Dispositivos de Proteção Contra Surtos (DPS) são equipamentos desenvolvidos com o intuito de detectar surtos de tensão transitória na rede elétrica e desviá-los para a terra, evitando a queima de equipamentos mais sensíveis a esse tipo de variação, como aparelhos elétricos e eletrônicos (televisão, aparelhos de som, modems e/ou computadores).
Surtos de tensão
Basicamente os surtos podem ser endógenos ou exógenos. Os endógenos referem-se aos surtos de tensão de manobra como acionamento de interruptores, acionamento ou funcionamento de motores e até mesmo curto-circuito, ou seja, esses surtos ocorrem no funcionamento normal da rede elétrica. Os exógenos são os surtos de origem atmosférica, ou seja, quando um raio atinge diretamente a rede elétrica, os picos de tensão causados podem ser conduzidos ou quando caem perto de um prédio, podem ser induzidos.
Se a tensão nominal da sua região for 380/220V a Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL) delimita níveis que variam entre 201-231V e 348-396V, ou seja, a concessionária de energia tem que entregar ao consumidor tensões que variam nesta faixa determinada garantindo funcionamento normal dos equipamentos ligados a rede. Abaixo temos exemplos de amplitudes de tensão quando ocorre surtos na rede, observamos a discrepância entre a tensão nominal e as tensões ocasionadas pelos surtos:
Surtos de tensão de manobra: 2,5 a 4 kV;
Surtos de tensão induzidos: 3 a 5kV;
Classes e características gerais
Os DPSs são divididos em classes, essas classes variam de acordo com o tipo de proteção a ser oferecido na edificação. O que poucas pessoas sabem é que a classe identifica o teste ao qual o DPS foi submetido no que se refere a corrente de descarga.
Classe I: limita surtos de tensão, nos quais parte da corrente do raio está associada, ou seja, esta classe é utilizada no quadro principal, ou em ambientes em que possa ocorrer descargas diretas (áreas urbanas ou rurais). Os DPSs dessa classe, foram testados com um gerador de forma de onda de 10/350us, o que significa que quando o mesmo sofre uma descarga, o DPS leva de 10 à 350 micro segundos para levar esta corrente para a terra.
Classe II: limita surtos de tensão que chegam a penetrar na edificação, dessa forma, um DPS classe II está destinado a proteger equipamentos que possam vir a danificar ao receber tensões superiores. São testados com um gerador de forma de onda de 8/20us e são instalados nos quadros de distribuição internos ou quadros secundários;
Classe III: limita surtos de tensão penetram equipamentos mais sensíveis, dessa forma, um DPS classe III está destinado a proteger somente um equipamento, geralmente aparelhos eletroeletrônicos. São testados com um gerador de forma de onda do tipo combinado nas formas 1,2/50us e 8/20us.
Agora que conhecemos as classes e entendemos a forma de onda, para escolher o tipo de DPS que deve ser instalado em um sistema, devemos conhecer suas características elétricas:
Tensão nominal (Un): a tensão nominal nada mais é do que a tensão de alimentação da sua cidade (127V, 220V etc). Este dado não consta na plaqueta do DPS, mas é importante saber qual a tensão nominal em que o DPS será inserido para poder escolher a Tensão máxima contínua (Uc), já que Un deve ser menor que Uc.
Tensão máxima contínua ou Tensão máxima de operação (Uc) : é um valor de tensão sempre maior que a tensão nominal. Abaixo da Uc o DPS não atuará e o mesmo é geralmente 10% maior que a Un. Por questões práticas convenciona-se que para um sistema cuja tensão nominal (entre fase e neutro) é de de 220 utiliza-se DPS de Uc igual a 275V e assim por diante. As Ucs mais comuns de serem encontradas são: 175V,275V,340V,385V,485V.
Nível de tensão de proteção ou Tensão residual (Up) : existe um valor máximo de tensão que ainda permanece nos terminais de um DPS durante sua operação. Se um DPS obtiver uma Up < 1,2kV, significa que se um surto de tensão que gera 20kA de corrente de descarga atingir o DPS, o mesmo limitará essa tensão até
valor máximo de 1,2kV. Uma dica: da uma olhada no valor associado a Up do DPS, quanto mais baixa for a Up melhor será a qualidade do DPS.
Corrente nominal de descarga (In 8/20): valor determinado pelo fabricante testado sob um gerador de forma de onda de 8/20us que determina a corrente média que o DPS pode suportar sem se danificar. Por exemplo: se um DPS tiver In de 20kA, o mesmo poderá suportar correntes de descarga maiores ou menores que esta
por uma quantidade de vezes determinada pelo fabricante (geralmente de 10 a 15 dependendo do nível de descarga).
Corrente máxima de descarga (Imax 8/20): valor determinado pelo fabricante testado sob um gerador de forma de onda de 8/20us que determina a corrente máxima que o DPS pode descarregar pelo menos uma vez sem danificar. Por exemplo: se um DPS tiver Imax de 40kA, o mesmo poderá suportar correntes de descarga dessa natureza somente uma vez.
Instalação
Para assegurar a proteção do DPS, é necessário tomar algumas precauções na fase de instalação.
1º – O equipamento ou os circuitos a serem protegidos devem ser ligados ao barramento equipotencial à qual o DPS está ligado;
2º – O comprimento dos cabos que interligam o DPS e os cabo que sai do DPS (aterramento) não devem ser maior que 50cm, sem curvas ou laços (se quiser saber mais da uma olhada na seção 6.3.5.2.9 da NBR 5410:2004 que trata dos condutores de conexão) ;
3º – Para evitar que ocorram falhas internas em qualquer uma das unidades do DPS (no que se refere aos cabos de alimentação dos mesmos) recomenda-se ser instalado antes de cada um, disjuntores termomagnéticos monopolares;
4º – A NBR 5410:2004 no item 6.3.5.2.9 recomenda seções mínimas dos condutores de aterramento para cada classe:
Classe I: 16mm²
Classe II: 4mm²
Abaixo segue exemplo de instalação correta para um sistema trifásico em um quadro de distribuição secundário, com a utilização de DPS classe II.
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