Protezione dalle sovratensioni sulle linee dati White Paper n.85
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Protezione dalle sovratensioni sulle linee dati A cura di Joseph Seymour White Paper n.85 Sintesi Le sovratensioni sulle linee dati possono distruggere le apparecchiature informatiche installate in ambienti aziendali e home office. Molti utenti sono consapevoli dei rischi rappresentati dalle sovratensioni nell'alimentazione, ma trascurano quelli che si verificano sulle linee dati. Questo documento spiega in che modo vengono generate le sovratensioni, quali sono gli effetti devastanti che possono avere sulle apparecchiature elettroniche e in che modo i dispositivi antisovratensioni possono contribuire alla protezione da queste anomalie. 2005 American Power Conversion. Tutti i diritti riservati. È vietato utilizzare, riprodurre, fotocopiare, trasmettere o memorizzare in qualsiasi sistema di recupero di qualsiasi natura ogni parte della presente pubblicazione in assenza di autorizzazione scritta concessa dal proprietario del copyright. www.apc.com Rev 2005-0 2 Introduzione I disturbi elettrici costituiscono una grave minaccia per le apparecchiature elettriche e i dati. Questi disturbi possono assumere nomi diversi (picchi, sovracorrenti o sovratensioni; ma qualunque sia il loro nome, gli effetti che causano sono gli stessi: perturbazioni, degrado e danni, che inevitabilmente si traducono nel fermo delle apparecchiature. Con la crescente diffusione delle reti di computer, hanno assunto grande importanza anche gli effetti dannosi delle sovratensioni sulle linee di comunicazione. Le linee di comunicazione (nel sottosuolo o in superficie) entranti in un edificio possono trasferire sovratensioni di intensità elevata agli impianti domestici o aziendali. Le sovratensioni transitorie, create attraverso vari tipi di accoppiamento (trasmissione di energia elettrica da un sistema all'altro attraverso campi magnetici), possono provocare gravi danni alle interfacce di comunicazione poste all'interno di un edificio. A causa dei diversi modi in cui si può creare una sovratensione, un singolo strato antisovratensioni applicato alle linee entranti può non essere sufficiente a schermare completamente le linee interne e l'apparecchiatura dalle tensioni transitorie. Quando si discute degli effetti specifici che una sovratensione può avere sulle linee dati, è importante avere un'idea generale di che cosa sono le linee dati e in quale modo trasportano dati sotto forma di elettricità. Una linea dati è un cavo di comunicazione che trasporta segnali a bassa tensione allo scopo di consentire la comunicazione fra due dispositivi collegati. Alcuni esempi comuni di cavi di questo tipo sono il cavo coassiale, il cavo CAT5 Ethernet e il cavetto telefonico. Il trasferimento dei dati da un'apparecchiatura all'altra si basa sull'invio di segnali a vari livelli di tensione dall'apparecchiatura trasmittente, lungo le linee dati, fino all'apparecchiatura ricevente all'altra estremità del cavo. Quest'ultima elabora i segnali di tensione, interpretandoli e convertendoli in dati che essa è in grado di comprendere ed elaborare. Sebbene in genere sulle linee dati circolino solo segnali a bassa tensione, tali linee sono in materiale conduttivo e sono soggette alle stesse sovratensioni e picchi a cui sono sottoposte altre linee conduttive. In generale, una sovratensione è una deviazione di breve durata rispetto a un livello di tensione di alimentazione desiderato (o di tensione del segnale, nel caso dei computer e dei dispositivi elettronici). Tale deviazione indesiderata può far sì che un dispositivo elettronico non funzioni correttamente o addirittura si guasti. Alcune apparecchiature utilizzate per comunicare su linee dati sono progettate per funzionare unicamente con una soglia di tensione molto bassa e possono essere facilmente danneggiate se la tensione supera un determinato valore. Inoltre le sovratensioni transitorie vengono create da molti tipi di sorgenti, il che significa che nessuna configurazione è esente da sovratensioni. La Fig. 1 illustra i risultati di uno studio svolto da Florida Power in cui i problemi di qualità dell'alimentazione vengono suddivisi in vari gruppi. Nello schema si può osservare che i problemi di qualità dell'alimentazione sono riconducibili per il 15% dei casi ai fulmini, per il 5% alle stazioni secondarie che introducono sovratensioni attraverso caratteristiche della commutazione di rete, e per il 60% alle sovratensioni generate dalle apparecchiature degli uffici. 