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Condutores de DPS: Como dimensionar?


Dispositivos de Proteção contra Surtos (DPS) são componentes essenciais em sistemas elétricos, projetados para proteger equipamentos e instalações contra sobretensões transitórias, comumente causadas por descargas atmosféricas (raios) ou manobras na rede elétrica.


Essas sobretensões podem causar danos irreparáveis a equipamentos eletrônicos, sistemas de comunicação, e instalações elétricas em geral, resultando em prejuízos financeiros significativos e riscos à segurança.


Funcionamento do Dispositivo de Proteção contra Surtos (DPS)


Um Dispositivo de Proteção contra Surtos (DPS) é um componente crítico em sistemas elétricos, projetado para salvaguardar aparelhos elétricos de variações abruptas de tensão, conhecidas como surtos, que têm o potencial de causar danos significativos.



Seção do Condutor dos DPS


O correto dimensionamento e instalação de Dispositivos de Proteção contra Surtos (DPS) são fundamentais para a segurança e eficácia dos sistemas elétricos. Um aspecto crítico dessa instalação é o correto dimensionamento dos condutores associados ao DPS.



O dimensionamento inadequado desses condutores pode levar a uma série de problemas graves, que afetam não apenas a integridade do sistema elétrico como um todo, mas também a segurança dos equipamentos e das pessoas. Vamos explorar alguns desses problemas em detalhe.


Curto-Circuito


Um dos riscos mais imediatos associados ao dimensionamento inadequado dos condutores do DPS é a ocorrência de curtos-circuitos. Se os condutores não forem dimensionados corretamente ou se houver falhas na sua conexão, isso pode resultar em um contato indesejado entre condutores com potenciais elétricos diferentes. Tal evento não só pode causar danos imediatos aos componentes elétricos, como também pode resultar em incêndios, colocando em risco a estrutura física onde o sistema está instalado e, mais criticamente, a segurança das pessoas presentes.


Sobrecarga


O dimensionamento inadequado pode também contribuir para situações de sobrecarga. Condutores mal dimensionados ou inadequadamente instalados podem não ser capazes de conduzir a corrente de descarga atmosférica de forma eficaz. Isso pode resultar em sobreaquecimento, deterioração do isolamento dos condutores e, eventualmente, falha dos equipamentos. A sobrecarga prolongada pode diminuir significativamente a vida útil dos componentes elétricos e aumentar o risco de falhas catastróficas.


Danos aos Quadros e Equipamentos


A integridade dos quadros elétricos e dos equipamentos conectados ao sistema pode ser severamente comprometida pelo dimensionamento inadequado dos condutores do DPS. Em situações de surto, se os condutores não forem capazes de conduzir adequadamente a energia excessiva, essa energia residual pode ser transmitida aos equipamentos, causando danos irreparáveis. Componentes eletrônicos sensíveis são particularmente vulneráveis a surtos de tensão, e sua reparação ou substituição pode ser extremamente custosa.


Recomendação Normativa para dimensionamento de Condutores de DPS


A análise da ABNT NBR 5419-4 (2015) revela detalhes cruciais sobre as práticas recomendadas e os requisitos técnicos para a implementação eficaz de medidas de proteção contra descargas atmosféricas, com foco particular na equipotencialização e na instalação de


A norma fornece orientações valiosas para engenheiros e projetistas sobre como otimizar a segurança e a eficácia das instalações elétricas em face de surtos elétricos.


A seguir, detalha-se uma interpretação técnica dos itens mencionados:

a)     Item 3.25 (NBR 5419-4) - Equipotencialização


Este item aborda a importância da equipotencialização para mitigar as diferenças de potencial induzidas por correntes de alta frequência, típicas das descargas atmosféricas.


A equipotencialização é um método pelo qual se busca equalizar os potenciais elétricos em diferentes pontos de uma instalação, conectando-os através de condutores.



Especificamente, para as componentes de alta frequência, a eficácia da equipotencialização está diretamente relacionada ao comprimento dos condutores utilizados para fazer essas conexões.


Condutores curtos (idealmente não mais longos do que algumas dezenas de centímetros) são preferíveis, pois minimizam a indução de tensões entre os pontos conectados, contribuindo assim para uma redução significativa no risco de faíscas ou arcos elétricos, que podem ser perigosos tanto para a integridade dos equipamentos quanto para a segurança das pessoas.


b)     Item 5.4.2.d (NBR 5419-4) - Instalação de DPS


Este item da norma enfatiza a necessidade de minimizar o comprimento dos condutores utilizados para conectar os DPS à barra de equipotencialização e aos condutores vivos.


A razão para esta recomendação reside na minimização das quedas de tensão indutivas, que podem comprometer a eficácia do DPS.


Conexões curtas e diretas são essenciais para garantir que os DPS operem de maneira eficiente, reduzindo o risco de danos aos equipamentos e garantindo uma proteção efetiva contra surtos elétricos.


c)     Tabela 1 - Seção Transversal Mínima para Componentes de Equipotencialização (NBR 5419-4)


A tabela especifica as seções transversais mínimas para os condutores de cobre utilizados na equipotencialização, variando conforme a classe do DPS (I, II e III).



Estas especificações são fundamentais para assegurar que os condutores possam manejar adequadamente as correntes de descarga atmosférica, seja conduzindo a totalidade ou uma parte significativa dessas correntes.


As seções transversais de 16 mm², 6 mm² e 1 mm² são indicadas para as classes I, II e III, respectivamente, refletindo a intensidade das correntes de descarga que cada classe de DPS é projetada para suportar.


Além disso, a referência à ABNT NBR 5410:2004, 6.3.5, para DPS usados em aplicações de energia, fornece informações adicionais sobre os condutores adequados para conexão, enfatizando a integração e a conformidade entre as normas técnicas.


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