Ref.: PROTEÇÃO CONTRA SURTOS

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1 A intenção deste artigo é extrair da norma NBR 5410:2004 as diretrizes sobre proteção contra surtos e reordená-las evitando, por exemplo, o vai-e-vem entre referências e tabelas que são citadas de forma recorrente e cruzadas pela norma. Obviamente também se destina a especificar os Dispositivos de Proteção contra Surtos (DPS) fabricados pela Clamper Ind. e Com. S.A. (SAC: ) que atendem a cada aplicação prescrita na Norma Brasileira. Estamos abertos às sugestões ou reparos neste artigo que possam ser sugeridas por nossos clientes e ou profissionais que se interessem pelo assunto e antecipamo-nos em pedir desculpas por erros, que eventualmente, nossa interpretação tenha causado. As interpretações e opiniões expressas neste artigo não pretendem expressar nada além da visão da Clamper. A Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT) é o Fórum Nacional de Normalização responsável pela elaboração das Normas Brasileiras. A Norma Brasileira - Instalações elétricas de baixa tensão (ABNT NBR 5410:2004), evolução da histórica NB-3, foi tecnicamente revisada pelo Comitê Brasileiro de Eletricidade (ABNT/ CB-03) e pela Comissão de Estudo de Instalações Elétricas de Baixa Tensão (CE-03: ) e a partir de 31 de março de 2005 esta segunda edição cancelou e substituiu a edição anterior (1997). Situação das massas da instalação elétrica em relação à terra: T = massas diretamente aterradas, independente do aterramento eventual de um ponto da alimentação; N = massas ligadas ao ponto da alimentação aterrado (em corrente alternada, o ponto aterrado é normalmente o ponto neutro); condutor de proteção: Disposição do condutor neutro e do S = funções de neutro e de proteção asseguradas por condutores distintos; C = funções de neutro e de proteção combinadas em um único condutor (condutor PEN). O esquema TN possui um ponto da alimentação diretamente aterrado, sendo as massas ligadas a esse ponto através de condutores de proteção. São considerados três variantes de TN, de acordo com a disposição do condutor neutro e do condutor de proteção, a saber: esquema TN-C, no qual as funções de neutro e de proteção são em um único condutor, na totalidade do esquema; esquema TN-S, no qual o condutor neutro e o condutor de proteção são ; esquema TN-C-S, do qual as funções de neutro e de proteção são combinados em um único condutor. A NBR 5410 é baseada na norma internacional IEC :. O alinhamento da ABNT com a IEC vem desde a década de 80 e apesar disto não há uma identidade total entre a NBR 5410:2004 e a IEC quer no conteúdo quer na estrutura. Cabe destacar ainda que em vários itens da NBR 5410:2004 são citadas outras normas da IEC como referência. O artigo da ABNT NBR 5410:2004 trata as considerações sobre. Na alínea do artigo citado acima, é explicada a simbologia utilizada para a classificação dos esquemas de aterramento, conforme segue e, logo após, do parágrafo ao , são demonstrados cada esquema com suas particularidades. Situação da alimentação em relação à terra: T = um ponto diretamente aterrado; I = isolação de todas as partes vivas em relação à terra ou aterramento de um ponto através de impedância; Aterramento da alimentação Nota: As funções de neutro e de condutor de proteção são combinadas num único condutor em todo o esquema. Rev.: A Nov. 09 Página 1 de 21

2 No esquema IT todas as partes vivas são isoladas da terra ou um ponto da alimentação é aterrado através de impedância. As massas da instalação são aterradas, verificando-se as seguintes possibilidades: aterradas no mesmo eletrodo de aterramento da alimentação, se existente; aterradas em eletrodo(s) de aterramento próprio(s), seja porque não há eletrodo de aterramento da alimentação, seja porque o eletrodo de aterramento das massas é independente do eletrodo de aterramento da alimentação. Nota: O neutro pode ser ou não distribuído. Nota: As funções de neutro e de condutor de proteção são combinadas num único condutor em parte do esquema. O esquema TT possui um ponto da alimentação diretamente aterrado, estando as massas da instalação ligadas a eletrodo(s) de aterramento eletricamente distinto(s) do eletrodo de aterramento da alimentação. A sem aterramento da alimentação - alimentação aterrada através de impedância Rev.: A Nov. 09 Página 2 de 21

