Dispositivos de Proteção Contra Surtos (DPS) são equipamentos desenvolvidos com o intuito de detectar surtos de tensão transitória na rede elétrica e desviá-los para a terra, evitando a queima de equipamentos mais sensíveis a esse tipo de variação, como aparelhos elétricos e eletrônicos (televisão, aparelhos de som, modems e/ou computadores).
Surtos de tensão
Basicamente os surtos podem ser endógenos ou exógenos. Os endógenos referem-se aos surtos de tensão de manobra como acionamento de interruptores, acionamento ou funcionamento de motores e até mesmo curto-circuito, ou seja, esses surtos ocorrem no funcionamento normal da rede elétrica. Os exógenos são os surtos de origem atmosférica, ou seja, quando um raio atinge diretamente a rede elétrica, os picos de tensão causados podem ser conduzidos ou quando caem perto de um prédio, podem ser induzidos.
Se a tensão nominal da sua região for 380/220V a Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL) delimita níveis que variam entre 201-231V e 348-396V, ou seja, a concessionária de energia tem que entregar ao consumidor tensões que variam nesta faixa determinada garantindo funcionamento normal dos equipamentos ligados a rede. Abaixo temos exemplos de amplitudes de tensão quando ocorre surtos na rede, observamos a discrepância entre a tensão nominal e as tensões ocasionadas pelos surtos:
Surtos de tensão de manobra: 2,5 a 4 kV;
Surtos de tensão induzidos: 3 a 5kV;
Classes e características gerais
Os DPSs são divididos em classes, essas classes variam de acordo com o tipo de proteção a ser oferecido na edificação. O que poucas pessoas sabem é que a classe identifica o teste ao qual o DPS foi submetido no que se refere a corrente de descarga.
Classe I: limita surtos de tensão, nos quais parte da corrente do raio está associada, ou seja, esta classe é utilizada no quadro principal, ou em ambientes em que possa ocorrer descargas diretas (áreas urbanas ou rurais). Os DPSs dessa classe, foram testados com um gerador de forma de onda de 10/350us, o que significa que quando o mesmo sofre uma descarga, o DPS leva de 10 à 350 micro segundos para levar esta corrente para a terra.
Classe II: limita surtos de tensão que chegam a penetrar na edificação, dessa forma, um DPS classe II está destinado a proteger equipamentos que possam vir a danificar ao receber tensões superiores. São testados com um gerador de forma de onda de 8/20us e são instalados nos quadros de distribuição internos ou quadros secundários;
Classe III: limita surtos de tensão penetram equipamentos mais sensíveis, dessa forma, um DPS classe III está destinado a proteger somente um equipamento, geralmente aparelhos eletroeletrônicos. São testados com um gerador de forma de onda do tipo combinado nas formas 1,2/50us e 8/20us.
Agora que conhecemos as classes e entendemos a forma de onda, para escolher o tipo de DPS que deve ser instalado em um sistema, devemos conhecer suas características elétricas:
Tensão nominal (Un): a tensão nominal nada mais é do que a tensão de alimentação da sua cidade (127V, 220V etc). Este dado não consta na plaqueta do DPS, mas é importante saber qual a tensão nominal em que o DPS será inserido para poder escolher a Tensão máxima contínua (Uc), já que Un deve ser menor que Uc.
Tensão máxima contínua ou Tensão máxima de operação (Uc) : é um valor de tensão sempre maior que a tensão nominal. Abaixo da Uc o DPS não atuará e o mesmo é geralmente 10% maior que a Un. Por questões práticas convenciona-se que para um sistema cuja tensão nominal (entre fase e neutro) é de de 220 utiliza-se DPS de Uc igual a 275V e assim por diante. As Ucs mais comuns de serem encontradas são: 175V,275V,340V,385V,485V.
Nível de tensão de proteção ou Tensão residual (Up) : existe um valor máximo de tensão que ainda permanece nos terminais de um DPS durante sua operação. Se um DPS obtiver uma Up < 1,2kV, significa que se um surto de tensão que gera 20kA de corrente de descarga atingir o DPS, o mesmo limitará essa tensão até valor máximo de 1,2kV. Uma dica: da uma olhada no valor associado a Up do DPS, quanto mais baixa for a Up melhor será a qualidade do DPS.
