Instalação de Dispositivos de Proteção contra Surtos antes dos Medidores de Energia

Para proteção das instalações elétricas contra sobretensões transitórias, causadas por descargas atmosféricas, precisamos instalar Dispositivos de Proteção contra Surtos (DPS) no ponto onde os condutores entram nas edificações, para realizar a equipotencialização destes condutores em relação ao sistema de aterramento da instalação.

Dependendo das características da instalação elétrica os DPS devem ser instalados antes dos medidores de energia por razões técnicas e econômicas, principalmente em edificações com várias unidades consumidoras.

Atualmente não existe no Brasil um consenso entre as concessionárias sobre permitir ou não a instalação dos DPS antes dos seus medidores. Este artigo discute os principais aspectos relacionados à instalação dos DPS neste local.

Proteção contra sobretensões transitórias

A função do sistema interno de proteção contra descargas atmosféricas é impedir que uma parcela da corrente da descarga entre na instalação.

A equipotencialização é fundamental para a proteção contra sobretensões e consiste em unir, através de interligações de baixa impedância, as partes metálicas da edificação para evitar o surgimento entre elas de significativas diferenças de potencial.

Para os condutores energizados a equipotencialização é obtida através da utilização de DPS.

Instalação de DPS e o conceito de zonas de proteção contra raios

As zonas de proteção contra raios (ZPR) reduzem progressivamente as sobretensões e sobrecorrentes originadas por uma descarga atmosférica até um nível seguro para as pessoas, instalações e equipamentos presentes na edificação.

Uma edificação é dividida em ZPR, em que cada ZPR é considerada um ambiente eletromagnético definido e limitado. Nos pontos de transição entre as ZPR são instalados DPS, que são específicos para cada uma das zonas de transição.

O conceito de zonas de proteção permite:

– A redução dos acoplamentos entre condutores devido ao desvio da corrente de raio para o sistema de aterramento, já no ponto em que os cabos entram na edificação;

– Especificar os DPS de forma individualizada, econômica e de fácil aplicação para todos

os tipos de edificação.

As zonas de proteção se dividem de fora para dentro como se segue:

ZPR0A = espaço externo ao edifício sem proteção. Possibilidade de impacto direto da descarga

atmosférica, sem atenuação dos pulsos eletromagnéticos (LEMP, Lightning Electromagnetic Pulse).

ZPR0B = Espaço dentro da zona de cobertura do SPDA. Não existe atenuação dos pulsos

eletromagnéticos;

ZPR1 = Interior do edifício. Existe a possibilidade de pequenas quantidades de energia das

descargas atmosféricas;

ZPR2 = Interior do edifício. Existe a possibilidade de pequenas sobretensões;

ZPR3 = Interior do edifício (Incluindo as carcaças metálicas de dispositivos elétricos),

Não existem impulsos eletromagnéticos com energia suficiente para danificar os equipamentos eletrônicos.

Justificativas técnicas e econômicas para instalação de DPS antes dos medidores

A instalação dos DPS antes dos medidores atende ao conceito das ZPR, quando a transição ZPR0B→1 ocorre naquele ponto. Como os DPS não são eficazes se não forem instalados no local exato, cada DPS possui um lugar especifico para ser instalado.

Os DPS tipo 1 são descarregadores de corrente de raio e equipotencializam os condutores

externos com o barramento de equipotencialização principal (BEP). Caso estes DPS não estejam no ponto correto a sua eficácia estará comprometida.

Economicamente a instalação de um único conjunto de DPS tipo I, antes dos medidores, permite a proteção de tipo I de todas as unidades consumidoras.

Como os descarregadores de corrente de raio, DPS tipo I têm um custo maior que os DPS tipo II, a concentração da proteção de primeiro nível antes dos medidores permite uma economia que justifica e incentiva este tipo de solução. Ao mesmo tempo instalar DPS tipo I antes dos medidores permite uma economia de espaço, já que se instalados após os medidores, teriam que ser instalados um DPS tipo I para cada unidade consumidora.

Requisitos gerais para instalação de DPS tipo I antes dos medidores

Para que os DPS sejam eficientes e atuem em harmonia com todos os elementos da instalação,  devem ser instalados conforme as recomendações dos seus fabricantes.

Os principais pontos que necessitam ser observados são: A distância entre o DPS e a barra de equipotencialização, os cabos que conectam o DPS, e os dispositivos de proteção contra sobrecorrente para retirada dos DPS do circuito caso seja necessário.

Todas estas medidas devem ser rigorosamente seguidas, sob o risco dos DPS não atuar ou

colocar a instalação em risco em caso de falha.

Caso as concessionárias elaborem normas especificas para a instalação de DPS antes dos medidores, estes documentos não podem desconsiderar os critérios básicos de instalação dos DPS determinados pelos fabricantes e pelas normas de instalação, junto com os seguintes pontos.

