76
dossier sobre vistoria das instalaçþes elÊtricas e aparelhagem elÊtrica
proteção contra sobretensĂľes Jaime Cabrera MartĂnez, Engenheiro EletrĂłnico WeidmĂźller – Sistemas de Interface, S.A.
Valores mĂĄximos (dimensionado)
INTRODUĂ‡ĂƒO Em alguns milĂŠsimos de segundos, um relâmpago pode provocar mĂşl tiplas lesĂľes e inutilizar por completo um sistema de controlo, provo cando enormes danos materiais. A aplicação de medidas protetoras contra sobretensĂľes garante a funcionalidade e disponibilidade das instalaçþes de produção, infraestruturas e instalaçþes de processos. 2V UHJXODPHQWRV HP YLJRU LQGLFDP FRPR GHYHP VHU SURWHJLGRV RV edifĂcios e as instalaçþes perante este tipo de fenĂłmenos, de forma a garantir a segurança das pessoas e dos equipamentos elĂŠtricos e eletrĂłnicos.
DEFINIĂ‡ĂƒO, CAUSAS E TIPOS DE SOBRETENSĂ•ES Uma sobretensĂŁo ĂŠ qualquer tensĂŁo superior ao valor nominal da rede. $V VREUHWHQV¡HV GLYLGHP VH HP GRLV WLSRV • SobretensĂľes permanentes: a sobretensĂŁo tem uma duração su SHULRU D XP VHPLSHUÂŻRGR ! PV D +] • SobretensĂľes transitĂłrias: a sobretensĂŁo tem uma duração infe ULRU D XP VHPLSHUÂŻRGR PV D +] As principais causas de sobretensĂľes permanentes sĂŁo a rutura do neutro ou problemas na rede de distribuição que provoquem um for necimento de tensĂŁo superior ao habitual, uma vez que as sobreten sĂľes transitĂłrias sĂŁo geradas por fatores atmosfĂŠricos (relâmpagos), comutação de cargas (switching) em centrais e equipamentos elĂŠtri cos, e acoplamentos de outros cabos de potĂŞncia adjacentes. Para neutralizar os efeitos de uma sobretensĂŁo permanente, a Ăşni ca opção passa por desligar a instalação atĂŠ que a tensĂŁo recupere os nĂveis normais, ao passo que para contrabalançar os efeitos de uma sobretensĂŁo transitĂłria devem ser instalados mecanismos e disposi tivos de proteção contra sobretensĂľes que, ao detetar a sobretensĂŁo, derivem para a terra a potĂŞncia desta, evitando que seja introduzida na instalação.
REGULAMENTO 2 UHJXODPHQWR ,(& FRP DV VXDV GLIHUHQWHV SDUWLFXODULGDGHV HVWÂŁ D UHFROKHU D DQÂŁOLVH H D FRQFHŠ¼R GDV LQVWDODŠ¡HV FRQWUD UDLRV $V suas diferentes secçþes sĂŁo: • ,(& Ě° 3URWHŠ¼R FRQWUD UDLRV 3ULQFÂŻSLRV JHUDLV • ,(& Ě° 3URWHŠ¼R FRQWUD UDLRV *HVWÂĽR GH ULVFRV • ,(& Ě° 3URWHŠ¼R FRQWUD UDLRV 3URWHŠ¼R FRQWUD HVWUXWXUDV H SHVVRDV • ,(& Ě° 3URWHŠ¼R FRQWUD UDLRV 6LVWHPDV HOÂŤWULFRV H HOHWUÂľQL cos em estruturas. $ DQÂŁOLVH GRV ULVFRV GHYH VHU HIHWXDGD SRU XP HVSHFLDOLVWD HP SURWH ção contra raios e sobretensĂľes, e a partir de critĂŠrios como a frequĂŞn FLD H H[SRVLŠ¼R ͤQDOLGDGH GR HGLIÂŻFLR DOWXUD SUREDELOLGDGH H WLSRV GH danos, entre outros, que determinam o nĂvel de proteção contra raios que deve ser respeitada. 