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Proteção contra sobretensão – Tecnologia
Proteção contra sobretensão – Princípios

Proteção contra surto - Princípios Tecnologia, normas e diretrizes da proteção contra surto.

Homem instalando proteção contra surto em um quadro de comando

Aqui você encontra respostas para as seguintes perguntas:

Como ocorrem sobretensões e que consequências elas têm?
Como é a estrutura de um conceito de proteção contra surto eficaz?
Qual tecnologia está por trás do conceito de proteção e dos produtos?
Em que você precisa prestar atenção?

Causas para sobretensões

Sobretensão – o que é? Como ocorrem sobretensões? Como as sobretensões entram em seus dispositivos e instalações? É possível que você também já tenha colocado alguma dessas questões. Em seguida, você será informado de forma detalhada sobre a área de tecnologia de proteção contra sobretensão.

Causas de formação

Sobretensões somente ocorrem por uma fração de segundo. Por isso, elas também são chamadas de tensões transientes ou, de forma abreviada, transientes. Possuem tempos de aumento muito curtos de poucos microssegundos, antes de voltarem a baixar relativamente devagar durante uma faixa de tempo de até 100 microssegundos.
Sobretensões ocorrem através dos seguintes eventos:

Descargas atmosféricas (LEMP)
O termo técnico para uma descarga atmosférica é LEMP. Isso significa Lightning Electromagnetic Pulse.
As descargas atmosféricas em uma trovoada causam sobretensões transientes extremamente elevadas. Estas são muito mais elevadas do que as resultantes de operações de comutação ou de descargas eletrostáticas. Contudo, em comparação com outras causas de formação, estas são claramente mais raras.

Operações de comutação (SEMP)
Operações de comutação são identificadas com a abreviatura SEMP. Esta expressão significa Switching Electromagnetic Pulse.
Neste contexto, operações de comutação são entendidas como a comutação de máquinas de alto desempenho ou curtos-circuitos na rede de fornecimento de energia. Nestes processos, nos cabos afetados são criadas alterações de corrente muito elevadas em poucas frações de segundos.

Descargas eletrostáticas (ESD)
A abreviatura ESD significa Electrostatic Discharge e designa uma descarga eletrostática.
Aqui ocorre transmissão de carga elétrica em uma aproximação ou um toque entre corpos com um potencial eletrostático diferente. Um exemplo conhecido é a descarga de uma pessoa que se carregou ao correr sobre um tapete e, em seguida, se descarrega em um objeto metálico e aterrado, como um corrimão metálico.

Tipos de acoplamento

As sobretensões podem entrar em circuitos de corrente por diferentes vias. Estas vias são designadas de tipos de acoplamento.

Acoplamento galvânico (esquerda), acoplamento indutivo (centro) e acoplamento capacitivo (direita)

Acoplamento galvânico
Esta é a designação de sobretensões acoplando diretamente em um circuito de corrente. Isto pode ser observado, p. ex., nas descargas atmosféricas. Nesse processo, elevadas amplitudes de descargas atmosféricas na resistência de aterramento do edifício afetado causam uma sobretensão.
Esta tensão passa por todos os cabos conectados na compensação de potencial central. Nos condutores por onde passa a descarga atmosférica ocorre adicionalmente uma sobretensão. Devido a sua elevada velocidade de crescimento da corrente no estado de condução, sua origem é principalmente um resultado da parte indutiva da resistência do cabo. A base de cálculo é a lei de indução: u0 = L x di/dt.

Acoplamento indutivo
Este processo ocorre através do campo magnético de um condutor pelo qual passa corrente, conforme o princípio de um transformador. Uma sobretensão diretamente acoplada causa uma corrente de surto com altos valores crescentes no condutor afetado.
Ao mesmo tempo, é criado um campo magnético em volta deste condutor com uma intensidade correspondente, como no enrolamento primário de um transformador. O campo magnético induz uma sobretensão em outros cabos situados no seu alcance, como no enrolamento secundário de um transformador. Através do trajeto do cabo, a sobretensão acoplada passa para o dispositivo conectado.

Acoplamento capacitivo
Por princípio, este acoplamento ocorre através do campo elétrico entre dois pontos com alta diferença de potencial. Através da descarga de um condutor de descargas atmosféricas é criado um elevado potencial devido a uma descarga atmosférica. É criado um campo elétrico entre o dispositivo de proteção e outras peças com um baixo potencial.
Elas podem ser, p. ex., cabos da fonte de alimentação e de transmissão de sinais ou dispositivos dentro do edifício. Ocorre o transporte de carga através do campo elétrico. Isso resulta em um aumento de tensão ou em uma sobretensão nos cabos e dispositivos afetados.

Direção de atuação de sobretensões

As sobretensões atuam nos circuitos de corrente influenciados em duas direções.

Tensão de modo comum (esquerda) e tensão transversal (direita)

Tensão de modo comum
As tensões de modo comum [UL] ocorrem em caso de influência através de sobretensões ou de tensões parasitas de alta frequência entre os condutores ativos e a terra. Também são utilizados os termos assimétrico e "common mode".
Em primeiro lugar, as tensões assimétricas são perigosas para os componentes situados entre potenciais ativos e uma base aterrada, bem como para o isolamento entre potenciais ativos e a terra. Ocorrem descargas disruptivas em placas de circuito impresso ou de equipamentos condutores de tensão para partes da caixa aterradas.

