Um dispositivo de proteção contra surtos, também conhecido como protetor de surtos ou DPS, é projetado para proteger componentes elétricos contra surtos de tensão que podem ocorrer no circuito elétrico.

Sempre que um aumento repentino de corrente ou tensão é produzido no circuito elétrico ou circuito de comunicação como consequência de interferência externa, o dispositivo de proteção contra surtos pode conduzir e desviar em um período de tempo muito curto, impedindo que o surto danifique outros dispositivos no circuito.

Dispositivos de proteção contra surtos (DPS) são um método econômico para evitar interrupções e aumentar a confiabilidade do sistema.

Eles são normalmente instalados em painéis de distribuição e desempenham um papel importante para garantir a operação suave e ininterrupta de dispositivos eletrônicos em uma ampla gama de aplicações, limitando a sobretensão transitória.

Um DPS funciona desviando o excesso de tensão proveniente de surtos transitórios para longe do equipamento protegido. Normalmente, consiste em varistores de óxido metálico (MOVs) ou tubos de descarga de gás que absorvem o excesso de tensão e o redirecionam para o terra, protegendo assim os dispositivos conectados.

Picos de energia podem ocorrer por diversos motivos, incluindo raios, comutação da rede elétrica, fiação defeituosa e operação de equipamentos elétricos de alta potência. Eles também podem ser causados ​​por eventos que ocorrem dentro de um edifício, como a partida de motores ou o ligar/desligar de aparelhos de grande porte.

A instalação de um SPD pode proporcionar vários benefícios, incluindo:

Proteção de equipamentos eletrônicos sensíveis contra surtos de tensão prejudiciais.

Prevenção de perda ou corrupção de dados em sistemas de computador.

Prolongamento da vida útil de aparelhos e equipamentos, protegendo-os de perturbações elétricas.

Redução do risco de incêndios elétricos causados ​​por picos de energia.

Tranquilidade sabendo que seu valioso equipamento está protegido.

A vida útil de um DPS pode variar dependendo de fatores como sua qualidade, a intensidade das sobretensões e as práticas de manutenção. Geralmente, os DPS têm uma vida útil que varia de 5 a 10 anos. No entanto, recomenda-se inspecioná-los e testá-los regularmente e substituí-los conforme necessário para garantir a proteção ideal.

A necessidade de DPS pode variar dependendo de fatores como localização geográfica, regulamentações locais e a sensibilidade dos equipamentos eletrônicos conectados. É aconselhável consultar um eletricista ou engenheiro eletricista qualificado para avaliar suas necessidades específicas e determinar se um DPS é necessário para o seu sistema elétrico.

Alguns componentes comuns de proteção contra surtos usados ​​na fabricação de DPS são varistores de óxido metálico (MOVs), diodos de ruptura de avalanche (ABDs – anteriormente conhecidos como diodos de avalanche de silício ou SADs) e tubos de descarga de gás (GDTs). Os MOVs são a tecnologia mais comumente usada para a proteção de circuitos de energia CA. A classificação de corrente de surto de um MOV está relacionada à área da seção transversal e à sua composição. Em geral, quanto maior a área da seção transversal, maior a classificação de corrente de surto do dispositivo. Os MOVs geralmente têm geometria redonda ou retangular, mas vêm em uma infinidade de dimensões padrão que variam de 7 mm (0,28 pol.) a 80 mm (3,15 pol.). As classificações de corrente de surto desses componentes de proteção contra surtos variam amplamente e dependem do fabricante. Conforme discutido anteriormente nesta seção, conectando os MOVs em um conjunto paralelo, um valor de corrente de surto pode ser calculado simplesmente somando as classificações de corrente de surto de cada MOV para obter a classificação de corrente de surto do conjunto. Ao fazê-lo, deve-se levar em consideração a coordenação da operação.

Existem muitas hipóteses sobre qual componente, qual topologia e a implementação de tecnologia específica produzem o melhor DPS para desviar a corrente de surto. Em vez de apresentar todas as opções, é melhor que a discussão sobre a classificação da corrente de surto, a classificação da corrente de descarga nominal ou as capacidades da corrente de surto gire em torno de dados de testes de desempenho. Independentemente dos componentes utilizados no projeto ou da estrutura mecânica específica implementada, o que importa é que o DPS tenha uma classificação da corrente de surto ou uma classificação da corrente de descarga nominal adequada à aplicação.

A edição atual do Regulamento de Fiação IET, BS 7671:2018, afirma que, a menos que uma avaliação de risco seja realizada, a proteção contra sobretensão transitória deve ser fornecida quando a consequência causada pela sobretensão puder:

Resultar em ferimentos graves ou perda de vidas humanas; ou

Resultar na interrupção de serviços públicos e/ou danos ao patrimônio cultural; ou

Resultar na interrupção da atividade comercial ou industrial; ou

Afeta um grande número de indivíduos co-localizados.

Este regulamento se aplica a todos os tipos de instalações, incluindo residenciais, comerciais e industriais.

Embora os Regulamentos de Fiação da IET não sejam retrospectivos, quando o trabalho está sendo realizado em um circuito existente dentro de uma instalação que foi projetada e instalada de acordo com uma edição anterior dos Regulamentos de Fiação da IET, é necessário garantir que o circuito modificado esteja em conformidade com a edição mais recente. Isso só será benéfico se os SPDs forem instalados para proteger toda a instalação.

A decisão sobre a compra de DPS é do cliente, mas ele deve receber informações suficientes para tomar uma decisão informada sobre a dispensa de DPS. A decisão deve ser tomada com base em fatores de risco à segurança e após uma avaliação do custo dos DPS, que pode custar apenas algumas centenas de libras, em comparação com o custo da instalação elétrica e dos equipamentos a ela conectados, como computadores, TVs e equipamentos necessários, como detectores de fumaça e controles de caldeiras.

