenza, che si riduce con continuità con l'aumentare della tensione e della corrente impulsiva. Tali sono, ad esempio, gli SPD che utilizzano dispositivi non lineari, quali i varistori ed i diodi a valanga.

SPD di tipo "combinato"
Un SPD che incorpora sia componenti di tipo ad innesco che componenti di tipo a limitazione (collegati in serie, in parallelo o combinazioni di esse) e che può intervenire in entrambe le modalità in relazione alle caratteristiche della tensione applicata.

SPD N-PE
Apparecchio di protezione previsto per l'installazione tra il conduttore N e PE.

Modo di protezione di un SPD
Un definito percorso di corrente, tra terminali che contengono componenti di protezione, per esempio  linea-linea, linea-terra, linea-neutro, neutro-terra. 

SPD multipolare
È un tipo di SPD con più modi di protezione, o una combinazione di SPD elettricamente interconnessi e offerti come un'unità.

Tensione massima continuativa (Uc)
Massimo valore della tensione efficace o continua che può essere applicata permanentemente a ciascun modo di protezione dell'SPD. Questa è comparabile alla tensione nominale di altri apparecchi d'installazione.

Corrente ad impulso (Iimp)
Valore di picco della corrente che può circolare nell'SPD con forma d'onda normalizzata 10/350 µs. Questa è usata per classificare l'SPD nella Classe di prova I.

Corrente nominale di scarica (In)
Valore di picco della corrente che circola nell'SPD e che ha una forma d'onda 8/20 µs. Questa è usata per classificare l'SPD nella Classe di prova II.

Corrente massima di scarica (Imax)
Valore massimo della corrente dichiarata dal produttore che può circolare nell'SPD senza danneggiarlo e che ha una forma d'onda normalizzata 8/20 µs. Questo valore non dovrebbe essere utilizzato per la scelta degli SPD.

Corrente presunta di scarica (Id)
Valore di picco della corrente presunta che circola nell'SPD di Classe di prova III quando è sottoposto alla tensione a vuoto Uoc del generatore combinato. La corrente reale attraverso l'SPD sarà sempre minore rispetto alla Id.

Corrente di scarica totale (ITotal)
Corrente che fluisce attraverso il terminale di protezione PE o PEN di un SPD multipolare durante la prova della corrente totale di scarica.

Corrente di cortocircuito nominale (Isccr)
Massima corrente di cortocircuito presunta del sistema di alimentazione per la quale l'SPD è dimensionato congiuntamente con il disconnettore.

Corrente seguente di rete (If)
Corrente di picco a frequenza industriale fornita dall'impianto elettrico utilizzatore di bassa tensione che circola nell'SPD dopo il passaggio della corrente di scarica.

Capacità di estinzione autonoma della corrente seguente di rete (Ifi)
Capacità dell'SPD (disconnettore interno) di estinguere autonomamente la corrente seguente di rete senza l'intervento della limitazione di sovracorrente di back-up.

NFC No Follow Current^®
Caratteristica dell'SPD che impedisce la circolazione della corrente seguente di rete, prevenendo così l'intervento intempestivo delle protezioni di sovracorrente (disconnettore) e/o fusibile di back-up.

Tensione a circuito aperto (Uoc)
Tensione a circuito aperto del generatore combinato nel punto di collegamento all'apparecchio sotto prova.

Livello di protezione (Up)
Massima tensione che può essere attesa ai terminali dell'SPD, in seguito a una sollecitazione di impulso di tensione con definita ripidità e con una scarica di corrente di definita ampiezza e forma d'onda.

Attenuazione disturbi (dB)
È il livello di attenuazione dei distrubi dovuti alle interferenze elettromagnetiche di modo comune e differenziale.

Sovratensione temporanea TOV (UT)
Sovratensione oscillatoria smorzata (o debolmente smorzata) alla frequenza di rete e di relativamente lunga durata.