2005 American Power Conversion. Tutti i diritti riservati. È vietato utilizzare, riprodurre, fotocopiare, trasmettere o memorizzare in qualsiasi sistema di recupero di qualsiasi natura ogni parte della presente pubblicazione in assenza di autorizzazione scritta concessa dal proprietario del copyright. www.apc.com Rev 2005-0 3 Fig. 1 - Studio di Florida Power sull'analisi delle cause dei problemi di qualità dell'alimentazione negli uffici Illuminazione 15% Apparecchiature uffici 60,0% Utility 5,0% Sistema circostante 20,0% Modalità di creazione delle sovratensioni Le sovratensioni possono essere presenti su qualsiasi conduttore (linee della società elettrica, linee telefoniche, linee dati e linee di segnale). I tipi di linee dati presenti in molte LAN (Local Area Network) sono: RS-232, RS-422, Ethernet e Token Ring, TV a circuito chiuso, sistemi di allarme e sorveglianza e interfacce CNC/macchina utensile. Gli spike o picchi sono sovratensioni di breve durata (dell'ordine dei millisecondi). Questo eccesso indesiderato di energia elettrica può essere creato facilmente su qualsiasi linea conduttiva. L'energia associata a una sovratensione può essere enorme e può danneggiare l'apparecchiatura o causarne il malfunzionamento, poiché fornisce segnali a livelli di tensione anomali. Le apparecchiature con microprocessori e altri circuiti integrati sono particolarmente vulnerabili alle sovratensioni transitorie. La causa di sovratensioni specifiche delle linee dati è l'accoppiamento induttivo creato da varie sorgenti. Il meccanismo di creazione delle sovratensioni di accoppiamento induttivo sulle linee dati è meno conosciuto di quello delle sovratensioni dirette sulle linee di alimentazione c.a. Quando una corrente elettrica circola in un materiale conduttivo, si crea un campo magnetico. Se nel campo magnetico del primo conduttore viene posizionato un secondo conduttore e tale campo magnetico varia, esso induce una corrente nel secondo conduttore. L'uso di un campo magnetico per creare una corrente e indurre una tensione, senza un collegamento fisico con l'altro materiale conduttivo, è alla base del funzionamento dei trasformatori (ad esempio: quelli utilizzati per le linee elettriche). In un trasformatore il campo magnetico prodotto dal passaggio della corrente negli avvolgimenti del primario induce una tensione negli avvolgimenti del secondario. Analogamente, i fili che corrono adiacenti gli uni agli altri all'interno di un edificio possono provocare per accoppiamento magnetico delle sovratensioni, come si vede nella Fig. 2. Tale accoppiamento può essere provocato da una linea di alimentazione, che induce una tensione in una linea dati adiacente, o per induzione da una linea dati all'altra (cosiddetto “crosstalk”). 2005 American Power Conversion. Tutti i diritti riservati. È vietato utilizzare, riprodurre, fotocopiare, trasmettere o memorizzare in qualsiasi sistema di recupero di qualsiasi natura ogni parte della presente pubblicazione in assenza di autorizzazione scritta concessa dal proprietario del copyright. www.apc.com Rev 2005-0 4 Fig. 2 - Accoppiamento induttivo Linea di alimentazione Linea dati Flusso magnetico Induce flusso di corrente I fulmini possono provocare un tipo di accoppiamento magnetico molto più potente, che può danneggiare improvvisamente più dispositivi in una volta sola. La Fig. 3 mostra un fulmine che si scarica a terra. Questo fulmine è circondato da un campo magnetico ad altissima intensità. Così come il campo magnetico generato da un conduttore può indurre sovratensioni in un conduttore adiacente, il campo magnetico generato da un fulmine può trasferire energia a una linea di alimentazione esterna senza investire direttamente la linea stessa. Inoltre, cosa più importante, se un fulmine colpisce un punto abbastanza vicino a un impianto può indurre sovratensioni sulle linee dati interne investite dal suo campo magnetico. Queste sovratensioni possono alterare