A proteção contra surtos pode ser instalada em uma unidade de consumo existente se houver espaço físico adequado disponível ou, se não houver espaço suficiente, ela pode ser instalada em um gabinete externo adjacente à unidade de consumo existente.

Também vale a pena verificar com sua seguradora, pois algumas apólices podem determinar que o equipamento deve ser coberto por um SPD ou eles não pagarão em caso de sinistro.

A classificação do protetor contra surtos (comumente conhecido como proteção contra raios) é avaliada de acordo com a teoria de proteção contra raios de subdivisão IEC 61643-31 e EN 50539-11, sendo instalado na junção da divisória. Os requisitos técnicos e as funções variam. O dispositivo de proteção contra raios de primeiro estágio é instalado entre a zona 0-1, alta para o requisito de fluxo, o requisito mínimo da IEC 61643-31 e EN 50539-11 é de 12,5 kA (10/350 kA), e o segundo e terceiro níveis são instalados entre as zonas 1-2 e 2-3, principalmente para suprimir a sobretensão.

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

Em muitos casos, o custo de substituição ou reparo de equipamentos pode ser significativo, especialmente em aplicações de missão crítica, como hospitais, data centers e plantas industriais.

Disjuntores e fusíveis não são projetados para lidar com esses eventos de alta energia, tornando necessária proteção adicional contra surtos.

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

Concluindo, os SPDs são essenciais no ambiente tecnológico moderno.

Princípio de funcionamento do SPD

O princípio básico por trás dos DPS é que eles fornecem um caminho de baixa impedância para o aterramento, permitindo a passagem de excesso de tensão. Quando ocorrem picos ou surtos de tensão, os DPS funcionam desviando o excesso de tensão e corrente para o aterramento.

Dessa forma, a magnitude da tensão de entrada é reduzida a um nível seguro que não danifica o dispositivo conectado.

Para funcionar, um dispositivo de proteção contra surtos deve conter pelo menos um componente não linear (um varistor ou centelhador), que sob diferentes condições transita entre um estado de alta e baixa impedância.

Sua função é desviar a corrente de descarga ou impulso e limitar a sobretensão nos equipamentos a jusante.

Os dispositivos de proteção contra surtos funcionam nas três situações listadas abaixo.

A. Condição normal (ausência de surto)

Em caso de ausência de surtos, o DPS não tem impacto no sistema e atua como um circuito aberto, permanecendo em um estado de alta impedância.

B. Durante picos de tensão

Em caso de picos e surtos de tensão, o DPS passa para o estado de condução e sua impedância diminui. Dessa forma, ele protege o sistema, desviando a corrente de impulso para o terra.

C. Voltar à operação normal

Após a sobretensão ser descarregada, o SPD retorna ao seu estado normal de alta impedância.

Dispositivos de Proteção contra Surtos (DPSs) são componentes essenciais das redes elétricas. No entanto, escolher um DPS adequado para o seu sistema pode ser uma questão complexa.

Tensão máxima de operação contínua (UC)

A tensão nominal do DPS deve ser compatível com a tensão do sistema elétrico para oferecer proteção adequada ao sistema. Uma tensão nominal mais baixa danificará o dispositivo e uma tensão nominal mais alta não desviará os transientes adequadamente.

Tempo de resposta

É descrito como o tempo que o DPS reage aos transientes. Quanto mais rápido o DPS responder, melhor será a proteção. Normalmente, os DPS baseados em diodos Zener apresentam a resposta mais rápida. Os tipos a gás têm um tempo de resposta relativamente lento, enquanto os fusíveis e os tipos MOV têm o tempo de resposta mais lento.

Corrente de descarga nominal (In)

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

Corrente máxima de descarga de impulso (Iimp)

O dispositivo deve ser capaz de lidar com a corrente de surto máxima esperada na rede de distribuição para garantir que ele não falhe durante um evento transitório e o dispositivo deve ser testado com forma de onda de 10/350μs.

Tensão de fixação

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

Fabricante e Certificações

Selecionar um DPS de um fabricante renomado e certificado por um centro de testes imparcial, como UL ou IEC, é crucial. A certificação garante que o produto foi examinado e atende a todos os requisitos de desempenho e segurança.

Entender essas diretrizes de dimensionamento permitirá que você selecione o melhor dispositivo de proteção contra surtos para suas necessidades e garanta uma proteção eficaz contra surtos.

Os dispositivos de proteção contra surtos (DPSs) são projetados para fornecer proteção confiável contra sobretensões transitórias, mas certos fatores podem levar à sua falha. A seguir, alguns dos motivos subjacentes à falha dos DPSs:

1. Picos excessivos de energia

Uma das principais causas de falha do DPS é a sobretensão, que pode ocorrer devido a raios, picos de energia ou outros distúrbios elétricos. Certifique-se de instalar o tipo correto de DPS após realizar os cálculos de projeto adequados, de acordo com a localização.

2. Fator de envelhecimento

Devido às condições ambientais, incluindo temperatura e umidade, os DPS têm vida útil limitada e podem se deteriorar com o tempo. Além disso, os DPS podem ser danificados por picos de tensão frequentes.

3. Problemas de configuração

Configurado incorretamente, como quando um DPS configurado em estrela é conectado a uma carga conectada por meio de um triângulo. Isso pode expor o DPS a tensões mais altas, o que pode resultar em falha do DPS.

4. Falha de componente

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

5. Aterramento inadequado

Para que um DPS funcione corretamente, o aterramento é necessário. Um DPS pode apresentar mau funcionamento ou até mesmo se tornar um problema de segurança se não for aterrado corretamente.