Il fulmine colpisce un parafulmine (o uno scaricatore di sovratensione) a causa del suo design e del suo scopo negli impianti elettrici. I parafulmini vengono installati sulle strutture per proteggerle dai fulmini fornendo un percorso a terra a bassa impedenza per l’energia elettrica del fulmine. Il fulmine tende a colpire il punto più alto o il percorso di minor resistenza al suolo. Quando un fulmine si avvicina a una struttura, la progettazione e il posizionamento del parafulmine mirano ad attrarre e condurre in sicurezza la corrente elettrica dal fulmine al suolo, prevenendo così danni all’edificio o alle apparecchiature collegate allo scaricatore.
Contrariamente a quanto comunemente si crede, i parafulmini non attirano i fulmini. Il loro scopo è invece quello di fornire un percorso preferenziale al fulmine per dissipare in sicurezza l’energia elettrica nel terreno. I fulmini in genere colpiscono strutture o oggetti alti o con spigoli vivi, il che rende naturalmente i parafulmini suscettibili agli urti a causa del loro posizionamento su tetti o punti alti. L’efficacia di un parafulmine risiede nella sua capacità di condurre nel terreno l’immensa energia elettrica di un fulmine in modo innocuo, proteggendo la struttura e i suoi occupanti da potenziali danni e pericoli.
I parafulmini, o parafulmini, funzionano in base al principio di fornire un percorso preferito ai fulmini per scaricare in sicurezza la loro energia elettrica a terra. Un parafulmine è tipicamente un’asta o un conduttore metallico installato nel punto più alto di una struttura e collegato tramite un conduttore a terra. Quando il fulmine si avvicina, l’asta e il suo sistema collegato presentano un percorso a bassa impedenza che la carica elettrica del fulmine può seguire, guidandolo efficacemente lontano dai componenti sensibili della struttura e riducendo il rischio di danni o lesioni.
Uno scaricatore di fulmini (o scaricatore di sovratensione) funziona deviando rapidamente a terra sovratensioni eccessive, come quelle causate da fulmini o operazioni di commutazione. Lo scaricatore è tipicamente costituito da una serie di varistori a ossido di metallo (MOV) o altri componenti semiconduttori collegati tra la linea di alimentazione e la terra. In condizioni operative normali, lo scaricatore presenta un’elevata impedenza e non conduce corrente. Tuttavia, quando un picco di tensione supera una determinata soglia, come durante un fulmine, lo scaricatore blocca il picco diventando conduttivo, deviando la corrente in eccesso in modo sicuro verso terra e proteggendo così le apparecchiature collegate da eventuali danni.
Se uno scaricatore di sovratensione viene colpito direttamente da un fulmine, la sua efficacia nella protezione delle apparecchiature collegate dipende da diversi fattori, tra cui l’entità del fulmine e le specifiche di progettazione dello scaricatore di sovratensione. In alcuni casi, uno scaricatore di sovratensione può subire danni o guastarsi se il fulmine supera la sua capacità nominale o se la sovratensione è eccezionalmente potente. I moderni scaricatori di sovratensione sono progettati per gestire sovratensioni ad alta energia, ma un colpo diretto da parte di un fulmine potrebbe potenzialmente sopraffare anche i sistemi di protezione da sovratensione più robusti. La corretta installazione e manutenzione dei dispositivi di protezione dalle sovratensioni sono fondamentali per garantire che possano mitigare efficacemente l’impatto dei fulmini e di altre sovratensioni elettriche sulle apparecchiature elettroniche sensibili.