Tensão transversal
As tensões transversais [UQ] ocorrem em caso de influência através de sobretensões ou de tensões parasitas de alta frequência entre os condutores ativos de um circuito de corrente. Também são utilizados os termos simétrico e "differential mode".
As tensões simétricas colocam em perigo a entrada de tensão e de sinais de dispositivos e interfaces. Ocorre uma sobrecarga direta com a destruição dos equipamentos afetados na fonte de alimentação ou de componentes de processamento de sinais.

Consequências de sobretensões

Na maioria dos casos, as sobretensões acopladas em um circuito de corrente danificam consideravelmente os dispositivos. O risco é especialmente alto para os dispositivos que estão sempre em utilização. Neste caso, os danos podem causar custos extremos.
Porque o dinheiro não é somente gasto em uma nova aquisição ou no reparo dos dispositivos danificados. Ainda mais caro é o efeito de um longo tempo de paralisação ou mesmo a perda de software ou dados.

Frequência de danos causados por sobretensões (fonte: GDV/2019)

Frequência de danos

As estatísticas das seguradoras registram todos os anos números significativos para a frequência de danos causados por sobretensões. Na maioria dos casos, o seguro restitui ao operador de instalações eletrônicas os custos de danos no hardware. Os danos de software e a falha da instalação com grandes encargos financeiros não costumam ser abrangidos pelo seguro.
A estatística das seguradoras alemãs de 2019 comprova que somente o percentual de danos por raios e sobretensões representa uma parte significativa. Mesmo que nos últimos se tenha reduzido o número de danos, todos os anos foram pagos cerca de 200 milhões de euros pelos seguros habitacionais e de edifícios. (Fonte: GDV)

Danos por sobretensão em um componente eletrônico

Potencial de risco

Cada circuito de corrente funciona com uma tensão específica. Por esse motivo, cada elevação de tensão resultante no exceder do limite de tolerância superior é uma sobretensão.
O âmbito dos danos depende em grande medida da rigidez dielétrica dos elementos construtivos utilizados e da energia que pode ocorrer no respectivo circuito de corrente.

Representação do conceito de circuito de proteção

Conceito de proteção

O conceito de circuito de proteção descreve uma medida completa para a proteção contra sobretensões. Efetue um círculo imaginário ao redor do objeto que pretende proteger. Em todos os pontos onde os cabos passam neste circuito é necessário instalar dispositivos de proteção contra surtos. Na seleção dos dispositivos de proteção você deve considerar os dados nominais do respectivo circuito de corrente. Assim, a área dentro do circuito de proteção fica protegida, permitindo evitar de forma consistente acoplamentos de sobretensão relacionados com os cabos.
O conceito de circuito de proteção pode ser dividido de forma útil nas seguintes áreas:

Fonte de alimentação
Tecnologia de medição, comando e regulagem
Tecnologia da informação
Instalações de transmissão e recepção

Localização de cada zona de proteção no exemplo de uma residência típica

Zonas de proteção

Para a instalação de uma proteção eficaz é importante determinar onde se encontram os dispositivos em risco e que influências provocam o risco. Esta figura apresenta uma residência típica e serve para exemplificar e explicar a localização de cada área de proteção.

A abreviatura LPZ significa Lightning Protection Zone e identifica as diferentes zonas de perigo. Aqui se distinguem as seguintes zonas:

LPZ 0_A (ação direta de raios): designa a zona em risco no exterior do edifício.
LPZ 0_B (ação direta de raios): designa a zona protegida no exterior do edifício.
LPZ 1: designa uma zona no interior do edifício com riscos devido a sobretensões com grande energia.
LPZ 2: designa a zona no interior de um edifício com riscos devido a sobretensões com menos energia.
LPZ 3: esta zona corre riscos devido a sobretensões e outras influências resultantes dos próprios dispositivos e cabos.

Formação de tensões de indução em cabos

Consequências de correntes de surto em cabos

A limitação de sobretensão é o dispositivo de proteção de correntes de alta frequência, se tratando de processos transientes. Isto significa que o mais importante não é a resistência ôhmica, mas sim a resistência indutiva.
Conforme a lei de indução, na derivação desse tipo de correntes de surto ao potencial de terra são criadas novas sobretensões 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 de corrente em A
dt = intervalo de tempo em s

A resistência indutiva apenas pode ser reduzida através do encurtamento do comprimento do cabo ou da ligação em paralelo de trajetos de descarga. Para manter a impedância total do trajeto de descarga e, assim, a tensão residual em um valor reduzido, a melhor solução técnica é uma compensação de potencial em malha, com a malha o mais junta possível.

Sistemas de compensação de potencial

Compensação de potencial

Uma proteção completa somente pode ser alcançada através de um isolamento completo ou através de uma compensação de potencial completa. Mas como um isolamento completo não é possível para muitas aplicações práticas, apenas fica a opção de uma compensação de potencial completa.
Para isso, todas as peças condutoras de eletricidade devem ser conectadas com o sistema de ligação equipotencial. A conexão de cabos condutores de tensão até a compensação de potencial é efetuada através de dispositivos de proteção. Estes se tornam condutores em caso de uma sobretensão e curto-circuitam a sobretensão. Assim, é possível evitar eficazmente os danos por sobretensão.
Os sistemas de compensação de potencial podem ter uma estrutura diferente:

Compensação de potencial em linha
Compensação de potencial em estrela
Compensação de potencial em malha

Aqui, a compensação de potencial em malha é o método mais eficaz, porque todas as peças condutoras de eletricidade passam através de um cabo separado e os cabos adicionais conectam todas as introduções de comando único no trajeto mais curto. Este tipo de compensação de potencial é útil para instalações especialmente sensíveis, como centros de cálculo.

