Uma sobretensão refere-se a um aumento súbito e breve na voltagem elétrica que flui através de uma tomada ou sistema elétrico. Essas sobretensões podem ocorrer por vários motivos, como descargas atmosféricas, flutuações na rede elétrica ou a operação de dispositivos elétricos de alta potência.
Os sistemas elétricos são vulneráveis a picos e sobretensões que podem danificar equipamentos, causar tempo de inatividade dispendioso e comprometer a confiabilidade do sistema. A sobretensão transitória pode ser causada por diversas situações, incluindo operações de disjuntores, inversores de frequência (VFDs), motores, transformadores, bancos de capacitores ou comutação de redes de energia. Dispositivos de Proteção contra Surtos (DPSs) de baixa tensão desempenham um papel fundamental na proteção de equipamentos sensíveis contra essas perturbações elétricas prejudiciais.
O que é um DPS?
Os Dispositivos de Proteção contra Surtos (DPS) são usados para proteger a instalação elétrica contra sobretensões elétricas conhecidas como sobretensões transitórias.
Por que os DPSs são importantes?
Prevenir danos aos equipamentos: Os DPSs limitam as sobretensões, desviando as correntes de surto dos sistemas elétricos, ajudando a evitar danos irreversíveis a equipamentos sensíveis.
Melhorar a confiabilidade: Ao proteger os sistemas contra sobretensões transitórias, os DPSs garantem um desempenho consistente, reduzindo o risco de falhas inesperadas e tempo de inatividade.
Proteção econômica: Os DPSs são uma forma acessível de proteger sistemas elétricos, fornecendo proteção a longo prazo a um baixo custo em comparação com as despesas potenciais de reparo ou substituição.
Aplicações versáteis: Os DPSs, dependendo da classificação do tipo, são adequados para uma ampla gama de instalações, incluindo sistemas industriais, infraestrutura de comunicação, sistemas de controle de processos e até mesmo painéis elétricos residenciais para proteger eletrodomésticos.
Como os DPSs funcionam?
Os DPSs funcionam limitando a voltagem fornecida a um circuito durante um evento de surto. O DPS fornece um caminho de baixa impedância para o surto através de seu Varistor de Óxido Metálico (MOV), absorvendo ou desviando o excesso de corrente de surto para o terra, garantindo que os dispositivos elétricos continuem a operar dentro de níveis de voltagem seguros. Em voltagens operacionais normais, os DPSs permanecem em um estado de alta impedância, portanto, não interferem no desempenho do sistema.
Tipos de DPSs
Os DPSs são categorizados em três tipos principais com base em sua colocação e aplicação pretendidas:
DPS Tipo 1
- Propósito: Projetado para proteger contra surtos de alta energia, como os causados por descargas atmosféricas diretas.
- Instalação: Instalado na entrada principal de serviço antes do disjuntor principal, entre a concessionária e o sistema elétrico do edifício.
- Caso de uso: Comumente usado em áreas propensas a descargas atmosféricas ou onde os edifícios possuem sistemas de proteção contra raios externos (por exemplo, para-raios).
DPS Tipo 2
- Propósito: Protege contra surtos residuais que passam pelos DPSs Tipo 1 ou são gerados internamente por operações de comutação.
- Instalação: Instalado no quadro de distribuição ou subpainéis, após o disjuntor principal.
- Caso de uso: Adequado para proteger equipamentos e aparelhos sensíveis dentro do edifício.
DPS Tipo 3
- Propósito: Fornece proteção localizada para dispositivos individuais.
- Instalação: Instalado próximo à carga (por exemplo, réguas de tomadas ou DPSs em nível de tomada).
- Caso de uso: Protege dispositivos específicos, como computadores, TVs e equipamentos médicos.
Aplicações monofásicas vs. trifásicas
A escolha da configuração do DPS depende se o sistema é monofásico ou trifásico, pois esses sistemas diferem em estrutura e níveis de voltagem.
Sistemas monofásicos
- Configuração: Normalmente envolve um fio ativo (L), um fio neutro (N) e uma conexão de terra (E).
- Voltagem comum: 120V ou 230V.
- Seleção do DPS: Os DPSs monofásicos são fáceis de instalar, exigindo conexão entre L-N, L-E e N-E, dependendo do sistema de aterramento.
Sistemas trifásicos
- Configuração: Envolve três fios ativos (L1, L2, L3), neutro (N) e terra (E).
- Voltagem comum: 400V entre fases ou 230V entre fase e neutro.
- Seleção do DPS: Os sistemas trifásicos exigem DPSs multipolares capazes de lidar com surtos em todos os fios ativos, neutro e terra.
Sistemas de aterramento e aplicações de DPS
O sistema de aterramento de uma instalação elétrica influencia a colocação e a conexão dos DPSs. Os sistemas de aterramento comuns incluem sistemas TN-S, TT e TN-C-S.
TN-C-S (Terra Neutro – Combinado e Separado)
Este sistema também é conhecido como sistema de Aterramento Múltiplo de Proteção (PME).
Em um sistema TN-C-S, os condutores neutro (N) e terra (PE, terra de proteção) são combinados em um único condutor (PEN, terra de proteção-neutro) na rede de alimentação e, em seguida, separados na instalação do consumidor.
TT (Terra-Terra)
Em um sistema TT, o consumidor fornece sua própria conexão de terra local usando um eletrodo de terra, separado do sistema de aterramento da rede de alimentação.
TN-S (Terra Neutro – Separado)
Em um sistema TN-S, os condutores terra (PE) e neutro (N) são separados em toda a rede de alimentação.
Melhores práticas para instalação de DPS
Coordenação de DPSs:
Use uma abordagem em cascata com DPSs Tipo 1 na entrada principal de serviço e DPSs Tipo 2 em painéis de distribuição.
Os DPSs Tipo 3 podem fornecer proteção localizada adicional para equipamentos sensíveis.
Considerações sobre aterramento:
Certifique-se de que o sistema de aterramento seja bem projetado e mantido, pois a eficácia do DPS depende de uma conexão de terra de baixa impedância.
Verifique a conformidade com os regulamentos locais em relação aos valores de resistência de terra.
Classificações de voltagem:
Selecione DPSs com níveis de proteção de voltagem (Up) que correspondam à capacidade de suportar o isolamento do sistema.
Para sistemas trifásicos, certifique-se de que os DPSs possam lidar com os níveis de voltagem fase-fase e fase-terra.
Manutenção regular:
Inspecione os DPSs periodicamente para garantir a funcionalidade, pois eles se degradam com o tempo e podem exigir substituição após eventos de surto significativos.
Conclusão
Os DPSs desempenham um papel vital na proteção de sistemas elétricos contra sobretensões transitórias. Selecionar o tipo de DPS apropriado e garantir a compatibilidade com o sistema de aterramento são críticos para uma proteção eficaz contra surtos em aplicações monofásicas e trifásicas. Ao aderir às melhores práticas e manter um sistema de aterramento robusto, as instalações podem minimizar os danos à infraestrutura elétrica e equipamentos sensíveis, aumentando a segurança e a continuidade operacional.
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