3 - massas aterradas em eletrodos separados e independentes do eletrodo de aterramento da alimentação - massas coletivamente aterradas em eletrodo independente do eletrodo de aterramento da alimentação Na NBR 5410:2004 as diretrizes sobre o tema Proteção contra sobretensões e perturbações eletromagnéticas estão contidas no capitulo 5.4. A seção trata das sobretensões temporárias e o artigo ensina que os circuitos fase-neutro podem ser submetidos à tensão entre fases por: perda de neutro nos esquemas TN (TN-C, TN-S e TN- C-S) e TT, em sistemas trifásicos e bifásicos com neutro e monofásicos a três condutores; falta à terra em esquema IT. O artigo destaca que no esquema TT deve-se cuidar especialmente das sobretensões temporárias no caso de falta a terra na média tensão. Uma nota comum aos dois artigos ressalta que na seleção dos DPS a característica de máxima tensão de operação (U c ) deve levar em consideração uma possível sobretensão temporária. O artigo permite que a verificação prescrita em seja restrita aos equipamentos de BT da subestação (SE) se o neutro for isolado do aterramento das massas na SE e, a seção trata das sobretensões transitórias sendo o artigo dedicado à proteção nas linhas de energia, assim como o refere-se a proteção em linhas de sinal. No parágrafo são descritas as condições em que as instalações de DPS são necessárias e exigidas. São elas: Quando a instalação for alimentada por linha aérea (total ou parcial) ou incluir ela própria linha aérea e se situar em região sob condições de influências externas AQ2 ou, quando a instalação se situar em região sob condições de influências externas AQ3, definidas na tabela 15 na página 29 da norma e transcrita abaixo: - massas coletivamente aterradas no mesmo eletrodo da alimentação. AQ1 Desprezíveis 25 dias por ano - AQ2 Indireta > 25 dias por ano Riscos provenientes da rede de alimentação Instalações alimentadas por redes aéreas AQ3 Diretas Riscos provenientes da exposição dos componentes da instalação Partes da instalação situadas no exterior da edificação Tabela 15 Descargas Atmosféricas Rev.: A Nov. 09 Página 3 de 21

4 De acordo com a norma ABNT NBR 5419:2005 (página 32), depois de determinado o valor de, que é o número provável de raios que anualmente atingem uma estrutura, o passo seguinte é a aplicação dos fatores de ponderação indicados nas tabelas B.1 a B.5. Multiplica-se o valor de pelos fatores pertinentes, obtendose, e compara-se o resultado com a frequência admissível de danos conforme o seguinte critério: se 10-3, a estrutura requer um SPDA; se 10-3 > > 10-5, a conveniência de um SPDA deve ser decidida por acordo entre projetista e usuário; se 10-5, a estrutura dispensa um SPDA. Definições: ( ): Frequência média anual previsível de descargas atmosféricas sobre uma estrutura. ( ): Frequência média anual previsível de descargas atmosféricas sobre uma estrutura, após aplicados os fatores de ponderação das tabelas B.1 a B.5 da ABNT NBR 5419:2005. ( ): Frequência média anual previsível de danos, que pode ser tolerada por uma estrutura. Apresentamos abaixo os mapas isocerâunicos da região sudeste e do Brasil ao todo, para se verificar o índice cerâunico da localidade que nos interessa. Os mesmos podem ser obtidos nas páginas 30 e 31 da norma ABNT NBR 5419:2005: Figura 1-a) Mapa de curvas isocerâunicas Região Sudeste Rev.: A Nov. 09 Página 4 de 21

5 Figura 1-b) Mapa de curvas isocerâunicas Brasil Em nota a norma NBR 5410:2004 admite que a proteção contra sobretensões exigida em possa não ser provida se as consequências dessa omissão, do ponto de vista estritamente material, constituir um risco calculado e assumido. Porém, prescreve que em nenhuma hipótese a proteção pode ser dispensada se essas consequências puderem resultar em risco direto ou indireto a segurança e a saúde das pessoas. O parágrafo lembra que a proteção contra sobretensões transitórias pode ser provida por DPS ou por meios que garantam a atenuação no mínimo àquela obtida pelos DPS. A eventual necessidade de proteções adicionais em outros pontos e em particular junto aos equipamentos mais sensíveis está prevista em , porém, infelizmente, sem que sejam previstos critérios de necessidade. Muito importante é a diretriz do artigo referente à suportabilidade a impulso exigível dos componentes da instalação, ou seja, define, na tabela 31, quanta sobretensão os equipamentos elétricos de BT devem suportar sem danos. Explica, também, que este valor deve ser informado pelo fabricante. A tabela 31 referencia a IEC e o anexo E da ABNT NBR 5410:2004. Transcrevemos abaixo a tabela 31 da página 71 da norma e os detalhes contidos no anexo E: Rev.: A Nov. 09 Página 5 de 21