Conceito de proteção em vários níveis para a fonte de alimentação

As medidas necessárias para a proteção de dispositivos e instalações se agrupam em dois ou três níveis, de acordo com a seleção do dispositivo de proteção e das influências ambientais esperadas. Os dispositivos de proteção para cada nível diferem essencialmente pela capacidade de descarga e pelo nível de proteção, de acordo com o nível de proteção a que pertencem.
Conceito de proteção de três níveis com níveis de proteção instalados em separado:

Tipo 1: dispositivo de proteção contra raios
Nível de proteção <4 kV, local de montagem usual: distribuição principal
Tipo 2: dispositivo de proteção contra surtos
Nível de proteção <2,5 kV, local de montagem usual: subdistribuição
Tipo 3: proteção de equipamentos
Nível de proteção <1,5 kV, local de montagem usual: antes do equipamento final
Os níveis de proteção 1 e 2 também podem ser realizados em um protetor contra raios e surtos combinado tipo 1+2. Este dispositivo de proteção cumpre as demandas dos dispositivos de proteção dos tipos 1 e 2. A principal vantagem é a fácil instalação. Também não é necessário considerar condições de instalação especiais.
Conceito de proteção de três níveis com protetor contra raios e surtos combinado tipo 1+2 e dispositivo de proteção tipo 3 em separado:
Protetor contra raios e surtos combinado tipo 1+2
Nível de proteção <2,5 kV, local de montagem usual: distribuição principal
Tipo 3: proteção de equipamentos
Nível de proteção <1,5 kV, local de montagem usual: antes do equipamento final

Baixar os princípios relativos à proteção contra sobretensão

Com nossa brochura sobre os princípios, você obtém uma ideia da proteção contra raios e sobretensão de instalações elétricas. Informe-se de forma breve e sucinta sobre os fatos mais importantes. Consulte as soluções que existem nesta área para os mais diversos desafios. Ou aprofunde seus conhecimentos sobre as relações e motivos que só os especialistas conhecem.

Desejamos a você uma leitura emocionante!

Baixar os princípios da proteção contra sobretensão

Componentes e circuitos de proteção

Quando ocorrem sobretensões, os dispositivos e cabos têm que ser rapidamente curto-circuitados com uma compensação de potencial. Para isso, estão disponíveis diferentes componentes com características correspondentes. A principal diferença entre estes componentes é seu comportamento de resposta e sua capacidade de descarga.

Símbolo gráfico e curva característica U/I de um diodo supressor

Diodos supressores

Propriedades:

A função é geralmente definida como proteção fina.
Reage com muita rapidez.
Baixa limitação de tensão.
Versão padrão com reduzida capacidade de condução de corrente e uma elevada capacidade.
Com uma tensão nominal de 5 V, a capacidade de descarga máxima é de aprox. 750 A.
Com tensões nominais mais elevadas, a capacidade de descarga diminui significativamente.

Particularidades:

Também existem diodos com uma tensão nominal superior e com uma maior capacidade de descarga. No entanto, estas versões são significativamente maiores e, por isso, raramente são utilizadas em circuitos de proteção combinados.

Legenda:

U_R = tensão de bloqueio
U_B = tensão de ruptura
U_C = tensão de limitação
I_PP = impulso de corrente
I_R = corrente de retorno

Símbolo gráfico e curvas características U/I de varistores de óxido de metal

Varistores

Propriedades:

A função é geralmente definida como proteção média.
Os tempos de resposta se situam na faixa inferior de nanossegundos.
Reagem de forma mais rápida que dispositivos de proteção.
Não causam nenhumas correntes subsequentes de rede.

Particularidades:

Varistores com até 2,5 kA de corrente de descarga nominal são utilizados como nível de proteção médio na tecnologia de instrumentação. Na área da fonte de alimentação, os varistores com até 3 kA de corrente de descarga nominal são uma parte integrante de circuitos de proteção em dispositivos de proteção de tipo 3 para a proteção de equipamentos. Os varistores utilizados em dispositivos de proteção contra surtos de tipo 2 possuem um desempenho consideravelmente superior. Nesta área de aplicação, a versão padrão domina correntes de descarga nominal até 20 kA. Para aplicações especiais também existem dispositivos de proteção de tipo 2 com até 80 kA.

Legenda:

A = faixa operacional de alta resistência
B = faixa operacional de baixa resistência/faixa de limitação

Símbolo gráfico e curva característica de ignição de um dispositivo de proteção contra surtos a gás

Dispositivos de proteção contra surtos a gás

Propriedades:

A função é geralmente definida como proteção média.
Os tempos de resposta se situam na faixa média de nanossegundos.
As variantes padrão derivam correntes até 20 kA.
Apesar de sua elevada capacidade de descarga, o componente possui dimensões muito pequenas.

Particularidades:

Neste componente, o comportamento de ignição dependente do tempo de tensão resulta em tensões residuais que ainda podem ser de algumas centenas de Volts.

