Os sistemas elétricos estão constantemente expostos a sobretensões transitórias causadas por descargas atmosféricas, operações de comutação e perturbações da rede. Sem proteção adequada, esses surtos podem danificar equipamentos sensíveis, reduzir a confiabilidade do sistema e aumentar os custos de manutenção. Para resolver isso, Dispositivos de proteção contra surtos (SPDs) são amplamente utilizados em sistemas de energia.
No entanto, o seleção e instalação de um SPD dependem do sistema de aterramento – mais comumente TNS, TN-C e TT. Cada sistema de aterramento requer uma configuração diferente de SPD para garantir proteção máxima. Este artigo explica o princípio de funcionamento dos SPDs, deles aplicações em sistemas TNS, TN-C e TT, e fornece um guia de seleção para escolher o SPD certo.
A Dispositivo de proteção contra surtos (SPD) é um dispositivo projetado para proteger sistemas elétricos contra sobretensões transitórias, limitando a tensão de surto e desviando as correntes de surto com segurança para a terra.
Os SPDs operam criando um caminho de baixa resistência para o terra quando a tensão excede um determinado limite. Isso evita que surtos prejudiciais atinjam cargas sensíveis, como sistemas de iluminação, circuitos de controle e dispositivos eletrônicos.
Tipo 1 SPD: Instalado na origem da instalação, capaz de suportar correntes diretas de descargas atmosféricas.
Tipo 2 SPD: Instalado em quadros de subdistribuição, oferece proteção contra surtos de manobra e descargas atmosféricas indiretas.
Tipo 3 SPD: Proteção no ponto de uso para equipamentos sensíveis.
Sistema TNS: O neutro e o aterramento de proteção são separados em todo o sistema.
Sistema TN-C: As funções neutra e protetora são combinadas em um único condutor (PEN).
Sistema TT: O aterramento protetor é fornecido por um eletrodo de aterramento local na instalação do consumidor.
Em Sistemas TNS, os SPDs conectam-se entre condutores de fase, neutro e terra.
Em Sistemas TN-C, é necessário cuidado especial, pois o neutro e a terra são combinados.
Em Sistemas TT, os SPDs devem ser emparelhados com dispositivos de aterramento e corrente residual (RCDs) adequados para garantir a segurança.
Diferentes arranjos de aterramento influenciam como as correntes de surto são descarregadas e determinam o esquema de conexão do SPD, o nível de proteção de tensão e o método de aterramento.
Amplamente utilizado em redes residenciais, comerciais e industriais devido à sua segurança e confiabilidade.
O SPD fornece proteção limitando os surtos entre fase-neutro e fase-terra.
Conecte o SPD entre cada fase e neutro.
Conecte o SPD entre neutro e terra.
Garanta comprimentos de cabo curtos para queda mínima de tensão.
O condutor de aterramento dedicado garante o desvio seguro de correntes de surto para a terra.
Como neutro e terra são combinados (PEN), a instalação requer cuidados especiais para evitar problemas de segurança.
O SPD é instalado entre a fase e o condutor PEN.
Nenhum caminho de proteção neutro-terra separado.
Use SPDs Tipo 1 no quadro de distribuição principal.
Certifique-se de que a continuidade do PEN seja confiável.
Maior risco de falhas de neutro.
Dispositivos de proteção adicionais (por exemplo, RCDs) podem ser necessários a jusante.
Comum em zonas rurais e instalações com eléctrodos de terra independentes.
O SPD descarrega surtos no eletrodo de aterramento local. Dispositivos de corrente residual são essenciais para eliminação de falhas.
Instale o SPD entre fase e neutro.
Instale o SPD entre neutro e terra.
Certifique-se de que a resistência do terra esteja dentro dos limites padrão (geralmente <10 Ω).
Devido aos eletrodos de aterramento separados, a coordenação adequada entre SPD e RCDs é crítica.
Identifique o sistema de aterramento antes de selecionar SPD.
Escolha o tipo de SPD (Tipo 1, 2 ou 3) com base no ponto de instalação.
Garanta a conformidade com a norma IEC 61643-11.
| Sistema de Aterramento | Esquema de conexão SPD | Considerações de aterramento |
| TNS | Fase → N, Fase → PE, N → PE | Condutor de aterramento confiável |
| TN-C | Fase → PEN | Garanta a integridade da PEN |
| TT | Fase → N, N → PE | Eletrodo de aterramento local + RCD |
Isso ajuda os eletricistas a combinar rapidamente os modelos SPD com sistemas de aterramento para evitar instalação incorreta.
TNS: Condutor PE dedicado.
TN-C: Condutor PEN compartilhado.
TT: Eletrodo de aterramento local de baixa resistência.
Mantenha os cabos de conexão do SPD curtos (<0,5 m, idealmente).
Verifique a resistência do aterramento antes do comissionamento.
Use o tipo de SPD apropriado de acordo com a exposição do sistema.
Fiação SPD incorreta entre condutores.
Aterramento deficiente levando a proteção contra surtos ineficaz.
Utilização do tipo de SPD errado para o sistema de aterramento.
P1: Por que a seleção do SPD é diferente para os sistemas TNS, TN-C e TT?
Porque cada sistema de aterramento possui arranjos de aterramento exclusivos, exigindo diferentes configurações de SPD.
Q2: O mesmo SPD pode ser usado em todos os sistemas?
Não, a fiação e o aterramento do SPD devem corresponder ao sistema de aterramento específico.
Q3: Que tipo de SPD deve ser utilizado para edifícios residenciais?
SPDs tipo 2 são os mais comuns, mas a escolha também depende se o sistema é TNS, TN-C ou TT.
Q4: O que acontece se o SPD for instalado incorretamente?
A instalação incorreta pode resultar em falha na proteção contra surtos ou riscos à segurança.
P5: Com que frequência os SPDs devem ser inspecionados?
Recomenda-se a inspeção regular durante a manutenção programada, especialmente após tempestades severas.
Dispositivos de proteção contra surtos são vitais para proteger os sistemas elétricos contra sobretensões transitórias. Mas a sua eficácia depende muito da selecção e instalação correctas de acordo com o sistema de aterramento (TNS, TN-C, TT).
Em Sistemas TNS, os SPDs fornecem proteção direta com aterramento dedicado.
Em Sistemas TN-C, a instalação do SPD é mais complexa devido ao condutor PEN compartilhado.
Em Sistemas TT, os SPDs exigem resistência de aterramento adequada e coordenação com os RCDs.
Seguindo as melhores práticas na instalação e aterramento de SPD, os sistemas elétricos podem alcançar proteção confiável contra surtos, garantindo segurança, reduzindo danos ao equipamento e prolongando a vida útil do sistema.
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