A cosa serve un tubo scaricatore per fulmini?

I fulmini possono provocare sovratensioni che danneggiano o distruggono le apparecchiature elettroniche. Esistono diversi tipi di protezioni contro le sovratensioni progettate per deviare o dissipare questi picchi di tensione prima che raggiungano i dispositivi sensibili. I tubi scaricatori sono un tipo di protezione costituito da tubi in vetro o ceramica riempiti di gas.

Come funzionano i tubi scaricatori

Un tubo scaricatore, detto anche tubo a scarica di gas, è un tubo in vetro o ceramica riempito con un gas che non conduce elettricità a basse tensioni, ma diventa conduttivo ad alte tensioni. Un lato del tubo è collegato alla linea di alimentazione, l'altro a un palo o tubo di terra. In condizioni normali, la corrente scorre oltre il cilindro di gas non conduttivo, ma nel giro di microsecondi da una sovratensione il gas diventa conduttivo e la sovratensione viene deviata a terra attraverso il cilindro.

Vantaggi dei tubi scaricatori

I tubi scaricatori a gas possono gestire tensioni e correnti estremamente elevate, rendendoli una scelta popolare per la protezione contro i fulmini nel settore delle telecomunicazioni. Reagiscono inoltre molto rapidamente. Possono essere progettati per funzionare a tensioni diverse a seconda del tipo di gas utilizzato e della distanza tra gli elettrodi collegati alla linea di alimentazione e a terra, rendendoli abbastanza versatili per diversi sistemi.

Svantaggi dei tubi scaricatori

Prima che un tubo scaricatore a gas raggiunga il punto di flashover e inizi a condurre energia a terra, la tensione deve raggiungere diverse volte il livello nominale. Nel frattempo, una certa tensione ha già raggiunto l'elettronica. Peggio ancora, una volta che il tubo a gas inizia a condurre, continua a deviare corrente a terra per diversi cicli di corrente in un sistema AC, molto più a lungo della durata della sovratensione, privando l'elettronica dell'alimentazione.

Altri tipi di protezione contro le sovratensioni

I varistori a ossido di metallo (MOV) utilizzano un disco ricoperto di granuli di ossido di zinco tra due elettrodi per controllare se la corrente fluisce verso il dispositivo elettronico o verso terra. L'ossido di zinco ha alta resistenza a basse tensioni e bassa resistenza ad alte tensioni. I MOV sono più veloci dei tubi a gas, ma hanno una durata limitata. I diodi a valanga al silicio svolgono la stessa funzione con circuiti a semiconduttore e sono i dispositivi di soppressione più veloci in assoluto, ma non possono gestire alte tensioni.