{"id":1323,"date":"2018-06-05T16:52:29","date_gmt":"2018-06-05T19:52:29","guid":{"rendered":"http:\/\/blog.phoenixcontact.com\/marketing-br\/?p=1323"},"modified":"2020-03-18T12:03:57","modified_gmt":"2020-03-18T15:03:57","slug":"como-integrar-dispositivos-de-protecao-contra-surtos","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/blog.phoenixcontact.com\/marketing-br\/como-integrar-dispositivos-de-protecao-contra-surtos\/","title":{"rendered":"Como integrar dispositivos de prote\u00e7\u00e3o contra surtos?"},"content":{"rendered":"

From Delphine Legendre | January 30, 2018 \u2013 Phoenix Contact France<\/p>\n

Adaptado por: Marco Aurelio Duarte
\nGerente de Produtos Phoenix Contact Brasil<\/p>\n

A efic\u00e1cia de um conceito de prote\u00e7\u00e3o contra surtos n\u00e3o depende somente da qualidade e da escolha de um supressor de surto, mas tamb\u00e9m a sua implementa\u00e7\u00e3o tem um papel importante no desempenho.<\/strong><\/p>\n

Um conceito abrangente de prote\u00e7\u00e3o leva em considera\u00e7\u00e3o tanto a prote\u00e7\u00e3o de energia quanto dos demais sinais de instrumenta\u00e7\u00e3o, dados e links de r\u00e1dio.<\/strong><\/p>\n

Surtos transit\u00f3rias podem se originar de acoplamentos eletromagn\u00e9ticos ou descargas atmosf\u00e9ricas. Dist\u00farbios de alta frequ\u00eancia s\u00e3o dif\u00edceis de reproduzir dada a origem aleat\u00f3ria dos fen\u00f4menos. No entanto, a padroniza\u00e7\u00e3o permite avaliar os riscos, seus efeitos no equipamento e estimar as magnitudes f\u00edsicas.<\/p>\n

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A fim de comparar os sistemas de prote\u00e7\u00e3o contra surtos e determinar os par\u00e2metros dos DPS (Dispositivo de Prote\u00e7\u00e3o contra Surtos) para diferentes aplica\u00e7\u00f5es, os impulsos padronizados s\u00e3o definidos. A onda 10\/350\u00b5s \u00e9 levada em conta para correntes de raios diretas ou pr\u00f3ximas, de acordo com a norma IEC62305-1 (NBR5419-1:2015). Permite verificar a resist\u00eancia ao choque dos DPS Classe 1, de acordo com a norma IEC61643-11. A onda 8\/20\u03bcs \u00e9 usada para medir a resist\u00eancia ao impacto de DPS Classe 2.<\/p>\n

Para definir prote\u00e7\u00e3o para sinais de instrumenta\u00e7\u00e3o, dados e links de r\u00e1dio, s\u00e3o utilizadas as mesmas ondas de teste.<\/p>\n

A onda de choque responde a v\u00e1rios par\u00e2metros, como a borda ascendente e a dura\u00e7\u00e3o do valor m\u00e9dio. A origem deste tipo de perturba\u00e7\u00e3o \u00e9 o acoplamento que pode ser galv\u00e2nico, indutivo ou capacitivo.<\/p>\n

Cada circuito requer um esquema de prote\u00e7\u00e3o especial. Com sua capacidade e indut\u00e2ncia definidas, os diagramas permitem uma adapta\u00e7\u00e3o ideal de acordo com as frequ\u00eancias transmitidas.<\/p>\n

A defini\u00e7\u00e3o das caracter\u00edsticas de uma prote\u00e7\u00e3o contra surtos el\u00e9tricos \u00e9 baseada na an\u00e1lise e estimativa das perturba\u00e7\u00f5es esperadas. A an\u00e1lise de risco de descargas atmosf\u00e9ricas de acordo com a norma IEC62305-2 (NBR5419-2:2015) que permite calcular o n\u00edvel de prote\u00e7\u00e3o a ser alcan\u00e7ado, dependendo dos fatores ambientais e da criticidade dos sistemas a serem protegidos.<\/p>\n