Corrente nominal de descarga (In 8/20): valor determinado pelo fabricante testado sob um gerador de forma de onda de 8/20us que determina a corrente média que o DPS pode suportar sem se danificar. Por exemplo: se um DPS tiver In de 20kA, o mesmo poderá suportar correntes de descarga maiores ou menores que esta por uma quantidade de vezes determinada pelo fabricante (geralmente de 10 a 15 dependendo do nível de descarga).
Corrente máxima de descarga (Imax 8/20): valor determinado pelo fabricante testado sob um gerador de forma de onda de 8/20us que determina a corrente máxima que o DPS pode descarregar pelo menos uma vez sem danificar. Por exemplo: se um DPS tiver Imax de 40kA, o mesmo poderá suportar correntes de descarga dessa natureza somente uma vez.
Instalação
Para assegurar a proteção do DPS, é necessário tomar algumas precauções na fase de instalação.
1º – O equipamento ou os circuitos a serem protegidos devem ser ligados ao barramento equipotencial à qual o DPS está ligado;
2º – O comprimento dos cabos que interligam o DPS e os cabo que sai do DPS (aterramento) não devem ser maior que 50cm, sem curvas ou laços (se quiser saber mais da uma olhada na seção 6.3.5.2.9 da NBR 5410:2004 que trata dos condutores de conexão) ;
3º – Para evitar que ocorram falhas internas em qualquer uma das unidades do DPS (no que se refere aos cabos de alimentação dos mesmos) recomenda-se ser instalado antes de cada um, disjuntores termomagnéticos monopolares;
4º – A NBR 5410:2004 no item 6.3.5.2.9 recomenda seções mínimas dos condutores de aterramento para cada classe:
Classe I: 16mm²
Classe II: 4mm²
Abaixo segue exemplo de instalação correta para um sistema trifásico em um quadro de distribuição secundário, com a utilização de DPS classe II.
Se tiver qualquer dúvida deixa um comentário aqui embaixo que teremos o prazer em ajudar.
pode usar disjuntor tripolar antecedendo o DPS? Já vi em algumas situações, utilizando disjuntor no neutro. Deve ser usado ?
Olá Igor, obrigado pelo comentário.
A ABNT NBR 5410:2004 no item 6.3.5.2.5, deixa três opções de instalação de disjuntores que antecedem os DPSs. Uma delas é a opção de um disjuntor tripolar seccionando as fases. Porém, a própria norma, no mesmo item, salienta que, a opção que apresenta maior probabilidade de continuidade de serviço e continuidade de proteção é a que nós mostramos acima (um disjuntor para cada fase). A explicação é de que caso ocorra falha interna em uma das fases, o seccionamento poderá ser feito somente em uma fase, garantindo a continuidade de serviço dos DPSs e dos disjuntores das fases que não falharam. Em relação a utilização de disjuntor no neutro, a norma no item 5.6.2.2 recomenda não seccionar o condutor neutro em nenhum esquema de aterramento, já que o mesmo pode ser interrompido pelo disjuntor, levando a elevação de tensão nos circuitos secundários.
Abraço, espero ter ajudado.
Olá! gostaria de saber se a Uc do dps interfere na eficiência de proteção, explicando melhor: Um dps para fase / neutro 220V deveria ter Uc de 275V, se for usado um com Uc digamos de 340V ou 385V a proteção será comprometida ou menos eficiente?
Olá Nellyus, a proteção não será tão eficiente já que, caso ocorram surtos na ordem de 275V até 335V o dps não fará a leitura e não atuará, logo, sua fiação interna estará desprotegida contra surtos elétricos!
No exemplo adotado por vocês, o disjuntor utilizado possui curva tipo B. Haveria algum problema se for utilizado um disjuntor de curva C ou D?
Olá Ruan, tudo bem? Não há problemas caso haja adoção de um disjuntor de backup de outra curva!
Muito obrigado, Moacir! Grato pelo esclarecimento.
