A proteção contra surtos em instalações elétricas é essencial para garantir a segurança e a integridade dos equipamentos e sistemas elétricos. Os Dispositivos de Proteção Contra Surtos (DPS) desempenham um papel crucial nesse processo, desviando a energia excessiva causada por descargas atmosféricas ou outras anomalias para o sistema de aterramento, protegendo assim a instalação. Este artigo oferece um guia completo sobre os DPS, abordando seus tipos, funcionamento, normas relevantes, e melhores práticas de instalação.
O Que São Dispositivos de Proteção contra Surtos (DPS)?
Os DPS são dispositivos projetados para proteger instalações elétricas contra surtos de tensão, que podem ser causados por fenômenos como descargas atmosféricas (raios) ou operações de comutação dentro da rede elétrica. Esses dispositivos são conectados entre a fase e o terra da instalação, desviando o surto para o sistema de aterramento e protegendo os equipamentos conectados.
Normas e Regulamentações
No Brasil, a norma principal que rege a instalação e o uso de DPS é a ABNT NBR 5419-4:2015. Essa norma define as diretrizes para a proteção de estruturas contra descargas atmosféricas e detalha os requisitos para a instalação de DPS, incluindo sua classificação e posicionamento dentro do sistema elétrico.
Classificação dos DPS
Os DPS são classificados em diferentes categorias com base na sua capacidade de suportar e dissipar surtos:
- Classe I: Destinados a proteger contra descargas diretas de raios, são robustos e normalmente instalados no ponto de entrada da instalação elétrica.
- Classe II: Utilizados para proteção contra surtos indiretos e sobretensões de manobra, são frequentemente instalados nos quadros de distribuição.
- Classe III: Oferecem proteção complementar e são instalados próximos aos equipamentos sensíveis, como dispositivos eletrônicos.
Funcionamento dos DPS
Os DPS operam como uma espécie de válvula de alívio para a energia excessiva. Em condições normais, eles têm alta resistência, isolando os condutores de linha do terra. Quando ocorre um surto, a resistência do DPS cai drasticamente, permitindo que a corrente de surto seja desviada para o aterramento, evitando danos aos equipamentos.
Existem dois tipos principais de DPS em função da ação elétrica:
- Curtocircuitantes: Reduzem abruptamente sua resistência ao detectar um surto, direcionando-o para o terra.
- Não curtocircuitantes: Funcionam como limitadores de tensão, ajustando gradualmente sua impedância para desviar o surto.
Tipos de DPS por Tecnologia
Os DPS podem ser construídos utilizando diferentes tecnologias, cada uma com características específicas:
- Centelhadores: Utilizam um arco voltaico para criar um caminho de baixa impedância durante um surto.
- Varistores: Resistores que alteram sua resistência com base na tensão aplicada, sendo rápidos e eficazes em escoar surtos.
- Diodos Supressores: Utilizados principalmente em dispositivos de Classe III, baseiam-se em diodos Zener para limitar a tensão.
Topologias de Instalação
A instalação de DPS deve seguir topologias específicas, como os esquemas TN-S e TN-C, para garantir que o surto seja devidamente escoado para o aterramento. Além disso, é comum o uso de fusíveis em série com o DPS para adicionar uma camada extra de proteção.
Zonas de Proteção Contra Raios (ZPR)
As instalações elétricas são divididas em Zonas de Proteção contra Raios (ZPR), que variam em função da severidade dos surtos que podem ocorrer. Os DPS são instalados nas fronteiras dessas zonas:
- Tipo 1: Entre as zonas ZPR0B e ZPR1.
- Tipo 2: Entre as zonas ZPR1 e ZPR2.
- Tipo 3: Entre as zonas ZPR2 e ZPR3.
Melhores Práticas na Instalação de DPS
- Escolha do DPS Adequado: Selecione o DPS correto com base na classificação da instalação e nos níveis de proteção requeridos.
- Instalação Correta: Siga as normas NBR para a instalação dos DPS, garantindo que estejam posicionados corretamente e com aterramento eficiente.