7HQGR HVWD DQÂŁOLVH FRPR SRQWR GH SDUWLGD R HGLIÂŻFLR ÂŤ FODVVLͤFDGR com um dos quatro nĂveis de proteção contra raios (LPL). Dependendo do nĂvel de LPL devem ser concebidos sistemas de proteção que su SRUWHP XP YDORU PÂŁ[LPR GR UDLR H GH IRUPD TXH DWUDLDP H LQWHUFHWHP raios com um valor mĂnimo. Estes quatro nĂveis sĂŁo os seguintes: www.oelectricista.pt o electricista 65
LPL
9DORU PÂŁ[LPR Corrente Raio
Probabilidade 9DORU PÂŁ[LPR
I
200 kA
II
N$
III
100 kA
IV
100 kA
Valores mĂnimos (interceção) LPL
Valor mĂnimo Corrente Raio
Probabilidade !9DORU PÂŻQLPR
Raio Esfera Rolante
I
3 kA
20 m
II
N$
30 m
III
10 kA
P
IV
N$
P
Quadros 1 e 2. 1¯YHLV GH SURWHŠ¼R FRQWUD UDLRV /3/
3DUD FRQVHJXLU D SURWHŠ¼R UHTXHULGD V¼R QHFHVV£ULRV GRLV WLSRV de medidas: • Medidas externas e estruturais: aquelas que protegem contra as GHVFDUJDV GLUHWDV H LQGLUHWDV H TXH V¼R QHFHVV£ULDV SDUD D SURWH Š¼R I¯VLFD GDV SHVVRDV • Medidas internas contra sobretensþes: fazem parte da instalação interna e protegem os equipamentos e instalaçþes elÊtricas contra descargas.
MEDIDAS EXTERNAS $V PHGLGDV H[WHUQDV H HVWUXWXUDLV V¼R FRQFHELGDV H SODQLͤFDGDV SRU XP HVSHFLDOLVWD HP VREUHWHQV¡HV H SHOR UHVSRQV£YHO SHOR HGLI¯FLR FRQVWUXWRU VHJXQGR D DQ£OLVH GH ULVFRV GR UHJXODPHQWR ,(& H os códigos de construção e regulamentos locais em vigor. Estas me didas incluem os seguintes pontos: • Instalação captadora Æ 3£UD UDLRV • Instalação derivadora Æ $ OLJDŠ¼R HQWUH R S£UD UDLRV H D OLJDŠ¼R ¢ WHUUD • /LJDŠ¼R ¢ WHUUD Æ Ponto onde se descarga a sobretensão captada SHOR UDLR • Isolamento Æ Distância de separação entre os equipamentos an WHULRUHV H RV LQGLY¯GXRV • Compensação de potencial Æ Garante a equipotencialidade.
MEDIDAS INTERNAS CONTRA SOBRETENSÕES Depois de se ter concebido de forma correta e instalado um sistema de proteção externo contra sobretensþes, este sistema não consegue evitar por completo os efeitos das descargas de raio nas instalaçþes internas. E da mesma forma outras causas que geram sobretensþes (como o switching DFRSODPHQWR HQWUH RXWURV SRGHP GDQLͤFDU D LQVWD lação elÊtrica, eletrónica e de telecomunicaçþes, e não estar totalmente SURWHJLGD SHOR VLVWHPD H[WHUQR (VWDV UD]¡HV REULJDP ¢ LPSOHPHQWDŠ¼R de um sistema interno de proteção contra raios e sobretensþes.
PROTETORES DE SOBRETENSĂƒO 2V HTXLSDPHQWRV GH SURWHŠ¼R FRQWUD VREUHWHQV¡HV WUDQVLWÂľULRV VÂĽR dispositivos que se encarregam de “pĂ´r em derivaçãoâ€?, criando um