La protezione contro le sovratensioni (1/23)

1. Generalità

E' noto che il fenomeno delle sovratensioni può essere causato dalla manovra di commutazione dei grandi carichi induttivi o capacitivi, interruzioni di correnti di corto circuito da guasti verso terra o nella maggior parte dei casi dalle fulminazioni dirette o indirette che si manifestano durante i temporali. I fulmini in particolare sono fenomeni di scarica violenti che producono in tempi brevissimi correnti di intensità molto elevate che possono raggiungere e superare i 200 kA. A causa dell'enorme energia sviluppata nel breve tempo sono eventi che si possono ripercuotere con tutto il loro potenziale distruttivo sui componenti o sugli impianti e nei casi più gravi sulle persone e sugli animali. Per prevenire i rischi dovuti a questi fenomeni di origine naturale si rende necessario uno studio approfondito e il rilievo dei fulmini a terra per mezzo di strumenti sensibili al campo elettromagnetico prodotto dalla corrente di fulmine (fig. 1.1).

Fig. 1.1. - Valori medi della frequenza di fulminazione per unità di superficie

2. Le scariche atmosferiche

In caso di temporale può accadere che le nuvole e il suolo si comportino come le armature di un condensatore. L'aria è il dielettrico interposto tra queste enormi armature, una miscela di gas isolante costituita principalmente da azoto e ossigeno. La rigidità dielettrica dell'aria, in base al valore del campo elettrico che si stabilisce tra cielo e terra, può essere superata e si può verificare il fenomeno della scarica elettrica che comunemente viene definita fulmine.
I temporali sono normalmente originati da particolari nubi di tipo cumuli-nembi riconoscibili dalla forma allungata a fianchi stretti e dal caratteristico colore scuro (fig. 2.2).

Fig. 2.2 - I temporali sono originati da nubi del tipo cumuli-nembi

La nascita di una nube temporalesca è dovuta all'aria calda che dal terreno sale verso l'alto. L'aria ascendente, raggiunta una determinata altezza, si porta ad una temperatura alla quale diventa satura di vapore acqueo che condensando dà origine ad una nuvola (fig. 2.3).

Fig. 2.3 - L'aria che sale dal suolo si carica di umidità e ad una determinata altezza il vapore acqueo condensa e si ha la formazione della nube

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