Scaricatori di sovratensione (SPD): cosa sono, come funzionano e perché sono indispensabili

Le sovratensioni sono picchi di tensione di breve durata che si sovrappongono alla tensione nominale della rete. Possono essere dovute a:

• fulminazioni dirette o indirette (scariche atmosferiche nelle vicinanze);
• manovre sulla rete (inserzioni, distacchi di carichi importanti, interventi di protezione);
• disturbi interni all’impianto (avviamento di motori, inverter, ecc.).

Anche se spesso non arrivano a fondere i cavi o far scattare le protezioni, questi picchi possono indebolire nel tempo l’elettronica, accorciando la vita utile degli apparecchi o provocandone il guasto improvviso.

1. Cosa sono gli SPD e cosa fanno in pratica

Gli SPD (Surge Protective Devices), o scaricatori di sovratensione, sono dispositivi che si installano sull’impianto per:

• limitare il valore di picco della sovratensione;
• deviare verso terra l’energia in eccesso;
• proteggere gli apparecchi collegati a valle.

A riposo, uno SPD si comporta come un “quasi isolante”: non lascia passare corrente verso terra. Quando si presenta una sovratensione, il suo elemento interno (varistore, spark gap, ecc.) diventa improvvisamente conduttivo, “cortocircuitando” il picco verso il conduttore di protezione.

2. Tipi di SPD: Tipo 1, Tipo 2 e Tipo 3

Gli SPD vengono classificati (in semplificazione) in tre categorie principali:

2.1 SPD di Tipo 1

• Progettati per sopportare e scaricare correnti di fulmine molto elevate.
• Si installano tipicamente nei punti in cui l’impianto è collegato a un LPS esterno (impianto parafulmine) o in edifici con rischio fulminazione significativo.
• Sono il “primo livello” di difesa contro le sovratensioni di origine atmosferica.

2.2 SPD di Tipo 2

• È il tipo più diffuso negli impianti residenziali senza parafulmine.
• Protegge dai picchi dovuti a fulminazioni indirette e manovre sulla rete.
• Si installa normalmente nel quadro elettrico principale dell’abitazione.

2.3 SPD di Tipo 3

• Dispositivi di “finitura”, posti molto vicino all’apparecchiatura da proteggere.
• Spesso in forma di presa multipla filtrata o moduli da guida DIN in piccoli quadretti di zona.
• Rifiniscono la protezione, riducendo ulteriormente il picco residuo a livelli tollerabili dall’elettronica sensibile.

Nella pratica, una buona protezione prevede un coordinamento tra i vari livelli: Tipo 1 (se necessario) all’ingresso, Tipo 2 nel quadro principale, Tipo 3 a ridosso dei carichi più delicati.

3. Dove si installano gli SPD in un impianto domestico

In una casa tipo senza parafulmine, la soluzione più comune è installare almeno un:

• SPD di Tipo 2 nel quadro generale, collegato tra le fasi / neutro e il conduttore di protezione (PE);
• eventuali SPD di Tipo 3 nei sottoquadri o su prese dedicate per apparecchi particolarmente critici (es. rack dati, server domestici, sistemi domotici costosi).

In presenza di impianto fotovoltaico, è spesso opportuno (e talvolta richiesto dai manuali dei costruttori) prevedere SPD:

• lato DC (tra stringhe FV e inverter);
• lato AC (tra inverter e quadro dell’abitazione);
• coordinati con gli SPD a protezione della rete di distribuzione interna.

4. Come capire se uno SPD è “esaurito” e quando va sostituito

Gli SPD non sono eterni: ogni impulso di sovratensione “consuma” una piccola parte della loro capacità di protezione. Molti moduli per guida DIN sono dotati di:

• indicatore di stato (spesso verde = ok, rosso = da sostituire);
• talvolta un contatto di segnalazione remota per allarmi o sistemi di supervisione.

È buona pratica:

• prevedere una manutenzione periodica del quadro (controllo serraggi, stato SPD, etc.);
• verificare lo stato degli SPD dopo eventi atmosferici particolarmente intensi;
• sostituire immediatamente i moduli segnalati come guasti o esauriti.

5. SPD, normativa e quando sono davvero indispensabili

La normativa tecnica (es. logica CEI 64-8 e documenti collegati) prevede criteri per stabilire quando la protezione contro le sovratensioni è:

• obbligatoria (ad esempio in edifici con determinati requisiti di rischio);
• fortemente raccomandata per proteggere apparecchiature sensibili e continuità di servizio;
• oggetto di valutazione del rischio da parte del progettista.

Senza entrare in tutti i dettagli normativi, in un contesto residenziale moderno occorre considerare che ormai quasi ogni abitazione contiene:

• TV, PC, router, sistemi Wi-Fi mesh;
• domotica, centraline di allarme, videocitofoni IP;
• caldaie a condensazione e pompe di calore con elettronica sofisticata;
• inverter fotovoltaici, wallbox per auto elettrica, ecc.

Il costo di un singolo SPD di buona qualità è quasi sempre inferiore al costo di un solo apparecchio danneggiato. Per questo, anche dove non strettamente obbligatorio, l’uso di scaricatori è di fatto una misura di buon senso.

6. SPD e qualità dell’impianto: cosa osservare

In un quadro domestico, la presenza di SPD è spesso un segnale di impianto:

• progettato con attenzione alle protezioni;
• aggiornato a logiche più moderne, dove non si proteggono solo le persone, ma anche le apparecchiature;
• predisposto a future integrazioni (fotovoltaico, domotica, ricarica veicoli, ecc.).

Se stai pianificando un rifacimento del quadro o una ristrutturazione dell’impianto, è il momento ideale per valutare, con il tuo elettricista, l’inserimento di uno o più SPD correttamente dimensionati e coordinati.