I dispositivi di protezione dalle sovratensioni prevengono gli incendi?

Ho rischiato di perdere una sala server per colpa di un cavo difettoso. Quell'odore di plastica bruciata alle due di notte mi sveglia ancora.

Sì, i dispositivi di protezione contro le sovratensioni possono prevenire molti incendi di origine elettrica. Bloccano i picchi di tensione improvvisi che fondono i cavi e incendiano la plastica circostante. Non sono perfetti, ma nei miei test in fabbrica hanno ridotto il rischio di incendio fino al 70%.

Continuate a leggere e vi mostrerò esattamente come funzionano, dove falliscono e cosa faccio per garantire la sicurezza dei miei clienti.

 Come funzionano i dispositivi di protezione dalle sovratensioni? Possono davvero prevenire gli incendi?

Gestisco un impianto di protezione dalle sovratensioni a Wenzhou. Effettuiamo test ogni giorno. Un buon dispositivo riduce il picco di 6.000 V a 330 V in meno di un nanosecondo. Questa riduzione rapidissima impedisce il surriscaldamento dei cavi e il conseguente incendio.

All'interno del varistore a ossido di metallo (MOV)

Il MOV è un piccolo disco ceramico. Si trova tra il filo di fase e il filo neutro. A una tensione normale di 230 V non svolge alcuna funzione. Quando si verifica un picco di tensione, la resistenza del MOV si riduce quasi a zero. L'energia in eccesso fluisce nel filo neutro, allontanandosi dal carico. Il calore generato è minimo e il MOV si raffredda rapidamente.

Test di fuoco reale nel mio laboratorio

Abbiamo preso due multiprese. Una aveva un MOV, l'altra no. Abbiamo iniettato un picco di tensione di 4000 V per 100 volte. La multipresa senza MOV ha raggiunto i 180 °C e la plastica ha iniziato a fondersi. La multipresa con il MOV è rimasta a 35 °C. La foto qui sotto mostra la multipresa fusa. Non si è vista alcuna fiamma, ma il rischio era evidente.

Perché alcuni incendi continuano a verificarsi

Il MOV può andare in cortocircuito. Se il fusibile termico è mancante, il MOV continua a surriscaldarsi. Abbiamo aggiunto un secondo fusibile e un involucro ignifugo. Ecco perché il nostro stabilimento di Wenzhou utilizza plastica UL 94 V-0, che arresta la fiamma in meno di 10 secondi.

Qual è il nesso tra sbalzi di tensione e incendi?

Ho visto un foro di 1 cm bruciato su un circuito stampato dopo una forte sovratensione. Il picco ha trovato una pista debole e l'ha trasformata in un punto caldo a 300 °C. Quel punto ha incendiato l'involucro di plastica.

Da dove proviene il calore

Un filo si comporta come una resistenza. Quando la tensione raddoppia, la potenza quadruplica. Una sottile traccia su un circuito stampato economico può agire come un fusibile. Diventa incandescente e incendia la scheda. La tabella mostra i calcoli.

 Storia vera di un cliente tedesco

Un'azienda produttrice di quadri elettrici di Monaco di Baviera ha acquistato strisce a basso costo da un venditore sconosciuto. Un temporale estivo ha colpito la zona. La sovratensione ha rilevato una traccia di 0,5 mm su una scheda relè. La scheda è andata a fuoco e l'intero quadro elettrico ha dovuto essere sostituito. L'incendio è costato loro 80.000 €. Da allora, acquistano solo strisce conformi alla norma UL 1449 4a edizione. Ora ne spediamo loro 2.000 pezzi al mese.

Perché l'incendio spesso si sviluppa all'interno del dispositivo

Il cavo esterno sembra a posto. Il danno è nascosto sul PCB. Per questo motivo chiedo ai miei clienti di testare la tensione di passaggio. Forniamo loro un rapporto di prova gratuito con ogni lotto. Se la tensione di passaggio supera i 400 V, scartiamo il lotto.

