Dispositivo Protetor de Surto Classe I/II

Dimensões Monopolar

Dimensões Tripolar

Esquemas de ligação conforme ABNT NBR 5410:2004

Quando a linha elétrica de energia que chega à edificação NÃO inclui neutro.

Quando a linha elétrica de energia que chega à edificação inclui neutro e está aterrado no barramento de equipotencialização principal da edificação.

Ambas topologias são aceitas quando a linha elétrica de energia que chega à edificação inclui neutro, mas NÃO está aterrado no barramento de equipotencialização principal da edificação.

Conceitos sobre os DPS

O que é um DPS?

DPS, é a sigla utilizada para o Dispositivo de Proteção contra Surtos. O DPS é o dispositivo preconizado pela norma ABNT 5410 e 5419, para proteger as instalações elétricas e os equipamentos eletro-eletrônicos contra surtos, sobretensões ou transientes diretos ou indiretos, independentemente da origem, se por descargas atmosféricas ou por manobras da concessionária.

O aterramento em conformidade com a norma, é suficiente para proteger a instalação elétrica e os equipamentos contra transientes?

Com certeza não, pois o sistema de aterramento é apenas um dos componentes, é através dele que o (DPS) Dispositivo de Proteção contra Surtos, desvia os transientes ou surtos para a terra. Portanto o aterramento não protege contra transientes ou surtos.

O sistema perfeito é composto de:

• hastes de aterramento;
• ligação equipotencial;
• e DPS, que é o principal elemento.

Sendo assim qualquer instalação sem um desses componentes estará com a sua segurança comprometida. Vale lembrar que o aterramento tem outras finalidades, tais como drenar a tensões eletrostáticas que se formam nos equipamentos eletrônicos e principalmente proteger os seus usuários de choques elétricos.

O DPS instalado sem aterramento irá proteger os equipamentos eletrônicos?

A LEI FEDERAL No 11.337, de 26 de JULHO DE 2006, sancionada pelo Presidente Lula, com vigência a partir de dezembro de 2007, estipulou:

Art. 1o As edificações cuja construção se inicie a partir da vigência desta Lei deverão obrigatoriamente possuir sistema de aterramento e instalações elétricas compatíveis com a utilização do condutor-terra de proteção, bem como tomadas com o terceiro contato correspondente. ?

No entanto, não podemos esquecer que o parque instalado, na sua grande maioria, não possui o sistema de aterramento. Porém, no Brasil é muito comum o sistema TN-C, onde o neutro é aterrado. Nesses casos o condutor de neutro aterrado (PEN) pode ser utilizado pelo DPS como aterramento. Nos demais casos, para que o DPS ofereça total proteção ele necessita do sistema de aterramento para desviar os surtos e transientes que atingem uma instalação elétrica.

E o para-raios (SPDA) do prédio, protegem os equipamentos?

Não, os para-raios são indicados para proteger as estruturas das edificações e os indivíduos que se encontram em seu interior, sem oferecer nenhuma proteção aos equipamentos eletro-eletrônicos. De acordo com a Norma ABNT 5419:2001 – Item 3.5, o Sistema de Proteção contra Descargas Atmosféricas é composto de um sistema externo (para-raios) e um sistema interno (DPS).

A instalação de DPS é obrigatória?

Sim, é obrigatório. A norma ABNT 5410/2004, em seu item 5.4.2.1 estabelece que todas as edificações dentro do território brasileiro, que forem alimentadas total ou parcialmente por linha aérea, e se situarem onde há a ocorrência de trovoadas em mais de 25 dias por ano, devem ser providas de DPS;(Zona de influências externas AQ2). Quando partes da instalação estão situadas no exterior das edificações, expostas a descargas diretas, ( Zona de influências externas AQ3) o DPS também é obrigatório.

Não confundir com os equipamentos abaixo, veja as suas indicações:

Estabilizador de tensão: São indicados para compensar as variações de tensão da rede elétrica, com uma tolerância de aproximadamente 15% . Não protege contra raios ou curto-circuitos.

