Uma sobretensão é um excesso da classificação de tensão máxima para uma rede específica. A tensão de surto refere-se a um surto súbito de tensão entre fase e terra, que leva uma fração de segundo. Essa queda de tensão é perigosa não apenas para a linha, mas também para os aparelhos elétricos conectados a ela. Para evitar esta situação, é usado um dispositivo de proteção contra surtos.
Contente
O que é um SPD e por que ele é necessário?
O SPD é um dispositivo de proteção contra surtos que fornece proteção para instalações elétricas de até 1 kV.O dispositivo protege contra sobretensões na rede, bem como contra efeitos de raios, desviando os pulsos de corrente para o solo.
Os SPDs são usados apenas em sistemas de distribuição de energia de baixa tensão. Este dispositivo é adequado para empresas industriais e edifícios residenciais.
Existem dois tipos de DPS:
- OPS - pára-raios de rede;
- SPE - limitador de tensão de surto.
Princípio de funcionamento e dispositivo
O princípio de operação do SPD é o uso de varistores - um elemento não linear na forma de um resistor de resistência semicondutor contra a tensão aplicada.
O SPD tem dois tipos de proteção:
- Desequilibrado (modo comum) - em caso de sobretensão, o dispositivo envia impulsos para o terra (fase - terra e neutro - terra);
- Simétrico (diferencial) - em caso de sobretensão, a energia é direcionada para outro condutor ativo (fase - fase ou fase - neutro).
Para entender melhor o princípio de funcionamento dos DPS, apresentamos uma pequena exemplo.
A tensão normal do circuito é de 220 V, e quando ocorre um impulso neste mesmo circuito, a tensão aumenta acentuadamente, por exemplo, durante um raio. Com um afiado oscilação de energia, a resistência no SPD diminui, o que leva a um curto-circuito, que por sua vez leva à operação do disjuntor e, posteriormente, à desconexão do próprio circuito. Assim, garante-se a proteção do equipamento elétrico contra quedas repentinas de tensão, evitando que um pulso de alta tensão flua através dele.
Variedades de SPD
Os dispositivos de proteção contra surtos vêm com uma e duas entradas e subdividido em:
- Deslocamento;
- limitante;
- Combinado.
Comutação de dispositivos de proteção
Uma característica dos dispositivos de comutação é uma alta resistência, que, quando ocorre um forte impulso na tensão, cai instantaneamente para zero. O princípio de operação dos dispositivos de comutação é baseado em pára-raios.
Limitadores de sobretensão de rede (SPD)
O limitador de tensão de rede também é caracterizado por alta resistência. Sua diferença do dispositivo de comutação é apenas que a diminuição da resistência ocorre gradualmente. O pára-raios é baseado na operação do varistor (resistor), que é usado em seu projeto. A resistência do varistor está em uma dependência não linear da tensão que atua sobre ele. Com um aumento acentuado na tensão, há também um aumento acentuado na força da corrente, que passa diretamente pelo varistor e entao os impulsos elétricos são suavizados desta forma, após o que o limitador de tensão da rede retorna ao seu estado original.
SPDs combinados
Os SPDs do tipo combinado combinam pára-raios e varistores e podem desempenhar tanto a função de um pára-raios quanto de um limitador.
aulas SPD
Existem apenas três classes de dispositivos de acordo com o grau de proteção:
- Dispositivo de classe I (categoria de sobretensão IV) - protege o sistema contra raios diretos e é instalado no quadro de distribuição principal ou no dispositivo de distribuição de entrada (ASU). Certifique-se de usar este dispositivo se o prédio estiver localizado em uma área aberta e cercado por muitas árvores altas, o que aumenta o risco de exposição a raios.
- Dispositivo de classe II (categoria de sobretensão III) - usado como complemento de um dispositivo de classe I para proteger a rede contra efeitos de comutação, ou seja, de sobretensão da rede interna. Instalado no quadro de distribuição.
- Dispositivo de classe III (categoria de sobretensão II) - usado para proteger contra surtos residuais atmosféricos e de comutação, bem como para eliminar interferências de alta frequência que passaram por um dispositivo de classe II. A instalação é realizada tanto em tomadas comuns ou caixas de junção, quanto nos próprios aparelhos elétricos, que devem ser protegidos.
Classificação de acordo com o grau de descarga de corrente:
- Classe B - descargas de ar ou gás com corrente de descarga de 45 a 60 kA. Eles são instalados na entrada do edifício na blindagem principal ou no quadro de entrada.
- Classe C - módulos varistores com correntes de descarga da ordem de 40 kA. São estabelecidos em placas adicionais.
- As classes C e D são usadas em conjunto quando é necessária a entrada de cabos subterrâneos.
IMPORTANTE! A distância entre os SPDs deve ser de pelo menos 10 metros ao longo do comprimento da fiação.
Como escolher um SPD?
A primeira coisa a fazer ao escolher um DPS é determinar o sistema de aterramento usado no edifício.
Existem três tipos de sistema de aterramento:
- TN-S monofásico;
- TN-S com três fases;
- TN-C ou TN-C-S com três fases.
É igualmente importante prestar atenção à temperatura mantida ao comprar o dispositivo. A maioria dos SPDs é projetada para operar em temperaturas abaixo de -25. Se a sua área tiver um clima muito frio e os invernos forem rigorosos, o painel elétrico não deve estar localizado do lado de fora, caso contrário, o dispositivo falhará.