– Os DPS devem ser do tipo 1, ensaiados na forma de onda 10/350μs:

A única justificativa para a instalação de DPS, antes dos medidores é o seu posicionamento na

zona de proteção contra raios (ZPR0B→1). Nesta posição é necessário um dispositivo capaz de conduzir uma parcela da corrente da descarga, realizando assim, a equipotencialização principal.

Os DPS tipo II e III devem ser instalados respectivamente nos quadros de distribuição e na alimentação dos equipamentos eletrônicos, protegendo contra as sobretensões. Como os DPS tipo II e III não são instalados nas entradas de edificações com SPDA, só se justifica a autorização para instalação antes dos medidores de DPS tipo I.

– Os DPS devem ser certificados com base em normas de produto reconhecidas no Brasil.

De maneira geral todo o material elétrico deveria ser certificado, mas devido à especificidade da sua aplicação, os DPS tipo I, aptos para instalação antes dos medidores, deverão ser aprovados pelas concessionárias de energia para evitar que dispositivos sem as características necessárias sejam instalados antes dos medidores;

– Os DPS devem suportar o nível de curto circuito no ponto em que estão instalados:

Caso os DPS possam apresentar algum problema durante a sua atuação, não conseguindo voltar ao seu estado inicial como chave aberta, a corrente de regime será conduzida através deles provocando um curto-circuito fase-terra. Neste caso até que a proteção de retaguarda dos fusíveis ou disjuntores atue, o DPS deverá suportar a corrente de curto circuito sem comprometer a segurança da instalação.

– Os DPS que utilizarem indicadores de status, não poderão utilizar nesta indicação, dispositivos ou sistemas que consumam energia, como LED.

Existe no mercado uma série de DPS que não necessitam indicação de vida útil ou defeito.

Devido a sua tecnologia de fabricação, todos os DPS conhecidos genericamente como centelhadores não perdem sua capacidade com o tempo ou com o numero de atuações e por isso não possuem sinalização de fim de vida útil.

Caso se instale um DPS tipo I com sinalização antes do medidor, este dispositivo poderá consumir energia para a sinalização, como na utilização de LED, e a concessionária arcará com o custo desta sinalização, já que os LED utilizarão uma energia não tarifada.

– Não é recomendada a instalação antes dos medidores de DPS que utilizem varistores.

Os DPS utilizando varistores sofrem uma degradação natural após cada atuação. Como a região antes dos medidores é lacrada pela concessionária, toda substituição dos módulos dos varistores dependerá de uma intervenção da concessionária, com os custos decorrentes. As vantagens comparativas dos varistores utilizados em DPS tipo I não justificam a sua aplicação quando instalados antes dos medidores. É fundamental para viabilizar economicamente a utilização de DPS antes dos medidores, que os dispositivos utilizados sejam fabricados de modo que a necessidade de sua substituição seja praticamente zero.

Os DPS tipo I que são fabricados como centelhadores abertos, devem ser instalados a uma distância de segurança do fundo do quadro ou de outros componentes da instalação. Para evitar que durante sua atuação o processo de centelhamento possa danificar algum componente do quadro ou a cobertura dos cabos, três possibilidades de fixação destes dispositivos devem ser consideradas:

– Os centelhadores abertos, tipo “Spark Gap”, devem ser instalados a uma distância de 10 cm do fundo do quadro para que os efeitos do processo de centelhamento não comprometam nenhum elemento da instalação;

– Pode-se instalar centelhadores encapsulados sem necessidade do afastamento, já que nenhum efeito do processo de centelhamento será observado sobre os outros elementos da instalação;

– Na instalação de DPS encapsulados ou abertos, sempre será possível instala-los sozinhos em uma  outra caixa. 

Conclusão

A instalação de um DPS antes dos medidores de energia pode ser necessária para assegurar a proteção de uma instalação elétrica dentro dos conceitos de zonas de proteção contra raios.

Caso algumas medidas quanto ao tipo de DPS e a forma de instalá-lo sejam seguidas, as concessionárias de energia devem permitir esta forma de instalação como o meio mais confiável e econômico de proteger as edificações contra os danos causados por descargas atmosféricas.

Referências

– NBR 5410-2004 – Instalações elétricas de baixa tensão; ABNT, Associação Brasileira de

Normas Técnicas.

– NBR 5419- 2005 – Proteção de estruturas contra descargas atmosféricas; ABNT,

Associação Brasileira de Normas Técnicas.

– Especificação de DPS. Como especificar; www.obo.com.br; Downloads → Artigos Técnicos.

– Guia de DPS; www.obo.com.br; Downloads → Folders Diversos.

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