Scaricatore (elettrotecnica)

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Lo scaricatore di sovratensione (detto anche SPD: Surge Protection Device) è un dispositivo elettrico finalizzato alla protezione dei circuiti o degli impianti elettrici dalle sovratensioni.

Le sovratensioni possono essere di origine atmosferica (fulmini), quindi di tipo diretto e di tipo indiretto, a carattere impulsivo e con picchi di tensione elevatissimi, per contatto accidentale con linee a tensione superiore o generate accidentalmente dal distributore di energia elettrica. Possono essere causa di danni alle apparecchiature e agli impianti elettrici di un'abitazione, di un'industria o di tante altre entità; possono anche essere causa di folgorazione per persone e animali.

La protezione delle linee elettriche si ottiene con vari dispositivi di cui il più semplice è costituito da due corne poste ad una distanza calcolata, in base alla tensione di esercizio, l'una sulla linea da proteggere e l'altra a terra. In caso di superamento sostanziale dei limite la perforazione del dielettrico, (l'aria nella costruzione più elementare), scaricherà a terra l'energia. A seconda delle esigenze e del tipo di impianto da proteggere, esistono diverse classi di scaricatori.

Nella maggior parte dei circuiti elettrici ed elettronici vengono montati spesso dei varistori in grado di mettere a terra il circuito durante il picco di tensione. Il dispositivo è progettato in modo tale che, in caso di una sovratensione, la corrente elettrica che si sviluppa venga dirottata verso un circuito preferenziale separato rispetto all'impianto da proteggere e scaricata a terra.

In Italia sono in vigore le norme CEI 81-10 (2006-04) per quanto riguarda l'utilizzo degli scaricatori e la norma CENELEC HD 60364-5.534(2007-02) per quanto riguarda le caratteristiche dei i dispositivi di protezione contro le sovratensioni.

Classificazione dei scaricatori[modifica | modifica wikitesto]

In relazione all'impiego i scaricatori possono essere classificati in 3 classi:

  • Classe I - Sono costruiti per sopportare gran parte della corrente di fulmine. La corrente di prova Iimp, quando si deve verificare la massima capacità di scarica, presenta una forma d'onda 10/350 microsecondi, tipica della corrente di fulmine. Per verificare la corrente nominale di scarica In la corrente di prova assume, invece, la forma d'onda 8/20 microsecondi. Possono scaricare gran parte della corrente di fulmine e quindi sono utilizzati dove il rischio di fulminazione diretta è elevato : all'ingresso delle linee di alimentazione in strutture dotate di LPS esterno, nelle strutture senza LPS esterno quando è indispensabile ridurre alcune componenti di rischio, sulle linee aeree entranti nelle strutture con l'ultimo tratto interrato inferiore a 150 m e sui quadri elettrici sia primari che secondari per collegarsi, attraverso il PE, all'LPS esterno.
  • Classe II - Sono provati con una corrente di prova con forma d'onda 8/20 microsecondi, sia per la verifica della corrente nominale di scarica In sia di quella massima Imax. Non sono adatti alla protezione contro le scariche dirette ma possono essere impiegati quando si debbano scaricare correnti provocate da sovratensioni indotte o piccole parti della corrente di fulmine: all'ingresso delle linee di alimentazione delle strutture senza LPS esterno, nei quadri divisionali se distano più di 10 m dal quadro principale, nei quadri delle strutture senza LPS esterno nelle quali è necessario ridurre alcune componenti di rischio e nei quadri elettrici di strutture ubicate in zone con una elevata frequenza di fulminazione per unità di superficie.
  • · Classe III - Sono provati con un generatore in grado di fornire contemporaneamente una corrente di prova con forma d'onda 8/20 microsecondi a circuito chiuso in cortocircuito e una tensione con forma d'onda 1,2/50 microsecondi a circuito aperto. Questo tipo di SPD può essere usato per la protezione di apparecchiature collegate a circuiti già protetti con SPD di classe I o II. Possono essere installati nelle vicinanze delle apparecchiature da proteggere e all'ingresso di quadri divisionali.

Tipologia e funzionamento degli SPD[modifica | modifica wikitesto]

A seconda del loro funzionamento gli SPD si distinguono in:

  • SPD a commutazione, come spinterometri o diodi controllati, che nel momento in cui la tensione supera una soglia limite, riducono istantaneamente la loro impedenza e quindi la sovratensione ai loro capi.
  • SPD a limitazione, come diodi Zener o varistori, che presentano un'impedenza gradualmente decrescente all'aumentare della tensione ai capi.
  • SPD combinati, che comprendono i due tipi precedenti collegati in serie o in parallelo.

fonti in parte prese da http://www.elektro.it

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