Se a borda ascendente representa o pico de uma meia onda de uma oscila\u00e7\u00e3o sinusoidal (T\/4), isso resulta, por exemplo, para um pulso de 8\/20\u03bcs de dura\u00e7\u00e3o de um per\u00edodo de oscila\u00e7\u00e3o de T=4 \u00d7 8 \u03bcs = 32\u03bcs. Com f=1\/T, teremos uma frequ\u00eancia m\u00e1xima de f = 31,25 kHz, e consequentemente, circuitos de desacoplamento \u00f4hmico n\u00e3o ser\u00e3o eficientes para efetuar a coordena\u00e7\u00e3o entre os diferentes n\u00edveis de prote\u00e7\u00e3o.<\/p>\n

Princ\u00edpio do esquema de prote\u00e7\u00e3o com est\u00e1gio:<\/strong><\/p>\n

No que diz respeito \u00e0s Zonas de Prote\u00e7\u00e3o contra Raios que correspondem a volumes em que o n\u00edvel de perturba\u00e7\u00e3o deve ser limitado a valores padronizados e n\u00e3o perigosos para o equipamento, um ou mais DPS devem ser fornecidos.<\/p>\n

V\u00e1rios princ\u00edpios s\u00e3o poss\u00edveis dependendo da configura\u00e7\u00e3o da instala\u00e7\u00e3o. A figura abaixo mostra o princ\u00edpio geral.<\/p>\n

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Princ\u00edpio geral de prote\u00e7\u00e3o contra raios<\/p>\n

Diferentes tipos de DPS podem ser necess\u00e1rios. Eles podem ser coordenados pela dist\u00e2ncia de cabos da instala\u00e7\u00e3o (DPS independentes) ou com m\u00faltiplos est\u00e1gios (DPS combinados).<\/p>\n

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Sistema multi-est\u00e1gio \u2013 DPS\u00b4s Independentes<\/p>\n

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Sistema multi-est\u00e1gio \u2013 DPS\u00b4s combinados<\/p>\n

De acordo com a IEC61643-21, diferentes tipos de testes podem ser realizados. <\/strong><\/p>\n

 <\/strong>\u201cA tabela abaixo demonstra a forma de classifica\u00e7\u00e3o de DPS para sinais que \u00e9 diferente da classifica\u00e7\u00e3o de DPS de energia. \u201c<\/p>\n

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Detalhes das ondas de choque de corrente e tens\u00e3o usadas para avaliar a resist\u00eancia ao choque de DPS para sinais.<\/span><\/p>\n

Como estimar a amplitude de um dist\u00farbio?<\/strong><\/p>\n

Cada circuito representa uma indut\u00e2ncia al\u00e9m de sua resist\u00eancia. Para um condutor de cobre redondo, uma indut\u00e2ncia L ‘= 1 \u03bcH\/m \u00e9 considerada.<\/p>\n

Isso significa que a indut\u00e2ncia total de um condutor de comprimento “I” ser\u00e1 calculada de acordo com L = L.1 \u03bcH \/ m.<\/p>\n

As quedas de tens\u00e3o indutiva s\u00e3o observadas de acordo com a lei das indut\u00e2ncias U = L*di\/dt, onde di\/dt fornece a taxa de varia\u00e7\u00e3o da corrente.<\/p>\n

Isto \u00e9 bem representado pela tangente de evolu\u00e7\u00e3o, na qual o quociente diferencial \u0394i\/\u0394t substitui o quociente diferencial di\/dt.<\/p>\n

O estudo a seguir mostra que a efic\u00e1cia de uma prote\u00e7\u00e3o de sinal deve levar em considera\u00e7\u00e3o quedas de tens\u00e3o indutiva na fia\u00e7\u00e3o.<\/p>\n

Uma fonte de alimenta\u00e7\u00e3o eletr\u00f4nica pode suportar at\u00e9 4kA de acordo com a onda de corrente 8\/20\u03bcs definida de acordo com a IEC62305-1. Isso representa um valor importante. A onda de choque tem um tempo de subida de t = 8\u03bcs. Aproximadamente o valor da corrente m\u00e1xima i = 4kA \u00e9 alcan\u00e7ado em 8\u03bcs, isto \u00e9, i \/ \u0394t = 4kA \/ 8\u03bcs. De acordo com a teoria.<\/p>\n

Os exemplos pr\u00e1ticos a seguir mostram as vantagens e desvantagens de diferentes configura\u00e7\u00f5es de instala\u00e7\u00e3o. Em todos os 3 casos, o p\u00e9 de metal do DPS de sinal est\u00e1 em  conex\u00e3o direta com o trilho DIN e que estabelece uma boa refer\u00eancia potencial para o equipamento a ser protegido e que est\u00e1 montado em uma estrutura comum.<\/p>\n