Legenda:

Comportamento de resposta estático
Comportamento de resposta dinâmico

Símbolo gráfico e curva característica de ignição de um spark gap

Spark gaps

Propriedades:

Parte principal de um dispositivo de proteção contra raios
Elevada capacidade de extinção de correntes subsequentes de rede
Velocidade de resposta relativamente elevada
Comportamento de ignição dependente do aumento de tensão ao longo do tempo

Particularidades:

Na maioria dos casos, o elemento central de um dispositivo de proteção contra raios é um spark gap. Neste componente existem dois condutores de faíscas dispostos frente a frente a pouca distância entre si. As sobretensões causam uma descarga disruptiva entre os condutores de faíscas e é criado um arco voltaico. Este trajeto de plasma curto-circuita a sobretensão. Nesse processo, passam correntes muito elevadas e com um aumento acentuado chegando até às centenas de kA. Existem spark gaps abertos e fechados. Fisicamente, a capacidade de descarga e de extinção é maior em spark gaps abertos.

A tecnologia Arc Chopping tem demonstrado ser especialmente eficaz para spark gaps. Neste caso, do lado oposto aos elétrodos existe adicionalmente a chamada placa defletora. O arco voltaico é empurrado entre os elétrodos na direção da placa defletora e é aí esmagado. Nesse processo são criados fragmentos de arco voltaico que são soprados para fora da área do spark gap e se extinguem facilmente em seguida. Desse modo, o spark gap pode retomar novamente o alto valor ôhmico, quando já não existir a sobretensão.

Legenda:

U_Z = tensão de resposta/tensão de ignição
t_Z = tempo de resposta

Circuito de proteção de dois níveis com desacoplamento ôhmico (esquerda) e circuito de proteção de três níveis com desacoplamento indutivo (direita)

Circuitos de proteção combinados para interfaces de sinais

Dependendo do caso de aplicação, são utilizados diferentes componentes. Podem ser combinados de forma individual ou também em circuitos de proteção complexos.

Uma combinação de diferentes componentes permite reunir as vantagens desejadas específicas do componente. P. ex., combinações de circuitos de centelhadores a gás e diodos supressores representam um circuito de proteção padrão para interfaces de sinais sensíveis. Esta combinação oferece uma proteção de alto desempenho e de resposta rápida com o melhor nível de proteção possível.

Os componentes estão conectados de forma indireta e paralela como níveis de proteção. Ou seja, entre os componentes estão ligados elementos de desacoplamento ôhmicos ou indutivos em série. Isso resulta em uma ativação temporalmente desfasada dos níveis de proteção com uma organização escalonada.

Por princípio, os circuitos de proteção se distinguem por:

Quantidade de níveis de proteção
Direção de atuação do circuito (proteção longitudinal/transversal)
Tensão nominal
Efeito de atenuação sobre as frequências de sinal
Nível de proteção (tensão de limitação)

Distribuição de tensão em um circuito de proteção de dois níveis

Função de circuitos de proteção em vários níveis

Se ocorrer uma sobretensão, o diodo supressor é o componente mais rápido e, assim, o primeiro a ser acionado. A corrente de descarga passa pelo diodo supressor e a resistência de isolamento ligada a montante. Através da resistência de isolamento é reduzida uma tensão, que corresponde ao valor diferencial entre as diferentes tensões de resposta do diodo supressor e do dispositivo de proteção contra surtos.

Assim é atingida a tensão de resposta do centelhador a gás antes que a corrente de surto sobrecarregue o diodo supressor. Ou seja, quando o dispositivo de proteção contra surtos a gás é acionado, a corrente de descarga passa quase completamente através do centelhador a gás. A tensão residual através do centelhador a gás é de, no máximo, 20 V, permitindo aliviar o diodo supressor. Em caso de uma corrente de descarga reduzida que não sobrecarrega o diodo supressor, não é acionado o dispositivo de proteção contra surtos a gás.

O circuito representado oferece a vantagem de um rápido acionamento com uma baixa limitação de tensão, ao mesmo tempo que tem uma elevada capacidade de descarga. Um circuito de proteção de três níveis com desacoplamento indutivo funciona conforme o mesmo princípio. No entanto, a comutação se efetua em dois passos: primeiro do diodo supressor para o varistor e depois para o dispositivo de proteção contra surtos a gás.

Geralmente, o princípio da distribuição de tensão também atua entre os vários níveis de proteção na área da fonte de alimentação. Nesse processo, UW se reduz através do cabo entre os dispositivos de proteção de tipo 1 e de tipo 2, bem como de tipo 2 e de tipo 3. Mas também existem dispositivos de proteção contra surtos para a fonte de alimentação em que é possível uma coordenação entre os níveis de proteção sem comprimentos de cabos.

Legenda:

U_G = tensão de resposta de dispositivo de proteção contra surtos a gás
U_D = tensão de limitação do diodo supressor
U_W = tensão diferencial através da resistência de isolamento

Normas e diretrizes Normas gerais relativas aos temas de proteção contra raios, disposições de construção e à seleção de dispositivos de proteção contra surtos

Nas várias normas são descritos detalhadamente os requisitos de instalação e segurança, bem como de utilização dos produtos em diferentes aplicações. A seguir são listadas individualmente as principais áreas temáticas e mencionadas as respectivas normas internacionais correspondentes.

