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Proteção contra
descargas atmosféricas (raios) 7 min read
Proteção
contra descargas atmosféricas (raios) eMail3471Share Você sabia? Anualmente, caem milhões de descargas atmosféricas
(raios) no mundo inteiro e o Brasil é o campeão em quedas de raios, segundo o
Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE). A descarga atmosférica é um
fenômeno natural com consequencias destrutivas, resultando
em vítimas fatais e em bilhões de gastos com a reparação dos danos causados
pelas descargas atmosféricas. As descargas
atmosféricas causam sobretensões transitórias que são sobretensões é um
pulso ou onda de tensão que sobrepõe a tensão nominal da rede. Os efeitos das
descargas atmosféricas podem ser direto ou
indireto; – o efeito direto é quando o raio cai diretamente sobre as edifícações e/ou instalações elétricas, sua energia é
muito elevada e destruidora. – o efeito indireto é quando o raio cai em um ponto e a
sobretensões induzida chega até as instalações elétricas. A descarga
atmosférica direta ou indireta pode ter consequências destrutivas nas
instalações elétricas, mesmo a diversos quilômetros do ponto da queda.
Como se proteger contra estes
efeitos? Para responder
as diferentes necessidades nas instalações elétricas, a proteção contra
os efeitos das descargas atmosféricas pode ser realizada com ajuda de
equipamentos/dispositivos a serem instalados na parte externa ou
interna das edificações. – na parte
externa pode ser adotado um Sistema de Proteção contra Descargas Atmosféricas
(SPDA) que são utilizados para evitar os incêndios e as degradações que
poderão ser ocasionadas por um impacto direto da descarga atmosférica sobre a
edificação (pára-raio, gaiola de Faraday,…) – na parte interna são utilizados Dispositivos de Proteção contra
Surtos (DPS), ao qual dedicamos este artigo, obrigatório pela norma ABNT
NBR 5410, na edição de 2014, para proteger as instalações elétricas e os
equipamentos eletroeletrônicos. Lembrando que o DPS não protege contra
sobretensões temporárias, somente transitórias. A função do DPS
é escoar a sobretensão causada pela descarga atmosférica e limitar a
sobretensão (afim de não danificar os receptores). Dispositivos de
proteção de surto (DPS) usam 2 diferentes tecnologias adaptadas para cada
efeito de descarga atmosférica. –
Tipo chaveamento de tensão : dispositivo spark gap (centelhador) é
principalmente usado contra efeito de descarga direta –
Tipo limite de tensão : varistor
ou diodo ceifador (semi condutor) principalmente
usado contra efeito de descarga indireta Eles são isntalados em trilho DIN e no mercado podemos encontrar DPSs nas versões: – 1P, 1P+N, 2P,
3P, 3P+N e 4P, – Classe I,
Classe II, Classe I+II em um único dispostivo e
Classe III. Existem três
Classes de DPS: – Classe I –
destinado à proteção contra sobretensões causadas por descargas atmosféricas
diretas, com uma grande capacidade de escoamento, recomendados para
instalações em locais de alta exposição à descargas atmosféricas,
na entrada da distribuição elétrica das edificações com SPDA. O
DPS Classe I é caracterizado por uma onda de corrente 10/350µs. – Classe II –
com uma capacidade de escoamento menor que o do Classe I, recomendados para
proteção das instalações elétricas e equipamentos eletroeletrônicos em
edificações sem SPDA, mas que podem sofrer os efeitos indiretos das descargas
atmosféricas. O DPS Classe II é caracterizado por uma onda de corrente 8/20µs. – Classe
III – eles são destinados a proteção fina dos receptores sensíveis (computadores,…), possuem uma capacidade baixa de
escoamento, devem ser instalados a jusante de um DPS Classe II. O DPS
Classe I é caracterizado por uma onda de corrente combinada
1,2/50µs e 8/20µs. Os três tipos de
classe não são comparáveis, cada uma possui sua particiularidade.