A entrada do dispositivo a ser protegido \u00e9 conectada ao lado “OUT” da prote\u00e7\u00e3o. A liga\u00e7\u00e3o equipotencial \u00e0 terra \u00e9 modelada por indut\u00e2ncias para realizar um estudo din\u00e2mico.<\/p>\n

A tens\u00e3o UE<\/sub> corresponde ao valor entre os componentes eletr\u00f4nicos. Durante uma onda de choque, esta tens\u00e3o deve ser sempre menor que a resist\u00eancia a tens\u00e3o de impulso da eletr\u00f4nica a ser protegida.<\/p>\n

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Na figura abaixo, a conex\u00e3o de terra da eletr\u00f4nica \u00e9 realizada separadamente para a refer\u00eancia equipotencial.<\/p>\n

De acordo com a lei das malhas o resultado para o UE ser\u00e1<\/sub>:<\/p>\n

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Esquema inadequado – Ineficiente (Figura 7)<\/p>\n

Ap\u00f3s a igni\u00e7\u00e3o do centelhador do g\u00e1s, nenhuma corrente flui atrav\u00e9s do indutor L2<\/sub>, de modo que a tens\u00e3o UL2<\/sub> permanece aqui em 0V.<\/p>\n

Uma conex\u00e3o de terra de 3m entre o DPS e a refer\u00eancia equipotencial \u00e9 frequentemente realizada na pr\u00e1tica. O resultado para a UE<\/sub> ser\u00e1:<\/p>\n

Para a tens\u00e3o residual UGDT<\/sub> do DPS, a tens\u00e3o \u00e9 adicionada a UL1<\/sub> = 1500V. Para os descarregadores de g\u00e1s, a tens\u00e3o varia entre 10 e 35V. Se o UE<\/sub> exceder a tens\u00e3o de resist\u00eancia a tens\u00e3o de impulso do dispositivo a ser protegido, h\u00e1 destrui\u00e7\u00e3o do equipamento.<\/p>\n

Aqui, a conex\u00e3o \u00e0 terra do dispositivo a ser protegido tamb\u00e9m \u00e9 feita separadamente, mas \u00e9 feita uma interconex\u00e3o entre o dispositivo a ser protegido e a refer\u00eancia do DPS de sinais.<\/p>\n

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Diagrama geralmente praticado – N\u00e3o \u00e9 eficaz! (Figura 8)<\/p>\n

Assume-se aqui que a corrente de surto se divide simetricamente sobre as duas conex\u00f5es de terra L1<\/sub> e (L2<\/sub> + L3<\/sub>) com IST<\/sub> = I \/ 2.<\/p>\n

Segundo a lei das malhas, deduz-se que:<\/p>\n

Se considerarmos um comprimento de interliga\u00e7\u00e3o de 3m entre o DPS e o dispositivo a ser protegido, para a tens\u00e3o residual UGDT<\/sub> do DPS, a tens\u00e3o \u00e9 somada, assim ULI<\/sub> = 750V. Se este valor exceder a exist\u00eancia a tens\u00e3o de impulso do dispositivo a ser protegido, haver\u00e1 destrui\u00e7\u00e3o.<\/p>\n

Nesta \u00faltima figura, a conex\u00e3o \u00e0 terra do dispositivo a ser protegido \u00e9 feita diretamente pelo DPS.<\/p>\n

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Esquema ideal – O \u00fanico eficaz! (Figura 9)<\/p>\n

De acordo com a lei dos pontos, segue-se que:<\/p>\n

Nenhuma corrente flui atrav\u00e9s do indutor L3, de modo que a tens\u00e3o UL3 tem um valor de zero.<\/p>\n

Assim, UE = UGDT<\/sub>. Para que a prote\u00e7\u00e3o seja eficaz, o n\u00edvel de prote\u00e7\u00e3o do DPS deve ser sempre menor que a resist\u00eancia a tens\u00e3o de impulso m\u00e1xima do dispositivo a ser protegido.<\/p>\n

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Conclus\u00e3o: proteger um dispositivo eletr\u00f4nico de maneira eficaz n\u00e3o \u00e9 apenas escolher um supressor de surto de boa qualidade!<\/strong><\/p>\n