Diagrama relativo a normas, diretrizes e regulamentos da proteção contra sobretensão

Diagrama relativo a normas, diretrizes e regulamentos

Normas de proteção contra raios

Proteção contra raios - Parte 1: Princípios gerais
Protection against lightning - Part 1: General principles
• IEC 62305-1
• EN 62305-1
• DIN EN 62305-1 (VDE 0185-305-1)

Proteção contra raios - Parte 2: Gerenciamento de risco
Protection against lightning - Part 2: Risk management
• IEC 62305-2
• EN 62305-2
• DIN EN 62305-2 (VDE 0185-305-2)

Proteção contra raios - Parte 2: Gerenciamento de risco - Suplemento 1: Risco de queda de raios na Alemanha
Protection against lightning - Part 2: Risk management - Supplement 1: Lightning threat in Germany
• DIN EN 62305-2 Suplemento 1 (VDE 0185-305-2 Suplemento 1)

Proteção contra raios - Parte 2: Gerenciamento de risco - Suplemento 2: Ajuda de cálculo para a avaliação dos riscos em estruturas, com CD-ROM
Protection against lightning - Part 2: Risk management - Supplement 2: Calculation assistance for assessment of risk for structures, with CD-ROM
• DIN EN 62305-2 Suplemento 2 (VDE 0185-305-2 Suplemento 2)

Proteção contra raios - Parte 2: Gerenciamento de risco - Suplemento 3: Informações adicionais sobre a aplicação da DIN EN 62305-2 (VDE 0185-305-2)
Protection against lightning - Part 2: Risk management; Supplement 3: Additional information for the application of DIN EN 62305-2 (VDE 0185-305-2)
• DIN EN 62305-2 Suplemento 3 (VDE 0185-305-2 Suplemento 3)

Proteção contra raios - Parte 3: Proteção de estruturas e pessoas
Protection against lightning - Part 3: Physical damage to structure and life hazard
• IEC 62305-3
• EN 62305-3
• DIN EN 62305-3 (VDE 0185-305-3)

Proteção contra raios - Parte 3: Proteção de estruturas e pessoas - Suplemento 1: Informações adicionais sobre a aplicação da DIN EN 62305-3
Protection against lightning - Part 3: Physical damage to structures and life hazard - Supplement 1: Additional information for the application of DIN EN 62305-3 (VDE 0185-305-3)
• DIN EN 62305-3 Suplemento 1 (VDE 0185-305-3 Suplemento 1)

Proteção contra raios - Parte 3: Proteção de estruturas e pessoas - Suplemento 2: Informações adicionais para estruturas especiais
Protection against lightning - Part 3: Physical damage to structures and life hazard - Supplement 2: Additional information for special structures
• DIN EN 62305-3 Suplemento 2 (VDE 0185-305-3 Suplemento 2)

Proteção contra raios - Parte 3: Proteção de estruturas e pessoas - Suplemento 3: Informações adicionais para a verificação e manutenção de sistemas de proteção contra raios
Protection against lightning - Part 3: Physical damage to structures and life hazard - Supplement 3: Additional information for the testing and maintenance of lightning protection systems
• DIN EN 62305-3 Suplemento 3 (VDE 0185-305-3 Suplemento 3)

Proteção contra raios - Parte 3: Proteção de estruturas e pessoas - Suplemento 4: Utilização de telhados de metal em sistemas de proteção contra raios
Protection against lightning - Part 3: Physical damage to structures and life hazard - Supplement 4: Use of metallic roofs in lightning protection systems
• DIN EN 62305-3 Suplemento 4 (VDE 0185-305-3 Suplemento 4)

Proteção contra raios - Parte 3: Proteção de estruturas e pessoas; Suplemento 5: Proteção contra raios e sobretensão para sistemas de fonte de alimentação fotovoltaicos
Protection against lightning - Part 3: Physical damage to structures and life hazard; Supplement 5: Lightning and overvoltage protection for photovoltaic power supply systems
• DIN EN 62305-3 Suplemento 5 (VDE 0185-305-3 Suplemento 5)

Proteção contra raios - Parte 3: Proteção de estruturas e pessoas - Suplemento 6: Informações adicionais sobre o requisito de medidas de proteção contra raios conforme DIN EN 62305-3 (VDE 0185-305-3)
Protection against lightning - Part 3: Physical damage to structures and life hazard; Supplement 6: Additional information on the requirement for lightning protection according to DIN EN 62305-3 (VDE 0185-305-3)
• DIN EN 62305-3 Suplemento 6 (VDE 0185-305-3 Suplemento 6)

Proteção contra raios - Parte 4: Sistemas elétricos e eletrônicos em estruturas
Protection against lightning - Part 4: Electrical and electronic systems within structures
• IEC 62305-4
• EN 62305-4
• DIN EN 62305-4 (VDE 0185-305-4)

Proteção contra raios - Parte 4: Sistemas elétricos e eletrônicos em estruturas - Suplemento 1: Distribuição da descarga atmosférica
Protection against lightning - Part 4: Electrical and electronic systems within structures - Supplement 1: Sharing of the lightning current
• DIN EN 62305-4 Suplemento 1, VDE 0185-305-4 Suplemento 1

Normas de produto, seleção e princípios de aplicação

Dispositivos de proteção contra surtos para baixa tensão - Parte 11: Dispositivos de proteção contra surtos para utilização em instalações de baixa tensão - Requisitos e testes
Low-voltage surge protective devices - Part 11: Surge protective devices connected to low-voltage power systems - Requirements and test methods
• IEC 61643-11
• EN 61643-11
• DIN EN 61643-11 (VDE 0675-6-11)

Dispositivos de proteção contra surtos para baixa tensão - Parte 12: Dispositivos de proteção contra surtos para utilização em instalações de baixa tensão - Seleção e princípios de aplicação
Low-voltage surge protective devices - Part 12: Surge protective devices connected to low-voltage power distribution systems - Selection and application principles
• IEC 61643-12
• EN: not available
• DIN EN 61643-12 (VDE 0675-6-12)

