La protezione contro le sovratensioni (10/23)

· Varistore - Si tratta di un dispositivo ad ossido di zinco o carburo di silicio molto diffuso sul mercato (fig. 5.4). Quando è sottoposto alla tensione di esercizio presenta un'impedenza molto elevata che si riduce, tendendo a zero, al crescere della tensione. Si determina in tal modo un vero e proprio corto circuito che favorisce la rapida dispersione della corrente verso terra con la tensione ai capi del varistore che si mantiene praticamente costante. Si utilizza in condizioni non particolarmente severe: correnti di scarica dell'ordine dei 10-15 kA con impulso 8/20 microsecondi, tensioni d'innesco che possono variare da pochi volt a qualche kV e quando è richiesto il sicuro ripristino dell'isolamento al venir meno della sovratensione. Con forme d'onda 10/350 microsecondi, tipiche della corrente di fulmine, le correnti nominali di scarica non superano i 4 kA. Il varistore è soggetto a progressivo degrado a causa della piccola corrente di fuga presente alla tensione di esercizio e del numero di interventi che è chiamato ad effettuare. Ad ogni sovratensione subita la corrente di fuga aumenta provocando nel tempo la fine vita del dispositivo che è bene sia segnalata tramite diodo led. Sono normalmente classificati di classe II.

Fig. 5.4 - Varistore

· Diodi soppressori (diodi Zener) - Presentano una curva che si avvicina alla curva ideale e sono caratterizzati da tempi di risposta molto rapidi e da basse correnti di fuga. Possono però sopportare energie specifiche limitate rispetto agli spinterometri e ai varistori e sono quindi utilizzati, in associazione ad altre protezioni, per la protezione terminale delle apparecchiature. Il principio di funzionamento sfrutta le caratteristiche del diodo Zener (fig. 5.5), molto robusto e in grado di sopportare correnti di qualche centinaio di ampère, protetto mediante un fusibile. Questi componenti sono spesso incorporati in connettori o adattatori a presa-spina, classificati abitualmente in classe III.

Fig. 5.5. - Diodo soppressore (diodo Zener)

· Spd di tipo combinato - La combinazione può essere ottenuta connettendo in serie o in parallelo tra di loro uno spinterometro e un varistore. La combinazione in serie agevola l'estinzione dell'arco e garantisce l'isolamento nelle condizioni di normale esercizio. Queste caratteristiche si ripercuotono positivamente sulla durata di vita del limitatore perché si evita il corto circuito sul dispositivo e, in condizioni di funzionamento ordinario, il varistore non è percorso da nessuna corrente di fuga. Quando si vogliono ottenere correnti di scarica elevate, tempi di intervento rapidi e tensione quasi costante ai capi dell'SPD si utilizzano dispositivi combinati con varistore e spinterometro collegati in parallelo. Il varistore garantisce l'intervento senza ritardo alla tensione fissata mentre lo spinterometro permette di innalzare il valore della tensione ai capi dell'SPD e, intervenendo, di limitare l'energia specifica passante a valori accettabili per lo spinterometro.

Le principali caratteristiche dei componenti utilizzati sono riportate in fig. 5.6.

Fig. 5.6 - Principali caratteristiche degli scaricatori di sovratensioni

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