Melhor prática para usar dispositivos de proteção contra surtos (SPDs) e RCD juntos
Dispositivos de proteção contra surtos (SPDs) e RCDs
Onde o sistema de distribuição de energia incorpora RCDs, a atividade transitória pode fazer com que os RCDs operem e, portanto, perda de fornecimento. Dispositivos de proteção contra surtos (SPDs) devem, sempre que possível, ser instalados a montante do RCD para evitar disparos indesejados causados por sobretensões transitórias.
Onde os dispositivos de proteção contra sobretensão são instalados de acordo com BS 7671 534.2.1 e estão no lado da carga de um dispositivo de corrente residual, um RCD com imunidade a surtos de correntes de pelo menos 3 kA 8/20.
ANOTAÇÕES IMPORTANTES // RCDs tipo S satisfazer este requisito. No caso de correntes de surto superiores a 3 kA 8/20, o RCD pode desarmar causando interrupção do fornecimento de energia.
Se o SPD for instalado a jusante do RCD, o RCD deve ser do tipo retardado com uma imunidade a correntes de surto de pelo menos 3kA 8/20. A seção 534.2.2 da BS 7671 detalha os requisitos mínimos de conexão SPD (com base nos modos de proteção SPD) na origem da instalação (normalmente um SPD Tipo 1).
Caso você não esteja familiarizado com a operação e os tipos de dispositivos de proteção contra sobretensão, é melhor ler primeiro os conceitos básicos de dispositivos de proteção contra sobretensão.
Conexão SPD tipo 1 (CT1)
Uma configuração SPD com base no tipo de conexão 1 (CT1) é para Arranjos de aterramento TN-CS ou TN-S bem como o arranjo de aterramento TT onde o SPD é instalado a jusante do RCD.
Figura 1 - Dispositivos de proteção contra surtos (SPDs) instalados no lado da carga do RCD
Em geral, os sistemas TT requerem atenção especial porque normalmente têm impedâncias de aterramento mais altas que reduzem as correntes de falha de aterramento e aumentam os tempos de desconexão de Dispositivos de proteção contra sobrecorrente - OCPDs.
Portanto, a fim de atender aos requisitos de tempo de desconexão seguro, RCDs são usados para proteção de falta à terra.
Conexão SPD tipo 2 (CT2)
Uma configuração SPD com base no tipo de conexão 2 (CT2) é necessária em um Arranjo de terra TT se o SPD estiver a montante do RCD. O RCD a jusante do SPD não funcionaria se o SPD apresentasse defeito.
Figura 2 - Dispositivos de proteção contra surtos (SPDs) instalados no lado da alimentação do RCD
O arranjo SPD aqui é configurado de forma que os SPDs sejam aplicados entre os condutores vivos (vivo para neutro) em vez de entre os condutores vivos e o condutor de proteção.
Se o SPD apresentar defeito, ele criaria, portanto, uma corrente de curto-circuito em vez de uma corrente de falha de aterramento e, como tal, garantiria que os dispositivos de proteção de sobrecorrente (OCPDs) em linha com o SPD operassem com segurança dentro do tempo de desconexão necessário.
Um SPD de energia mais alto é usado entre o neutro e o condutor de proteção. Este SPD de energia mais alta (normalmente uma centelha para um SPD Tipo 1) é necessário à medida que as correntes de raio surgem em direção ao condutor de proteção e, como tal, este SPD de energia mais alta vê até 4 vezes a corrente de surto dos SPDs conectados entre os condutores ativos.
A cláusula 534.2.3.4.3, portanto, informa que o SPD entre o neutro e o condutor de proteção é avaliado em 4 vezes a magnitude do SPD entre os condutores vivos.
Portanto, apenas se a corrente de impulso Iimp não puder ser calculada, 534.2.3.4.3 informa que o valor mínimo Iimp para um SPD entre o neutro e o condutor de proteção é 50kA 10/350 para uma instalação de CT3 trifásica, 2 vezes 4kA 12.5/10 dos SPDs entre os condutores vivos.
A configuração CT2 SPD é freqüentemente referida como o arranjo '3 + 1' para uma alimentação trifásica.