In che modo i dispositivi di protezione dalle sovratensioni contribuiscono a prevenire gli incendi?

Nei miei prodotti aggiungo tre strati: MOV per la chiusura, fusibile per il taglio e involucro V-0 per il contenimento. Questo trio riduce il rischio di incendio del 70% nel nostro studio sul campo del 2023 su 1.200 rack in Italia.

Strato 1 – Taglia la punta

Abbiamo scelto dischi MOV da 14 mm di diametro. Possono sopportare 6.500 A per singolo impulso. Il disco di grandi dimensioni distribuisce il calore, mantenendo la temperatura al di sotto degli 80 °C anche dopo un impulso di 3 kA.

Livello 2 – Interrompere l'alimentazione

Aggiungiamo un fusibile termico accanto al MOV. Se il MOV raggiunge una temperatura di 115 °C, il fusibile si apre in 30 secondi. L'alimentazione si interrompe e la catena di incendio si arresta. Il fusibile è monouso, ma salva l'edificio.

Strato 3 – Contenere la fiamma

L'involucro è in plastica UL 94 V-0. Abbiamo inoltre aggiunto uno schermo in acciaio da 1 mm attorno al MOV. Nel nostro test in camera di combustione, la fiamma si estingue in 8 secondi. Nessuna fuoriuscita di plastica, nessuna propagazione.

Prova sul campo dalla Francia

Un data center vicino a Parigi ha installato 800 delle nostre barre rack. Una di queste barre è stata colpita da una scarica di 6 kA. La barra si è spenta, il fusibile si è aperto e il rack ha continuato a funzionare in modalità bypass. Nessun incendio, nessun tempo di inattività. Il responsabile del sito mi ha inviato una foto della barra bruciata e un biglietto di ringraziamento. Quella foto ora è sul nostro sito web.

Quali scenari di incendio non possono essere prevenuti dai dispositivi di protezione dalle sovratensioni?

Dico la verità a ogni acquirente: il mio dispositivo blocca i picchi di tensione, non i cortocircuiti. Se un filo allentato tocca l'involucro, la ciabatta non servirà a nulla. È comunque necessario un interruttore automatico e un buon impianto elettrico.

Sovraccarico incendi

Un riscaldatore assorbe 15 A su una ciabatta da 10 A. Il rame all'interno raggiunge una temperatura di 150 °C. Non si verifica alcun picco di corrente, quindi il MOV non interviene. Solo l'interruttore automatico può salvarti. Indico la corrente nominale in grassetto su ogni scatola.

Incendi causati da cablaggi difettosi

Negli edifici più vecchi i cavi elettrici hanno una sezione di 0,75 mm². Con il tempo, il morsetto a vite si allenta. Lo spazio tra i cavi genera scintille e si surriscalda. Questo calore può innescare un incendio all'interno del muro. Una barra di protezione contro le sovratensioni esterna al muro non è in grado di rilevarlo. Consiglio ai miei clienti di installare interruttori differenziali con protezione contro i guasti da arco elettrico nel quadro elettrico.

Fulmine diretto

Un fulmine da 200 kA che colpisce direttamente il tetto fonde qualsiasi MOV. La barra si trasforma in una palla di fuoco. Ecco perché installiamo un parafulmine di Classe I all'ingresso del servizio. Il parafulmine assorbe la scarica più forte e la barra riceve solo il 10% rimanente. Vendo entrambi i prodotti e li consiglio sempre in abbinamento.

Conclusione

Una buona ciabatta parafulmine blocca i picchi di tensione, riduce il calore e mantiene la fiamma all'interno del contenitore. È un'assicurazione economica contro molti incendi, ma non fa miracoli. Usatela insieme a interruttori automatici, cavi di buona qualità e un parafulmine, e i vostri rack rimarranno freschi anche durante le peggiori notti di temporale.