Onde instalar e como selecionar? Conforme item 6.3.5.2.1 – “Uso e localização dos DPSs” na norma ABNT NBR 5410, existem alguns
critérios a serem seguidos: “a) quando o
objetivo for a proteção contra sobretensões de origem atmosférica
transmitidas pela linha externa de alimentação, bem como a proteção contra
sobretensões de manobra, os DPS devems er instalados junto ao ponto de entrada da linha na
edificação ou no quadro de distribuição principal, localizado o mais próximo
possível do ponto de entrada; ou b) quando o
objetivo for a proteção contra sobretensões provocadas por descargas
atmosféricas diretas sobre a edificação ou em suas proximidades, os DPS devem
ser instalados no ponto de entrada da linha na edificação.” – Quando existir
SPDA na edificação deve ser instalados DPS Classe I
(efeitos diretos) e Classe II (efeitos indiretos) no quadro principal e DPS
Classe II nos quadros terminais. – quando não existir SPDA na edificação, deve ser instalado
o DPS Classe II nos quadros de distribuição e se existir equipamentos
sensíveis a mais de 30m do quadro onde esteja instalado um DPS Classe II,
deve ser instalado um DPS Classe III próximo a equipamento sensível. Os DPS deverão
estar dispostos conforme figura 13 da norma ABNT NBR 5410, abaixo: Os DPS devem
estar conforme a norma ABNT NBR IEC 61643-1 e ser selecionadas conforme
descrito no item 6.3.5.2.4 “Seleção dos DPS” da norma ABNT NBR 5410, que
mencionam as seguintes características: – nível de proteção Up – máxima tensão de operação contínua Uc
(veja tabela 49 da norma) – corrente nominal de descarga e corrente de impulso (Iimp) – suportabilidade à corrente de curto-circuito – coordenação dos DPS Lembrando que
para determinar a intensidade do DPS destinado à proteção de uma instalação
elétrica contra os efeitos das descargas atmosféricas (baixo risco, médio
risco e alto risco), é necessário levar em conta os critérios próprios do
local, e as características dos equipamentos à
serem protegidos. Temos que avaliar: – a probabilidade de queda de raios no local – natureza da rede – presença de para-raio na
instalação – o custo e a
sensibilidade dos equipamentos – o custo da parada do equipamentos -… “Notas a) A
ligação ao BEP ou à barra PE depende de onde, exatamente, os DPS serão isntalados e de como o BEP é implementado, na prática.
Assim, a ligação será no BEP quando: – o BEP se situar a montante do quadro de
distribuição principal (com o BEP localizado, como deve ser, nas proximidades
imediatas do ponto de entrada da linha na edificação) e os DPS forem
instalados então junto do BEP, e não no quadro; ou – os DPS forem isntalados
no quadro de distribuição principal da edificação e a barra PE do quadro
acumular a função de BEP. Por
consequência, a ligação serra na barra PE, propriamente dita, quando os DPS
forem instalados no quadro de distribuição e a barra PE do quadro não
acumular a função de BEP. b)
A hipótese configura um esquema que entra TN C e que prossegue instalação
adentro TN C, ou que entra TN C e em seguida para a TN S (aliás, como requer
a regra geral de 5.4.3.6). O neutro de entrada, necessariamente PEN, deve ser
aterrado no BEP, direta ou indiretamente (ver figura G.S). A passagem do
esquema TN C a TN S, com a separação do condutor PEN de chegada em condutor
neutro e condutor PE, seria feita no quadro de distribuição principal
(globalmente, o esquema é TN-C-S). c)
A hipótese configura três possibilidade de esquema de aterramento: TT (com
neutro), IT com neutro e linha que entra na edificação já em esquema TN-S. d)
Há situações em que um dos dois esquemas se torna obrigatório, como a do caso
relacionaod na alínea b) de 6.3.5.2.6.” Norma
ABNT NBR 5410 (Figura 13 – Esquemas de
conexão DPS no ponto de entrada da linha de energia ou no quadro de
distribuição principal da edificação) Dispositivos de desconexão dos DPS Um dispositivo
de desconexão (disjuntor) é necessário para
garantir a segurança da instalação. Cada DPS deve obrigatoriamente ser
associado a um dispositivo de desconexão a montante em série. Este dispositivo
assegura: – continuidade de serviço quando o DPS chegar ao fim de sua
vida, – também permite isolar facilmente o DPS, quando for
substituído preventivamente. Após ter
determinado o tipo de DPS adaptado à instalação, é necessário escolher um
dispositivo de desconexão (disjuntor) apropriado. A capacidade de interrupção
deve ser compatível com a capacidade de interrupção no ponto da instalação e também totalmente coordenado com o DPS. O fabricante
deve garantir esta cooordenção e fornecer uma lista de escolha para os quais os testes
foram realizados. Fontes: ABNT NBR 5410:
Instalações elétricas de baixa tensão Electrical installation guide, Technical collection, Schneider
Electric, 2010 Catálogo Acti9 a
eificência que você merece, Schneider Electric,
2010 |
