Power quality: le sovratensioni

Cosa sono le sovratensioni e come si classificano?

Le sovratensioni rappresentano aumenti improvvisi della tensione all’interno di una rete elettrica, generati da variazioni dello stato elettrico della rete stessa. Questi fenomeni sono classificati principalmente in base alla loro durata, ma anche secondo altri parametri come:

• Tempo di fronte, cioè il tempo necessario per raggiungere il valore massimo della sovratensione;
• Origine, ossia se derivano da eventi interni o esterni alla rete;
• Contenuto energetico;
• Impatto sui componenti, sia di rete che sulle apparecchiature degli utenti.

Origini delle sovratensioni

Le sovratensioni possono essere causate da:

• Eventi esterni: come fulmini o altre cause atmosferiche.
• Eventi interni: manovre nella rete, guasti o problemi nei componenti.

Nelle reti ad altissima tensione (AAT), predominano le sovratensioni di origine interna, mentre nelle reti a bassa tensione (BT) prevalgono quelle di origine esterna.

Propagazione e limitazione delle sovratensioni

La propagazione delle sovratensioni dipende da diversi fattori:

• Frequenze coinvolte: le frequenze presenti influenzano il comportamento della sovratensione nella rete.
• Struttura della rete: la configurazione della rete elettrica incide sul modo in cui le sovratensioni si diffondono.
• Caratteristiche dei componenti: ogni componente risponde diversamente alle sollecitazioni elettriche.

Il controllo delle sovratensioni varia in base alla loro natura:

• Sovratensioni temporanee: sono generalmente controllate modificando la struttura della rete o attraverso interventi operativi.
• Sovratensioni transitorie: vengono limitate mediante dispositivi di protezione come scaricatori e spinterometri.

Effetti delle sovratensioni

Le sovratensioni possono avere un impatto significativo sui componenti della rete elettrica e sulle apparecchiature degli utenti:

• Sollecitazioni degli isolamenti: possono causare guasti permanenti, accelerare l’invecchiamento dei materiali isolanti o provocare guasti ripetuti nei casi di isolamenti autoripristinanti.
• Interferenze nelle apparecchiature sensibili: in particolare nelle reti BT, le sovratensioni possono degradare le prestazioni dei dispositivi elettronici a causa di trasferimenti induttivi o capacitivi, specialmente quando sono presenti alte frequenze e fronti ripidi.

Classificazione delle sovratensioni

In ambito impiantistico, le sovratensioni vengono solitamente classificate in due grandi categorie:

1. Sovratensioni temporanee: caratterizzate da una durata maggiore rispetto a quelle transitorie, sono spesso correlate a situazioni anomale nella rete (ad esempio squilibri o problemi di carico).
2. Sovratensioni transitorie: di breve durata, si verificano generalmente a seguito di eventi come fulmini o manovre rapide nei sistemi elettrici