O que é SPD elétrico?

O que é um SPD?

Os dispositivos de protecção contra sobretensões (SPD) são utilizados para proteger a instalação elétrica, que consiste na unidade de consumo, na fiação e nos acessórios,de ondas de energia elétrica conhecidas como sobrevoltagens transitórias.

São igualmente utilizados para proteger equipamentos electrónicos sensíveis ligados à instalação, tais como computadores, televisores, máquinas de lavar e circuitos de segurança,como sistemas de detecção de incêndio e iluminação de emergênciaOs equipamentos com circuitos electrónicos sensíveis podem ser vulneráveis a danos por sobrevoltagem transitória.Os efeitos de um aumento de tensão podem resultar numa falha instantânea ou em danos ao equipamento que só são visíveis ao longo de um longo período de tempo.Os DSP são normalmente instalados no interior da unidade de consumo para proteger a instalação eléctrica.

Sempre que ocorra um aumento repentino da corrente ou da tensão no circuito elétrico ou no circuito de comunicação em consequência de interferências externas,o dispositivo de protecção contra sobretensões pode conduzir e desviar em um período de tempo muito curto, impedindo que a onda danifique outros dispositivos do circuito.

Os dispositivos de protecção contra sobretensões (SPD) são um método rentável para prevenir interrupções e melhorar a fiabilidade do sistema.

They are typically installed in the distribution panels and play an important role in ensuring the smooth and uninterrupted operation of electronic devices in a wide range of applications by limiting transient overvoltage.

Tipos de DSP

A classificação do tipo de DSP refere-se aos ensaios que o dispositivo deve ser capaz de cumprir.2018 Dispositivos de protecção contra sobretensões de baixa tensãoDispositivos de protecção contra sobretensões ligados a sistemas de distribuição de energia de baixa tensão Requisitos e métodos de ensaio

Existem três classes de ensaios: a introdução da EN 61643- 11:2012+A11:2018 indica que o ensaio de classe I destina-se a simular impulsos de corrente de raio parcialmente conduzidos,enquanto os testes de classe II e classe III envolvem impulsos de menor duração.

Os ensaios de classe I são realizados com um impulso de corrente de 10/350 μs (Cláusula E.5 da norma EN 623051:2011), que representa um impulso de raio normal.

Para a classe II, os ensaios são realizados com a corrente de descarga nominal In 8/20 μs impulso de tensão.

Para a classe III, os ensaios são realizados com um gerador de ondas de corrente combinada de 1,2/50 μs de tensão 8/20 μs.

Um DSP pode ser classificado em função de mais de uma classe de ensaio; nesse caso, os ensaios exigidos para todas as classes de ensaio declaradas devem ser aplicados ao dispositivo.

DSP de tipo 1

DSP de tipo 1, teste de reunião classe I, are designed to divert high surge currents associated with direct lightning strikes to earth safely and limit the transient overvoltage to prevent damage to the installation wiring and connected equipmentTambém protegem contra riscos para a vida humana.

Quando for necessária proteção contra correntes elevadas associadas a raios diretos,Por exemplo, quando um edifício possui um sistema estrutural de proteção contra raios (LPS) ou uma linha aérea em risco de impacto direto, os DSP de potência de tipo 1 devem ser instalados o mais próximo possível de cada origem ou ponto de entrada de um serviço elétrico na instalação elétrica.

DSP de tipo 2

Os DSP de tipo 2, de conformidade com a classe de ensaio II, quando situados na origem da instalação elétrica, abordam o risco de sobrevoltagem decorrente de um raio indirecto.Limitar a sobrevoltagem transitória a níveis seguros para os equipamentos ligadosEsta disposição é adequada para instalações em locais onde os raios diretos são improváveis, como em zonas urbanas.

Quando uma instalação não tiver um LPS instalado e não necessitar de protecção contra os efeitos dos raios directos,Um DSP de tipo 2 deve ser instalado o mais próximo possível da origem da instalação elétrica..

Nas instalações industriais, os DSP de tipo 2 podem ser instalados em placas de subdistribuição ou perto dos equipamentos a proteger,A jusante dos DSP de tipo 1 e/ou de tipo 2 instalados na origem da instalação.