No-break: São indicados para suprir a alimentação de um determinado equipamento a ele plugado, por um certo período, quando houver a interrupção do fornecimento da rede elétrica. Também não protege contra raios.

Fusível: Protegem as instalações contra curto-circuitos. Também não protege contra raios.

Disjuntor: Protegem contra sobrecargas e curto-circuitos. Assim como os fusíveis também não protegem contra surtos de origem em descargas atmosféricas ou de manobra. Esse tipo de equipamento não percebe a ação dos surtos.

Dispositivo (DR): Protegem contra fuga de corrente para o aterramento, protegendo as pessoas contra choques elétricos tanto por contato acidental como falha do sistema.

Filtro de linha: Usados muitas vezes como extensão de tomadas, e quando bem construídos, filtram ruídos em uma certa freqüência da rede elétrica

Como se classificam os DPS?

A Norma ABNT 5410/2004 utilizou como embasamento a Norma IEC 61643 para classificar os DPS, para cada nível de proteção, sendo três tipos: Classe I, Classe II e Classe III. Os Dispositivos devem ser instalados de maneira coordenada, produzindo um efeito cascata, ou seja primeiramente são instalados os DPS com maior capacidade de exposição ao surtos, depois os com capacidade média e finalmente os DPS mais sensíveis. Veja abaixo:

Classe I: DPS destinado à proteção contra sobretensões provocadas por descargas atmosféricas diretas sobre a edificação ou em suas proximidades, com alta capacidade de exposição aos surtos, com capacidade mínima de 12,5 kA de corrente de impulso (Iimp) conforme a Norma ABNT 5410, item 6.3.5.2.4 – “d”. A esta classe pertencem os DPSs testados pelo fabricante com um gerador de forma de onda de 10/350 μs. Esta forma de onda é usada para simular o primeiro impacto de um raio e define o desempenho do DPS em termos de corrente de impulso: Iimp. Eles também são testados em termos de corrente nominal In com uma forma de onda de 8/20 μs, típica dos surtos de tensão induzidos. 

Classe II: DPS destinado à proteção contra sobretensões de origem atmosféricas transmitidas pela linha externa de alimentação, ou seja descargas indiretas, assim também contra sobretensões de manobra, com capacidade mínima de exposição aos surtos, de 5 kA de corrente nominal (In) conforme a Norma ABNT 5410, item 6.3.5.2.4 – “d”. os DPSs desta classe são testados com um gerador de forma de onda 8/20 μs (típica dos surtos de tensão induzidos) para definir o desempenho em termos de corrente nominal e corrente máxima, respectivamente In e Imax.

Classe III: DPS destinado à proteção dos equipamentos eletro-eletrônicos, sendo uma proteção fina, de ajuste, proporcionando uma menor tensão residual, com isso uma proteção efetiva para os equipamentos. Indicado para proteção de redes elétricas, de dados e sinais. Pertencem a esta classe, os dispositivos que desempenham um papel de terminação; a maior parte da energia é retirada pelos DPSs instalados em um ponto anterior. Os modelos de Tipo III são os mais rápidos, e eliminam os surtos de tensão residuais. Estes são testados com um gerador do tipo combinado, que gera uma tensão sem carga Uoc com forma de onda de 1,2/50 μs, capaz de transmitir o valor de corrente nominal In com forma de onda de 8/20 μs.

Da Norma ABNT NBR 5410:2004 Item 6.3.5.2.4- “d” corrente nominal de descarga (In) e corrente de impulso (Iimp)

Na seleção da corrente nominal de descarga e/ou da corrente de impulso do DPS, distinguem-se três situações:

