Circuiti di Protezione Sovratensioni
Come proteggerci dai fulmini? Solitamente i fulmini sono piu' propensi a passare per via telefonica e tramite antenna terrestre. Molto spesso il fulmine cade a terra, passa via il modem internet e si scarica su tutti i dispositivi connessi via ethernet. Anche la rete elettrica di casa puo' essere colpita tranquillamente.
Quindi, in questa pagina vediamo quali misure di protezione adottare e come esse funzionano a livello circuitale:
Prendendo per esempio il computer, quando siamo soggetti ad una tempesta di fulmini non basta staccare solo la spina del computer ed il cavo ethernet poiche' connessi al computer ci sono altri dispositivi come il monitor, eventuali cuffie con alimentatore esterno, ecc. Quindi dobbiamo staccare tutto, il miglior modo per farlo e' connettere tutti questi dispositivi ad una multipresa e semplicemente staccare la spina della multipresa senza staccare tutto. Se il monitor e' un monitor/tv dobbiamo staccare anche l'antenna.
Quindi lo scopo principale e' isolare il nostro computer e tutti i dispositivi ad esso connessi.
Quindi, in questa pagina vediamo quali misure di protezione adottare e come esse funzionano a livello circuitale:
- UPS: La prima cosa che ci viene in mente e' l'UPS (Uninterruptible Power Supply), in realta' il vero scopo dell'UPS, oltre a stabilizzare eventuali sbalzi di tensione e' quello di mantenere il dispositivo connesso acceso in caso la corrente vada via e permetterci di salvare il lavoro e di spegnerlo. L'UPS oltre alla protezione standard offerta da alimentatori di buona fattura, puo' integrare dei circuiti di protezione telefonica ed ethernet che sono molto utili per prevenire danni. Per ulteriori informazioni sul funzionamento interno dell'UPS e il dimensionamento puoi consultare la pagina apposita QUI.
- Prese Filtrate/Scaricatori di tensione: questi dispositivi simili a normali multiprese (comunemente chiamate ciabatte) possiedono al loro interno dei circuiti dedicati per scaricare eventuali sovratensioni a terra.
- Staccare Tutto: il miglior metodo per prevenire danni a causa dei fulmini e' staccare tutto. Per tutto intendo chiudere qualsiasi interruttore e staccare qualsiasi spina interessata al vostro dispositivo.
Prendendo per esempio il computer, quando siamo soggetti ad una tempesta di fulmini non basta staccare solo la spina del computer ed il cavo ethernet poiche' connessi al computer ci sono altri dispositivi come il monitor, eventuali cuffie con alimentatore esterno, ecc. Quindi dobbiamo staccare tutto, il miglior modo per farlo e' connettere tutti questi dispositivi ad una multipresa e semplicemente staccare la spina della multipresa senza staccare tutto. Se il monitor e' un monitor/tv dobbiamo staccare anche l'antenna.
Quindi lo scopo principale e' isolare il nostro computer e tutti i dispositivi ad esso connessi.
Circuiti
I principali componenti utilizzati per la protezione contro fulmini/sovratensioni sono i MOV (Metal Oxide Varistor), i GDT (Gas Discharge Tube) e i diodi.
Come possiamo vedere dall'immagine qui sopra, ci sono vari GDT, quando un fulmine entra, la sua potenza viene scaricata attraverso i GDT a terra e si indebolisce sempre di piu'. Quindi i GDT hanno la particolare proprietà di deviare l'energia in eccesso delle sovratensioni verso terra. A differenza dei varistori, hanno una vita piu' breve.
|
Il circuito di protezione raffigurato qui sopra proviene da una presa filtrata dell'APC (American Power Conversion), una delle migliori marche a mio avviso.
|
I varistori, come gia' visto nella sezione componenti, sono in grado di abbassare bruscamente il loro valore resistivo quando viene superato il valore di tensione massima per la quale sono stati progettati attenuando il disturbo e scaricandolo a terra. Essi non durano all'infinito, la loro vita dipende da quante volte entrano in azione, un valore tipico e' 1000 interventi. Alcuni soppressori hanno un led che indica lo stato del varistore, questa funzionalita' secondo me e' molto importante poiche' se non possiamo tenere sotto controllo lo stato dei MOV possiamo pensare erroneamente che quest'ultimi stiano ancora proteggendo i nostri dispositivi quando in realta' sono rotti.
Un buon soppressore di tensione deve avere almeno 3 MOV, 1 Condensatore X (per filtrare i disturbi EMI) solitamente sono di colore giallo, e 1 bobina di ferrite.
Un buon soppressore di tensione deve avere almeno 3 MOV, 1 Condensatore X (per filtrare i disturbi EMI) solitamente sono di colore giallo, e 1 bobina di ferrite.
Per quanto riguarda la connessione telefonica/ethernet, ci sono dispositivi e circuiti costruiti appositamente che sono diversi rispetto a quelli di alimentazione. Di seguito possiamo notare una scheda di protezione ethernet rimossa da un UPS della APC. Il circuito come potete notare dallo schema elettrico e' abbastanza semplice, i diodi da D1 a D4 e da D6 a D9 sono dei semplici IN4006. Il diodo D5 e' un 1.5KE6.8CA. Andando a guardare il datasheet scopriamo che si tratta di un soppressore di tensione che assorbe picchi di tensione fino a 1500 Watt. Il circuito e' molto semplice da realizzare.
Nel caso in cui non siete molto pratici con l'elettronica e' possibile comprare dispositivi di questo tipo gia' costruiti. Il montaggio e' semplice, invece di andare dal computer al modem direttamente con il cavo ethernet, passiamo prima per questo dispositivo e il cavo che fuoriesce dallo scatolo in alluminio lo poniamo a massa. Nell'immagine qui sotto possiamo notare il circuito interno che si nasconde nello scatolo di alluminio. Come possiamo notare dai componenti, non sono tutti uguali, la qualita' cambia, la maggior parte sono di bassa fattura, alcuni sono talmente tanto economici che la protezione che offrono e' ridicola. I migliori sono gli ultimi due a destra, che possiedono anche i GDT, offrendo una maggiore protezione.
Mentre per le prese telefoniche, questi sono i circuiti tipici che fanno utilizzo dei GDT: