Zona industrial de Paidong Qiligang, cidade de Yueqing, província de Zhejiang, China.
Dispositivos de proteção contra surtos são componentes usados em sistemas de dados e energia para proteger o hardware. Eles são afetados em circuitos de baixa potência. No entanto, a operação desses sistemas é para evitar a destruição ou interrupção devido a sobretensões transitórias.
Os SPDs removem surtos ou impulsos elétricos agindo como um caminho de baixa resistência. Assim, transformando tensões transitórias em correntes e redirecionando-as ao longo do solo. Isso é feito para diminuir o ataque da linha de transmissão. Este dispositivo é conectado em paralelo aos circuitos de alimentação das cargas que deve proteger. Este é o método de proteção de tensão desbalanceada mais amplamente utilizado e eficaz.
As tensões transientes de surto são induzidas pela operação de comutação de cargas elétricas em um edifício, bem como acoplamentos magnéticos e indutivos causados pela formação de campos magnéticos à medida que grandes correntes fluem. Eletricidade estática e tempestades com raios também podem acabar causando surtos. Como Lightning é uma fonte significativa de interferência eletromagnética em sistemas elétricos.
Existem dois tipos de relâmpagos:
1. O caminho do relâmpago está diretamente conectado às linhas de transmissão da estrutura de energia.
2. Emparelhamento eletromagnético de energia nos condutores da rede elétrica causado pela energia radiante de descarga de trovão próxima.
O princípio de funcionamento dos Dispositivos de Proteção contra Sobretensões (DPS) está centrado na salvaguarda dos sistemas elétricos contra sobretensões transitórias, também conhecidas como surtos. O conceito principal é limitar esses picos de tensão desviando ou limitando a corrente de surto. Veja como funciona:
Varistor de Óxido Metálico (MOV): Um dos componentes mais comuns dentro de um SPD é o varistor de óxido metálico. Um varistor é um componente eletrônico com resistência que varia com a tensão aplicada, apresentando uma característica corrente-tensão não linear e não ôhmica. Quando a tensão está normal, o MOV apresenta uma resistência muito elevada, permitindo o funcionamento normal do sistema elétrico. No entanto, durante um evento de sobretensão, a resistência do MOV cai drasticamente, tornando-se muito baixa. Esta mudança permite que o MOV “absorva” o excesso de tensão e então atue como um “shunt”, desviando o excesso de corrente da carga protegida e em segurança para o solo.
Como os SPDs desviam a corrente:
1.Quando ocorre um pico de tensão, o SPD reage rapidamente, criando um caminho de baixa impedância (baixa resistência) até o solo.
2.Isso desvia a corrente de impulso das cargas críticas.
3. Ao desviar a corrente, o SPD também reduz a tensão resultante experimentada pelo equipamento conectado para um nível mais seguro.
Outros componentes dos SPDs:
Os SPDs também podem usar tubos de descarga de gás (GDTs), diodos de avalanche de silício (SADs) ou diodos supressores de tensão transitória (TVS), dependendo do projeto específico e dos requisitos de proteção.
Resultado da Ação SPD:
Ao funcionar desta forma, os SPDs protegem dispositivos eletrônicos sensíveis contra picos de tensão causados por raios, picos de energia e outros tipos de distúrbios elétricos.
O objetivo é evitar que esses transientes causem danos ou problemas operacionais, prolongando a vida útil do equipamento e garantindo sua funcionalidade.
Seleção de SPD:
A seleção adequada de um SPD baseia-se em vários fatores, incluindo a localização dentro do sistema elétrico, os tipos de surtos esperados e a vulnerabilidade do equipamento conectado.
Os critérios de seleção envolvem a Tensão Máxima de Operação Contínua (MCOV), a Corrente Nominal de Descarga (In) e a Classificação de Proteção de Tensão (VPR) do SPD, entre outros parâmetros.
1. SPD tipo 1
Os SPDs Tipo 1 são instalados na entrada de serviço do sistema elétrico de um edifício. Sua função principal é proteger contra grandes surtos, normalmente originados de fontes externas, como descargas diretas de raios. Eles são a primeira linha de defesa e podem dissipar impactos de alta energia. Em termos de instalação, os DPS Tipo 1 são montados no lado da linha da botoneira de entrada de serviço principal, entre o poste e por onde a rede elétrica entra no edifício.