Dispositivos de proteção contra surtos para baixa tensão - Parte 21: Dispositivos de proteção contra surtos para utilização em redes de telecomunicação e de difusão de sinal - Requisitos de potência e métodos de teste
Low voltage surge protective devices - Part 21: Surge protective devices connected to telecommunications and signalling networks - Performance requirements and testing methods
• IEC 61643-21
• EN: not available
• DIN EN 61643-21 (VDE 0845-3-1)

Dispositivos de proteção contra surtos para baixa tensão - Parte 22: Dispositivos de proteção contra surtos para utilização em redes de telecomunicação e de processamento de sinais - Seleção e princípios de aplicação
Low-voltage surge protective devices - Part 22: Surge protective devices connected to telecommunications and signalling networks - Selection and application principles
• IEC 61643-22 & CLC/TS 61643-22
• EN: not available
• DIN CLC/TS 61643-22 (VDE V 0845-3-2)

Dispositivos de proteção contra surtos para baixa tensão - Parte 31: Requisitos e testes para dispositivos de proteção contra surtos em sistemas fotovoltaicos
Low-voltage surge protective devices - Part 31: Requirements and test methods for SPDs for photovoltaic installations
• IEC 61643-31
• EN 61643-31
• DIN EN 61643-31 (VDE 0675-6-31)

Dispositivos de proteção contra surtos para baixa tensão - Dispositivos de proteção contra surtos para aplicações especiais incluindo tensão contínua - Parte 32: Seleção e princípios de aplicação - Dispositivos de proteção contra surtos para utilização em sistemas fotovoltaicos
Low-voltage surge protective devices - Surge protective devices for specific use including d.c. - Part 32: Selection and application principles - SPDs connected to photovoltaic installations
• IEC 61643-32
• EN: not available
• DIN EN 61643-32 (VDE 0675-6-32)

Aerogeradores - Parte 24: Proteção contra raios
Wind energy generation systems - Part 24: Lightning protection
• IEC 61400-24
• EN IEC 61400-24
• DIN EN IEC 61400-24 (VDE 0127-24)

Disposições de construção de instalações de baixa tensão

com tensões nominais até 1.000 V

Construção de instalações de baixa tensão – Parte 1: Princípios gerais, determinação de características gerais, termos
Low-voltage electrical installations – Part 1: Fundamental principles, assessment of general characteristics, definitions
• IEC 60364-1
• HD 60364-1
• DIN VDE 0100-100 (VDE 0100-100)

Construção de instalações de baixa tensão – Parte 200: Termos
Low-voltage installations – Part 200: Definitions
• IEC 60050-826
• EN: não disponível
• DIN VDE 0100-200 (VDE 0100-200)

Construção de instalações de baixa tensão – Parte 4-41: Medidas de proteção – Proteção contra choque elétrico
Low-voltage electrical installations – Part 4-41: Protection for safety – Protection against electric shock
• IEC 60364-4-41
• HD 60364-4-41
• DIN VDE 0100-410, VDE 0100-410

Construção de instalações de baixa tensão – Parte 4-43: Medidas de proteção – Proteção contra sobrecorrente
Low-voltage electrical installations – Part 4-43: Protection for safety
• IEC 60364-4-43
• HD 60364-4-43
• DIN IEC 60364-4-43 (VDE 0100-430)

Construção de instalações de baixa tensão – Parte 4-44: Medidas de proteção – Proteção contra tensão parasita e variáveis de perturbação eletromagnéticas – Seção 443: Proteção contra sobretensões transitórias devido a influências atmosféricas ou processos de ligação
Low-voltage electrical installations – Part 4-44: Protection for safety – Protection against voltage disturbances and electromagnetic disturbances – Clause 443: Protection against transient overvoltages of atmospheric origin or due to switching
• IEC 60364-4-44
• HD 60364-4-443
• DIN VDE 0100-443 (VDE 0100-443)

Construção de instalações de baixa tensão – Parte 5-51: Seleção e construção de equipamentos elétricos – Disposições gerais
Electrical installations of buildings – Part 5-51: Selection and erection of electrical equipment – Common rules
• IEC 60364-5-51
• HD 60364-5-51
• DIN VDE 0100-510 (VDE 0100-510)

Construção de instalações de baixa tensão – Parte 5-53: Seleção e construção de equipamentos elétricos – Isolar, comutar e controlar – Seção 534: Dispositivos de proteção contra sobretensão (SPDs)
Low-voltage electrical installations – Part 5-53: Selection and erection of electrical equipment – Isolation, switching and control – Clause 534: Devices for protection against transient overvoltages
• IEC 60364-5-53
• HD 60364-5-53
• DIN VDE 0100-534 (VDE 0100-534)

Construção de instalações de baixa tensão – Parte 5-54: Seleção e construção de equipamentos elétricos – Sistemas de aterramento e condutores de proteção
Low-voltage electrical installations – Part 5-54: Selection and erection of electrical equipment – Earthing arrangements and protective conductors
• IEC 60364-5-54
• HD 60364-5-54
• DIN VDE 0100-540 (VDE 0100-540)

Construção de instalações de baixa tensão – Parte 6: Testes
Low-voltage electrical installations – Part 6: Verification
• IEC 60364-6
• HD 60364-6
• DIN VDE 0100-600 (VDE 0100-600)

Proteção contra choque elétrico – Requisitos conjuntos para instalações e equipamentos
Protection against electric shock – Common aspects for installation and equipment
• IEC 61140
• EN 61140
• DIN EN 61140 (VDE 0140-1)

