Introduzione
I fulmini atmosferici che colpiscono le linee aeree, i conduttori nudi o le strutture metalliche nelle sottostazioni all'aperto, nonché le sovratensioni causate dalle operazioni di commutazione delle attrezzature e delle reti (sovratensioni di commutazione), rappresentano un pericolo significativo per l'attrezzatura elettrica. Per proteggere l'attrezzatura e facilitare la coordinazione dell'isolamento, devono essere installati parafulmini (noti anche come "parafulguratori") ai punti di ingresso/uscita delle linee aeree e in prossimità dei trasformatori, a causa della loro zona di protezione spaziale limitata.
Tipi e caratteristiche dei parafulmini
I parafulmini più comuni sono del tipo resistenza non lineare di ossido metallico (MO), alloggiati in porcellana o gomma silicone. Questi sono collegati in parallelo con l'attrezzatura protetta e collegati a terra tramite la griglia di terra. Un altro tipo di costruzione utilizza resistenze di carburo di silicio (SiC) (parafulmini a valvola), sebbene questi siano meno diffusi oggi.
Caratteristiche elettriche chiave:
Tensione di riassestamento: La tensione attraverso il parafulmine alla quale la corrente successiva è interrotta in modo affidabile dopo lo scintillamento.
Massima tensione d'esercizio continua (MCOV): La massima tensione di rete (50 Hz o 60 Hz) che il parafulmine può sopportare indefinitamente.
Corrente cortocircuitale nominale: La massima corrente di cortocircuito che il parafulmine può gestire in sicurezza.
Corrente di scarica nominale: I valori comuni includono 5 kA, 10 kA e 20 kA, indicando la capacità del parafulmine di dissipare l'energia del transitorio.
I parafulmini sono collegati tra i conduttori vivi e la terra. Nei sistemi con tensioni superiori a 52 kV, possono includere contatori di operazioni di scarica per monitorare le prestazioni. Un esempio di parafulmini è mostrato nella Figura 1.
Metodi aggiuntivi
Nei cavi aerei e nelle sottostazioni all'aperto con tensioni superiori a 52 kV, è pratica comune installare un sistema di protezione contro i fulmini composto da "parafulmini," "fili di protezione aerea" o una combinazione di entrambi.
Protezione contro le sovratensioni a bassa tensione
L'attrezzatura a bassa tensione (BT, dove \(V \leq 1 \, \text{kV}\)), in particolare i sistemi elettronici e informatici, è altamente suscettibile a danni gravi causati dai dischi di fulmine che si propagano attraverso i cavi o le strutture edilizie.
Per mitigare tali rischi, sono solitamente installati protettori di surriscaldamento (SPD) negli armadi di distribuzione BT. Questi dispositivi presentano correnti di scarica nominali standard di 5 kA, 10 kA e 20 kA, con alcuni modelli avanzati in grado di gestire 30-70 kA.
Similmente ai parafulmini, gli SPD sono collegati tra i conduttori vivi e la terra, come illustrato nella Figura 4. Questa configurazione devia le correnti di surriscaldamento lontano dall'attrezzatura sensibile, garantendo la protezione contro gli eventi di sovratensione.
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