- Manutenção Regular: Inspecione regularmente os DPS, especialmente aqueles de Classe III, para garantir que estejam em bom estado de funcionamento.
FAQ sobre Proteção Contra Surtos em Instalações Elétricas
1. O que é um DPS e por que ele é importante?
Um DPS (Dispositivo de Proteção contra Surtos) é um equipamento que protege instalações elétricas contra surtos de tensão, desviando a energia excedente para o aterramento. Ele é essencial para prevenir danos a equipamentos e evitar falhas no sistema elétrico.
2. Como escolher o DPS certo para minha instalação?
A escolha do DPS depende da localização da instalação, do tipo de proteção necessária (direta ou indireta), e da sensibilidade dos equipamentos a serem protegidos. Consulte a classificação dos DPS (Classe I, II, III) e as normas ABNT NBR 5419-4 para fazer a escolha adequada.
3. Onde devo instalar o DPS?
Os DPS devem ser instalados nos pontos de entrada de energia, nos quadros de distribuição, e próximo a equipamentos sensíveis, dependendo do tipo de DPS. Seguir a topologia TN-S ou TN-C é recomendado para garantir a eficácia da proteção.
4. Com que frequência devo verificar os DPS?
Recomenda-se inspecionar os DPS regularmente, especialmente após eventos de surtos conhecidos, como tempestades. DPS de Classe III requerem verificação mais frequente, já que falhas neles podem não ser imediatamente evidentes.
5. Um DPS pode falhar?
Sim, DPS podem falhar, especialmente após esgotarem sua capacidade de dissipação de energia. É crucial monitorar seu estado e substituir unidades danificadas para manter a proteção efetiva.
6. Quais são os tipos de DPS?
Os DPS podem ser classificados como:
- DPS não curtocircuitantes: Compostos por para-raios de resistência não linear ou por para-raios de expulsão.
- DPS curtocircuitantes: Que atuam diretamente no curto-circuito, mas não são recomendados em determinadas situações.
7. Quando o uso de DPS é obrigatório?
A obrigatoriedade do uso de DPS é indicada pela NBR 5410:2004, no item 5.4.2. Ela especifica as condições e as circunstâncias em que a instalação de DPS é necessária, principalmente em locais com alta incidência de descargas atmosféricas.
8. Como deve ser feita a ligação à terra dos DPS?
O terminal de terra dos DPS deve ser ligado de uma das seguintes formas:
A um conjunto interligado que compreenda todas as massas de instalação e elementos condutores estranhos à instalação.
A um eletrodo de aterramento independente, com resistência adequada para suportar a corrente de falta.
9. Quais são os cuidados ao conectar os condutores ao DPS?
Os condutores que conectam o DPS aos condutores vivos e ao aterramento devem:
- Ser dimensionados para suportar as correntes máximas que podem atravessar o DPS.
- Ter uma seção de acordo com as prescrições para condutores de proteção.
- Ter isolamento adequado equivalente ao dos condutores da instalação.
10. Qual é a diferença entre os esquemas de aterramento TNC, TNS, TT, e IT?
Esses esquemas referem-se à forma como o neutro e o condutor de proteção (PE) são configurados:
- TNC: Neutro e condutor de proteção combinados em um único condutor (PEN).
- TNS: Neutro e condutor de proteção separados.
- TT: Neutro e condutor de proteção conectados a terra em pontos separados.
- IT: Sistema isolado de terra com um ponto de aterramento através de alta impedância.
11. Como escolher o DPS adequado para minha instalação?
A escolha do DPS adequado deve considerar a corrente nominal, a máxima tensão residual, e o nível de proteção requerido. Também é importante levar em conta as condições ambientais, como a exposição a descargas atmosféricas, para determinar a necessidade de um DPS com maior capacidade de corrente.
12. Qual é a importância de instalar DPS em uma edificação?
A instalação de DPS é fundamental para proteger os equipamentos elétricos e eletrônicos contra danos causados por sobretensões transitórias. Isso aumenta a segurança da instalação, evita perdas financeiras devido à queima de equipamentos e contribui para a continuidade operacional de sistemas críticos.
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