Os surtos de energia podem destruir o equipamento elétrico, causando um tempo de inatividade dispendioso e danos. Sem proteção, as empresas correm o risco de perder sistemas críticos. A solução? Um dispositivo de proteção contra surtos (SPD), projetado para impedir que os surtos elétricos prejudiquem seu equipamento.
Um dispositivo de proteção contra surtos (SPD) é uma salvaguarda elétrica essencial que limita a tensão transitória e desvia as correntes de surtos para proteger os sistemas conectados contra danos.
Dispositivos de proteção de sobretensão (SPD's)
Proteção de equipamentos elétricos e eletrônicos do SPD contra transientes, originários de raios, comutação de transformadores, iluminação e motores.
Esses transientes podem causar envelhecimento prematuro de equipamentos, tempo de inatividade ou destruição completa de componentes e materiais eletrônicos.
Um protetor de surto é um dispositivo que protege o sistema elétrico da sua casa em caso de um aumento de energia, como de um raio. Quando houver uma variação na corrente, o protetor de surto redirecionará a corrente para o solo ou um varistor de óxido de metal dentro do dispositivo, em vez de através da fiação elétrica principal.
Os SPDs são críticos para aplicações industriais, comerciais e residenciais, impedindo a falha do equipamento, reparos dispendiosos e tempo de inatividade do sistema. Sem um SPD, eletrônicos sensíveis, sistemas fotovoltaicos e configurações de energia solar são vulneráveis a picos de tensão.
Critérios de seleção
Os dispositivos de proteção contra surtos são classificados de acordo com suas funções:
Tipo 1
SPD que pode descarregar a corrente parcial de relâmpagos com uma forma de onda típica 10/350 μs. Geralmente emprega a tecnologia Spark Gap.Ista, se necessário, será instalado na placa de distribuição primária na origem da instalação elétrica. Um SPD tipo 1 não oferece por si só o nível de proteção necessário e deve ser usado em conjunto com dispositivos coordenados do tipo 2. Uma instalação com um sistema de proteção contra raios exigirá um SPD tipo 1.
Tipo 2
SPD, que pode impedir a propagação de sobretensões nas instalações elétricas e protege o equipamento conectado a ele. Geralmente emprega a tecnologia de varistores de óxido de metal (MOV) e é caracterizado por uma onda de corrente de 8/20 μs. Esse dispositivo normalmente estaria em placas de subdistribuição e na placa de distribuição primária se não houvesse requisito para um dispositivo tipo 1.
Tipo 3
Esses SPDs têm uma baixa capacidade de descarga. Portanto, eles devem ser instalados apenas como um suplemento ao Tipo 2 SPD e nas proximidades de cargas sensíveis. O SPD do tipo 3 é caracterizado por uma combinação de ondas de tensão (1,2/50 μs) e ondas de corrente (8/20 μs).
Como os protetores de ondas funcionam?
O SPDS contém um varistor de óxido de metal (MOV), que atua como um sensor. Quando a corrente surgir acima de um certo nível, diminuirá a resistência. Se a tensão for muito baixa, aumentará a resistência. O MOV mantém o atual consistente e protege seus dispositivos.
Os movs são compostos de óxido de metal e dois semicondutores. O óxido metálico detecta a corrente elétrica, enquanto os dois semicondutores aumentam ou reduzem a resistência, conforme necessário, e desviam qualquer excesso de corrente para o solo.
O SPDS funciona monitorando os níveis de tensão e respondendo instantaneamente a surtos. Eles consistem em componentes não lineares que alternam entre estados de alta e baixa impedância com base em flutuações de tensão.
- Condições normais: o SPD permanece em um estado de alta impedância, permitindo o fluxo elétrico normal sem interferência.
- Evento de surto: Quando ocorre um pico de tensão, o SPD muda rapidamente para um estado de baixa impedância, redirecionando o excesso de corrente para o solo ou para trás para sua fonte.
- Processo de redefinição: Após a desvio, o SPD retorna automaticamente a um estado de alta impedância, garantindo que a operação normal retome.
Terminologia
IIMP - Corrente de impulso da forma de onda 10/350 μs associada ao SPD do tipo 1
In - Corrente de surto de 8/20 μs de forma de onda associada ao SPD do tipo 2
Para cima - a tensão residual que é medida no terminal do SPD quando dentro é aplicado
UC - A tensão máxima que pode ser aplicada continuamente ao SPD sem a condução.
Prós e contras dos protetores de surtos
Embora os protetores de ondas tenham muitos benefícios e capacidades, eles têm limitações. Abaixo estão alguns dos principais prós e contras dos protetores de surtos.
Proteção para dispositivos e aparelhos:
Em alguns casos, um aumento de energia pode arruinar a fiação de eletrodomésticos e dispositivos caros. Reparar ou substituir o equipamento elétrico pode ser caro e inconveniente. Embora os surtos de energia nem sempre possam destruir seu equipamento, eles podem colocar o estresse na fiação. Ele pode reduzir a vida útil do dispositivo ou do aparelho. Um protetor de surto é uma maneira simples de evitar danos.