6 Sistemas trifásicos Sistemas monofásicos com neutro Produto a ser utilizado na entrada da instalação (4) Produto a serem utilizados em circuitos de distribuição e circuitos terminais (3) Equipamentos de utilização (2) Produtos especialmente protegidos (1) 277/ ,5 1,5 0, ,5 1,5 400/ ,5 Tabela 31 - Suportabilidade a impulso exigível dos componentes da instalação Explicações contidas no Anexo E: (1) Produtos destinados a serem conectados à instalação elétrica fixa da edificação, mas providos de alguma, situada na instalação fixa ou entre ela e o equipamento; e (2) Também destinados a serem conectados à instalação elétrica fixa da edificação (aparelhos eletrodomésticos, eletroprofissionais, ferramentas portáteis e cargas análogas); e (3) Componentes da instalação fixa propriamente dita (quadros, disjuntores, condutores, barramentos, interruptores e tomadas) e outros equipamentos de uso industrial (motores por exemplo); e (4) Produtos utilizados na entrada da instalação ou nas proximidades, a montante do quadro de distribuição principal (medidores, dispositivos gerais de seccionamento e proteção e outros itens usados tipicamente na interface da instalação elétrica com a rede pública de distribuição). Na seção estão prescritas as medidas de prevenção às interferências eletromagnéticas e logo no artigo determina-se que as blindagens, armações, condutos e ou capas das linhas externas devem ser conectados na equipotencialização principal. Em notas a norma ressalta que dependendo do caso, a vinculação dos revestimentos metálicos da linha a equipotencialização principal não precisa ser mediante ligação direta ao BEP (Barramento de Equipotencialização Principal), podendo ser indireta, como por exemplo, mediante ligação ao BEL (Barramento de Equipotencialização Local) mais próximo do ponto em que a linha entra ou sai da edificação ou mediante a ligação direta ao eletrodo de aterramento da edificação (como ilustrado, conceitual e genericamente, na figura G.3 do anexo G na página 199, que reproduzimos abaixo). É o caso de uma linha de energia que sai da edificação para alimentar outra edificação, vizinha, ou para alimentar estruturas ou construções anexas; de uma linha de sinal que também se dirija à edificação vizinha; e de linha de sinal associada a uma antena externa. As equipotencializações locais (BEL) de uma edificação devem incluir armadura de concreto. Rev.: A Nov. 09 Página 6 de 21

7 3.d (**) EC BEP 4.a 4.b 5 3.a b (*) 3.c Figura G.1 Exemplo de equipotencialização principal em que os elementos nela incluíveis concentram-se aproximadamente num mesmo ponto da edificação (**) Ver figura G.2 N PEN N PEN Quadro de distribuição principal DETALHE A Quadro de distribuição principal DETALHE A PEN BEP N BEP Figura G.2 Conexões da alimentação elétrica à equipotencialização principal, em função do esquema de aterramento Rev.: A Nov. 09 Página 7 de 21

8 3.d (**) EC BEP 5 4.a 4.b 3.a b (*) 3.c Figura G.3 Exemplo de equipotencialização principal em que os elementos nela incluíveis não se concentram-se ou não são acessíveis num mesmo ponto da edificação ¹ As figuras são essencialmente ilustrativas. Se o quadro de distribuição principal se situar junto ou bem próximo do ponto de entrada da linha na edificação, sua barra PE, caso não haja outras restrições, poderia acumular a função de BEP. ² O detalhe relativo ao esquema TN-C-S ilustra situação conforme Legenda: BEP EC = Barramento de equipotencialização principal = Condutores de equipotencialização 1 = Eletrodo de aterramento (embutido nas fundações) 4 = Condutos metálicos, blindagens, armações, coberturas e capas metálicas de cabos. 4.a = Linha elétrica de energia 4.b = Linha elétrica de sinal 2 = Armaduras de concreto armado e outras estruturas metálicas da edificação 3 = Tubulações metálicas de utilidades, bem como os elementos estruturais metálicos a elas associados. Por exemplo: 3.a = água 3.b = gás (*) = luva isolante (ver nota 2 de NBR 5410:2004) 3.c = esgoto 3.d = ar-condicionado 5 = Condutor de aterramento principal No artigo , determina-se que em toda edificação alimentada por linha elétrica TN-C deve-se passar ao esquema TN-S a partir do ponto de entrada da linha na edificação, ou a partir do quadro de distribuição principal. Rev.: A Nov. 09 Página 8 de 21

