Conceito de proteção

Os dispositivos de proteção contra sobretensão da Phoenix Contact criam um circuito de proteção eficaz em torno dos equipamentos e sistemas. Tal permite evitar eficazmente os acoplamentos de sobretensões do exterior. Por isso, é necessário instalar os dispositivos de proteção adequados em todas as interfaces entre os cabos e o circuito de proteção.

Pode encontrar, em quatro categorias superiores, a proteção contra sobretensão adequada para a fonte de alimentação, a tecnologia de medição, controlo e regulação, a tecnologia da informação e os sistemas de transmissão e receção.

Zonas de proteção

Localização de cada uma das zonas de proteção, no exemplo, de uma casa familiar convencional  

Localização de cada uma das zonas de proteção, no exemplo, de uma casa familiar convencional

Para a integração de uma proteção eficaz, é importante determinar onde se encontram os equipamentos vulneráveis e em que medida são afetados. Esta imagem ilustra uma casa familiar convencional, em que se explica, a título indicativo, onde se situa cada uma das zonas de proteção.

A abreviatura LPZ significa Lightning Protection Zone e identifica as diferentes áreas de risco. Pode fazer-se uma distinção entre as seguintes zonas:

  • LPZ 0A (influência direta das descargas atmosféricas): Identifica a área vulnerável fora do edifício.
  • LPZ 0B (influência direta das descargas atmosféricas): Identifica a área protegida fora do edifício.
  • LPZ 1: Identifica uma zona dentro do edifício que é afetada pelas sobretensões transitórias de alta energia.
  • LPZ 2: Identifica a zona dentro de um edifício que é afetada pelas sobretensões transitórias de baixa energia.
  • LPZ 3: Esta zona é afetada pelas sobretensões transitórias e por outras influências que ocorrem nos próprios equipamentos e cabos.

Efeitos dos picos de corrente nos cabos

Aparecimento de tensões induzidas nos cabos  

Aparecimento de tensões induzidas nos cabos

Ao limitar a sobretensão transitória, ocorre a derivação de correntes de alta frequência e, portanto, de processos transitórios. Isso significa que a resistência indutiva de um cabo, e não a resistência óhmica, é fundamental.

Ao derivar esses picos de corrente para o potencial de terra, segundo a lei da indução magnética, surgem novas sobretensões transitórias entre o ponto de acoplamento e a terra.

u0 = L x di/dt
u0 = Tensão induzida em V
L = Indutância em Vs/A em H
di = Alteração da corrente em A
dt = Intervalo de tempo em s

Apenas é possível diminuir a resistência indutiva ao encurtar o comprimento dos cabos ou ao comutar as secções de derivação em paralelo. Por isso, uma compensação de potencial em forma de malha, de preferência estreita, é a melhor solução técnica para minimizar a impedância total da secção de derivação e, por conseguinte, a tensão residual.

Compensação de potencial

Sistemas de compensação de potencial  

Sistemas de compensação de potencial

Só se consegue alcançar uma proteção total mediante o isolamento completo ou uma compensação de potencial completa. Uma vez que um isolamento completo não é possível em muitas aplicações práticas, sobra apenas a compensação de potencial completa.

Assim, todas as peças condutoras de eletricidade devem estar ligadas ao sistema de compensação de potencial. Os cabos condutores de tensão são ligados à compensação de potencial central através dos dispositivos de proteção. Em caso de sobretensão transitória, estes tornam-se condutores e colocam a sobretensão transitória em curto-circuito. Desta forma, os danos causados por sobretensão são evitados eficazmente.

Os sistemas de compensação de potencial podem ser classificados de formas diferentes:

  • Compensação de potencial em forma de linha
  • Compensação de potencial em forma de estrela
  • Compensação de potencial em forma de malha

A compensação de potencial em forma de malha é o método mais eficaz, pois todas as peças condutoras de eletricidade possuem um cabo individual e os outros cabos adicionais ligam todos os terminais no caminho mais curto. Este tipo de compensação de potencial é benéfico para sistemas particularmente sensíveis, como centros de cálculo.

Conceito de proteção de vários níveis para a fonte de alimentação

As medidas necessárias para proteger os equipamentos e sistemas divide-se em dois ou três níveis de acordo com a escolha do dispositivo de proteção e dos fatores ambientais esperados. Os dispositivos de proteção para cada um dos níveis diferenciam-se essencialmente na capacidade de descarga e no nível de proteção de acordo com a denominação dos níveis de proteção.

Conceito de proteção de três níveis com níveis de proteção instalados separadamente:

  • Tipo 1: Dispositivo de proteção contra raios
    Nível de proteção < 4 kV, local de montagem habitual: distribuição principal
  • Tipo 2: Dispositivo de proteção contra sobretensões transitórias
    Nível de proteção < 2,5 kV, local de montagem habitual: subdistribuição
  • Tipo 3: Proteção de equipamentos
    Nível de proteção < 1,5 kV, local de montagem habitual: em frente ao dispositivo final

Os níveis de proteção 1 e 2 também podem ser concretizados numa combinação de dispositivos de proteção. Este dispositivo de proteção preenche os requisitos impostos para o dispositivo de proteção de tipo 1 e 2. A principal vantagem é a instalação simples. Também não existem condições de instalação específicas que devam ser consideradas. As combinações de dispositivos de proteção que funcionam segundo o princípio AEC também demonstraram ser altamente eficazes. AEC significa Active Energy Control (controlo de energia ativo). Com base num sistema eletrónico de acionamento, a AEC assegura que a energia de uma sobretensão transitória é distribuída adequadamente pelos níveis de proteção. Tal impede a sobrecarga de cada um dos níveis de proteção e garante o nível de proteção mínimo necessário.

Conceito de proteção de três níveis com combinação de dispositivos de proteção de tipo 1/2 e dispositivo de proteção separado de tipo 3:

  • Tipo 1/2: Combinação de dispositivo de proteção contra raios/sobretensões transitórias
    Nível de proteção < 2,5 kV, local de montagem habitual: distribuição principal
  • Tipo 3: Proteção de equipamentos
    Nível de proteção < 1,5 kV, local de montagem habitual: em frente ao dispositivo final

Phoenix Contact S.A.

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Edifício n°1
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(+351) 21 911 2760

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