i dati in corso di trasferimento su queste linee o provocare danni alle apparecchiature collegate. Talvolta ci si riferisce all'accoppiamento induttivo con il termine “interferenze elettromagnetiche” (EMI) o “rumore”. Fig. 3 - Campo magnetico creato da un fulmine Flusso magnetico 2005 American Power Conversion. Tutti i diritti riservati. È vietato utilizzare, riprodurre, fotocopiare, trasmettere o memorizzare in qualsiasi sistema di recupero di qualsiasi natura ogni parte della presente pubblicazione in assenza di autorizzazione scritta concessa dal proprietario del copyright. www.apc.com Rev 2005-0 5 Mentre l'accoppiamento tra fili adiacenti e quello causato dai fulmini sono due delle cause più note delle sovratensioni sulle linee dati, ve ne sono altre, altrettanto importanti, che possono minacciare l'infrastruttura dati di un impianto. Quando si progetta o si ispeziona il layout delle linee dati in un impianto, occorre considerare le seguenti sorgenti di accoppiamento induttivo: • linee dati che avvolgono barre di distribuzione; • cavi dati di collegamento a terra (ovvero linee o strutture di un edificio progettate per convogliare a terra la corrente di scarica dei fulmini); • cavi dati di collegamento in prossimità di parti in acciaio dell'edificio (soprattutto vicino alla messa a terra); • linee dati troppo vicine a sorgenti di illuminazione fluorescente (che causano interferenze elettromagnetiche). Queste sono alcune delle principali sorgenti di accoppiamento induttivo nelle linee dati, ma in un determinato impianto possono esservene anche molte altre. Effetti delle sovratensioni Molte delle apparecchiature elettriche presenti al giorno d'oggi nelle aziende e in alcune abitazioni sono realizzate con tecnologie a circuiti integrati e microprocessori. Date alcune caratteristiche comuni a circuiti integrati e microprocessori, queste apparecchiature sono particolarmente sensibili alle sovratensioni. I dispositivi a microprocessore o controllati mediante microprocessore sono presenti quasi in qualsiasi ambiente. Alcuni esempi: i computer e le relative periferiche, le reti di computer e dati (ad esempio le LAN), le apparecchiature di telecomunicazione, gli apparecchi radio, i televisori, gli impianti TV satellitari, i registratori di cassa elettronici, le copiatrici, i telefax, ecc. Molte di queste apparecchiature vengono normalmente collegate a un qualche tipo di linea dati per comunicare con altre apparecchiature. I tre fattori che contribuiscono alla sensibilità alle sovratensioni delle apparecchiature basate su circuiti integrati sono: 1. Distanza tra i circuiti integrati e le piste dei circuiti 2. Limite della tensione d'esercizio 3. l'uso di un ciclo di clock per sincronizzare determinate operazioni (ad esempio: nei computer). 2005 American Power Conversion. Tutti i diritti riservati. È vietato utilizzare, riprodurre, fotocopiare, trasmettere o memorizzare in qualsiasi sistema di recupero di qualsiasi natura ogni parte della presente pubblicazione in assenza di autorizzazione scritta concessa dal proprietario del copyright. www.apc.com Rev 2005-0 6 Distanza tra i circuiti integrati e le piste dei circuiti Il primo fattore comune che contribuisce alla sensibilità alle sovratensioni dell'apparecchiatura a circuiti integrati è la distanza estremamente ridotta tra i componenti di un circuito integrato e le piste. In molti casi tale distanza è di molto inferiore allo spessore di un capello. Nella scheda di un circuito stampato l'alimentazione passa attraverso piste conduttive. Queste piste, interne ed esterne all'integrato e sulla scheda stessa, sono soggette ad espandersi e contrarsi. Il calore prodotto dalla corrente che attraversa i componenti dei circuiti può causare una certa espansione, seguita da una contrazione quando non passa più la corrente. Se una sovratensione penetra in queste piste può causarne il surriscaldamento e conseguenti microfratture della struttura della scheda, che a loro volta possono provocare il contatto tra piste che normalmente sono isolate. In questo modo si producono cortocircuiti interni che possono rendere il dispositivo inutilizzabile. In alcuni casi, queste microfratture non causano un danno immediato, ma le loro dimensioni aumentano