DSP de tipo 3

Os equipamentos sensíveis da instalação podem beneficiar da proteção fornecida por um DSP de tipo 3 para além da proteção fornecida por DSP de tipo 1 e/ou de tipo 2.

Deve notar-se que os DSP do tipo 3 só devem ser instalados em instalações onde os DSP do tipo 1 e/ou 2 estejam presentes a montante da sua posição prevista.

Podem ser instalados dentro de placas de subdistribuição (normalmente SPD de tipo 2+3), perto ou dentro de equipamentos considerados suscetíveis a danos causados por sobrevoltagem,ou em tomadas fixas ou em tomadas móveis.

Os DSP de tipo 3 podem também proteger os equipamentos contra transientes de comutação provenientes das instalações.

DSP de tipo combinado (por exemplo, tipo 1+2, tipo 1+2+3, tipo 2+3)

Um DSP pode ser classificado de acordo com mais de uma classe de ensaio (por exemplo, classe de ensaio I (Tl) e classe de ensaio II (T2)).Os ensaios exigidos para todas as classes de ensaio declaradas devem ser realizados..

Os DSP do tipo 1+2 são instalados perto da posição de admissão, por exemplo, na primeira placa de distribuição,Em edifícios com risco de raios diretos, com sistema de proteção contra raios e/ou alimentados por uma linha aérea.

O que são sobrevoltagens transitórias?

As sobrevoltas transitórias são definidas como ondas de curta duração de eletricidade que ocorrem devido à libertação súbita de energia anteriormente armazenada ou induzida por outros meios.A sobrevoltagem transitória pode ser natural ou provocada pelo homem.

Em sistemas de distribuição elétrica, tensões transitórias ocorrem devido a um aumento repentino na amplitude da tensão ou corrente do circuito.

Essas flutuações de tensão podem ser causadas por raios, operações de comutação ou a operação de grandes motores devido a alta corrente de arranque ou outro equipamento.

Transiente por golpe de relâmpago: Um tipo comum é um transiente de relâmpago, que ocorre quando um raio atinge linhas elétricas ou equipamentos próximos.que podem danificar equipamentos e causar quedas de energia.

Transiente por operação de comutação: Outro tipo de tensão transitória é chamado de transiente de comutação, que ocorre quando uma grande carga elétrica é ligada ou desligada.Isto pode causar um aumento repentino na tensão, o que pode danificar equipamentos próximos.

Por conseguinte, os sistemas elétricos necessitam de equipamentos de proteção contra sobretensões para diminuir os efeitos da tensão transitória, redirecionando o excesso de tensão para longe do sistema ligado.

Por que precisamos de dispositivos de proteção contra sobrevolumes?

Dispositivos de proteção contra sobretensões são essenciais para proteger equipamentos eletrônicos dos efeitos nocivos da sobrevoltagem transitória que pode causar danos, tempo de inatividade do sistema e perda de dados.

Em muitos casos, o custo da substituição ou reparação de equipamentos pode ser significativo, particularmente em aplicações de missão crítica, como hospitais, centros de dados e plantas industriais.

Os disjuntores e os fusíveis não são projetados para lidar com esses eventos de alta energia, tornando necessária uma proteção adicional contra sobretensões.

Enquanto os SPDs são especificamente projetados para desviar a sobrevoltagem transitória do equipamento, protegendo-o de danos e prolongando sua vida útil.

Em conclusão, os DOCUP são essenciais no ambiente tecnológico moderno.

Como funciona o dispositivo de proteção contra sobrevolumes?

O princípio básico por trás dos SPD é que eles fornecem um caminho de baixa impedância para a terra para o excesso de tensão.SPDs funcionam desviando o excesso de tensão e corrente para a terra.

Desta forma, a magnitude da tensão de entrada é reduzida para um nível seguro que não danifica o dispositivo ligado.

Para funcionar, um dispositivo de proteção contra sobretensões deve conter pelo menos um componente não linear (um varistor ou um intervalo de faísca) que, em diferentes condições, transita entre um estado de impedância elevada e baixa.

