Você está assumindo que um dispositivo de proteção contra surtos de CA cobre todo o seu edifício?

CHITDispositivo de proteção contra surtos de CAaplicações mostram por que um ponto de proteção pode não ser suficiente para um edifício de vários níveis.

Uma onda não entra educadamente em um prédio por uma porta predeterminada. Relâmpagos, comutação de serviços públicos, partidas e paradas de motores ou falhas na rede de energia local podem introduzir sobretensões transitórias em diferentes pontos de uma instalação elétrica. Quando uma sobretensão entra em um edifício, a própria fiação pode se tornar parte do problema, transportando o transiente para equipamentos sensíveis.

Isso levanta uma questão prática para o planejamento do sistema elétrico: um dispositivo de proteção contra sobretensão CA pode realmente proteger um edifício inteiro?

Em uma instalação pequena com cabos curtos e equipamento limitado, um dispositivo estrategicamente posicionado pode fornecer proteção útil. Num edifício maior, contudo, depender de um único ponto de proteção pode deixar os circuitos a jusante expostos.

Por que um ponto de proteção pode não ser suficiente

A proteção contra surtos funciona desviando a tensão transitória excessiva do equipamento e em direção ao sistema de aterramento. Quanto mais próximo o dispositivo de proteção estiver do equipamento a ser protegido, mais fácil será controlar a tensão que chega a esse equipamento.

Isso se torna mais complicado à medida que o edifício fica maior.

Considere um edifício comercial de três andares. O quadro de distribuição principal pode estar localizado no térreo, enquanto computadores, controladores HVAC, sistemas de iluminação, equipamentos de comunicação e outras cargas eletrônicas estão distribuídos por vários andares. Um dispositivo de proteção contra surtos instalado apenas no painel de entrada principal não pode eliminar automaticamente todos os transientes em toda a rede elétrica.

O comprimento do cabo é importante porque a tensão ainda pode se desenvolver ao longo dos condutores durante um transitório rápido. Um dispositivo que funcione bem na entrada de serviço pode, portanto, precisar de suporte de pontos de proteção adicionais mais a jusante.

Esta é uma das razões pelas quais a proteção contra surtos é melhor compreendida como um sistema e não como um único componente.

Onde a sobretensão transitória pode viajar

Nem todo surto tem a mesma origem ou caminho. Um raio direto é apenas uma possibilidade. A comutação elétrica diária também pode criar condições transitórias.

Fontes comuns incluem:

Um transitório pode passar do sistema de distribuição principal para circuitos ramificados. Se o equipamento sensível estiver localizado a alguma distância do ponto de proteção primário, uma proteção adicional poderá ser apropriada.

A seguinte visão simplificada ajuda a explicar a diferença:

A disposição exata depende do projeto elétrico, do sistema de aterramento, da sensibilidade do equipamento e dos requisitos de instalação aplicáveis.

A distância entre os painéis é importante

Um dos detalhes mais fáceis de ignorar é a distância física entre os dispositivos de proteção e as cargas.

Imagine um grande edifício com o quadro elétrico principal em uma seção e um gabinete de controle de automação em outra. Mesmo que ambos estejam conectados ao mesmo sistema elétrico, eles não são eletricamente idênticos durante um transitório muito rápido.

Condutores mais longos introduzem impedância. Durante um evento de sobretensão, isto pode contribuir para uma diferença de tensão entre o ponto onde a proteção está instalada e o ponto onde o equipamento está conectado.

Isso não significa que cada tomada exija seu próprio dispositivo de proteção. Em vez disso, a estratégia de protecção deve seguir a estrutura do sistema de distribuição eléctrica.

Para as equipes de compras e engenharia, esta é uma distinção importante. A questão não deveria ser simplesmente: “Quantos dispositivos de proteção contra surtos são necessários?” Uma pergunta melhor é: “Onde estão os pontos em que a energia transitória pode entrar, viajar e atingir cargas sensíveis?”

A coordenação é mais importante do que simplesmente adicionar dispositivos

A instalação de vários dispositivos de proteção contra surtos não cria automaticamente um sistema melhor.

Os dispositivos instalados em diferentes níveis de distribuição precisam trabalhar juntos. Suas características, capacidade de descarga, nível de proteção de tensão e arranjo de instalação devem ser considerados como parte do sistema elétrico completo.

A má coordenação pode reduzir a eficácia do acordo global. Por outro lado, estágios de proteção posicionados adequadamente podem dividir a tarefa entre o ponto de distribuição principal e os circuitos a jusante.

Uma abordagem comum é estabelecer diferentes níveis de proteção:

Proteção Primária

O serviço elétrico de entrada é o primeiro ponto importante a considerar. A proteção aqui aborda a energia transitória substancial que entra pela rede de energia externa.

Proteção de distribuição secundária

Quando um edifício tiver painéis de distribuição separados, poderá ser considerada uma protecção adicional. Isto é especialmente relevante quando os cabos são relativamente longos ou quando os circuitos a jusante contêm equipamentos elétricos sensíveis.

Proteção de equipamentos locais

Sistemas altamente sensíveis podem exigir proteção mais próxima do próprio equipamento. Os exemplos podem incluir sistemas de controle eletrônico, equipamentos de comunicação, dispositivos de monitoramento e outros equipamentos que podem ser afetados por sobretensões transitórias.

