Por Sergio Roberto Santos

Os Dispositivos de Proteção contra Surtos (DPS) são construídos utilizando-se, sozinhos ou combinados, três componentes, não lineares, principais: Centelhadores (figura 1), varistores ou diodos.

Figura 1. Símbolo de um centelhador


Basicamente um centelhador é formado por dois eletrodos separados por um dielétrico, por exemplo o ar, condição em que ele se comporta como uma chave elétrica aberta. Quando a diferença de potencial nos terminais do centelhador ultrapassa a tensão de ruptura do dielétrico ocorre um centelhamento, reduzindo drasticamente a impedância entre os eletrodos.  Esta redução da impedância do centelhador permite que uma corrente elétrica seja conduzida através do centelhador, tornando-se ele uma chave elétrica fechada.
Os centelhadores são instalados principalmente entre a fase, eventualmente o neutro, e o terra, na proteção de modo comum. O nível de proteção do DPS utilizando apenas centelhadores a ar, não encapsulados, é função da distância entre os eletrodos, sendo influenciado por fatores ambientais como pressão, temperatura, humidade e densidade do ar.
A grande vantagem na utilização de centelhadores, insuperável por outros componentes, é a sua capacidade de regeneração, o que permite que um DPS utilizando centelhadores não precise ser substituído após um determinado número de atuações.
Um centelhador é considerado um comutador de tensão (figura 2). Em um elemento com estas características a tensão em seus terminais aumenta continuamente até que a impedância do centelhador caia abruptamente levando a tensão para valores próximos a zero.

Figura 2. Curva de resposta de um centelhador


Outra característica importante dos centelhadores é a sua baixa capacitância, o que os tornam bastante propícios para a proteção de condutores de sinais, onde a corrente conduzida através deles em regime permanente, não a corrente de surto, possui frequência elevada.
Os primeiros centelhadores utilizavam o ar entre duas placas de carbono. Como estas placas se desgastavam após a condução das correntes de surto os DPS tinham suas características modificadas, perdendo as suas propriedades iniciais. Os centelhadores utilizados na fabricação de DPSs de energia atualmente utilizam placas de metal entre os eletrodos, são encapsulados e não utilizam o ar como dielétrico.
Dispositivos de proteção contra surtos utilizando centelhadores devem possuir uma alta capacidade de interromper correntes de seguimento, que surgem após a passagem das correntes de surto. A capacidade de limitação das correntes de seguimento impede que os disjuntores ou fusíveis a montante dos DPSs atuem após a passagem da corrente de surto.
Uma aplicação especifica dos centelhadores é a equipotencialização de dois sistemas normalmente isolados que durante uma descarga atmosférica, conduzida através de um dos sistemas, são unificados em um sistema único, conforme o próprio nome destes dispositivos, centelhadores de separação (figuras 3 e 4), indica.

Figura 3. Centelhador de separação ¹

 

 

Figura 4. Símbolo do centelhador de separação

 

Devido a sua importância na proteção contra surtos, foram desenvolvidos novos modelos de centelhadores, com características especiais, que serão apresentados no próximo artigo.