A sua função é desviar a corrente de descarga ou impulso e limitar a sobrevoltagem no equipamento a jusante.

Os dispositivos de protecção contra sobretensões funcionam nas três situações a seguir enumeradas.

A. Condição normal (ausência de ondulação)

Em caso de ausência de condições de sobretensão, o SPD não tem impacto sobre o sistema e atua como um circuito aberto, permanecendo num estado de alta impedância.

B. Durante os aumentos de tensão

Em caso de picos de tensão e ondas elevadas, o SPD se move para o estado de condução e sua impedância diminui.

C. Retorno ao funcionamento normal

Após a sobrevoltagem ter sido descarregada, o SPD voltou ao seu estado normal de alta impedância.

Como escolher o aparelho ideal de proteção contra sobrevolumes?

Os dispositivos de protecção contra sobretensões (SPD) são componentes essenciais das redes eléctricas.

Voltagem máxima de funcionamento contínua (UC):

A tensão nominal do DSP deve ser compatível com a tensão do sistema elétrico para oferecer uma protecção adequada ao sistema.Uma classificação de tensão mais baixa irá danificar o dispositivo e uma classificação mais alta não vai desviar transiente corretamente.

Tempo de resposta:

É descrito como o tempo de reação do SPD aos transientes. Quanto mais rápido o SPD responder, melhor a proteção do SPD. Normalmente, os SPD baseados em diodo de Zener têm a resposta mais rápida.Os tipos com gás têm um tempo de resposta relativamente lento e os tipos de fusíveis e MOV têm o tempo de resposta mais lento.

Corrente nominal de descarga (In):

O SPD deve ser testado a uma forma de onda de 8/20μs e o valor típico para o SPD em miniatura residencial é de 20kA.

Corrente máxima de descarga por impulso (Iimp):

The device must be able to handle the maximum surge current that is expected on the distribution network to ensure that it does not fail during a transient event and the device should be tested with 10/350μs waveform.

Voltagem de travagem:

Esta é a tensão limite e acima deste nível de tensão, o SPD começa a prender qualquer transiente de tensão que detecta na linha de alimentação.

Fabricante e Certificações:

A escolha de um DSP de um fabricante conhecido que tenha a certificação de um centro de ensaios imparcial, como UL ou IEC, é crucial.A certificação garante que o produto foi examinado e passa todos os requisitos de desempenho e segurança.

Compreender estas orientações de dimensionamento permitirá que você selecione o melhor dispositivo de proteção contra sobretensões para suas necessidades e garanta uma proteção eficaz contra sobretensões.

Regras de instalação a seguir

Apesar de ser fácil instalar um protetor contra sobretensões num sistema de distribuição de energia, é crucial seguir os procedimentos adequados para garantir a segurança e reduzir quaisquer perigos potenciais.

Seguir estes passos ao instalar um DSP num sistema de distribuição:

- Desligue a energia: Certifique-se de desligar a energia antes de iniciar qualquer reparação elétrica e ativar o isolador de descarga para evitar qualquer evento indesejado.

- Localização da instalação: escolher uma localização adequada para o DSP. Para uma melhor protecção, o DSP deve ser idealmente situado o mais próximo possível do disjuntor principal.O diagrama do dispositivo de protecção contra sobretensões fornecido pelo fabricante deve ser consultado para obter informações pormenorizadas sobre os requisitos de localização..

- Montar o SPD: instalar o SPD no local desejado no carril DIN. Verificar se os parafusos de montagem estão firmemente no lugar.

- Conexão à ligação à terra: em conformidade com as recomendações do fabricante, ligar o SPD à terra.

- Teste o SPD: reiniciar o dispositivo após a instalação do SPD permitirá verificar se tudo está a funcionar como deveria.consultar o manual de instalação do dispositivo de protecção contra sobretensões ou as instruções do fabricante.

Apenas os eletricistas licenciados ou outros técnicos com a formação e formação necessárias devem instalar os DSP.

Para manter a segurança contínua, o DOCUP deverá também ser submetido a ensaios e manutenção de rotina.