9 Em nota, neste artigo, é colocado que o esquema poderá permanecer TN-C caso não seja prevista a instalação, imediata ou futura, de equipamentos eletrônicos interligados por ou compartilhando linha de sinal (em particular, linhas de sinal baseadas em cabos metálicos). Nos artigos e , que versam sobre linhas de sinal, quando a conexão da blindagem ou capa metálica a equipotencialização, conforme , puder ocasionar ruído ou corrosão eletrolítica, essa conexão pode ser efetuada com a interposição de DPS do tipo curto-circuitante. A conexão através de DPS do tipo curto-circuitante deve se restringir a uma das extremidades da linha de sinal. Toda linha metálica de sinal que interligue edificações deve dispor de condutor de equipotencialização paralelo, sendo esse condutor conectado às equipotencializações, de uma outra edificação, às quais a linha de sinal se acham vinculadas, conforme artigo Seguem as medidas necessárias para reduzir os efeitos das sobretensões induzidas e das interferências eletromagnéticas em níveis aceitáveis, (artigo ): Disposição adequada das fontes potenciais de perturbações em relação aos equipamentos sensíveis; Disposição adequada dos equipamentos sensíveis em relação a circuitos e equipamentos com altas correntes como, por exemplo, barramento de distribuição e elevadores; Uso de filtros e/ou dispositivos de proteção contra surtos (DPS) em circuitos que alimentam equipamentos sensíveis; Seleção de dispositivos de proteção com temporização adequada, para evitar desligamentos indesejáveis devidos a transitórios; Equipotencialização de invólucros metálicos e blindagens; Separação adequada, por distanciamento ou blindagem, entre as linhas de energia e as linhas de sinal, bem como seu cruzamento em ângulo reto; Separação adequada, por distanciamento ou blindagem, das linhas de energia e de sinal em relação aos condutores de descida do sistema de proteção contra descargas atmosféricas; Redução dos laços de indução pela adoção de um trajeto comum para as linhas dos diversos sistemas; Utilização de cabos blindados para o trafego de sinais; As mais curtas conexões de equipotencializações possíveis; Linhas com condutores separados (por exemplo, condutores isolados ou cabos unipolares) contidas em condutos metálicos aterrados ou equivalentes; Evitar o esquema TN-C, conforme disposto em ; Concentrar as entradas e/ou saídas das linhas externas em um mesmo ponto da edificação; Utilizar enlaces de fibra óptica sem revestimento metálico ou enlaces de comunicação sem fio na interligação de redes de sinal dispostas em áreas com equipotencializações separadas, sem interligação. Na NBR 5410:2004 as diretrizes sobre Dispositivos de Proteção contra Surtos (DPS) tanto em linhas de energia (artigo ) quanto em linhas de sinal (artigo ) aparecem na seção No que diz respeito ao DPS em linhas de energia, logo no parágrafo , quanto à disposição destes devem-se respeitar os seguintes critérios: Quando o objetivo for proteger contra sobretensões provocadas por descargas atmosféricas diretas sobre a edificação ou em suas proximidades, os DPS devem ser instalados no * da linha na edificação (mais a frente na norma, conforme o segundo subitem da alínea do parágrafo , faz-se concluir que este DPS equivale à Classe I da IEC ); ou Quando o objetivo for proteger contra sobretensões de origem atmosférica transmitidas pela linha externa de alimentação (surtos induzidos), bem como a proteção contra sobretensões de manobra (ligar e desligar da rede) os DPS devem ser instalados junto ao * da linha na edificação ou no quadro de distribuição principal localizado o mais próximo possível do ponto de entrada (analogamente entende-se que equivale à Classe II da IEC ), conforme o primeiro subitem da alínea do parágrafo ; ou Outro tipo de DPS pode ser caracterizado pela leitura do terceiro subitem da alínea do parágrafo que transcrevemos, parcialmente, abaixo para facilitar: - quando o DPS for destinado, simultaneamente, à proteção contra todas as sobretensões relacionadas nas duas situações anteriores,... (neste caso conclui-se que este DPS atende aos requisitos da IEC tanto para Classe I quanto para Classe II; isto posto, deve-se instalar no ponto de entrada da linha na edificação). Definição de numa edificação (seção página 8 da norma): Ponto em que uma linha externa penetra na edificação. A referência fundamental é a, ou seja, o corpo principal ou cada um dos blocos de uma propriedade e no caso de edificações com pilotis o ponto de entrada é o ponto em que a linha penetra no compartimento de acesso à edificação, ou seja, de entrada). Além da edificação outra referência indissociável de ponto de entrada é o, localizado junto ou bem próximo do ponto de entrada. Na nota 2 do parágrafo , a norma prescreve que em instalações já existentes é permitido que os DPS sejam instalados na caixa de medição, desde que esta não diste a Rev.: A Nov. 09 Página 9 de 21