lentamente per la normale espansione e contrazione dei componenti, oppure possono causare altre fratture che compromettono gradualmente il funzionamento del dispositivo fino al guasto definitivo. Limite della tensione d'esercizio Il secondo fattore che contribuisce alla sensibilità dei circuiti integrati è il graduale abbassamento della tensione d'esercizio dei dispositivi. Data la continua tendenza alla diminuzione delle dimensioni dei componenti dei computer (che va di pari passo con l'aumento della loro efficienza) e alla riduzione del loro consumo, la tensione d'esercizio necessaria per il funzionamento di questi componenti è gradualmente diminuita nel corso degli anni. La tensione d'esercizio di alcuni dispositivi dei computer che una volta era di 5 Vc.c. è stata ora portata a 3,3 Vc.c. e continua a diminuire. Ciò significa che si è ridotta di conseguenza la soglia di tensione gestibile dai sistemi basati sui circuiti integrati. Se in un sistema che normalmente funziona a 3,3 Vc.c. un transitorio porta la tensione a 5 Vc.c., ciò può facilmente causare danni. Uso di un ciclo di clock La terza determinante della sensibilità nei dispositivi a circuiti integrati è l'uso di un ciclo di clock per la sincronizzazione dei componenti interni. La maggior parte delle operazioni dei computer sono sincronizzate da un ciclo di clock, che si basa su una tensione avente una particolare frequenza. Le interferenze elettromagnetiche possono talvolta imitare il ciclo di clock dei computer a determinate frequenze e il computer può interpretare questi falsi cicli di clock come comandi. Questi falsi comandi possono causare molti errori logici, che si possono manifestare come blocco della tastiera, crash di programmi o blocco del sistema. Inoltre le interferenze elettromagnetiche possono far sì che il computer “perda” dei comandi validi, con conseguenze simili a quelle precedenti. 2005 American Power Conversion. Tutti i diritti riservati. È vietato utilizzare, riprodurre, fotocopiare, trasmettere o memorizzare in qualsiasi sistema di recupero di qualsiasi natura ogni parte della presente pubblicazione in assenza di autorizzazione scritta concessa dal proprietario del copyright. www.apc.com Rev 2005-0 7 Guasti comuni prodotti dalle sovratensioni I guasti più comuni prodotti dalle sovratensioni nei dispositivi elettronici sono classificabili come effetti di disturbo, effetti dissipativi ed effetti distruttivi. EFFETTI DI DISTURBO - Normalmente si presentano quando una sovratensione entra nell'apparecchiatura per accoppiamento induttivo (sulle linee dati o di alimentazione). I componenti elettronici tentano di elaborare la sovratensione come se si trattasse di un comando logico valido. Ciò può provocare il blocco del sistema, malfunzionamenti, errori di output, perdita o alterazione di file, e molti altri effetti indesiderati. EFFETTI DISSIPATIVI - Sono associati a sollecitazioni ripetute dei componenti del circuito integrato. I materiali usati per produrre i circuiti possono sostenere un certo numero di sovratensioni ripetute, ma non per periodi di tempo prolungati. A lungo termine, il deterioramento può causare il mancato funzionamento dei componenti. EFFETTI DISTRUTTIVI - Includono tutte le condizioni in cui delle sovratensioni ad alto livello energetico causano un guasto immediato dell'apparecchiatura. Spesso il danno fisico è evidente (schede e componenti di PC bruciati e/o fratturati, fusione di componenti elettronici o altri danni fisici facilmente constatabili a un'ispezione visiva). Soppressione delle sovratensioni e protezione Una sovratensione è una deviazione di breve durata, spesso consistente, rispetto a una tensione o a un segnale desiderato. Quanto maggiore è l'intensità della sovratensione, tanto maggiore è la probabilità che essa disturbi o danneggi l'apparecchiatura elettronica. Come si è già detto, le sovratensioni possono verificarsi su qualsiasi materiale conduttivo, per cui essi interessano non solo i dispositivi collegati alle linee elettriche ma anche quelli collegati alle linee telefoniche, i cavi Ethernet, i cavi coassiali, i cavi di comunicazione seriale, ecc. Dispositivi di protezione dalle sovratensioni Un dispositivo di protezione dalle sovratensioni (SPD, Surge