Comportamento dell'SPD in caso di Sovratensione temporanea TOV (UT)
L'SPD:
- resiste quando soggetto a sovratensioni causate da guasti o disturbi nel sistema di bassa tensione e
- si guasta in modo sicuro quando soggetto a sovratensioni causate da guasti nel sistema di media tensione.

Indicatore di stato
Unità che indica l'operatività di un SPD. Tale indicatore può fornire un'indicazione locale e remota attraverso un contatto. Stati intermedi dell'indicatore di stato possono essere forniti per consentire una manutenzione preventiva prima che l'SPD abbia raggiunto il fine vita. 

Pollution Degree
Classificazione numerica del livello d'inquinamento conduttivo secco o di condensa nell'ambiente.
P.D. 1: Nessun inquinamento o solo non conduttivo.
P.D. 2: Normalmente inquinamento non conduttivo. Effetti di condensa temporanea sono possibili.
P.D. 3: Presenza d'inquinamento conduttivo. Frequente condensa.

SPD: ESEMPI DI INSTALLAZIONE

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Con la nuova linea di scaricatori, ZOTUP propone al mercato soluzioni per la protezione dalle sovratensioni all’avanguardia sul fronte delle prestazioni, della semplicità e della economicità di installazione. ZOTUP, da sempre attenta alle esigenze del mondo della quadristica, propone oggi una gamma di scaricatori che offrono la possibilità di rinunciare all’inserzione dei fusibili. Ciò si traduce in una installazione dello scaricatore più rapida, di minimo ingombro che minimizza i costi accessori: il tutto senza rinunciare alle prestazioni e alla affidabilità che da sempre contraddistinguono il marchio ZOTUP.

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NORMATIVE DI RIFERIMENTO

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La consapevolezza che le sovratensioni/sovracorrenti transitorie costituiscono il fattore più influenzante dell'MTBF (Mean Time Between Failures - Tempo Medio tra i Guasti) di un impianto elettrico, ha portato ad un crescente impegno da parte di tutti gli operatori del settore. Espressione tangibile di tale impegno è lo sviluppo di apparecchiature sempre più performanti per la protezione da sovratensioni, ma anche la definizione in tempo reale di nuove Norme Nazionali ed Internazionali. Per dare pieno valore a tale affermazione, è sufficiente rilevare la data di pubblicazione dei vari Standard.

IEC 61643-11 Ed. 1 (2011-03) - EN 61643-11 (2012-10)
Limitatori di sovratensione connessi a sistemi di bassa tensione. Prescrizioni e prove.

IEC 61643-12 Ed. 3 (2020-05) - CLC/TS 61643-12 (2009)
Limitatori di sovratensione connessi a sistemi di bassa tensione. Scelta e principi di applicazione.

IEC 61643-21 Ed. 1.2 (2012-07) - EN 61643-21 +A1 +A2 (2001/2009/2013)
Limitatori di sovratensioni. Parte 21: Dispositivi di protezione dagli impulsi collegati alle reti di telecomunicazione e di trasmissione dei segnali. Prescrizioni e metodi di prova.

IEC 61643-22 Ed. 2 (2015-06) - CEI CLC/TS 61643-22 (2016-10)
Dispositivi di protezione dagli impulsi collegati alle reti di telecomunicazione e di trasmissione dei segnali. Scelta e principi di applicazione.

IEC 61643-31 Ed. 1 (2018-01) - EN 61643-31 (2019-05)
Limitatori di sovratensioni. Parte 31: SPD connessi al lato c.c. di applicazioni fotovoltaiche. Requisiti e metodi di prova. 

IEC 61643-32 (2017-09) - CLC/TS 51543-32 (2020) 
Limitatori di sovratensione di bassa tensione. SPD connessi al lato c.c. di applicazioni fotovoltaiche. Scelta e principi applicativi.

IEC 62305-1/4 Ed. 2 (2010-12)    EN 62305-1/4 - CEI 81-10 1/4 (2011/2012)
Protezione contro i fulmini:
Parte 1: Principi generali;
Parte 2: Valutazione del rischio;
Parte 3: Danno materiale alle strutture e pericolo per le persone;
Parte 4: Impianti elettrici ed elettronici nelle strutture.