10 mais de 10 metros do ponto de entrada na edificação e que a barra PE, onde se vão ligar os DPS, seja conectada ao barramento de equipotencialização principal da edificação (BEP). A terceira e quarta notas informam que para proteção de equipamentos sensíveis, pode ser necessária a instalação de DPS adicionais sendo necessário coordená-los, e que os DPS que fizerem parte da instalação fixa e não se encontram instalados em quadros de distribuição (por exemplo, incorporados a espelhos com interruptores e/ou tomadas) devem ter sua presença indicada através de etiqueta ou identificador similar, na origem ou o mais próximo possível da origem do circuito ao qual está inserido. O parágrafo possui um fluxograma (figura 13 na página 131 da norma) demonstrando a adequada disposição dos DPS junto ao ponto de entrada da linha elétrica ou o mais próximo possível do ponto de entrada, conforme adaptamos a seguir: Figura 13 Esquemas de conexão dos DPS no ponto de entrada da linha de energia ou no quadro de distribuição principal da edificação (referência - página 131 da norma NBR 5410:2004) Rev.: A Nov. 09 Página 10 de 21

11 Abaixo segue algumas considerações sobre a figura 13: A ligação dos DPS: No BEP, se este estiver situado antes do quadro de distribuição principal e nas proximidades e/ou no ponto de entrada da linha na edificação e os DPS forem instalados então junto ao BEP e não no quadro ou se os DPS forem instalados no quadro de distribuição principal da edificação e a barra PE do quadro acumular a função de BEP. Na barra PE, quando os DPS forem instalados no quadro de distribuição e a barra PE não acumular a função de BEP. A hipótese configura um esquema que entra TN-C e que prossegue instalação adentro TN-C, ou que entra TN-C e em seguida passa a TN-S. O neutro de entrada, necessariamente PEN, deve ser aterrado no BEP. A hipótese configura três possibilidades de esquema de aterramento: TT (com neutro), IT (com neutro) e linha que entra na edificação já em esquema TN-S. Há situações em que se torna obrigatório a escolha do esquema 2 ou do esquema 3, como a do caso relacionado na alínea do parágrafo , qual seja: Quando os DPS forem instalados, junto ao ponto de entrada na edificação ou no quadro de distribuição principal, e a instalação for dotada de DR, os DPS devem ser posicionados antes ou depois do DR nas seguintes condições: Quando a instalação for TT e os DPS forem posicionados do DR utilize, obrigatoriamente, o esquema 3; e Quando os DPS forem posicionados do DR, estes DR devem possuir uma imunidade a correntes de surto de no mínimo 3 ka (8/20). O DR tipo S conforme a IEC e , constituem um exemplo e, consequentemente deve-se utilizar, obrigatoriamente, o esquema 2. No parágrafo determina-se que quando for necessária a instalação de DPS adicionais, estes devem ser ligados observando a mesma orientação contida na figura 13. Assim, os DPS devem ser conectados ao longo da instalação: Em esquema TN-S, esquema TT (com neutro) e esquema IT (com neutro): Entre cada fase e PE e entre neutro e PE (esquema de conexão 2); Entre cada fase e neutro e entre neutro e PE (esquema de conexão 3); Em circuitos sem neutro, qualquer que seja o esquema de aterramento: Entre cada fase e PE (esquema de conexão 1); Em esquema TN-C: Entre cada fase e PE (PEN) (esquema de conexão1). Um dos parágrafos mais importantes destas diretrizes é o que se refere a Seleção dos DPS : Os DPS devem atender a IEC e ser selecionados com base no mínimo nas seguintes características: Nível de proteção ( ); Máxima tensão de operação continua ( ); Suportabilidade a sobretensões temporárias; Corrente nominal de descarga ( ) e ou corrente de impulso ( ) dependendo da(s) Classe(s) atendida(s); e Suportabilidade à corrente de curto-circuito. Além disso, quando utilizados em mais de um ponto da instalação (em cascata), os DPS devem ser selecionados levando-se em conta também a sua coordenação. As condições são as seguintes: Nível de proteção ( : O nível de proteção do DPS deve ser compatível com a categoria II de suportabilidade (1,5 a 4 kv dependendo da tensão) a impulsos de acordo com a tabela 31 da página 6 desta diretriz: No esquema 3 da figura 13 (página 10 desta Diretriz) o nível de proteção é global, ou seja, entre fase e PE; e Quando o nível de proteção exigido não puder ser atendido com um só conjunto de DPS devem ser providos DPS suplementares; e Mesmo numa instalação com tensão nominal de V, onde o nível de proteção é de 2,5 kv, é apenas a proteção em modo comum (entre fase e terra). Os DPS destinados à proteção de equipamentos alimentados entre fase e neutro, devem ter um nível de proteção menor, ou seja, 1,5 kv. Máxima tensão de operação contínua ( ): A dos DPS deve ser igual ou maior aos valores indicados na tabela 49 da página 133 que transcrevemos abaixo: Rev.: A Nov. 09 Página 11 de 21