Combinações de dispositivos de comutação de baixa tensão – Parte 1: Regras gerais
Low-voltage switchgear and controlgear assemblies – Part 1: General rules
• IEC: em preparação
• EN: não disponível
• DIN EN 61439-1 (VDE 0660-600-1)

Combinações de dispositivos de comutação de baixa tensão – Parte 2: combinações de dispositivos de comutação de energia
Low-voltage switchgear and controlgear assemblies – Part 2: Power switchgear and controlgear assemblies
• IEC: em preparação
• DIN EN IEC 61439-2 (VDE 0660-600-2)

Outras normas

Locais do medidor - Parte 1: Requisitos gerais
Meter panels - Part 1: General requirements
• DIN VDE 0603-1 (VDE 0603-1)

Fusíveis de baixa tensão - Parte 1: Requisitos gerais
Low-voltage fuses - Part 1: General requirements
• IEC 60269-1
• EN 60269-1
• DIN EN 60269-1 (VDE 0636-1)

Material de instalação elétrica - Mini-disjuntores para instalações domésticas e semelhantes - Parte 1: Mini-disjuntores para corrente alternada (AC)
Electrical accessories - Circuit-breakers for overcurrent protection for household and similar installations - Part 1: Circuit-breakers for a.c. operation
• IEC 60898-1
• EN 60898-1
• DIN EN 60898-1 (VDE 0641-11)

Material de instalação elétrica - Mini-disjuntores para instalações domésticas e semelhantes - Parte 1: Mini-disjuntores para corrente alternada (AC); Suplemento 1: Instruções de aplicação para a utilização de mini-disjuntores da série DIN EN 60898 (VDE 0641) e de disjuntores principais e mini-disjuntores conforme DIN VDE 0641-21 (VDE 0641-21)
Electrical accessories - Circuit-breakers for overcurrent protection for household and similar installations - Part 1: Circuit-breakers for a.c. operation; Supplement 1: Operating instructions for the use of circuit breakers according to series DIN EN 60898 (VDE 0641) and of selective main circuit-breakers according to DIN VDE 0641-21 (VDE 641-21)
• DIN EN 60898-1 Suplemento 1 (VDE 0641-11 Suplemento 1)

Mini-disjuntores para instalações domésticas e semelhantes - Parte 2: Mini-disjuntores para corrente alternada e contínua (AC e DC)
Circuit-breakers for overcurrent protection for household and similar installations - Part 2: Circuit-breakers for a.c. and d.c. operation
• IEC 60898-2
• EN 60898-2
• DIN EN 60898-2 (VDE 0641-12)

Disjuntores de corrente de fuga/corrente diferencial sem proteção contra sobrecorrente (RCCBs) montada para instalações domésticas e semelhantes - Parte 1: Requisitos gerais
Residual current operated circuit-breakers without integral overcurrent protection for household and similar uses (RCCBs) - Part 1: General rules
• IEC 61008-1
• EN 61008-1
• DIN EN 61008-1 (VDE 0664-10)

Disjuntores de corrente de fuga/corrente diferencial com proteção contra sobrecorrente (RCBOs) montada para instalações domésticas e semelhantes - Parte 1: Requisitos gerais
Residual current operated circuit-breakers with integral overcurrent protection for household and similar uses (RCBOs) - Part 1: General rules
• IEC 61009-
• EN 61009-
• DIN EN 61009-1 (VDE 0664-20)

Operação de instalações elétricas - Parte 100: Regras gerais
Operation of electrical installations - Part 100: General requirements
• IEC: not available
• EN 50110-1 & EN 50110-1
• DIN VDE 0105-100 (VDE 0105-100)

Redes de cabos para sinais de TV, sinais áudio e serviços interativos - Parte 11: Requisitos de segurança
Cable networks for television signals, sound signals and interactive services - Part 11: Safety
• IEC: under preparation
• EN: not available
• DIN EN IEC 60728-11 (VDE 0855-1)

Sistemas de aterramento para edifícios - Planejamento, execução e documentação
Earthing systems for buildings - Planning, execution and documentation
• DIN 18014

Elektrische Anlagen in Wohngebäuden - Teil 1: Planungsgrundlagen
Electrical installations in residential buildings - Part 1: Planning principles
• DIN 18015-1

Instalações elétricas em edifícios residenciais - Parte 2: Tipo e âmbito do equipamento mínimo
Electrical installations in residential buildings - Part 2: Nature and extent of minimum equipment
• DIN 18015-2

Características da tensão em redes de distribuição de eletricidade públicas
Voltage characteristics of electricity supplied by public electricity networks; German version
• EN 50160
• DIN EN 50160

Tensões padrão CENELEC
CENELEC standard voltages
• EN 60038
• DIN EN 60038 (VDE 0175-1)

Tecnologia de teste de alta tensão - Parte 1: Termos gerais e condições de teste
High-voltage test techniques - Part 1: General definitions and test requirements
• IEC 60060-1
• EN 60060-1
• DIN EN 60060-1 (VDE 0432-1)

Segurança de máquinas - Equipamento elétrico de máquinas - Parte 1: Requisitos gerais
Safety of machinery - Electrical equipment of machines - Part 1: General requirements
• IEC 60204-1
• EN 60204-1
• DIN EN 60204-1 (VDE 0113-1)

Sobretensões e proteção contra sobretensões em instalações de corrente intensa de baixa tensão com tensão alternada - Informações básicas gerais
Surge overvoltages and surge protection in low-voltage a.c. power systems - General basic information
• IEC/TR 62066
• DIN VDE 0184 (VDE 0184)

