Varistore di protezione contro le sovratensioni da fulmini: essenziale per proteggere i tuoi impianti elettrici

Come funziona il varistore di protezione dalle sovratensioni da fulmini

Per capire come un varistore di protezione contro le sovratensioni da fulmini opera, è importante scomporre il processo in diverse fasi chiave:

Operazione normale

In condizioni di tensione normali, un varistore si comporta come un isolante con una resistenza molto elevata, il che significa che non conduce correnti significative. Ciò garantisce che rimanga trasparente al circuito e non interferisca con il normale funzionamento del dispositivo o del sistema. La sua funzione principale in condizioni normali è quella di rimanere inattivo, assicurando che non vi scorra corrente inutile.

Evento di sovratensione

Quando un transitorio ad alta tensione, come una sovratensione dovuta a fulmini, colpisce l'impianto elettrico, la tensione in ingresso supera la soglia del varistor. Questo innesca una forte conduzione del varistor, riducendone rapidamente l'impedenza. Questa azione consente alla corrente di picco di passare attraverso il varistor, mantenendo la tensione a un livello di sicurezza e proteggendo i sensibili componenti elettronici a valle da eventuali danni. Il varistor continua a condurre fino alla scomparsa della sovratensione.

Assorbimento di energia

Il varistore svolge un ruolo cruciale nell'assorbimento e nella dissipazione dell'energia di picco. Quando la corrente di picco attraversa il dispositivo, il varistore assorbe questa energia in eccesso, contribuendo a impedire che i componenti a valle subiscano dannose condizioni di sovratensione. L'energia viene solitamente dissipata sotto forma di calore e il varistore è progettato per resistere a questi brevi impulsi ad alta energia senza compromettere le sue prestazioni complessive.

Recupero

Una volta che la sovratensione si è attenuata, il varistore torna al suo stato di alta resistenza. Ciò garantisce che il varistore rimanga in modalità "pronto a proteggere", pronto per il successivo potenziale evento di sovratensione. Questo processo di ripristino avviene rapidamente, consentendo al sistema di continuare il suo normale funzionamento senza ritardi o interruzioni.

Tipi di varistori utilizzati nella protezione contro le sovratensioni da fulmini

Esistono diversi tipi di varistori progettati per diverse applicazioni nell'ambito di protezione contro le sovratensioni da fulmini. I tipi più comuni includono:

Varistore di protezione contro le sovratensioni da fulmini a disco

I varistori a disco sono il tipo di varistore più comunemente utilizzato per protezione contro le sovratensioni da fulminiQuesti varistori sono ideali per correnti di picco da 100 A a 25 kA e sono comunemente utilizzati nell'elettronica di consumo, negli alimentatori e in altre applicazioni a bassa e media potenza. Le loro dimensioni compatte e il loro costo contenuto li rendono una scelta diffusa per la protezione dalle sovratensioni in un'ampia gamma di dispositivi.

Varistori a blocco e cinghia

I varistori a blocco e a fascetta sono progettati per gestire correnti di picco molto più elevate, tipicamente superiori a 25 kA. Vengono utilizzati in alimentatori industriali, sottostazioni e sistemi di comunicazione, dove possono essere presenti elevati livelli di energia. Questi varistori sono robusti e in grado di resistere alle sovratensioni più estreme, il che li rende essenziali per la protezione delle infrastrutture critiche.

Varistori a chip

I varistori a chip sono generalmente utilizzati per la protezione da sovratensioni a bassa energia, come nei sistemi di illuminazione a LED, per la protezione ESD di circuiti sensibili e per l'elettronica a bassa potenza. Questi varistori piccoli e compatti sono ideali per proteggere i delicati componenti a semiconduttore da improvvise sovratensioni.

Tabella riassuntiva dei tipi di varistori per la protezione contro le sovratensioni da fulmini

Combinazione con altri dispositivi di protezione contro le sovratensioni da fulmini

In molti sistemi di protezione da sovratensioni, i varistori sono combinati con altri dispositivi, come scaricatori di sovratensione, tubi a scarica di gas (GDT) e trasformatori antifulmine, per migliorare la capacità di protezione complessiva. Questa combinazione fornisce più livelli di difesa, garantendo che il sistema elettrico sia ben protetto da una varietà di eventi di sovratensione, tra cui fulmini, sovratensioni e transitori di commutazione.

Applicazioni del varistore di protezione dalle sovratensioni da fulmini

Varistori progettati per protezione contro le sovratensioni da fulmini Sono utilizzati in un'ampia gamma di applicazioni, dall'elettronica di consumo ai sistemi industriali critici. Tra gli usi più comuni figurano:

Alimentatori Switching

Gli alimentatori switching sono vulnerabili ai fulmini e alle sovratensioni. I varistori sono comunemente utilizzati in questi sistemi per proteggere lo stadio di ingresso da fulmini e sovratensioni di commutazione. Vengono spesso installati prima dei filtri di compatibilità elettromagnetica (EMC) per offrire protezione primaria dalle sovratensioni.