O que causa a falha dos dispositivos de proteção contra ondas elevadas?

Os dispositivos de proteção contra sobretensões (SPD) são projetados para fornecer proteção confiável contra sobrevoltagens transitórias, mas certos fatores podem levar à sua falha.A seguir estão algumas das razões subjacentes ao fracasso dos DOCUP::

Excesso de tensão:

Uma das principais causas de falha do SPD é a sobrevoltagem, a sobrevoltagem pode ocorrer devido a raios, surtos de energia ou outros distúrbios elétricos.Certifique-se de instalar o tipo correto de SPD após cálculos de projeto adequados de acordo com o local.

Fator de envelhecimento:

Devido às condições ambientais, incluindo temperatura e umidade, os DSP têm uma vida útil limitada e podem deteriorar-se ao longo do tempo.

Falha do componente:

Os DSPs contêm vários componentes, tais como varistores de óxido metálico (MOVs), que podem falhar devido a defeitos de fabricação ou fatores ambientais.

Terragem inadequada:

Para que um SPD funcione corretamente, é necessária a ligação à terra.

Quanto custam os aparelhos de proteção contra sobretensões?

O custo de um dispositivo de protecção contra sobretensões pode variar em função dos elementos mencionados na subsecção anterior, tais como o tipo de dispositivo, o nível de protecção desejado e a aplicação.

A faixa de preço dos SPDs AC normalmente está entre US $ 10 e US $ 150 por unidade.

É fundamental ter em conta a quantidade necessária de parâmetros de protecção ao escolher um DSP.pode custar mais do que um DSP de tipo 2.

Para garantir que o dispositivo é colocado corretamente e ajustado para garantir a máxima segurança, é necessário que o equipamento esteja equipado com um sistema de controlo de desempenho que permita a utilização de um sistema de controlo de desempenho.É essencial assegurar que a instalação é realizada por um eletricista certificado.

Apesar de parecerem inicialmente um investimento suplementar, o preço da reparação ou substituição de equipamentos avariados pode ser muito superior ao preço da criação de um DOCUP.

Aplicações dos dispositivos de protecção contra sobretensões

Os dispositivos de proteção contra sobretensões encontram amplas aplicações em uma ampla gama de áreas industriais, comerciais e domésticas.Protegem os equipamentos elétricos e eletrônicos contra aumentos de tensão e transientes que possam danificar ou degradar o seu desempenho.

DSP de baixa tensão para uso industrial, comercial e residencial:

Em ambientes industriais, os SPDs de baixa tensão são comumente usados para proteger equipamentos sensíveis, como sistemas de computadores, PLCs e outros dispositivos eletrônicos contra sobrevolumes e transientes.Esses SPDs também são usados para proteger motores e outras máquinas pesadas de surtos de potência e picos de voltagemAs áreas comerciais, como os centros comerciais, também dependem de SPDs de baixa tensão para proteger equipamentos críticos contra perturbações elétricas.SPDs são instalados em residências para proteger dispositivos eletrônicos como computadores, televisão e eletrodomésticos de ondas de voltagem.

DSP para aplicação de carregamento de veículos elétricos:

No mercado emergente de aplicações de carregamento de veículos elétricos (VE), os DSP desempenham um papel fundamental na garantia da segurança e confiabilidade dos sistemas de carregamento de VE.Estes DSP protegem a estação de carregamento de picos de tensão e ondas elevadas que podem danificar o equipamento e representar um risco de segurança para os utilizadoresNo mercado emergente de aplicações de carregamento de veículos elétricos (VE), os SPD desempenham um papel fundamental na garantia da segurança e confiabilidade dos sistemas de carregamento de VE.Estes DSP protegem a estação de carregamento de picos de tensão e ondas elevadas que podem danificar o equipamento e representar um risco de segurança para os utilizadores.

DSP para aplicações fotovoltaicas solares:

Photovoltaic applications also require SPDs to protect against lightning strikes and other electrical disturbances that can damage or degrade the performance of solar panels and other components in the systemOs SPD são instalados entre os painéis solares e os inversores e entre os inversores e a rede.