Compreenda a função do DPS elétrica e sua influência em sistemas fotovoltaicos. Esse dispositivo é essencial para a salvaguarda de instalações elétricas frente a sobretensões induzidas por descargas atmosféricas.
Índice
Como funciona
Conectado entre as fases e o aterramento de proteção, o DPS elétrica (Dispositivo de Proteção de Surtos) é vital para a proteção das instalações elétricas em casos de surtos elétricos originados por descargas atmosféricas.
O mecanismo de ação do dispositivo se baseia na alteração da impedância( dificuldade de passagem de corrente) entre dois pontos específicos, como a impedância fase-neutro ou fase-terra. Em condições normais, o DPS se mantém como um circuito aberto, não interferindo na instalação.
Ao detectar um surto de tensão, o DPS rapidamente se transforma em um circuito fechado, redirecionando a corrente do condutor afetado para o aterramento, reduzindo assim a tensão observada pelos demais equipamentos no circuito.
O que pode provocar surtos de tensão
Surtos de tensão podem ser provocados por descargas atmosféricas diretas ou indiretas, bem como por manobras na rede elétrica. Esses eventos geram curvas características de tensão e corrente de descarga.
As descargas atmosféricas podem alcançar tensões de centenas de milhares de volts e correntes na ordem de 30 kA. A forma de onda de corrente mais representativa para este tipo de descarga é conhecida como 10/350, indicando 10 microssegundos para a ascensão da curva e 350 microssegundos para alcançar 50% da intensidade de pico.
Os surtos podem ser induzidos por descargas diretas, indiretas, manobras na rede elétrica ou outros fenômenos elétricos. Para cada tipo de surto, há um DPS específico, categorizado como Tipo 1, Tipo 2 ou Tipo 3, dependendo da forma da onda de corrente e tensão geradas pelo surto.
DPS Elétrica indicados para cada situação
Os DPSs adequados para minimizar os efeitos dessas sobretensões são classificados como Tipo 1. As descargas diretas geralmente ocorrem quando um raio é capturado por um sistema de para-raios, gerando uma alta corrente e tensão que pode influenciar o sistema elétrico do edifício. São mais recomendados para áreas urbanas periféricas e rurais, que são expostas a descargas atmosféricas diretas.
Já os surtos provenientes da rede elétrica ou induzidos por descargas elétricas distantes são caracterizados por uma curva de onda de subida de 8 microssegundos e descida de 20 microssegundos, conhecida como 8/20. O DPS elétrica indicado para essas condições é o do Tipo 2. Protegem contra correntes induzidas por descargas atmosféricas indiretas em edifícios.
O Tipo 3 é recomendado para dispositivos sensíveis a sobretensões, protegendo-os em situações onde há risco de choque elétrico. Dispositivos instalados próximo a equipamentos conectados à rede elétrica, de dados ou telefônica, fornecendo proteção adicional.
As sobretensões protegidas por este dispositivo podem ser ocasionadas pela conexão e desconexão de cargas, operação de bancos de capacitores, curtos-circuitos e variações indesejadas de tensão da rede externa.
Características
Características técnicas do DPS incluem:
- Uc: Tensão máxima de operação contínua, indicando o limite de tensão suportado pelo DPS sem ativação da sua proteção;
- Up: Nível de tensão de proteção, representando a máxima tensão entre os terminais do DPS quando ativo e conduzindo corrente de descarga;
- Iimp: Corrente nominal de proteção para DPS tipo 1, sendo a corrente máxima que o dispositivo pode direcionar ao aterramento;
- In: Corrente nominal para DPS dos Tipos 2 e 3, indicando o valor máximo de corrente que o dispositivo pode desviar ao aterramento, suportando essa corrente por um número mínimo de ativações;
- Icc ou Isc: Corrente máxima de curto-circuito que um DPS com proteção interna pode suportar.
Norma 5410
A norma ABNT NBR 5410 estabelece requisitos para instalações elétricas de baixa tensão e define a obrigatoriedade de uso do DPS para proteção contra descargas atmosféricas, conforme as classes de risco AQ2 e AQ3.
A norma também orienta sobre a coordenação e seletividade na atuação dos DPS, garantindo que a energia dos surtos seja dissipada de maneira eficaz antes de atingir os equipamentos protegidos.
Dimensionamento em sistemas fotovoltaicos
Finalmente, o dimensionamento apropriado de DPS em sistemas fotovoltaicos é fundamental para evitar danos causados por descargas atmosféricas, seja direta ou indiretamente, protegendo todos os componentes essenciais do sistema.
Além disso, é muito importante considerar que o uso de DPS elétrica não é intercambiável entre sistemas de corrente alternada e corrente contínua devido à diferença na isolação interna dos componentes. No fim de sua vida útil, o DPS pode falhar, causando curto-circuito. Para prevenir essa situação, alguns modelos incluem fusíveis ou minidisjuntores internos.
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Entender o papel e a necessidade do DPS em instalações fotovoltaicas é vital para a manutenção da eficiência e segurança do sistema, garantindo a durabilidade e a confiabilidade a longo prazo.
Utilização em sistemas solares fotovoltaicos
- Proteção de Equipamentos: Os componentes de um sistema fotovoltaico, como inversores, controladores de carga e módulos fotovoltaicos, são sensíveis a surtos elétricos. Os DPS ajudam a proteger esses equipamentos ao limitar a tensão fornecida a um nível que os componentes podem suportar sem sofrer danos.
- Redução de Custos de Manutenção e Reparo: Ao evitar danos causados por surtos elétricos, os DPS reduzem a necessidade de manutenções e reparos dispendiosos. Isso pode significar uma economia considerável ao longo do tempo, principalmente em locais propensos a tempestades e descargas atmosféricas frequentes.
- Aumento da Segurança: Os surtos elétricos não apenas danificam equipamentos, mas também podem representar riscos de incêndio. A utilização de DPS aumenta a segurança do sistema, protegendo contra incêndios que podem ser causados por falhas elétricas devido a surtos.
- Atendimento a Normas e Regulações: Em muitos locais, existem normas técnicas que exigem a instalação de DPS em instalações fotovoltaicas. Esses requisitos são projetados para garantir a segurança e a eficácia dos sistemas de energia solar.
Conclusão
A utilização de DPS elétrica é muito importante para garantir a segurança e o retorno a longo prazo do seu investimento. Sendo um dispositivo indispensável em qualquer tipo de instalação de sistemas fotovoltaicos para assegurar a vida útil de todos os equipamentos.
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