Ficamos felizes em ajudar Ruan!
ola’, moro em zona rural, do relogio da Elektro ate’ a entrada da minha casa tem 200metros de cabo ,3 fases+neutro,na saida do relogio tem 3 disjuntores.
gostaria colocar um dps 4 polos na entrada da casa antes do quadro eletrico, a duvida è colocar classe 1 o2? e quanto kA? grato
Olá David, tudo bem? Para saber qual melhor DPS a ser utilizado você deve considerar alguns fatores, primeiro ponto: classe de tensão 127/220 ou 220/380? Assim você consegue saber a tensão máxima contínua do seu DPS (175V ou 275V por exemplo).
Segundo ponto: como você nos disse, o seu DPS estaria na entrada da edificação (medição), assim o mais indicado, já que o mesmo se encontra na área externa, seria um DPS classe I (proteção contra descargas diretas);
Terceiro ponto: a corrente nominal de descarga deve ser calculada, o mínimo pedido pela NBR 5410:2004 é de 5kA. O cálculo que deve ser feito é o nível de exposição a sobretensões de origem transitórias, se o nível ultrapassar 80 deverá ser escolhido um DPS com In de 20kA. Mas aqui vai os níveis de exposições de algumas regiões do país: Norte (335), Nordeste (469), Centro Oeste (402), Sul (134), Sudeste (201). Logo tiramos por base que o In para a maioria das regiões seria de 20kA.
Muito obrigado, Moacir! Grato pelo esclarecimento.
mais uma duvida a classe I , nao precisa do sistema Spd(antena contra raio)? o pode ser usado sem?
É recomendado que você o tenha, para aumentar seu nível de proteção contra descarga direta na própria edificação! Pode ser usado sem, mas você não estará garantindo uma proteção maior contra contato direto.
que tipo de dps devo instalar na minha residência 220v monofásica?
desde já agradeço.
Olá Walfredo, se for dentro da edificação poderá ser In de 20kA, Classe 2, 275V.
como estas Moacir, tendrías una guía para poder dimensionar SPD ? si es asi me la podrias mandar el link
Hola Cristian, usted puede ir a este sitio y descargar este APP: https://www.se.com/br/pt/work/local-content/support/guia-de-selecao-dps/.
TENHO UM SITEMA ALIMENTADO POR UM TR DE 112,5 , COM UMA CORRENTE NA BT DE 175 A, E UMA CARGA -Total de carga 175.540 Watts de potência
a – iluminação e tomadas 5.050 < 10.000 W adotado 10 KW x 0,27 = 2,7 Kva- tabela 10
b – condicionadores de ar 2x 1cv= 2 cv tabela 14
c – Motores: 146,51 x.70= 90,04 Kva tabela15
QUANTIDADE TIPO kVA
1 MOTOR 30 CV 22.080
2 MOTOR 25 CV 18.670
1 MOTOR 5 CV 4.960
5 MOTOR 10 CV 42.300
2 MOTOR 7,5 CV 30160
3 MOTOR 3 CV 10.470
TOTAIS 128.640
Demanda Total = a+b+c=2,70+(1,2×2)+90,04=97,14 kVA
O DPS DEVERA SER DE 80 KA
Olá João, tudo bem? Vi que você nos pontuou a respeito da carga existente na sua edificação. É importante ressaltar que a definição das características do DPS (principalmente no que se refere a corrente nominal) não são guiadas pela carga instalada ou carga demandada. Basicamente o que define a corrente nominal do DPS são alguns fatores como: nível de exposição a sobretensões de origem transitórias, comprimento da linha aérea que alimenta a instalação, nível ceuránico local, informações normativas do seu estado, onde o mesmo será instalado e outros. Seria mais interessante você nos informar em qual estado você está e onde o DPS será instalado (área interna ou externa), ao invés da carga demandada. Desde já agradeço.
Boa tarde! É possível realizar um jump da entrada do disjuntor para a entrada do DPS? Porque no esquema mostrado acima, caso o disjuntor atue por sobrecorrente, o circuito não ficaria sem a proteção do DPS já que o mesmo está conectado em série com o disjuntor (após ele).
Bom dia, Icaro. Observe o item 6.3.5.2.5 na NBR 5410:2004 no terceiro parágrafo próximo a alínea “b”. Neste item a norma salienta que a melhor opção para continuidade de serviço e de proteção se dá com disjuntores de back up e DPSs sendo instalados antes da proteção geral.