12 Fase Neutro PE PEN TT TN -C TN -S IT com neutro IT sem neutro X X 1,1 U o 1,1 U o 1,1 U o X X 1,1 U o 1,1 U o 3 U o U X X 1,1 U o X X U o U o U o Tabela 49 Valor mínimo de A ausência de indicação significa que a conexão não se aplica ao esquema de aterramento; é a tensão fase-neutro; U é a tensão entre fases; Os valores adequados de podem ser significativamente superiores aos valores mínimos da tabela, com efeito, a leitura da seção 5.4.1, já destacada anteriormente neste artigo, colabora esta afirmação. Por isso repetimos a seguir a análise daquela seção: A seção trata das sobretensões temporárias e o artigo ensina que os circuitos fase-neutro podem ser submetidos à tensão entre fases por: a) Perda de neutro nos esquemas TN (TN-C, TN-S e TN- C-S) e TT; e b) Falta à terra em esquema IT. O artigo destaca que no esquema TT deve-se cuidar especialmente das sobretensões temporárias no caso de falta à terra na média tensão. exigível do DPS, em função do esquema de aterramento Uma nota comum aos dois artigos ressalta que na seleção dos DPS a característica de máxima tensão de operação contínua (U c ) deve levar em consideração uma possível sobretensão temporária. Sobretensões temporárias: O DPS deve atender aos ensaios pertinentes especificados na IEC Vale destacar que aquela norma prevê que o DPS suporte estas sobretensões e que os DPS conectáveis ao PE não ofereçam nenhum risco à segurança em caso de destruição provocada por estas sobretensões devidas às faltas na média tensão e por perda do neutro. Nota da Clamper: Nesta preocupação, em particular, provavelmente a norma UL1449 do é a mais rigorosa entre as similares. Corrente nominal de descarga ( ) e corrente de impulso ( ): De acordo com a destinação do DPS deve ser determinada a corrente nominal ( ) ou de impulso ( ), sendo que podemos distinguir três situações como resumido na tabela abaixo: Corrente aplicada nos DPS Capacidade mínima de corrente do DPS usado entre fase e neutro ou entre fase e terra Capacidade mínima de corrente do DPS usado entre neutro e PE no esquema de conexão 3 (figura 13 da página 12 desta diretriz) Classe de acordo com a IEC I n X X I imp X X monofásico trifásico I imp =12,5 ka, I n =5 ka I imp =25 ka I n =10 ka I imp =50 ka I n =20 ka Classe I e II, simultaneamente I imp =12,5 ka I imp =25 ka I imp =50 ka Classe I I n =5 ka I n =10 ka I n =20 ka Classe II A corrente de impulso ( ) deve ser determinada com base na IEC (esta norma é citada apenas para determinar a definição da corrente de impulso); O ensaio para determinação da é baseado num valor de crista da corrente, dado em ka, e num valor de carga, dado em Coulombs (A.s); Rev.: A Nov. 09 Página 12 de 21

