Um dispositivo de proteção contra surtos, também conhecido como protetor contra surtos ou SPD, é projetado para proteger os 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 no 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, evitando que o surto danifique outros dispositivos no circuito .

Os dispositivos de proteção contra surtos (SPDs) são um método econômico para prevenir interrupções e aumentar a confiabilidade do sistema.

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

Um SPD funciona desviando o excesso de tensão 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 devido a vários motivos, incluindo quedas de raios, comutação da rede elétrica, fiação defeituosa e operação de equipamentos elétricos de alta potência.Também podem ser causados ​​por eventos que acontecem no interior de um edifício, como o arranque de motores ou o ligar/desligar de grandes aparelhos.

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

Proteção de equipamentos eletrônicos sensíveis contra surtos de tensão prejudiciais.

Prevenção de perda ou corrupção de dados em sistemas informáticos.

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 SPD pode variar dependendo de fatores como sua qualidade, a gravidade dos surtos encontrados e as práticas de manutenção.Geralmente, os SPDs têm uma vida útil que varia de 5 a 10 anos.No entanto, recomenda-se inspecionar e testar regularmente os SPDs e substituí-los conforme necessário para garantir a proteção ideal.

A necessidade de SPDs pode variar dependendo de fatores como localização geográfica, regulamentações locais e sensibilidade do equipamento eletrônico conectado.É aconselhável consultar um eletricista ou engenheiro elétrico qualificado para avaliar suas necessidades específicas e determinar se um SPD é necessário para o seu sistema elétrico.

Alguns componentes comuns de proteção contra surtos usados ​​na fabricação de SPDs 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).MOVs são a tecnologia mais comumente usada para proteção de circuitos de energia CA.A classificação da 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 será a corrente nominal 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 cláusula, conectando os MOVs em um arranjo paralelo, um valor de corrente de surto poderia ser calculado simplesmente somando as classificações de corrente de surto dos MOVs individuais para obter a classificação de corrente de surto do arranjo.Ao fazê-lo, deve ser dada atenção à coordenação da operação.

Existem muitas hipóteses sobre qual componente, qual topologia e a implantação de tecnologia específica produzem o melhor SPD 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 de corrente de surto giram em torno dos dados de teste de desempenho.Independentemente dos componentes utilizados no projeto, ou da estrutura mecânica específica implantada, o que importa é que o SPD tenha uma classificação de corrente de surto ou classificação de corrente de descarga nominal adequada para a aplicação.

A edição atual dos Regulamentos de Fiação IET, BS 7671:2018, afirma que, a menos que seja realizada uma avaliação de risco, a proteção contra sobretensão transitória deverá ser fornecida onde a consequência causada pela sobretensão puder:

Resultar em ferimentos graves ou perda de vidas humanas;ou

Resultar na interrupção dos serviços públicos e/ou danos ao património cultural;ou

Resultar na interrupção da atividade comercial ou industrial;ou

Afeta um grande número de indivíduos co-localizados.

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

Embora os Regulamentos de Fiação do IET não sejam retrospectivos, quando o trabalho estiver 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 do IET, é necessário garantir que o circuito modificado esteja em conformidade com os mais recentes edição, isso só será benéfico se SPDs forem instalados para proteger toda a instalação.

A decisão de adquirir SPDs está nas mãos do cliente, mas ele deve receber informações suficientes para tomar uma decisão informada sobre se deseja omitir os SPDs.Uma decisão deve ser tomada com base em fatores de risco de segurança e após uma avaliação do custo dos SPDs, que pode custar apenas algumas centenas de libras, em relação ao custo da instalação elétrica e dos equipamentos a ele conectados, como computadores, TVs e equipamentos necessários, por exemplo, detecção de fumaça e controles de caldeira.

A proteção contra surtos poderia ser instalada em uma unidade consumidora existente se houvesse espaço físico adequado disponível ou, se não houvesse espaço suficiente, poderia ser instalada em um gabinete externo adjacente à unidade consumidora existente.

Também vale a pena consultar sua seguradora, pois algumas apólices podem estabelecer que os equipamentos devem ser cobertos por SPD ou não serão pagos em caso de sinistro.

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

Os dispositivos de proteção contra surtos (SPDs) são essenciais para proteger equipamentos eletrônicos contra os 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.

Os 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 contra danos e prolongando sua vida útil.

Concluindo, os SPD são essenciais no ambiente tecnológico moderno.

Princípio de funcionamento do SPD

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

Desta forma, a magnitude da tensão de entrada é reduzida para 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.

A sua função é desviar a corrente de descarga ou impulso e limitar a sobretensão no equipamento a jusante.

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

A. Condição Normal (ausência de surto)

No caso de condições sem surto, o SPD não tem impacto no sistema e atua como um circuito aberto, permanecendo em estado de alta impedância.

B. Durante picos de tensão

Em caso de picos e surtos de tensão, o SPD passa para o estado de condução e sua impedância diminui.Desta forma, protegerá o sistema desviando a corrente de impulso para a terra.

C. De volta à operação normal

Depois que a sobretensão foi descarregada, o SPD voltou ao seu estado normal de alta impedância.

Dispositivos de proteção contra surtos (SPDs) são componentes essenciais das redes elétricas.No entanto, escolher um SPD adequado para o seu sistema pode ser uma questão difícil.

Tensão máxima de operação contínua (UC)

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

Tempo de resposta

É descrito como o tempo de reação do SPD aos transientes.Quanto mais rápido o SPD responder, melhor será a proteção do SPD.Normalmente, os SPDs baseados em diodo Zener têm a resposta mais rápida.Os tipos cheios de gás têm um tempo de resposta relativamente lento e os fusíveis e os tipos MOV têm o tempo de resposta mais lento.

Corrente de descarga nominal (In)

O SPD deve ser testado em 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 o pico de corrente máximo esperado na rede de distribuição para garantir que 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 fixar qualquer transitório de tensão que detecta na linha de alimentação.

Fabricante e Certificações

Selecionar um SPD de um fabricante conhecido que possua certificação de uma instalação 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.

A compreensão dessas 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 (SPDs) são projetados para fornecer proteção confiável contra sobretensões transitórias, mas certos fatores podem levar à sua falha.A seguir estão algumas das razões subjacentes à falha dos SPDs:

1. Picos de energia excessivos

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

2. Fator de envelhecimento

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

3. Problemas de configuração

Mal configurado, como quando um SPD configurado em estrela está vinculado a uma carga conectada por meio de um delta.Isto pode expor o SPD a tensões maiores, o que pode resultar em falha do SPD.

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 SPD funcione corretamente, é necessário aterramento.Um SPD pode funcionar mal ou possivelmente se tornar um problema de segurança se estiver aterrado incorretamente.