Ao escolher um SPD, os seguintes fatores também devem ser levados em consideração:
- Importância dos equipamentos protegidos;
- Risco de impacto no objeto: terreno (cidade ou subúrbio, área plana e aberta), zona de risco especial (árvores, montanhas, reservatório), zona de impacto especial (pára-raios a uma distância inferior a 50 metros do edifício, que é perigoso).
Em conexão com a situação em que se tornou necessário instalar um DPS, uma classe adequada (I, II, III) é selecionada.
Também é importante considerar a resistência à tensão do dispositivo. Para dispositivos classe I, este indicador não excede 4 kV. Um dispositivo de classe II suporta níveis de tensão de até 2,5 kV e um dispositivo de classe III de até 1,5 kV.
Outro parâmetro importante na escolha de um DPS é a tensão máxima de operação contínua - o valor efetivo da corrente alternada ou contínua, que é aplicada continuamente ao DPS. Este parâmetro deve ser igual à tensão nominal da rede. Os detalhes podem ser encontrados nas informações em IEC 61643 - 1, Apêndice 1.
Ao conectar um DPS para proteger o equipamento, é importante levar em consideração sua corrente nominal contínua ou alternada, que pode ser carregada.
Como conectar um SPD em uma casa particular?
O SPD é instalado dependendo do indicador de tensão: 220V (uma fase) e 380V (três fases).
O diagrama de fiação pode ser voltado para continuidade ou segurança, você precisa priorizar. No primeiro caso, a proteção contra raios pode ser temporariamente desativada para evitar a interrupção no fornecimento dos consumidores. No segundo caso, é inaceitável desligar a proteção contra raios, mesmo por alguns segundos, mas é possível um desligamento completo do fornecimento.
Esquema de conexão em uma rede monofásica do sistema de aterramento TN-S
Ao usar uma rede TN-S monofásica, um condutor de proteção de fase, zero de trabalho e zero deve ser conectado ao SPD. A fase e o zero são conectados primeiro aos terminais correspondentes e, em seguida, por um loop à linha do equipamento. Um condutor de aterramento é conectado ao condutor de proteção. O SPD é instalado imediatamente após a máquina introdutória. Para facilitar o processo de conexão, todos os contatos do dispositivo estão marcados, portanto, não deve haver dificuldades.
Explicação do esquema: A, B, C - fases da rede elétrica, N - condutor neutro de trabalho, PE - condutor neutro de proteção.
REFERÊNCIA. Recomenda-se o uso de fusíveis para proteção adicional do SPD, que são instalados diretamente no próprio dispositivo.
Esquema de fiação em uma rede trifásica do sistema de aterramento TN-S
Uma característica distintiva de uma rede TN-S trifásica de uma monofásica é que cinco condutores vêm da fonte de alimentação, três fases, um neutro de trabalho e um condutor neutro de proteção. Três fases e um fio neutro são conectados aos terminais. O quinto condutor de proteção é conectado ao corpo do eletrodoméstico e ao terra, ou seja, serve como uma espécie de jumper.
Esquema de conexão em uma rede trifásica do sistema de aterramento TN-C
No sistema de aterramento TN-C, os condutores de trabalho e de proteção são combinados em um fio (PEN), esta é a principal diferença do aterramento TN-S.
O sistema TN-C é mais simples e já bastante desatualizado, sendo comum em um parque habitacional desatualizado. De acordo com os padrões modernos, é usado o sistema de aterramento TN-C-S, no qual existem separadamente os condutores de trabalho zero e de proteção zero.
A transição para um sistema mais novo é necessária para evitar choques elétricos no pessoal de serviço e situações de incêndio. E, claro, no sistema TN-C-S, a proteção contra surtos repentinos é melhor.
Nas três opções de conexão, em caso de sobretensão, a corrente é direcionada para a terra através do cabo terra ou através de um condutor de proteção comum, o que evita que o impulso prejudique toda a linha e equipamentos.
Erros de conexão
1. Instalação de um DPS em um quadro de distribuição com malha de terra ruim.
Se você cometer esse erro, poderá perder não apenas todos os aparelhos elétricos, mas também o próprio quadro de distribuição no primeiro relâmpago, pois não haverá sentido de proteção com um loop de terra ruim e, consequentemente, nenhuma proteção.
2. DPS selecionado incorretamente que não se encaixa no sistema de aterramento utilizado.
Antes de comprar um aparelho, certifique-se de saber qual sistema de aterramento é utilizado em sua casa e, ao comprar, leia atentamente sua documentação técnica para evitar erros.
3. Uso de um SPD da classe errada.
Como já discutido acima, existem 3 classes de dispositivos de proteção contra surtos. Cada classe corresponde a um quadro específico, e deve ser instalada de acordo com as normas e regulamentos.
4. Instalação de SPDs de apenas uma classe.
Muitas vezes não é suficiente instalar um SPD de uma classe para uma proteção confiável.
5. A classe do dispositivo e seu destino estão confusos.
Também acontece que os dispositivos de classe B são colocados no quadro de distribuição do apartamento, os dispositivos de classe C na ASU do edifício e os dispositivos de classe D na frente de equipamentos eletrônicos.
O SPD é certamente uma coisa boa e necessária, mas seu uso na fonte de alimentação doméstica não é obrigatório.No caso de conectar este dispositivo, vale lembrar que ele é selecionado individualmente para cada sistema de aterramento. É por esse motivo que, imediatamente antes de comprar, é recomendável usar os serviços de um eletricista experiente para evitar problemas.
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