13 Não é fixada uma forma de onda particular para a realização desse ensaio e, portanto, essa forma de onda pode ser a 10/350 s, a 10/700 s, a 10/1000 s ou, ainda a 8/20 s, não se descartando outras; Também não são fixadas restrições quanto ao tipo de DPS que pode ser submetido a tal ensaio curto-circuitante, não curto-circuitante, ou combinado. Suportabilidade à corrente de curto-circuito: A suportabilidade do DPS deve ser igual ou superior à corrente de curto-circuito presumida no ponto onde será instalado (devido à possibilidade de falha do DPS). Como exemplo, podemos citar que num quadro principal de uma instalação alimentada em baixa tensão, servida por um transformador abaixador de 75 kva a corrente de curto-circuito presumida não ultrapassará a 5 ka e neste caso o DPS deverá suportar, ele mesmo, esta corrente ou o fabricante deve recomendar associá-lo a um DP (Dispositivo de Proteção contra sobrecorrentes) que suporte tal corrente. Além disso, quando o DPS utilizar tecnologia de centelhador a capacidade de interrupção de corrente subsequente também deve atender à corrente de curto-circuito presumida no ponto de instalação. Para os DPS conectados entre neutro e PE a capacidade de interrupção de corrente subsequente deve ser de no mínimo 100 A em esquema TN (TN-C, TN-S e TN-C-S) e TT, e deve ser a mesma dos DPS conectados entre fase e neutro, no caso do esquema IT. Coordenação dos DPS: É de responsabilidade dos fabricantes de DPS fornecer, em sua documentação, instrução clara e suficiente de como obter coordenação entre os DPS dispostos ao longo da instalação. Quando a tecnologia e a máxima tensão de operação contínua (U c ) dos DPS a coordenar forem as mesmas, os DPS estarão automaticamente coordenados por qualquer impedância série que exista entre eles, mesmo que estejam instalados lado a lado. A possibilidade de falha interna, fazendo com que o DPS entre em curto-circuito, impõe a necessidade de dispositivo de proteção contra sobrecorrentes (DP), para eliminar tal curtocircuito. A seguir apresentamos os cuidados a serem observados com vista ao risco de falha do DPS, bem como as alternativas de arranjo que permitem, na hipótese de falha do DPS, priorizar a continuidade do serviço ou a continuidade da proteção conforme a seguir: Posicionamento do DP A proteção pode ser disposta: Na própria conexão do DPS, representada pelo DP da figura A abaixo, sendo que esse DP pode ser inclusive o desligador interno que eventualmente integra o DPS. Supondo, como requer a norma, que todas as proteções contra sobrecorrentes da instalação sejam devidamente coordenadas (seletivas), a primeira opção de posicionamento do DP (figura A) assegura continuidade de serviço, mas significa ausência de proteção contra qualquer nova sobretensão que venha a ocorrer. No circuito ao qual está conectado o DPS, representado na figura B abaixo, que corresponde geralmente ao próprio dispositivo de proteção contra sobrecorrentes do circuito. Na segunda opção (figura B), a continuidade de serviço pode ser afetada, uma vez que a atuação do DP, devido à falha do DPS, interrompe a alimentação do circuito, situação que perdura até a substituição do DPS para garantir a proteção contra surtos e, substituição do DP para garantir a continuidade do serviço. Uma terceira opção oferece maior probabilidade de se obter tanto continuidade de serviço quanto continuidade de proteção (figura C abaixo). Neste caso, são usados dois DPS idênticos (DPS1 e DPS2), cada um protegido por um DP específico, inserido na conexão do DPS respectivo, sendo os dois DP também idênticos. A maior confiabilidade do esquema decorre, portanto, da redundância adotada. Rev.: A Nov. 09 Página 13 de 21

14 Seleção do DP: O DP destinado a eliminar um curto-circuito que ocorra por falha do DPS deve possuir corrente nominal inferior ou no máximo igual à indicada pelo fabricante do DPS. Condutores de conexão: A seção nominal dos condutores destinados a conectar um DP especificamente previsto para eliminar um curto-circuito que ocorra por falha do DPS aos condutores de fase do circuito deve ser dimensionada levando-se em conta a máxima corrente de curto-circuito suscetível de circular pela conexão. Quanto à proteção contra choques elétricos e compatibilidade entre os DPS e dispositivos DR prevista no parágrafo , devem ser atendidas as prescrições da alínea das considerações sobre a figura 13 na página 10 desta diretriz. Quanto à indicação do estado do DPS (parágrafo ), devido à falta ou deficiência, o DPS deixar de cumprir sua função de proteção contra sobretensões, esta condição deve ser evidenciada: Por um indicador de estado; ou Por um dispositivo de proteção à parte, como previsto em (figuras A, B ou C acima). No parágrafo defini-se o comprimento dos condutores destinados a conectar o DPS em linhas de energia (ligações fase-dps, neutro-dps, DPS-PE e/ou DPS-neutro, dependendo do esquema de conexão), deve ser o mais curto possível, sem curvas ou laços. De preferência, o comprimento total, como ilustrado na figura 15-A (abaixo), não deve exceder 0,5 metros. Se a distância a + b indicada na figura 15-A não puder ser inferior a 0,5 metros, pode-se adotar o esquema da figura 15-B. Em termos de seção nominal, o condutor das ligações DPS- PE, no caso de DPS instalados no ponto de entrada da linha elétrica na edificação ou em suas proximidades, deve ter seção de no mínimo 4 mm 2 em cobre ou equivalente. Quando esse DPS for destinado à proteção contra sobretensões provocadas por descargas atmosféricas diretas sobre a edificação ou em suas proximidades, a seção nominal do condutor das ligações DPS-PE deve ser no mínimo 16 mm 2 em cobre ou equivalente. Rev.: A Nov. 09 Página 14 de 21

