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Cos'è uno scaricatore di sovratensione? Principio di funzionamento, tipi e applicazioni

29/09/2025

1. Introduzione

Gli attuali sistemi elettrici, dagli impianti residenziali agli impianti industriali su larga scala, sono esposti a continui rischi derivanti da sovratensioni causate da fulmini, operazioni di commutazione e disturbi della rete. Questi picchi possono danneggiare apparecchiature sensibili, ridurre la durata del sistema e portare a costosi tempi di inattività. Per mitigare questi rischi, gli ingegneri fanno affidamento su Scaricatori di sovratensione—dispositivi progettati per salvaguardare l'infrastruttura elettrica limitando le sovratensioni.

2. Cos'è uno scaricatore di sovratensione?

2.1 Funzione di Scaricatore di sovratensione

A Scaricatore di sovratensione è un dispositivo di protezione che devia a terra in modo sicuro le sovratensioni eccessive, evitando che danneggino le apparecchiature elettriche. La sua funzione principale è limitare i livelli di sovratensione a una soglia sicura.

2.2 Importanza nei sistemi industriali, commerciali e residenziali

Industriale: Protegge apparecchiature di alto valore come motori, quadri e trasformatori.

Commerciale: Garantisce un'alimentazione ininterrotta per uffici, centri commerciali e data center.

Residenziale: Protegge gli elettrodomestici e i dispositivi elettronici da fulmini o alimentazione instabile.

3. Principio di funzionamento dello scaricatore di sovratensione

3.1 Come funziona in condizioni di tensione normale

Sotto la tensione operativa standard, lo scaricatore di sovratensione rimane inattivo, offrendo una corrente di dispersione minima.

3.2 Comportamento durante picchi/sovratensioni

Quando si verifica una sovratensione (ad esempio dovuta a fulmini o operazioni di commutazione), lo scaricatore fornisce immediatamente un percorso a bassa resistenza verso terra, scaricando l'energia in eccesso in modo sicuro.

3.3 Ruolo della resistenza non lineare

Utilizzo degli scaricatori di sovratensione materiali a resistenza non lineare come i varistori all'ossido di metallo (MOV). Questi resistori consentono una corrente trascurabile in condizioni normali ma conducono fortemente quando la tensione supera una soglia, fornendo protezione istantanea.

4. Tipi di scaricatori di sovratensione

4.1 Classificazione basata su materiali e design

Gli scaricatori di sovratensione si differenziano per la tecnologia utilizzata al loro interno.

4.2 Ossido di metallo Scaricatore di sovratensione

Il più utilizzato.

Utilizza blocchi di ossido di zinco.

Offre un'elevata capacità di assorbimento dell'energia e una risposta rapida.

4.3 Scaricatore di sovratensione al carburo di silicio

Tecnologia più vecchia.

Richiede spinterometri in serie per l'isolamento.

Meno comune oggi a causa della minore efficienza rispetto al MOA.

4.4 Classificazione in base all'applicazione

4.5 Bassa tensione Scaricatori di sovratensione

Utilizzato nelle case e negli edifici commerciali per proteggere elettrodomestici e sistemi a bassa tensione.

4.6 Scaricatori di sovratensione di media tensione

Comunemente presente nei sistemi di distribuzione, sottostazioni e impianti industriali.

4.7 Alta tensione Scaricatori di sovratensione

Installato nelle reti di trasmissione e nelle centrali elettriche per proteggere apparecchiature di grandi dimensioni da fulmini e sovratensioni di commutazione.

5. Applicazioni degli scaricatori di sovratensione

5.1 Scaricatore di sovratensione nei sistemi di alimentazione

Fornisce una protezione essenziale per sottostazioni, linee di trasmissione e reti di distribuzione.

5.2 Scaricatore di sovratensione per protezione contro i fulmini

Protegge gli impianti elettrici dai fulmini diretti e indiretti.

5.3 Usi degli scaricatori di sovratensione in sistemi industriali e commerciali

Data center e ospedali in cui l'affidabilità è fondamentale.

Fabbriche con macchinari pesanti vulnerabili alle sovratensioni.

5.4 Protezione di trasformatori, quadri, motori ed elettronica sensibile

Previene danni costosi e garantisce la stabilità del sistema in tutti i tipi di apparecchiature.