CEI 81-29 Ed. 2 (2020-05)
Guida Tecnica per l'applicazione delle norme CEI EN 62305.

IEC 60364-5-534 (2015-09) - HD 60364-5-534 (2016-02) - CEI 64-8/5-534 (2019-02)
Installazioni elettriche in bassa tensione: Parte 5-53: Selezione e installazione di apparecchiature elettriche - Isolamento, commutazione e regolazione. Clausola 534: Dispositivi per la protezione contro le sovratensioni.

HD 60364-4-443 (2016-02) - CEI 64-8/5 443 (2019-02)
Impianti elettrici utilizzatori a tensione nominale non superiore a 1000 V in ca. e a 1500 V in cc. Protezione contro le sovratensioni di origine atmosferica o dovute a manovra (definizione in categorie della tenuta all'impulso delle apparecchiature).

EN 64-8/1 131.7.2, Ed. 7 (2012-06)
Impianti elettrici utilizzatori a tensione nominale non superiore a 1000 V in ca. e a 1500 V in cc.
Le persone e i beni devono essere protetti contro le conseguenze dannose di sovratensioni che si possono produrre per altre cause (come per es. per fenomeni atmosferici e sovratensioni di manovra).

EN 64-8/1 131.7.3, Ed.7 (2012-06)
Impianti elettrici utilizzatori a tensione nominale non superiore a 1000 V in ca. e a 1500 V in cc. 
L'impianto deve avere un livello di immunità adeguato contro i disturbi elettromagnetici in modo da funzionare correttamente nell'ambiente specificato. Il progetto dell'impianto deve tenere conto delle prevedibili emissioni generate dall'impianto e dai suoi componenti, le quali devono essere tollerabili dagli apparecchi utilizzatori alimentati dall'impianto.

IEC 61439 serie - EN 616439 serie
Apparecchiature assiemate di protezione e di manovra per bassa tensione (quadri BT):
Parte 1: IEC (2020) / EN (2011) Regole generali;
Parte 2: IEC (2011) / EN (2011) Quadri di potenza;
Parte 4: IEC (2012) / EN (2013) Prescrizioni particolari per quadri di cantiere (ASC). 

SISTEMI DI DISTRIBUZIONE ENERGIA

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Tipologie di connessione degli scaricatori nei sistemi TN, TT e IT
secondo le Norme HD 60364-5-534 e CEI 64-8; V5

L'inserzione degli SPD in un impianto di distribuzione energia deve essere coordinata con gli apparecchi di protezione presenti per i contatti indiretti (protezione contro i guasti) e con le corrispondenti tenute all'impulso di tali apparecchiature. Esse variano a secondo del sistema di distribuzione di energia TN, TT, IT secondo la Norma HD 60364-1 e sono costituite da:
• dispositivi di protezione da sovracorrente;
• dispositivi di protezione a corrente differenziale;
• dispositivi di controllo dell'isolamento.

1: OCPD 1 Dispositivo di protezione contro le sovracorrenti all'origine dell'installazione (es. nel quadro di distribuzione principale)
2: Quadro elettrico principale
3: Collettore di terra principale
4: SPD Scaricatori di sovratensione
4a: SPD connesso tra N-PE (SPD N-PE) quando è realizzato il collegamento CT2 (collegamento 3+1)
5a/5b: Collegamenti alternativi all'impianto di terra (preferibilmnte il più breve possibile, o anche entrambi come richiesto in alcune Nazioni)
6: Apparecchiatura da proteggere
7: Interruttore differenziale (RCD), in molti casi questo è un interruttore magnetotermico differenziale
7a: Interruttore differenziale selettivo (es. tipo S RCD)
F: OCPD 2 Dispositivo di protezione contro le sovracorrenti richiesto dal costruttore dell'SPD
RA: Resistenza di terra dell'impianto dell'utilizzatore
RB: Resistenza di terra dell'impianto del fornitore dell'energia