Os Dispositivos de Proteção contra Surtos (DPS) são utilizados para proteger a instalação elétrica, composta pela unidade consumidora, fiação e acessórios, contra surtos de energia elétrica conhecidos como sobretensões transitórias.
Cada equipamento eletrônico encontrado em um ambiente industrial está sujeito a picos de energia gerados na rede elétrica e transmitidos ao equipamento por meio de linhas de energia de entrada. Os usuários estão instalando dispositivos de proteção contra surtos para proteger seus equipamentos contra surtos.
Existem três tipos diferentes de dispositivos de proteção contra surtos:
Quando forem necessários vários dispositivos para proteger a instalação, eles deverão ser coordenados para garantir a operação correta. A compatibilidade dos itens fornecidos por diferentes fabricantes deve ser confirmada; o instalador e os fabricantes dos dispositivos estão em melhor posição para fornecer orientação sobre isso.
Tipo 1 SPD
O SPD Tipo 1 deve ser conectado a montante do sistema, no ponto de entrega da energia elétrica. O SPD protege edifícios e pessoas do risco de raios diretos (incêndio e morte) e é caracterizado por:
Iimp 10/350 Corrente de impulso: Iimp corresponde ao valor de pico de uma forma de onda de impulso de corrente 10/350 μs.
Tipo 2 SPD
Os dispositivos SPD Tipo 2 são projetados para remover todas as sobretensões dos circuitos de alimentação que provavelmente não serão atingidos diretamente por raios. O SPD Tipo 2 é conectado a jusante do SPD Tipo 1 ou SPD Tipo 1+2, (distância mínima de 1 m) e protege máquinas e ferramentas conectadas ao solo e reduz o risco de perdas econômicas.
SPD Tipo 2 é caracterizado por:
Em 8/20 Corrente de descarga nominal: A corrente de pico (e formato de onda) através do SPD sob condições prescritas pela EN 62305 para representar a corrente de surto como consequência de um raio na linha de alimentação elétrica.
Imax 8/20 Corrente máxima de descarga: Valor de pico da corrente mais alta de uma forma de onda de 8/20 μs que um SPD pode descarregar pelo menos uma vez sem quebrar.
Tipo 3 SPD
Dispositivos SPD tipo 3 são usados para proteger o usuário final contra sobretensão. Podem ser instalados em redes de abastecimento onde já existam PDS tipo 1 e/ou 2. Podem ser instalados em tomadas fixas ou móveis e possuem os seguintes parâmetros característicos:
Uoc: tensão de teste. Este é o valor de pico da tensão sem carga do gerador de teste combinado; isto tem uma forma de onda de 1,2/50 μs e pode fornecer ao mesmo tempo corrente com forma de onda de 8/20 μs
O que é sobretensão transitória?
Sobretensão transitória é definida como surtos de eletricidade de curta duração que ocorrem devido à liberação repentina de energia previamente armazenada ou induzida por outros meios. A sobretensão transitória pode ocorrer naturalmente ou ser provocada pelo homem.
As fontes de picos de energia podem ser externas ou internas.
A sobretensão transitória externa é:
Relâmpago (mais prejudicial)
Comutação de bancos de capacitores
Comutação de grandes cargas elétricas
Desconexão e reconexão da linha de energia
Comutação de transformador
Descargas eletrostáticas
Má qualidade da rede de transmissão e distribuição de energia
A sobretensão transitória interna é:
Fusível e disjuntor (MCCB, ACB, etc.)
Motores elétricos e partidas de motores
Dispositivos HVAC
Inversores de frequência variável
Dispositivos domésticos, como forno de microondas, computador, geladeira
Reatores eletrônicos
Tecnologias de dispositivos de proteção contra surtos
Varistor:
Esta pode ser considerada como uma resistência variável que em tensão nominal possui um valor ôhmico muito alto. Mas a resistência cai rapidamente para perto de zero à medida que a tensão aumenta. Desta forma, o varistor aplica um quase curto-circuito que fixa o surto de tensão. O varistor está contudo sujeito a uma degradação progressiva devido à pequena corrente de fuga que ocorre à tensão nominal e ao número de intervenções. A cada sobretensão que ocorre, a corrente de fuga aumenta e acelerao fim da vida útil do dispositivo – que é indicado em última análise pela mudança de verde para vermelho na janela de sinal.
Folga de faísca:
Isto compreende dois eletrodos separados por ar ou gás. Quando ocorre um surto de tensão, o arco elétrico preenche a lacuna e um fluxo de corrente de surto limita a tensão de surto a um nível baixo e constante. O arco se extingue somente quando a corrente de surto cai abaixo de cerca de 10 amperes. O gás garante um nível constante de tensão de ruptura, uma vez que o arco é iniciado em ambiente protegido; não exposto a variações de pressão ou umidade ou impurezas como aconteceria se ocorresse no ar. Há,no entanto, há um atraso antes do dispositivo formar um arco e a corrente de surto ser desviada, e isso depende da magnitude do surto de tensão original e de sua taxa de aumento. Portanto, o nível de proteção de tensão pode variar, embora seja garantido que seja inferior a superior.
Preciso ter SPDs instalados?
A edição atual dos Regulamentos de Fiação IET, BS 7671:2018, afirma que, a menos que seja realizada uma avaliação de risco, a proteção contra sobretensão transitória deverá ser fornecida onde a consequência causada pela sobretensão puder:
Este regulamento aplica-se a todos os tipos de instalações, incluindo domésticas, comerciais e industriais.
A decisão de adquirir SPDs está nas mãos do cliente, mas ele deve receber informações suficientes para tomar uma decisão informada sobre se deseja omitir os SPDs.
A proteção contra surtos poderia ser instalada em uma unidade consumidora existente se houvesse espaço físico adequado disponível ou, se não houvesse espaço suficiente disponível, poderia ser instalada em um gabinete externo adjacente à unidade consumidora existente.
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