O objetivo não é colocar proteção em todos os lugares. O que importa é evitar que um surto encontre um caminho desprotegido para o equipamento.

O que deve ser verificado antes de selecionar umDispositivo de proteção contra surtos CA?

O próprio edifício fornece muitas das pistas necessárias para o planejamento da proteção.

Uma revisão útil deve incluir a configuração do sistema elétrico, a tensão nominal, o arranjo de aterramento, o ambiente esperado de surtos, a estrutura de distribuição e os tipos de cargas conectadas.

Também vale a pena identificar se os circuitos se estendem ao ar livre ou se conectam a equipamentos localizados em áreas expostas. Essas ligações podem alterar consideravelmente o perfil de risco.

As principais questões incluem:

Estas verificações são geralmente mais úteis do que escolher um dispositivo baseado apenas na tensão nominal ou na aparência física.

E quanto aos edifícios com sistemas de energia solar?

A situação fica mais interessante quando equipamentos fotovoltaicos são conectados ao edifício.

As instalações solares podem introduzir caminhos elétricos adicionais entre equipamentos externos e sistemas de distribuição internos. Matrizes fotovoltaicas, inversores, fiação CC e circuitos de saída CA podem se tornar parte da discussão geral sobre proteção.

Isto é particularmente importante para edifícios com instalações solares nos telhados porque o equipamento fotovoltaico está fisicamente mais próximo da exposição exterior, enquanto a energia gerada se conecta, em última análise, à infraestrutura elétrica do edifício.

A proteção contra surtos no lado CA precisa, portanto, ser considerada em conjunto com o arranjo mais amplo de proteção fotovoltaica. Disjuntores CC, interruptores isoladores CC, dispositivos de proteção contra surtos CC e outros componentes de proteção fotovoltaica atendem a diferentes partes do sistema e não devem ser tratados como intercambiáveis.

Para um edifício equipado com energia solar, a revisão apenas do painel principal AC pode fornecer uma imagem incompleta.

A suposição de “um dispositivo para tudo”

A atração de um único dispositivo é compreensível. Parece mais simples, ocupa menos espaço e pode reduzir o número de componentes que precisam ser coordenados.

Mas a simplicidade eléctrica no papel nem sempre equivale a uma protecção adequada no terreno.

Um edifício compacto com um caminho de distribuição curto e simples pode ter requisitos muito diferentes de uma fábrica, complexo de escritórios, armazém ou instalação de vários andares com vários quadros de distribuição.

A questão certa não é, portanto, se um dispositivo pode proteger um edifício em condições ideais. A questão mais útil é se a instalação fornece proteção suficiente nos locais onde a energia transitória pode aparecer de forma realista.

Esta mudança de perspectiva pode evitar que um plano de protecção razoável se torne demasiado dependente de um ponto de protecção.

A instalação ainda é importante

Mesmo um componente de proteção contra surtos selecionado corretamente pode ter um desempenho ruim se a instalação não for realizada corretamente.

Os condutores de conexão devem ser mantidos adequadamente curtos e dispostos de acordo com os requisitos de instalação aplicáveis. O aterramento e a ligação são igualmente importantes porque a corrente de surto precisa de um caminho controlado para longe do equipamento protegido.

O dispositivo também precisa ser instalado em um local apropriado à sua função elétrica e coordenado com proteção contra sobrecorrente a montante, quando necessário.

Esses detalhes são fáceis de ignorar durante a seleção do componente porque não aparecem no rótulo do produto. No entanto, podem ter um efeito direto no desempenho da proteção no mundo real.

Por esta razão, as especificações devem ser revisadas juntamente com o projeto elétrico, em vez de tratar o dispositivo de proteção contra surtos como um acessório isolado.

Uma maneira prática de revisar a proteção de edifícios

Para equipes de compras e planejadores elétricos, uma simples revisão em três etapas pode tornar o processo mais claro.

Primeiro, mapeie a distribuição de energia. Identifique a fonte de entrada, painéis principais, subpainéis e equipamentos principais.

Em segundo lugar, identifique os pontos de exposição. Procure conexões externas, cabos longos, exposição a raios e equipamentos com tolerância limitada a tensões transitórias.

Terceiro, avaliar a coordenação da proteção. Determine se a proteção na entrada de serviço é suficiente ou se são necessários estágios adicionais a jusante.

Essa abordagem também facilita a comparação de diferentes especificações sem focar apenas no preço ou em um único parâmetro elétrico.

Conclusão final

Um edifício não tem necessariamente um único “ponto de entrada de sobretensão”. A sobretensão transitória pode passar por diferentes partes de uma instalação elétrica e a eficácia da proteção depende da localização, fiação, aterramento, sensibilidade e coordenação do equipamento.

Para um sistema elétrico pequeno e simples, um dispositivo de proteção estrategicamente instalado pode ser adequado. Instalações maiores ou mais complexas exigem frequentemente uma abordagem em camadas, na qual a proteção é posicionada de acordo com a estrutura e o risco da rede elétrica.

Ao revisar umDispositivo de proteção contra surtos de CA, a questão mais importante não é simplesmente quão potente é o dispositivo, mas onde está instalado e que parte do sistema eléctrico se espera que proteja. Para instalações fotovoltaicas, esta avaliação também deve incluir a relação entre proteção CA e CC.

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