Protective Device; Dispositivo di Presa Filtrata) attenua l'intensità di questi fenomeni proteggendo le apparecchiature dal rischio che vengano danneggiate. Ma un SPD non riduce necessariamente l'ampiezza della sovratensione a zero. Esso si limita a ridurre tale ampiezza a un livello trasferibile senza rischi al carico elettrico collegato. Questo perché la soglia di alimentazione di un dispositivo è variabile e l'azzeramento della tensione non sarebbe una soluzione praticabile, poiché impedirebbe il funzionamento continuo dell'apparecchiatura collegata. L'SPD, invece, attenua l'ampiezza della sovratensione a un livello considerato ragionevole in relazione all'apparecchiatura che deve proteggere. Alcuni SPD di fascia alta sono anche in grado di filtrare il rumore per ridurre qualsiasi anomalia causata dalle interferenze elettromagnetiche nella forma d'onda dell'alimentazione, in modo che non venga trasferita all'apparecchiatura collegata. 2005 American Power Conversion. Tutti i diritti riservati. È vietato utilizzare, riprodurre, fotocopiare, trasmettere o memorizzare in qualsiasi sistema di recupero di qualsiasi natura ogni parte della presente pubblicazione in assenza di autorizzazione scritta concessa dal proprietario del copyright. www.apc.com Rev 2005-0 8 In termini più semplici, l'SPD evita che livelli pericolosi di sovratensione raggiungano i dispositivi protetti. Gli SPD assolvono a tale funzione assorbendo la tensione in eccesso, oppure deviandola, o mediante una combinazione di queste due azioni. La Fig. 4 mostra una freccia scoccata verso un bersaglio di paglia. Il bersaglio di paglia rappresenta l'SPD, mentre la freccia è il picco momentaneo di tensione. Quando la freccia colpisce il bersaglio, viene assorbita e penetra nel bersaglio stesso. Tuttavia è lo spessore del bersaglio a determinare se la freccia si fermerà o riuscirà a passare dall'altra parte. Inoltre in questa situazione la freccia danneggerà sempre il bersaglio, che in seguito potrebbe non essere più in grado di fermare la freccia. Ora si immagini uno schermo metallico posto davanti al bersaglio. Quando si scocca una freccia, essa colpisce lo scudo e rimbalza di fianco al bersaglio senza causare danni. Questi sono i principi di base del funzionamento della maggior parte degli SPD. L'SPD assorbe l'energia e (a seconda della qualità di fabbricazione) previene la sovracorrente (subendo comunque danni), oppure devia la tensione sul filo di terra dell'impianto. Nella maggior parte dei casi, gli SPD usano una combinazione di dispositivi per assorbire e deviare le sovracorrenti. Fig. 4 - Assorbimento e riflessione delle sovratensioni Assorbimento Transitorio Riflessione Transitorio Il “clamping” è una funzione usata dagli SPD per limitare le tensioni transitorie. Si tratta del processo con cui i componenti interni di un SPD riducono le sovratensioni a un livello di tensione più basso, accettabile per l'apparecchiatura elettrica collegata e protetta. La tensione trasferita all'apparecchiatura elettrica collegata, dopo che la sovratensione è stata attenuata da un SPD, viene chiamata “tensione residua”. Anche in questo caso, nella maggior parte degli SPD questo espediente non riduce la tensione a 0 V o al di sotto dei livelli necessari per il funzionamento del carico collegato. L'attenuazione delle sovratensioni troppo al di sotto dei livelli richiesti potrebbe causare un'inutile sollecitazione dell'SPD stesso. Uno dei componenti più utilizzati negli SPD è il MOV (Metal Oxide Varistor). Il MOV è un resistore non lineare con particolari proprietà semiconduttive. Normalmente il MOV resta in uno stato semiconduttivo, permettendo all'energia di passare normalmente fino al verificarsi di una sovratensione sulla linea. A questo punto il MOV inizia a condurre, scaricando a terra la tensione in eccesso. Mano a mano che aumenta il livello di amperaggio, aumenta anche la tensione di “clamping”, il che mantiene la tensione residua trasferita all'apparecchiatura entro livelli accettabili, fino a quando non cessa la sovratensione. 