Dispositivos de proteção de surto têm limitações de tensão:
Nem todos os protetores de ondas podem lidar com tensões mais altas. Os básicos podem lidar com pequenas flutuações. Muita exposição a tensões altas pode fazer com que o protetor de surto falhe. Protetores de alta tensão estão disponíveis, mas podem ser mais caros.
Categorias ou tipos SPD
Os SPDs são classificados em dois tipos principais: limitação de tensão e componentes de comutação de tensão. A maioria dos SPDs modernos usa uma abordagem híbrida que combina os dois métodos.
1. Componentes de limitação de tensão
Esses componentes ajustam sua impedância com base nos níveis de tensão, pula de fixação antes que possam atingir níveis perigosos. Exemplos incluem:
- Varistores de óxido de metal (MOVs) - Comum em protetores de surtos solares e SPDs DC.
- Diodos de supressão de tensão transitória (TVs)- oferecem tempos de resposta rápidos, mas são limitados na capacidade de manuseio de surtos.
2. Componentes de comutação de tensão
Esses componentes permanecem não-condutores até que um limiar de tensão específico seja excedido, momento em que ligam rapidamente e conduzem o aumento do solo. Exemplos incluem:
- Tubos de descarga de gás (GDTS)- Usado em aplicações de proteção de alta energia.
- Spark Gaps - Forneça proteção contra CC e proteção contra raios confiáveis.
Os projetos híbridos equilibram as vantagens de ambos os tipos de componentes, oferecendo proteção eficiente e confiável.
Manutenção
A maioria dos SPDs possui uma janela de indicação de que está operacional. Se o indicador for verde, eles estão fornecendo proteção. Se eles estiverem vermelhos, eles chegaram ao 'fim da vida' e precisarão ser substituídos. Muitas vezes, há um cartucho substituível que pode ser simplesmente retirado e substituído por um novo dispositivo operacional.
Fatores a serem considerados ao escolher dispositivos de proteção de surto
Para escolher um dispositivo de proteção de surto, verifique primeiro como ocorre o aumento da energia em sua propriedade. Se você sofrer mau tempo frequente ou usar equipamentos propensos a surtos, um SPD para casa inteira pode ser benéfico.
Em seguida, considere o tipo de equipamento e aparelhos que você usará. Se você tiver muitos aparelhos, máquinas ou tecnologia caros, investir em um SPD de casa inteira pode valer a pena. O custo do SPD e da instalação será muito mais barato do que reparar ou substituir equipamentos valiosos.
Como comparar SPDs diferentes?
Para avaliar diferentes SPDs, considere os seguintes fatores de desempenho:
1. Tempo de resposta
A velocidade na qual um SPD reage a um aumento é crítico.
Os diodos de TVs têm os tempos de resposta mais rápidos.
Os movs oferecem um bom equilíbrio de velocidade e durabilidade.
2. Corrente subsequente
A corrente de acompanhamento ocorre quando um SPD com troca de tensão não retorna ao seu estado de alta impedância após um aumento.
Os sistemas CA lidam com isso naturalmente devido a zero cruzamentos na forma de onda CA.
Os sistemas CC, como configurações de energia solar, requerem dispositivos de protetor de sobretensão CC especializados.
3. Letrestring Tentage
Esta é a tensão que atinge o equipamento conectado durante um aumento.
Os diodos de TVs fornecem a menor tensão de letra.
Os movs oferecem proteção moderada e equilibrando outros fatores de desempenho.
Cada tipo tem compensações, tornando o Hybrid SPDS a escolha preferida para a maioria dos aplicativos.
Recursos de desempenho do dispositivo de proteção de pura
Ao selecionar um SPD, as principais métricas de desempenho garantem confiabilidade e compatibilidade com sistemas elétricos:
- Tensão de operação contínua máxima (MCOV): a tensão mais alta que o SPD pode suportar enquanto funcionava normalmente. Normalmente 25% maior que a tensão do sistema nominal.
- Classificação de proteção de tensão (VPR) ou nível de proteção de tensão (UP): indica a tensão de letra durante um aumento. Valores mais baixos indicam melhor proteção.
- Corrente de descarga nominal (in) ratina: mede a capacidade do SPD de suportar eventos repetidos de ondas. Valores mais altos indicam maior durabilidade.
- Indicação Status: Indicadores visuais ou remotos mostram o status operacional do SPD. Pode ser mecânico, baseado em LED ou monitorado remotamente.
- Capacidade de corrente de surto: representa a energia máxima de onda que o SPD pode suportar. Não padronizado, portanto, as especificações variam de acordo com o fabricante. Um protetor de PV SPD ou de superfície solar devidamente classificada garante proteção a longo prazo para energia solar e sistemas elétricos.
Conclusão
No geral, um dispositivo de proteção de surto de SPD é um investimento que vale a pena, especialmente para aqueles que são propensos a surtos de energia. Se você possui equipamentos sensíveis e dispendiosos, um protetor de casa inteira oferecerá a melhor proteção e o salvará a longo prazo.
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