SPDs e configurações de terra TN-CS
Os requisitos mínimos de conexão SPD na origem ou próximo à origem da instalação para um sistema TN-CS requerem esclarecimentos adicionais, conforme a Seção 534 da BS 7671 ilustra (consulte a Figura 3 abaixo), um SPD Tipo 1 sendo necessário entre os condutores energizados e PE - o mesmo conforme necessário para um sistema TN-S.
Figura 3 - Instalação dos SPDs Tipos 1, 2 e 3, por exemplo em sistemas TN-CS
O termo 'na ou perto da origem da instalação' cria ambiguidade dado o fato de que a palavra 'perto' não é definida. De um ponto de vista técnico, se os SPDs forem aplicados dentro de uma distância de 0.5 m do PEN dividido para separar N e PE, não há necessidade de ter um modo de proteção SPD entre N e PE conforme mostrado na figura.
Se BS 7671 permitiria a aplicação de SPDs ao lado TN-C (lado utilitário) do sistema TN-CS (observado em algumas partes da Europa), então pode ser possível instalar SPDs dentro de 0.5 m da divisão PEN para N e PE e omite o modo de proteção N para PE SPD.
No entanto, como SPDs só podem ser aplicados o lado TN-S (lado do consumidor) do sistema TN-CS, e dado que os SPDs são normalmente instalados no quadro de distribuição principal, a distância entre o ponto de instalação do SPD e a divisão da PEN quase sempre será maior que 0.5 m, portanto, é necessário ter um SPD entre N e PE, conforme necessário para um sistema TN-S.
Como os SPDs Tipo 1 são especificamente instalados para evitar o risco de perda de vidas humanas (de acordo com a BS EN62305) por meio de faíscas perigosas que podem apresentar risco de incêndio, por exemplo, apenas no interesse da segurança, o julgamento da engenharia é que um SPD deve ser instalado entre N e PE para um sistema TN-CS como faria em um sistema TN-S.
Em resumo, no que diz respeito à Seção 534, Os sistemas TN-CS são tratados da mesma forma que os sistemas TN-S para a seleção e instalação de SPDs.
Os princípios básicos dos dispositivos de proteção contra sobretensão
Um Dispositivo de proteção contra surtos (SPDs) é um componente do sistema de proteção da instalação elétrica. Este dispositivo está conectado à fonte de alimentação em paralelo com as cargas (circuitos) que se destina a proteger (consulte a Figura 4). Ele também pode ser usado em todos os níveis da rede de alimentação.
Este é o mais comumente usado e tipo mais prático de proteção contra sobretensão.
O princípio da operação de proteção contra surtos
SPDs são projetados para limitar as sobretensões transitórias devido a raios ou comutação e desviar as correntes de surto associadas para a terra, de modo a limitar essas sobretensões a níveis que provavelmente não danificarão a instalação elétrica ou o equipamento.
Tipos de dispositivos de proteção contra sobretensão
Existem três tipos de SPD de acordo com os padrões internacionais:
Digite 1 SPD
Proteção contra sobretensões transitórias devido a descargas atmosféricas diretas. O SPD Tipo 1 é recomendado para proteger instalações elétricas contra correntes de raios parciais causadas por descargas atmosféricas diretas. Ele pode descarregar a tensão do raio que se espalha do condutor de terra para os condutores da rede.
Tipo 1 SPD é caracterizado por um Onda de corrente 10/350 µs.
Figura 5 - Três tipos de SPD de acordo com os padrões internacionais
Digite 2 SPD
Proteção contra sobretensões transitórias devido à comutação e raios indiretos. O SPD Tipo 2 é o principal sistema de proteção para todas as instalações elétricas de baixa tensão. Instalado em cada quadro elétrico, evita a propagação de sobretensões nas instalações elétricas e protege as cargas.
SPD Tipo 2 é caracterizado por um Onda de corrente 8/20 µs.
Digite 3 SPD
Tipo 3 SPD é usado para proteção local para cargas sensíveis. Esses SPDs têm uma baixa capacidade de descarga. Portanto, eles devem ser instalados apenas como um complemento ao SPD tipo 2 e nas proximidades de cargas sensíveis. Eles estão amplamente disponíveis como dispositivos com fio (frequentemente combinados com SPDs Tipo 2 para uso em instalações fixas).
No entanto, eles também são incorporados em:
- Tomadas de soquete protegidas contra sobretensão
- Tomadas portáteis protegidas contra sobretensão
- Telecomunicações e proteção de dados