2005 American Power Conversion. Tutti i diritti riservati. È vietato utilizzare, riprodurre, fotocopiare, trasmettere o memorizzare in qualsiasi sistema di recupero di qualsiasi natura ogni parte della presente pubblicazione in assenza di autorizzazione scritta concessa dal proprietario del copyright. www.apc.com Rev 2005-0 9 Spesso i MOV vengono combinati con termofusibili posizionati in linea con il percorso di alimentazione dell'apparecchiatura protetta, per escludere l'alimentazione nel caso di una sovracorrente di entità catastrofica. Se la sovratensione è grande e sufficientemente costante, può raggiungere la massima tensione d'esercizio del MOV; a quel punto, il MOV si apre. Se ciò accade, il calore fa sì che il termofusibile (spesso vicino al MOV o collegato ad esso) interrompa il flusso di alimentazione e impedisca l'ulteriore trasferimento di energia all'apparecchiatura protetta. I MOV vengono usati negli SPD a causa del loro comportamento riproducibile. Il MOV continuerà a far passare lo stesso livello di tensione e inizierà a condurre allo stesso livello di tensione in eccesso, in modo riproducibile, fino a raggiungere il punto di guasto. Gli SPD, però, non possono risolvere tutti i problemi di qualità dell'alimentazione. Infatti non possono ovviare alle sottotensioni né alle sovratensioni prolungate presenti nell'alimentazione c.a. erogata dalle società elettriche. Inoltre non possono ridurre le armoniche prodotte da carichi non lineari quali i motori e gli alimentatori “switch-mode” dei computer e di alcuni impianti di illuminazione fluorescente. Se vi è una caduta della tensione della rete, è possibile usare un UPS. la cui batteria può fornire un'alimentazione temporanea fino al ripristino dell'alimentazione di linea. Messa a terra Uno dei principali problemi nel settore dell'alimentazione, in particolare per quanto riguarda gli SPD, è la messa a terra. La messa a terra è un elemento essenziale di qualsiasi linea di alimentazione, o di trasmissione di segnali o dati. Tutti i livelli di tensione e segnale fanno riferimento alla terra. La maggior parte degli SPD usano le linee di terra di un impianto anche per scaricare la tensione in eccesso durante le sovratensioni. Senza una messa a terra adeguata, quindi, questi SPD possono non essere in grado di funzionare correttamente. I cavi di terra di un impianto devono essere collegati a un solo punto situato sul quadro di ingresso del servizio di erogazione dell'energia elettrica. Questo collegamento a terra in un solo punto evita lo sviluppo inavvertito di punti di terra multipli, che possono creare differenze della tensione della rete, facendo circolare correnti indesiderate lungo le linee dati a bassa tensione. Queste correnti possono presentarsi in forme poco dannose (come il rumore che “contamina” la trasmissione dei dati) oppure come sovratensioni di maggiore entità, che possono danneggiare le apparecchiature e le linee di trasmissione. La Fig. 5 illustra un esempio di loop di massa. Ogni parte dell'apparecchiatura ha una messa a terra indipendente (ogni presa di corrente fa riferimento a una terra diversa). Possono presentarsi problemi se l'apparecchiatura è collegata attraverso una linea dati messa a terra (e conduttiva). Nella Fig. 5 il computer è collegato a una stampante tramite un cavo di comunicazione parallelo. Se c'è una differenza di potenziale tra le terre (differenza di carica) dell'apparecchiatura usata, la corrente può circolare da un dispositivo all'altro attraverso il cavo parallelo, in modo da ridistribuire le cariche elettriche. Questo fenomeno è chiamato “loop di massa” e può causare notevoli danni all'apparecchiatura, la quale, in condizioni normali, funziona con una soglia ridotta di alimentazione. L'esempio si riferisce a un solo impianto, ma i loop di massa si possono sviluppare anche tra diversi impianti. 