Como manter uma instalação elétrica segura com proteção contra surtos ?
A instalação de um Dispositivo de Proteção Contra Surtos adequado pode fazer toda a diferença para uma instalação elétrica segura. A automação industrial, indústria 4.0, IoT(Internet das Coisas) entre outros elementos eletrônicos tem se tornado cada vez mais presentes no dia a dia das operações das empresas, exigindo que a alimentação elétrica possua um sistema robusto e confiável.
E para garantir o funcionamento adequado e ininterrupto do sistema de alimentação da rede elétrica, é necessário evitar que falhas ocorram, recomendando assim, a adoção regular de medidas preventivas.
Você sabe quais são as principais falhas que ocorrem no sistema de alimentação elétrica das empresas? Um deles são os surtos, provenientes de chaveamentos na rede elétrica ou devido as descargas atmosféricas (raios).
O que são os DPs – dispositivo contra surtos ?
Dispositivo Proteção Contra Surto (SPD) é um dispositivo eletrônico conectado a uma tomada elétrica para proteger o equipamento conectado contra flutuações de tensão, surtos e picos.
Os SPDs / DPs são dispositivos passivos compostos por um ou mais varistores de óxido de metal (MOVs), que atuam como “multiplicadores de tensão”. Estes MOVs podem travar e desviar altas correntes de surto para longe do equipamento conectado.
Os SPDs são normalmente conectados à linha de energia CA a fim de “sacrificar-se” durante um evento de sobretensão, protegendo assim os equipamentos conectados.
Há duas formas gerais de DPS. Para aparelhos que têm um baixo fator de potência com cargas não lineares, tais como refrigeradores e aparelhos de ar condicionado, o DPs é conectado entre a linha quente e neutra. Para aparelhos com alto fator de potência, como computadores, impressoras, televisores de tela grande e assim por diante, o DPs é conectado entre o lado da linha do transformador de isolamento (e à terra).
Para sistemas de computador, é melhor prática para sua instalação ser após qualquer supressor de picos dentro a linha. Em última análise, a melhor prática é instalar um UPS (uninterruptible power supply), que não requer um DPS e fornece energia limpa constante em comparação com outros métodos que utilizam um transformador de isolamento.
Descubra como os surtos ocorrem
Os surtos elétricos podem ocorrer devido a inúmeros fatores, tais como queda de raios ou anomalias ocorridas nas instalações elétricas.
Quando um raio atinge a rede elétrica, seja de maneira direta ou indireta, os raios causam um aumento súbito da tensão (voltagem). Esse fenômeno, chamado de surto elétrico, se propaga até encontrar um ponto de passagem em busca de um ponto de proteção, onde na maioria das vezes deveria ser a haste de cobre do aterramento da instalação elétrica.
Caso o surto elétrico não encontre um ponto de proteção adequado, este buscará outros pontos de proteção, podendo ser máquinas ou equipamentos industriais ou ainda, aparelhos eletrodomésticos ou eletrônicos de residências. Quando isto acontece, os danos muitas vezes são irreparáveis, comprometendo a resistência dielétrica dos isolamentos e reduzindo assim, a vida útil do sistema.
Os impactos negativos para a indústria ocasionados pela ocorrência de surtos
Quando uma descarga atmosférica ocorre em uma indústria, certamente, é um dos distúrbios mais destrutivos, mas existem também outras situações onde ocorrem sobretensões transitórias que são prejudiciais ao sistema elétrico, dentre eles podemos citar as manobras realizadas na rede de energia e os chaveamentos de grandes máquinas indutivas.
Independentemente da área da indústria, tais situações são extremamente destrutivas para os sistemas eletrônicos, podendo gerar uma perda de capital, aumento nos custos de reposição e reparo de equipamentos, falhas contínuas no sistema elétrico, parada de máquinas e da linha de produção, perda de matéria prima, dentro muitos outros prejuízos.
O Brasil é conhecido internacionalmente por ser o país com a maior incidência de raios. Segundo dados do INPE (Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais), o país é anualmente afetado por mais de 77 milhões de descargas atmosféricas. Por ser um fenômeno natural, a descarga atmosférica é muito perigosa, podendo causar diversos tipos de danos, tanto tangíveis quanto intangíveis.
Cada raio causa ao país um prejuízo de cerca de 25 reais, esta é a conclusão do Grupo de Eletricidade Atmosférica (ELAT) do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE), que realizou um estudo junto às empresas do setor elétrico, telecomunicações, seguro, equipamentos eletro-eletrônicos, construção civil, aviação, agricultura, pecuária, entre outras, concluindo que os raios causam prejuízos anuais de aproximadamente um bilhão de reais.
Descubra a importância da instalação do DPS de acordo com a ABNT NBR 5419-4
Para evitar a ocorrência dos danos provocados pelos raios, é recomendado que todo o projeto de instalações elétricas considere um Sistema de Proteção contra Descargas Atmosféricas (SPDA), que deve ser projetado de acordo com a ABNT NBR 5419, norma que estabelece os critérios necessários para a instalação do SPDA.