Sistemi di illuminazione a LED

I sistemi di illuminazione a LED sono sempre più utilizzati in ambienti residenziali e industriali. Tuttavia, questi sistemi possono essere sensibili alle sovratensioni. I varistori vengono utilizzati per proteggere i LED a semiconduttore dalle scariche elettrostatiche (ESD) e dai danni da sovratensione. Senza questi dispositivi di protezione, una singola sovratensione potrebbe danneggiare permanentemente i LED e rendere il sistema inutilizzabile.

Carichi induttivi

I carichi induttivi, come motori, solenoidi e valvole elettromagnetiche, generano sovratensioni quando vengono spenti. Queste sovratensioni possono danneggiare i dispositivi di controllo e le altre apparecchiature collegate. Installando un varistore sull'interruttore, è possibile bloccare efficacemente queste tensioni e proteggere sia il carico che l'interruttore di controllo da livelli di tensione eccessivi.

Sistemi di energia solare

Gli impianti solari, soprattutto in località remote, sono altamente sensibili alle sovratensioni indotte dai fulmini. In questi impianti vengono utilizzati varistori per proteggere le scatole di giunzione e i condizionatori di potenza dalle sovratensioni causate dai fulmini. Questa protezione garantisce l'affidabilità del sistema e la longevità dei suoi componenti.

Equipaggiamento industriale

Le apparecchiature industriali, inclusi quadri elettrici, sistemi di segnalazione ferroviaria e dispositivi di comunicazione critici, richiedono una protezione contro le sovratensioni ad alta resistenza. Varistori progettati per gestire elevate energie vengono utilizzati per garantire il funzionamento di questi sistemi durante e dopo fulmini o sovratensioni.

Data Center e Telecomunicazioni

I data center e i sistemi di telecomunicazione ospitano apparecchiature mission-critical che non possono permettersi di essere danneggiate dalle sovratensioni causate dai fulmini. I varistori, insieme ai trasformatori antifulmine, forniscono una protezione affidabile per salvaguardare le apparecchiature sensibili e garantire un servizio ininterrotto.

Tabella riassuntiva delle applicazioni

Vantaggi dell'utilizzo del varistore di protezione dalle sovratensioni da fulmini

Ci sono numerosi vantaggi nell'utilizzare i varistori come parte del tuo protezione contro le sovratensioni da fulmini strategia:

• Tempo di risposta rapido: I varistori rispondono quasi istantaneamente alle sovratensioni, offrendo una protezione rapida e immediata. A differenza degli spinterometri o dei tiristori, che possono avere un tempo di risposta più lento, i varistori forniscono una protezione immediata per i sistemi elettronici sensibili.
• Elevato assorbimento di energia: I varistori possono assorbire grandi quantità di energia di picco, impedendo il passaggio di sovratensione attraverso il sistema. Questa capacità è fondamentale per la protezione delle apparecchiature sensibili.
• Lunga vita operativa: I varistori hanno una lunga durata operativa se sottoposti a corretta manutenzione e presentano una modalità di guasto prevedibile. Nella maggior parte dei casi, il varistore si guasta per cortocircuito, una modalità di guasto facilmente rilevabile che previene danni inosservati.
• Conveniente: Rispetto ad altre tecnologie di protezione contro le sovratensioni, i varistori sono relativamente poco costosi, il che li rende una soluzione conveniente per un'ampia gamma di applicazioni.
• Disponibile in varie dimensioni e configurazioni: I varistori sono disponibili in diverse dimensioni, tensioni nominali e capacità di sovracorrente per adattarsi a diversi tipi di sistemi elettrici, dai piccoli dispositivi alle grandi installazioni industriali.

Conclusione

In conclusione, i varistori per la protezione dalle sovratensioni da fulmini sono componenti essenziali per proteggere i sistemi elettronici ed elettrici dagli effetti dannosi dei fulmini e di altri eventi di sovratensione. La loro risposta rapida, l'elevato assorbimento di energia e la versatilità applicativa li rendono ideali per l'uso in un'ampia gamma di dispositivi, dall'elettronica di consumo ai sistemi industriali critici. La capacità dei varistori di proteggere i componenti sensibili dalle sovratensioni transitorie garantisce la longevità e l'affidabilità delle apparecchiature che proteggono, rendendoli un investimento prezioso sia per i sistemi domestici che per quelli industriali.