2005 American Power Conversion. Tutti i diritti riservati. È vietato utilizzare, riprodurre, fotocopiare, trasmettere o memorizzare in qualsiasi sistema di recupero di qualsiasi natura ogni parte della presente pubblicazione in assenza di autorizzazione scritta concessa dal proprietario del copyright. www.apc.com Rev 2005-0 10 Fig. 5 - Loop di massa Presa 1 Computer dotato di messa a terra 1 Presa 2 Computer Stampante La stampante è dotata di messa a terra 2 Cavo stampante Flusso corrente causato da potenziale di massa. Massa 1 Massa 2 Un approccio multilayer (a più strati) alla protezione dalle sovratensioni Per ottenere una protezione a più strati dalle sovratensioni, è consigliabile utilizzare una rete di SPD. Un primo strato può essere usato per controllare le sovracorrenti più grandi che entrano in un impianto, ad esempio le sovratensioni sulle linee di alimentazione causate, ad esempio, dai fulmini. Altri strati possono essere usati per controllare le sovratensioni interne sulle linee di alimentazione e sulle linee dati. Dato che la maggior parte delle sovratensioni si genera all'interno dell'edificio, la comprensione del funzionamento e l'impiego degli SPD sono indispensabili per migliorare la qualità dell'alimentazione in qualsiasi struttura. 2005 American Power Conversion. Tutti i diritti riservati. È vietato utilizzare, riprodurre, fotocopiare, trasmettere o memorizzare in qualsiasi sistema di recupero di qualsiasi natura ogni parte della presente pubblicazione in assenza di autorizzazione scritta concessa dal proprietario del copyright. www.apc.com Rev 2005-0 11 Questo approccio multilayer è il mezzo più efficace per prevenire le conseguenze nefaste della maggior parte delle sovratensioni. Isolare i problemi delle sovratensioni sulla linea di alimentazione mediante questo metodo è molto importante, ma è altrettanto importante adottare lo stesso approccio per le linee dati. La maggior parte degli impianti di grandi dimensioni dispone di una qualche forma di “prima linea di difesa” dalle sovratensioni ad alta energia sulle linee dati in entrata. In molte abitazioni e impianti, ad esempio, viene usato un SPD a tubo di gas o spinterometro (spesso fornito dalla società telefonica) per ridurre le sovratensioni di elevata intensità a un livello tollerabile dagli apparecchi telefonici più semplici (ad esempio un normale telefono che non ha bisogno di alimentazione ausiliaria per funzionare). Tuttavia la tensione residua di questi SPD di primo strato spesso non attenua la tensione a un livello sufficientemente sicuro da impedire danni alle apparecchiature elettroniche più sensibili, quali i modem DSL o i modem dial-up (o addirittura i computer collegati a questi modem). Questa considerazione vale anche per altre apparecchiature elettroniche collegate a linee coassiali, quali gli apparecchi audio/video o i modem a banda larga via cavo. Per questo è necessario usare altri SPD per proteggere i singoli dispositivi, in modo da attenuare ulteriormente la tensione residua che riesce ad attraversare il primo strato di SPD. Conclusioni Il problema delle sovratensioni, di solito, viene preso in considerazione e affrontato solo nella misura in cui essi disturbano le linee di alimentazione. Tuttavia, data la percentuale di sovratensioni che si creano all'interno di un impianto sulla rete di linee dati, è molto importante valutare la possibilità di sopprimerli anche su tali linee. Ogni linea conduttiva è un potenziale vettore di sovratensioni e sono molte le sorgenti di accoppiamento induttivo all'interno di un impianto. Le odierne apparecchiature informatiche funzionano con soglie di alimentazione sempre più basse. Per prevenire danni e l'alterazione dei dati è dunque importante considerare anche le più piccole interferenze elettriche. Il metodo ideale è rappresentato da un approccio multilayer alla soppressione delle sovratensioni, che attenui prima quelle esterne e altre sovratensioni di maggiore entità, e poi quelle interne, prima che la loro energia possa raggiungere le apparecchiature elettroniche più sensibili. La soppressione delle sovratensioni sulle linee dati è necessaria per proteggere le apparecchiature sensibili dall'alterazione dei dati, per prevenire danni sulle linee dati a bassa tensione ed evitare percorsi aperti all'ingresso delle sovratensioni. Informazioni sull'autore Joseph Seymour è Lead Claim Analyst per il dipartimento Reclami della sede APC di West Kingston (nello stato di Rhode Island). Il suo compito è quello di valutare e ispezionare i danni causati dalle sovratensioni di natura catastrofica e di prendere decisioni sui reclami dei clienti presentati in accordo con la Politica APC per la protezione delle apparecchiature. 2005 American Power Conversion. Tutti i diritti riservati. 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