A norma NBR 5419-4 é o documento oficial produzido pela Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT), no qual orienta, engenheiros eletricistas e demais profissionais da área elétrica, sobre as principais diretrizes e orientações, incluindo as especificações necessárias para a elaboração de um laudo elétrico, para o SPDA.
Entenda quais são as fontes de danos que afetam os equipamentos elétricos e eletrônicos
Como afirma o famoso jargão: prevenção é a solução, e no caso de instalações elétricas, essa frase deve ser um lema diário dentro das indústrias.
Conhecer os principais danos gerados pela falta de um sistema de proteção contra descargas atmosféricas, certamente irá contribuir para conscientizar profissionais do setor elétrico a considerarem um SPDA em seus projetos, e assim, prevenir a queima dos equipamentos elétricos e magnéticos devido a possíveis fontes de danos.
Conheça a seguir, quais são as consequências causadas por cada fonte de dano, e a sua relação com o ponto de impacto, de acordo com a NBR 5419:
S1: Descarga atmosférica na estrutura;
S2: Descargas atmosféricas próximas à estrutura;
S3: Descargas atmosféricas sobre as linhas elétricas e tubulações metálicas que entram na estrutura;
S4: Descargas atmosféricas próximas às linhas elétricas e tubulações metálicas que entram na estrutura.
De acordo com o local da descarga atmosférica, diferentes tipos de danos ocorrem, sendo apresentados de acordo com a relação a seguir:
D1: Danos às pessoas devido ao choque elétrico;
D2: Danos físicos (fogo, explosão, destruição mecânica, liberação de produtos químicos) devido aos efeitos das correntes das descargas atmosféricas, inclusive o centelhamento;
D3: Falhas ou mau funcionamento de sistemas internos das instalações elétricas.
Em decorrência desses danos, a norma afirma que as seguintes perdas podem acontecer:
L1: Perda de vida humana;
L2: Perda de serviço ao público;
L3: Perda de patrimônio cultural;
L4: Perda de valor econômico.
Aprenda especificar um sistema de DPS de acordo com o tipo de instalação
Uma vez realizada uma análise de risco, é possível verificar a necessidade da instalação de um conjunto de DPS coordenado, que deverá ser especificado de acordo com os tópicos estabelecidos na NBR 5419, a fim de garantir que os riscos serão estabelecidos dentro dos valores toleráveis. Conheça alguns parâmetros básicos para a especificação do DPS:
- Classe – Curvas de ensaio do DPS;
- Iimp – Corrente de impulso;
- In – Corrente nominal;
- UC – Tensão máxima de operação contínua;
- Up – Nível de proteção de tensão.
Classificação do DPS
Para se especificar corretamente um Dispositivo de Proteção contra Surtos (DPS), devemos utilizar o conceito de Zonas de Proteção contra Raios (ZPR).
Os DPS são classificados em tipos I, II e III, em função do conceito da ZPR, cada tipo de DPS tem uma finalidade específica e deve ser instalado no local correto para poder cumprir com suas finalidades. Vale ressaltar que, ao especificar um DPS em função de sua corrente deve ser considerado o tipo adequado do DPS, a fim de evitar erros graves. As classes do DPS são as seguintes:
Classe I: são os dispositivos utilizados na proteção contra os efeitos das descargas diretas, então a sua instalação é realizada no ponto de entrada da instalação. O DPS classe I é o mais robusto em relação à capacidade de descarga.
– Fonte de danos S1 e S3;
– Capacidade mínima de 12,5 kA Iimp (corrente de impulso), curva de teste 10/350 µs.
Classe II: são os dispositivos adequados para a proteção contra os efeitos das descargas indiretas, então a sua instalação normalmente é feita no quadro de distribuição. Atualmente é o mais utilizado e trabalha como complemento aos modelos classe I, ou ainda na prevenção contra sobretensões de manobra.
– Fonte de danos S2 e S4;
– Capacidade mínima de 5 kA In (corrente nominal), curva de teste 8/20 µs.
Classe III: são os dispositivos instalados para uma proteção complementar, eles são usados em níveis internos de proteção, sendo instalados próximos aos equipamentos para garantir uma maior proteção.
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Para garantir que haja um nível de proteção eficaz e economicamente viável, recomenda-se que seja feito um plano de gerenciamento das MPS – Medidas de Proteção contra Surtos, que tem como objetivo contribuir na manutenção preventiva, reduzindo riscos e danos causados pelas sobretensões que sobrecarregam as instalações elétricas e os DPS instalados.
É muito importante que, após incidências de descargas atmosféricas, seja realizada uma inspeção das MPS. Essa inspeção deverá ser iniciada pela documentação técnica no qual deverá indicar quais são as MPS instaladas e onde estão localizadas.
Com a ajuda da Dimensional, você conta com uma equipe especializada que irá ajudá-lo a reduzir os riscos e danos causados por sobretensões, ajudando a minimizar os gastos com reparos pela nova aquisição dos equipamentos afetados.
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Até a próxima,
Equipe Dimensional.