2. SPD tipo 2
Os SPDs Tipo 2 são usados no quadro de distribuição principal (ou em quadros de subdistribuição) e são projetados para gerenciar surtos originados no interior do edifício, como aqueles causados pela ligação e desligamento de grandes equipamentos. Esses SPDs fornecem proteção a circuitos e dispositivos a jusante e são particularmente importantes na proteção de equipamentos eletrônicos sensíveis. Eles gerenciam os surtos que os SPDs Tipo 1 podem não desviar totalmente, capturando surtos menores e repetitivos que, de outra forma, poderiam degradar ou danificar os dispositivos conectados ao longo do tempo.
3. SPD tipo 3
Os SPDs Tipo 3 são instalados no ponto de uso – perto dos dispositivos de uso final que devem proteger, como computadores, televisões ou outros aparelhos eletrônicos. Geralmente são usados em conjunto com SPDs Tipo 2 para uma estratégia de proteção mais abrangente. Eles são projetados para suprimir a energia de surto restante após o funcionamento dos SPDs Tipo 2, lidando, portanto, com surtos que se infiltram em peças individuais do equipamento.
4. SPDs Tipo 1+2 Combinados
Alguns SPDs combinam recursos de dispositivos Tipo 1 e Tipo 2. Esses SPDs Tipo 1+2 podem proteger todas as instalações elétricas contra descargas atmosféricas, descarregando a corrente e são adequados para locais com alta densidade de descargas atmosféricas.
1. Grande fluxo de proteção: Os SPDs são projetados para lidar com grandes correntes de surto, desviando-as com eficiência para evitar danos ao sistema elétrico e aos dispositivos conectados.
2. Pressão residual extremamente baixa:A tensão residual, ou tensão de passagem, após a atuação do SPD é mantida a mais baixa possível. Esta é a tensão que o equipamento irá realmente experimentar durante um evento de sobretensão, e mantê-la baixa é essencial para a proteção.
3. Tempo de resposta rápido: Os SPDs agem rapidamente para combater surtos, muitas vezes em nanossegundos, o que é crucial para proteger os equipamentos contra o rápido início de picos de tensão.
4. Tecnologia de extinção de arco: Os SPDs modernos utilizam tecnologias avançadas de extinção de arco para evitar quaisquer riscos de incêndio que possam surgir de eventos de sobretensão.
5. Circuito de proteção de controle de temperatura: Um circuito integrado que monitora a temperatura evita o superaquecimento dos componentes do SPD, garantindo estabilidade e evitando fugas térmicas ou danos.
6. Proteção térmica integrada: Os SPDs geralmente possuem fusíveis térmicos ou mecanismos semelhantes para desconectar o SPD do circuito em caso de superaquecimento, proporcionando uma camada extra de segurança.
7. Tensão Máxima de Operação Contínua (MCOV): A tensão mais alta que um SPD pode suportar continuamente sem degradação ou falha significa a capacidade do SPD de lidar com flutuações normais de tensão.
8. Classificação de proteção de tensão (VPR): Esta classificação indica a tensão máxima que será fornecida ao equipamento conectado durante um evento de surto após o funcionamento do SPD.
O campo de 'Dispositivos de proteção contra surtos' abrange um amplo espectro de tipos e aplicações adaptadas às diversas necessidades, desde escalas domésticas até industriais. A seleção do SPD certo exige uma compreensão abrangente da tecnologia subjacente, suas aplicações e garantia de conformidade com os padrões do setor.
Esses dispositivos são úteis para evitar a perda ou lesão de equipamentos delicados, mas também são necessários para a segurança. O Surge Protective é necessário para qualquer edifício comercial, industrial ou público equipado por linhas aéreas, o que sugere que a esmagadora maioria dos edifícios o forçaria. Além disso, gostaríamos dispositivos de proteção contra surtos como seu tipo de medida quadrada de problemas elétricos, como relâmpagos, falta de energia, mau funcionamento da rede.
Quando se trata de proteger uma rede elétrica, não existe uma estratégia única que sirva para todos. Cada configuração requer um exame detalhado de seus mecanismos de 'Causas e prevenção contra surtos de energia' e uma compreensão completa de como o debate 'Faixas de energia versus protetores contra surtos' se aplica à sua situação específica.
Equipados com o conhecimento de vários tipos de SPD, suas aplicações e práticas de manutenção vigilantes, é possível aumentar significativamente a resiliência de sua infraestrutura elétrica contra surtos elétricos imprevisíveis e prejudiciais.
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