6. Differenza tra scaricatore di sovratensione e scaricatore di fulmini

6.1 Definizioni e funzioni chiave

Scaricatore di sovratensione: Protegge da tutti i tipi di sovratensione (fulmini, sovratensioni di manovra, sovratensioni temporanee).

Scaricatore di fulmini: Progettato principalmente per proteggere strutture e apparecchiature dai fulmini diretti.

6.2 Principali differenze nell'ambito e nel livello di protezione

Gli scaricatori di sovratensione hanno una portata più ampia, mentre i scaricatori di fulmini sono specifici per i rischi legati ai fulmini.

6.3 Scenari pratici in cui ciascuno viene utilizzato

Scaricatore di fulmini: installato su torri di trasmissione ed edifici.

Scaricatore di sovratensione: installato all'interno di sottostazioni, quadri e vicino ad apparecchiature sensibili.

7. Scaricatore di sovratensione vs Protettore di sovratensione

7.1 Scaricatore di sovratensione – Sistemi ad alta tensione

Utilizzato in reti elettriche, sottostazioni e reti di distribuzione.

7.2 Protezione da sovratensione – Dispositivi a bassa tensione

Utilizzato in case e uffici per proteggere apparecchiature elettroniche come computer, TV e router.

7.3 Tabella comparativa

Caratteristica Scaricatore di sovratensione Protettore contro le sovratensioni
Applicazione Sistemi di alimentazione ad alta/media tensione Elettronica ed elettrodomestici a bassa tensione
Ambito di protezione Fulmini, sovratensioni, guasti alla rete Picchi di tensione a livello di spina
Installazione tipica Sottostazioni, quadri elettrici, trasformatori Prese multiple, prese

8. Installazione dello scaricatore di sovratensione e migliori pratiche

8.1 Corretto posizionamento negli impianti elettrici

Installare il più vicino possibile alle apparecchiature da proteggere (ad esempio trasformatori, quadri).

8.2 Requisiti di messa a terra

Una connessione di terra a bassa resistenza è fondamentale per deviare in modo sicuro l'energia di sovratensione.

8.3 Suggerimenti per la manutenzione per garantire l'affidabilità

Ispezionare regolarmente gli scaricatori per individuare eventuali crepe o usura.

Sostituire le unità che hanno assorbito più eventi di sovratensione.

Assicurarsi che la resistenza di terra rimanga entro gli standard.

9. Vantaggi dello scaricatore di sovratensione

9.1 Protezione dell'apparecchiatura da sovratensione

Protegge le risorse critiche da danni costosi.

9.2 Migliora l'affidabilità e la durata del sistema

Riduce i tempi di inattività e garantisce un funzionamento più regolare delle reti elettriche.

9.3 Risparmio sui costi prevenendo tempi di inattività e danni

Riduce al minimo le spese di riparazione e sostituzione a lungo termine.

10. Domande frequenti

Q1: Qual è la funzione principale di uno scaricatore di sovratensione?
Per proteggere gli impianti elettrici limitando le sovratensioni e deviando a terra in sicurezza le sovracorrenti.

Q2: Dove sono installati gli scaricatori di sovratensione?
Sono comunemente installati nelle sottostazioni, sulle linee di trasmissione e in prossimità di trasformatori e quadri.

Q3: Qual è la differenza tra uno scaricatore di sovratensione e uno scaricatore di fulmini?
Uno scaricatore di sovratensione protegge da molteplici tipi di sovratensione, mentre un scaricatore di fulmini è specifico per i fulmini diretti.

Q4: Gli scaricatori di sovratensione possono essere utilizzati negli impianti residenziali?
Sì, gli scaricatori di sovratensione a bassa tensione vengono utilizzati per proteggere gli elettrodomestici e i dispositivi elettronici.

Q5: Gli scaricatori di sovratensione necessitano di manutenzione?
SÌ. Si consigliano ispezioni regolari e controlli della messa a terra per garantire prestazioni affidabili.

11. Conclusione

Nei moderni impianti elettrici, scaricatori di sovratensione svolgono un ruolo fondamentale nella protezione delle infrastrutture dalle sovratensioni causate da fulmini, operazioni di commutazione e disturbi della rete. Comprensione cos'è uno scaricatore di sovratensione, come funziona e i tipi disponibili aiuta ingegneri e facility manager a scegliere la soluzione giusta per i loro sistemi.

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