• Quando o DPS for destinado à proteção contra sobretensões de origem atmosférica transmitidas pela linha externa de alimentação e contra sobretensões de manobra, sua corrente nominal de descarga (In) não deve ser inferior a 5 kA (8/20ms) para cada modo de proteção. Todavia, In não deve ser inferior a 20 kA (8/20ms) em redes trifásicas, ou a 10 kA (8/20ms) em redes monofásicas,quando o DPS for usado entre o neutro e PE, no esquema de conexão 3 indicado na figura 13 (pag.131 da Norma ABNT NBR 5410:2004);
• quando o DPS for destinado à proteção contra sobretensões provocadas por descargas atmosféricas diretas sobre a edificação ou em suas proximidades, sua corrente de impulso Iimp deve ser determinado com base na IEC 61312-1; se o valor da corrente não puder ser determinado, Iimp não deve ser inferior a 12,5 kA para cada modo de proteção. No caso de DPS usado entre neutro e PE, no esquema de conexão 3 ver figura 13 (pag.131 da Norma ABNT NBR 5410:2004), Iimp também não deve ser inferior a 50 kA para uma rede trifásica ou 25 kA para uma rede monofásica;
• quando o DPS for destinado, simultaneamente, à proteção contra todas as sobretensões relacionadas nas duas situações anteriores, os valores de In e Iimp do DPS devem ser determinados, individualmente, como especificado acima.

Nota: O ensaio para a determinação da corrente de impulso ( Iimp ) de um DPS é baseado num valor de crista de corrente, dado em kA, e num valor de carga, dado em coulombs (A.s). Não é fixada uma forma de onda particular para a realização desse ensaio e, portanto, essa forma de onda pode ser a 10/350ms, 10/700ms, a 10/1000ms ou , ainda a 8/20ms, não se descartando outras. Também não são fixadas restrições quanto ao tipo de DPS que pode ser submetido a tal ensaio – curto-circuitante, não curto-circuitante, ou combinado.

O objetivo das normas técnicas mencionadas até agora é proporcionar o máximo de proteção para as instalações elétricas e edificações. Como já vimos anteriormente, o sistema de proteção contra raios compreende um sistema interno, DPS e um externo SPDA. Através da utilização conjunta, é feita a proteção completa da edificação e da instalação elétrica e conseqüente- mente dos equipamentos eletro-eletrônicos. Para a perfeita utilização dos dois sistemas, eles devem ser instalados de forma ordenada, através de Zonas de Proteção contra Raios.

E o que são zonas de proteção contra raios?

É importante ficar claro que para evitar os efeitos de descargas atmosféricas tem que se utilizar a proteção como CONCEITO.

Para utilizar proteção como conceito, tem que se pensar no sistema todo, tanto externo quanto interno, ou seja, o SPDA e DPS respectivamente. Por isso é importante fazer a blindagem da edificação e da instalação. A norma IEC 62305 estabeleceu o índice de blindagem, utilizando zonas de proteção, LPZ (Lightning Protector Zone), ou ZPR (Zona de Proteção contra Raios), como está sendo chamado pelo COBEI, na nova estruturação da Norma ABNT 5419. Veja abaixo.

Zonas Externas:

• ZPR 0 - Zona fora da estrutura e próxima ao volume de proteção imposto pelo SPDA, subdividida em 0A e 0B;.
• ZPR 0A -Zona em que os objetos estão expostos a descargas de raios diretas, fora do volume de proteção do SPDA. Neste caso o campo magnético não foi atenuado.
• ZPR 0B – Nesta zona os objetos também estão expostos a descargas de raios diretas, porém o campo magnético foi atenuado, pela presença do SPDA; portanto esta dentro do volume de proteção imposto pelo SPDA; portanto exposta a correntes parciais do valor total da descarga atmosférica;

Zonas Internas:

• ZPR 1 - Zona em que os objetos não estão expostos a descargas de raios diretas. A corrente da descarga já foi atenu- ada pela zona 0B. Portanto neste caso o campo magnético foi atenuado, pois houve uma distribuição da corrente pelos elementos da edificação, SPDA e DPS Classe I, instalado entre a ZPR 0B e ZPR1.
• ZPR 2 / ZPR 3- Zonas em que os objetos não estão expostos a descargas de raios diretas, e a corrente da descarga já foi atenuada pelas demais zonas de proteção e divisões da corrente nos circuitos e por outros DPSs instalados no sis- tema. Neste caso o campo magnético esta atenuado.

Lembramos que devemos ter DPSs instalados na transição entre as Zonas de Proteção.