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Introduzione a fulmini e sovratensioni
I fulmini, una potente forza naturale, creano seri rischi per i sistemi elettronici. La comprensione dei tipi di fulmini e del loro impatto aiuta gli ingegneri a sviluppare strategie di protezione efficaci. Questo articolo spiega la classificazione dei fulmini, i rischi associati e le principali misure preventive per proteggere i sistemi elettronici dai danni causati da fulmini e sovratensioni.
Conoscere i tipi di fulmini e il loro impatto
I fulmini si dividono generalmente in due categorie principali. Ogni categoria ha caratteristiche uniche e comporta rischi diversi per le sovratensioni nei sistemi elettronici.
Fulmine diretto
I fulmini diretti colpiscono gli oggetti a terra con un'energia immensa. Questo tipo di fulmine provoca gravi danni alle apparecchiature ed è la fonte più pericolosa di sovratensioni.
Fulmini e sovratensioni indotte
Il fulmine indotto non comporta una scarica diretta. Si tratta invece di potenti campi elettromagnetici generati da un fulmine vicino. Questi campi inducono correnti nei conduttori, causando interferenze nel sistema e sovratensioni interne.
Percorsi di infiltrazione di fulmini e sovratensioni
I fulmini e le sovratensioni entrano nei sistemi elettronici principalmente attraverso le linee di distribuzione e di segnale. Senza protezione, queste sovratensioni danneggiano gravemente le apparecchiature sensibili.
(A) Sovratensioni della linea di distribuzione
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Induzione elettromagnetica: I fulmini che colpiscono gli edifici inducono sovratensioni. Queste tensioni attraversano le linee di distribuzione e danneggiano i dispositivi collegati. L'installazione di SPD riduce questo rischio.
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Colpi vicini: Anche in assenza di una scarica diretta, un fulmine nelle vicinanze crea forti campi elettromagnetici. Questi campi inducono sovratensioni sulle linee di distribuzione, rendendo essenziale la progettazione della protezione.
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Induzione reciproca di linea: Le linee di distribuzione strettamente raggruppate all'interno degli edifici possono indurre correnti dannose tra loro. Un'adeguata distanza tra le linee riduce i rischi di correnti di spunto.
(B) Sbalzi di linea del segnale
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Induzione alla linea di comunicazione: Le linee di segnale sono particolarmente vulnerabili alle interferenze elettromagnetiche. Le sovratensioni provocate dai fulmini attraversano queste linee e disturbano le apparecchiature di comunicazione.
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Maggiore sensibilità delle apparecchiature di segnalazione: Sebbene le sovratensioni sulle linee di segnale siano inferiori a quelle delle linee elettriche, i dispositivi di comunicazione sensibili si guastano anche con picchi di tensione minori. La protezione dalle sovratensioni è fondamentale per questi sistemi.
Misure preventive contro fulmini e sovratensioni
La protezione dei sistemi elettronici richiede più livelli di protezione. Le seguenti misure preventive riducono in modo significativo i rischi di fulmini e sovratensioni:
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Installare dispositivi di protezione dalle sovratensioni (SPD): Installare SPD nei punti di ingresso dell'alimentazione e dei segnali per assorbire i picchi di tensione e proteggere i circuiti interni.
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Utilizzare un layout di cablaggio corretto: Durante il cablaggio, tenere separati i cavi di alimentazione da quelli di segnale. In questo modo si riduce l'accoppiamento elettromagnetico e si minimizza l'impatto delle sovratensioni.
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Assicurare il collegamento equipotenziale: Collegare tutte le parti metalliche all'interno degli edifici allo stesso potenziale. In questo modo si riducono le differenze di tensione e si limitano i danni da sovratensione.
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Utilizzare cavi di segnale schermati: I cavi schermati proteggono le linee di segnale dalle tensioni indotte e dalle interferenze elettromagnetiche.
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Eseguire una manutenzione regolare: Le ispezioni di routine e la sostituzione tempestiva dei dispositivi di protezione garantiscono la sicurezza continua del sistema.
Conclusione
L'applicazione di queste strategie riduce al minimo i rischi di fulmini e sovratensioni per i sistemi elettronici. Migliorando il cablaggio, installando dispositivi di protezione dalle sovratensioni e mantenendo i sistemi di messa a terra, gli operatori possono aumentare significativamente l'affidabilità del sistema e proteggere le risorse. Un piano di protezione proattivo garantisce un funzionamento più sicuro delle moderne infrastrutture elettroniche in ambienti difficili per i fulmini.