Coordenação de isolamento para equipamentos elétricos em instalações de baixa tensão - Parte 1: Princípios, requisitos e testes
Insulation coordination for equipment within low-voltage supply systems - Part 1: Principles, requirements and tests
• IEC 60664-1
• EN: not available
• DIN EN 60664-1 (VDE 0110-1)

Coordenação de isolamento para equipamentos de baixa tensão - Parte 2-1: Diretriz de aplicação - Esclarecimentos relativos à aplicação do conjunto de normas IEC 60664, Exemplos de dimensionamento e testes de isolamento
Insulation coordination for equipment within low-voltage systems - Part 2-1: Application guide - Explanation of the application of the IEC 60664 series, dimensioning examples and dielectric testing
• IEC/TR 60664-2-1
• EN: not available
• DIN EN 60664-1 Suplemento 1 (VDE 0110-1 Suplemento 1)

Coordenação de isolamento para equipamentos elétricos em instalações de baixa tensão - Suplemento 3: Consideração de interfaces; guia de aplicação
Insulation coordination for equipment within low-voltage systems - Supplement 3: Interface consideration; Application guide
• IEC/TR 60664-2-2
• EN: not available
• DIN EN 60664-1 Suplemento 3, VDE 0110-1 Suplemento 3

Surge protective devices
• UL 1449

Lista de normas gerais relativas aos temas de proteção contra raios, disposições de construção e seleção de dispositivos de proteção contra surtos

Classificação dos dispositivos de proteção contra surtos

Dispositivos de proteção contra surtos (SPDs) são equipamentos, podendo ser seus principais componentes varistores, diodos supressores, dispositivos de proteção contra surtos a gás (centelhadores a gás) ou spark gaps. Os dispositivos de proteção contra surtos servem para proteger outros equipamentos elétricos e instalações elétricas contra altas sobretensões transitórias não permitidas e contra correntes transitórias. A divisão de dispositivos de proteção contra surtos em "classes" se efetua conforme as normas de produto e aplicação aplicáveis para dispositivos de proteção contra surtos.
Os dispositivos de proteção contra surtos são divididos conforme sua aplicação e sua função de proteção:

Dispositivos de proteção contra surtos (SPDs) para utilização em instalações de baixa tensão até 1000 V de tensão nominal.

Devem ser consideradas as disposições de construção de instalações de baixa tensão para a seleção de produtos e a montagem conforme a IEC 61643-12, a IEC 60364-5-53 Parte 534 ou a VDE 0100 Parte 534. A norma do produto é a EN(IEC) 61643-11. Conforme essa norma, os dispositivos de proteção contra surtos são divididos em normas IEC e EN – dependendo de sua capacidade de descarga e dos locais de montagem típicos – em três classes de teste:

__SPDs tipo 1 __: dispositivos de proteção contra surtos potentes para a descarga de correntes de surto/sobretensões com grande energia na sequência de quedas de raios diretos ou nas proximidades. Local de montagem: no limite entre as zonas de proteção contra raios LPZ 0A e LPZ 1 – tipicamente em distribuições principais. Os SPDs tipo 1 são sempre recomendados se o edifício tiver um sistema de proteção contra descargas atmosféricas exterior.
__SPDs tipo 2 __: dispositivos de proteção contra surtos potentes para a descarga de correntes de surto/sobretensões na sequência de quedas de raios distantes, acoplamentos indutivos ou capacitivos e sobretensões de comutação. Local de montagem: no limite entre as zonas de proteção contra raios LPZ 0B e LPZ 1 ou no limite entre as zonas de proteção contra raios LPZ 1 e LPZ 2 – tipicamente em distribuições principais e/ou subdistribuições.
__SPDs tipo 3 __: dispositivos de proteção contra surtos adicionais (proteção de dispositivos) para a proteção de equipamentos finais sensíveis. Local de montagem: no limite entre as zonas de proteção contra raios LPZ 2 e LPZ 3 – tipicamente na proximidade imediata de equipamentos finais sensíveis. Estes equipamentos finais sensíveis podem ser dispositivos para a instalação fixa nas distribuições ou dispositivos de proteção móvel na área da tomada, diretamente antes do equipamento final a proteger.

Informações gerais podem ser encontradas no guia de aplicação (selection and application principles) IEC 61643-12 ou DIN EN 61643-12. Os princípios sobre a proteção contra raios, o conceito de zonas de proteção contra raios e a análise de risco podem ser consultados nas quatro partes da EN(IEC) 62305-…/VDE 0185-305-…

Dispositivos de proteção contra surtos para utilização em redes de telecomunicação e de processamento de sinais para a proteção contra consequências indiretas e diretas de descargas atmosféricas e outras sobretensões transientes. Isto também inclui sistemas de dados de baixa tensão, circuitos de corrente de medição, comando e regulagem e redes de transmissão de voz com tensões nominais até 1000 V de tensão alternada e 1500 V de tensão contínua.

A norma do produto é a EN 61643-21 VDE 0845 Parte 3-1. Para definir os requisitos de teste e as classes de potência, conforme essa norma, os dispositivos são divididos nas categorias A1, A2, B1, B2, B3, C1, C2, C3, D1 e D2. Um dispositivo de proteção pode ser identificado e verificado para diferentes categorias e classes de potência.

No Guia de Aplicação IEC (TS) 61643-22 se encontram informações gerais. Informações complementares se encontram nas partes da VDE 0800… e da VDE 0845… Devem ser consideradas as disposições nacionais adicionais.

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