Prezado, qual seria a solução quando eu não puder cumprir o comprimento máximo de 50cm? Tenho um cliente com quadros de baixa tensão em subestações abrigadas que devido a falta de espaço interno nos quadros, eu teria que instalar o DPS em uma caixa nas proximadades do quadro, mas com isso eu teria uma distância bem maior que 50cm. Teria alguma outra solução?
Bom dia Alexandre, a solução, caso não consiga cumprir o comprimento máximo exposto pela norma está no item 6.3.5.2.9 da NBR 5410:2004, a mesma apresenta uma segunda opção na alínea “b” em que o condutor de fase é utilizado para interligação especifica dos equipamentos no ponto em que se necessita aplicação do DPS, ou seja, recomendando a utilização de Classe III. ou DPS apenas para o circuito desejado.
Bom dia Srs.
o uso do disjuntor antecedendo o DPS é obrigatório? Ou posso instalar o DPS antes do disjuntor?
Se eu instalar o DPS após o disjuntor de entrada do QDCA é obrigatório casar com a potência do DISJUNTOR? Ex.: Disjuntor nível de proteção 20KA/380V com DPS 20KA.
Desde já obrigado!
Bom dia, Alexandre. A NBR 5410:2004 recomenda no item 6.3.5.2.5 a instalação de dispositivos de proteção contra sobrecorrentes (disjuntores) no esquema de ligação do DPS, para proteção contra falha interna através de curto-circuito por exemplo. Caso você instale DPS após ao disjuntor geral e nem antes haverá necessidade de “casar” as potências, já que: uma coisa é a capacidade de interrupção de curto circuito de um disjuntor e outra coisa é a corrente nominal de descarga de um DPS. Embora ambos sejam valores na ordem de kA, são correntes com objetivos completamente diferentes.
Boa noite, no caso do DPS ja possuir um fusivel de Backup ainda eh necessario a utilização do Disjuntor termomagnetico antes dos dps
Bom dia Walter! Não é necessário, a proteção de backup pelo fusível já é por si só suficiente e até mais eficaz que a do Disjuntor.
moro na regiao nordesde, como eu sei qual DPS eu vou usar, ele vai ser instaldo no quadro de medição coletiva
Rômulo tudo bem? Verifique a norma do seu estado, geralmente eles já informam qual o tipo de DPS a ser utilizado.
Como posso calcular a bitola dos condutores de fase que chegarão ao DPS. Na NBR 5410 indica, em alguns casos o minimo de 16mm². Em quais casos essa bitola pode ser maior?
Lucas tudo bem? Obrigado pela pergunta! A NBR 5410:2004 no item 6.3.5.2.9 recomenda que para utilização do DPS classe II é interessante utilizar cabos de no mínimo 4mm² para proteção (DPS-PE). Por convenção utiliza-se esses mesmos cabos para as fases. O mesmo se aplica para DPSs classe I, com recomendação da norma por cabo de 16mm² no mínimo. Por tanto, a norma deixa abertura para cabos maiores já que determina minimos para classe I e classe II, ficando a critério do projetista esta especificação. Por experiência e de acordo com fabricantes, não está havendo necessidade de aumentar a seção transversal desses cabos, por tanto estão sempre sendo utilizados cabos mínimos recomendados pela norma NBR 5410:2004.
Precisa de um disjuntor de quantos amperes para um DPS de 20 KA?
Olá André, na realidade quem poderá informar corretamente qual será a corrente nominal do disjuntor de back up será a sua norma local (norma do estado onde você mora) ou os próprios fabricantes. Geralmente para um DPS com corrente nominal de descarga de 20kA, utiliza-se disjuntores na ordem de corrente de 20A.
muito bom esse artigo moacir nao tinha visto ainda.
Hoje o mais seguro é recomendar disjuntores que já possui dispositivo de seccionamento interno, na forma de fusíveis, pois além de serem mais fáceis de substituir, já vem dimensionados pelo fabricante.
Marcas como Clamper e Dehn possuem essa tecnologia.