Compreendendo as classificações dos dispositivos de proteção contra surtos

Como saber qual classificação kA usar

Selecionar o dispositivo de proteção contra surtos (SPD) apropriado pode parecer uma tarefa difícil, especialmente com todos os diferentes tipos disponíveis no mercado atualmente. A classificação de surto ou classificação kA de um SPD é uma das classificações mais incompreendidas. Os clientes geralmente solicitam um SPD para proteger seu painel 200A. Há também uma tendência a pensar que quanto maior o painel, maior será a classificação do dispositivo kA para proteção. Como você verá neste artigo, esse é um equívoco comum.

Quando uma onda entra em um painel, ela não se importa nem sabe o tamanho do painel. Então, como saber se deve usar um SPD de 50kA, 100kA ou 200kA? Conforme discutido na norma IEEE C62.41, a fiação de um edifício adiciona impedância que limitará a corrente de surto. A norma também afirma que os dispositivos de 10kA têm limitado adequadamente as correntes de surto na entrada de serviço há vários anos. Portanto, é razoável dizer que o maior surto que pode entrar no sistema de fiação de um edifício é de 10kA; no entanto, umum raio direto produziria uma onda muito maior. A tensão extremamente alta associada a um raio direto provavelmente causaria um flashover, “autolimitando” o surto. Então, por que você precisaria de um SPD classificado para 200kA? Dito de forma simples - para longevidade.

Você pode pensar: se 200kA é bom, então 600kA deve ser três vezes melhor, certo? Não necessariamente. A certa altura, a classificação diminui o seu retorno, acrescentando apenas custos adicionais e nenhum benefício substancial.

Como a maioria dos SPDs no mercado usa um varistor de óxido metálico (MOV) como principal dispositivo limitador, podemos explorar como/por que classificações de kA mais altas são alcançadas. Se um MOV for classificado para 10kA e apresentar um pico de 10kA, ele usará 100% de sua capacidade. Isso pode ser visto como um tanque de gasolina, onde o pico degradará um pouco o MOV (ele não está mais cheio).

Se o SPD tiver dois MOVs de 10kA em paralelo, ele será classificado para 20kA. Teoricamente, os MOVs dividirão uniformemente o pico de 10kA, de modo que cada um consumiria 5kA. Neste caso, cada MOV utilizou apenas 50% de sua capacidade, o que degrada muito menos o MOV – deixando mais sobras no tanque para futuros surtos.

Isso se traduz em “poder de parada” de surto? Só porque um SPD tem dois ou 20 MOVs em paralelo não significa que ele limitará o surto de 10kA melhor do que um único SPD da mesma classificação. O principal objetivo de ter MOVs em paralelo é aumentar a longevidade do SPD. Novamente, tenha em mente que isso é subjetivo – em algum momento você estará apenas adicionando custos ao incorporar mais MOVs e receber poucos benefícios.

Como mencionado anteriormente, o tamanho do painel não desempenha realmente um papel na seleção de uma classificação kA. A localização do painel dentro da instalação é muito mais importante. IEEE C62.41.2 define as categorias de surtos esperados dentro de uma instalação como:

Categoria C: Entrada de serviço, ambiente mais severo: 10kV, surto de 10kA.
Categoria B: A jusante, maior ou igual a 30 pés da categoria C, ambiente menos severo: surto de 6kV, 3kA.
Categoria A: Mais a jusante, maior ou igual a 60 pés da categoria C, ambiente menos severo: 6kV, surto de 0,5kA.

Dispositivos de categoria C podem ser usados ​​em locais de categoria B ou A; entretanto, um dispositivo de Categoria C seria excessivo para um local de Categoria B. Alguns engenheiros podem decidir especificar dispositivos de Categoria C para terem um design conservador, mas isso também só aumentará os custos e adicionará pouco ou nenhum benefício.

Embora a terceira edição da UL 1449 não use a terminologia de categoria exata da IEEE C62.41.2, ela define três tipos principais. O Tipo 1 pode ser instalado no lado da linha do dispositivo de sobrecorrente de entrada de serviço (não é necessário nenhum dispositivo de sobrecorrente extra), que é semelhante à Categoria C. O Tipo 2 é semelhante à Categoria B e só pode ser instalado no lado da carga do dispositivo de sobrecorrente de entrada de serviço. Tipo 3 e Categoria A são dispositivos de ponto de utilização, como um filtro de linha conectado auma tomada de parede. Embora os tipos UL e as categorias IEEE sejam semelhantes, eles não são intercambiáveis ​​com 100%. Dispositivos UL Tipo 1 são frequentemente usados ​​em locais Tipo 2. A vantagem de fazer isso é que não há necessidade de dispositivo extra de sobrecorrente.

Como você sabe qual classificação kA usar? As categorias IEEE fornecem uma boa base para a seleção das classificações kA. Existem muitos tamanhos “certos” para cada categoria, mas deve haver um equilíbrio entre redundância e custo adicional. O julgamento qualificado deve sempre ser usado ao selecionar a classificação kA apropriada para um SPD.

Veja o artigo original em: http://www.ecmweb.com/power-quality/understanding-surge-protective-device-ratings