COMPATIBILITA’ ELETTROMAGNETICA: NOTE TECNICHE

1.1 Generale

Gli elementi sensibili dei circuiti possono essere danneggiati da eventuali impulsi di tensione e/o corrente che possono essere originati da molteplici cause due delle quali sono qui evidenziate:
a. Scariche atmosferiche
Hanno origine anche a molti Km di distanza ed inducono impulsi di corrente sulle linee di alimentazione che possono superare livelli di 10-15KA.
b. Scariche elettrostatiche
Hanno origine dalla vicinanza o contatto fra due corpi carichi di elettricità statica; tipica è la scarica che avviene quando una persona che ha camminato sopra un tappeto tocca un apparato.
Si tratta di impulsi di tensione che possono raggiungere valori dell'ordine di 20KV; la scarica elettrostatica (ESD) trasferisce energia ai circuiti direttamente per conduzione o per accoppiamento ed è un fenomeno che spesso si rivela distruttivo.

1.2 Protezione dai fenomeni transitori

Per ridurre l'effetto della scarica atmosferica si ricorre a dispositivi che cortocircuitano verso terra la corrente transitoria in dotta sulle linee.
La protezione dalla scarica ESD consiste nell'allontanare la corrente di scarica dai circuiti che devono essere protetti deviandone per esempio il percorso oppure riducendo l'accoppiamento fra gli stessi ed il percorso della corrente di scarica.
Alcuni interventi di protezione dalle scariche elettrostatiche sono:

• mettere a terra tutte le parti metalliche esposte;
• se i circuiti sono racchiusi in un contenitore metallico continuo, collegare quest'ultimo a terra in un solo punto;
• collegare la massa dei circuiti in un solo punto del contenitore che li racchiude;
• se la capacità di accoppiamento contenitore-circuiti interni è elevata aggiungere uno schermo fra i due;
• il collegamento fra la massa dei circuiti interni ed il contenitore ed il punto di messa a terra del contenitore è preferibile che sia in prossimità degli ingressi delle linee;
• le linee di ingresso/uscita dal contenitore devono essere schermate con la connessione schermo-contenitore effettuata su tutta la circonferenza.

1.3 Dispositivi di protezione

Fra i più comuni dispositivi di protezione dai disturbi di cui in 1.1a ed ed altri fenomeni impulsivi richiamiamo gli scaricatori a gas ed i varistori.

SCARICATORI A GAS
Detti dispositivi intervengono presentando praticamente un corto circuito verso massa durante il periodo di tempo in cui il gas è ionizzato, cioè dall'istante di innesco della scarica all'istante dello spegnimento della stessa. Il valore tipico di innesco va scelto in base alla tensione di lavoro, in genere va scelto pari alla tensione massima presente in quel punto del circuito con l'aggiunta di un margine di sicurezza del 10%. Se impiegato all'ingresso della linea di alimentazione 220Vca dell'apparato lo scaricatore dovrebbe essere scelto con tensione di innesco minima di circa 380V. Dopo l'innesco la tensione scende al valore (dipendente dalla corrente di scarica) di 5---30V convogliando tutta la corrente di disturbo indotta sulla linea verso terra. Terminato il transitorio la corrente scende a valori che dovrebbero estinguere la scarica. Può accadere che l'innesco del gas permanga fino al passaggio per lo zero della tensione alternata di alimentazione; questo fenomeno dovuto al fatto che al mantenimento della scarica contribuisce anche la corrente dell'impianto può surriscaldare il dispositivo ed anche distruggerlo. Per evitare ciò in genere allo scaricatore viene abbinato il varistore.

VARISTORI
Detti dispositivi si comportano come resistenze con valore dipendente dalla tensione applicata. A bassa tensione la resistenza assume valori ben oltre 10MOhm; appena la tensione supera il valore della soglia di intervento la resistenza scende a valori trascurabili scaricando a terra la corrente dell'impulso. A differenza degli scaricatori la soglia di intervento come pure lo spegnimento non sono legati a fenomeni secondari ma solo al valore della tensione ai capi del varistore. Sono disponibili varistori con valori di tensione d'intervento fino ad oltre 1000V e correnti fino ad oltre 20KA. I varistori sono più rapidi degli scaricatori, questi ultimi presentano il vantaggio di dissipare meno energia ed avere una vita più lunga.