15 A Clamper recomenda os seguintes modelos de DPS, se destinados, simultaneamente, à proteção contra sobretensões provocadas por descargas atmosféricas diretas sobre a edificação ou em suas proximidades e ou à proteção contra sobretensões de origem atmosférica transmitidas pela linha externa de alimentação e contra sobretensões de manobra (Classe I e Classe II de acordo com a IEC ): Tensão de operação da instalação (V) 277/ / / / / /490 Modelo (entre fase-neutro, fase-pe ou fase-pen) VCL 175V Tecnologia MOV MOV MOV MOV MOV MOV MOV MOV Classe (IEC ) I, II I,II I, II I, II I, II I, II I, II I, II Nível de Proteção (U p ) 1,5 kv 4 kv 1,5 kv 1,5 kv 4 kv 0,9 kv 1,5 kv 4 kv Máxima tensão de operação contínua (U c ) 275 V 460 V 275 V 275 V 460 V 175 V 275 V 460 V Corrente de impulso ( ) 12,5 ka 12,5 ka 12,5 ka 12,5 ka 12,5 ka 12,5 ka 12,5 ka 12,5 ka Corrente nominal de descarga ( ) Corrente máxima de descarga ( ) Suportabilidade à corrente de curto-circuito Quantidade de DPS, monopolar, necessários Modelo (entre neutro-pe) em circuitos monofásicos em circuitos trifásicos Quantidade de DPS, monopolar, necessários São necessários DPS adicionais secundários ou em modo transversal 30 ka 30 ka 30 ka 30 ka 30 ka 30 ka 30 ka 30 ka 60 ka 60 ka 60 ka 60 ka 60 ka 60 ka 60 ka 60 ka 5 ka 5 ka 5 ka 5 ka 5 ka 5 ka 5 ka 5 ka Não aplicável Não aplicável Não aplicável Não aplicável GCL N/PE 25 ka GCL N/PE 50kA GCL N/PE 25 ka GCL N/PE 50kA GCL N/PE 25 ka GCL N/PE 50kA Não Não Sim Sim Sim Não Sim Sim Rev.: A Nov. 09 Página 15 de 21

16 A Clamper recomenda os seguintes modelos de DPS, se destinados, apenas, à proteção contra sobretensões de origem atmosférica transmitidas pela linha externa de alimentação e contra sobretensões de manobra, (Classe II de acordo com a IEC ) aplicação do tipo transversal ou como proteção secundária, com corrente superior a mínima recomendada pela ABNT NBR 5410:2004, e uma maior vida útil: Tensão de operação da instalação (V) 277/ / / / / /490 Modelo 45kA 45kA VCL 175V 45kA 45kA 45kA VCL 175V 45kA 45kA 45kA Tecnologia MOV MOV MOV MOV MOV MOV MOV MOV Classe (IEC ) II II II II II II II II Nível de Proteção (U p ) 1,5 kv 2,5 kv 1,2 kv 1,5 kv 2,5 kv 1,5 kv 1,2 kv 2,5 kv Máxima tensão de operação contínua (U c ) Corrente nominal de descarga ( ) Corrente máxima de descarga ( ) Suportabilidade à corrente de curto-circuito Quantidade de DPS, monopolar, necessários 275 V 460 V 175 V 275 V 460 V 175 V 275 V 460 V 20 ka 20 ka 20 ka 20 ka 20 ka 20 ka 20 ka 20 ka 45 ka 45 ka 45 ka 45 ka 45 ka 45 ka 45 ka 45 ka 5 ka 5 ka 5 ka 5 ka 5 ka 5 ka 5 ka 5 ka Rev.: A Nov. 09 Página 16 de 21

17 A Clamper recomenda os seguintes modelos de DPS, se destinados, apenas, à proteção contra sobretensões de origem atmosférica transmitidas pela linha externa de alimentação e contra sobretensões de manobra (Classe II de acordo com a IEC ) corrente igual à mínima recomendada pela ABNT NBR 5410:2004: Tensão de operação da instalação (V) 277/ / / / / /490 Modelo 15kA 15kA VCL 175V 15kA 15kA 15kA VCL 175V 15kA 15kA 15kA Tecnologia MOV MOV MOV MOV MOV MOV MOV MOV Classe (IEC ) II II II II II II II II Nível de Proteção (U p ) 1,1 kv 2,0 kv 0,8 kv 1,1 kv 2,0 kv 0,8 kv 1,1 kv 2,0 kv Máxima tensão de operação contínua (U c ) Corrente nominal de descarga ( ) Corrente máxima de descarga ( ) Suportabilidade à corrente de curto-circuito Quantidade de DPS, monopolar, necessários Modelo (entre neutro-pe) em circuitos monofásicos em circuitos trifásicos Quantidade de DPS, monopolar, necessários 275 V 460 V 175 V 275 V 460 V 175 V 275 V 460 V 5 ka 5 ka 5 ka 5 ka 5 ka 5 ka 5 ka 5 ka 15 ka 15 ka 15 ka 15 ka 15 ka 15 ka 15 ka 15 ka 5 ka 5 ka 5 ka 5 ka 5 ka 5 ka 5 ka 5 ka Não aplicável Não aplicável Não aplicável Não aplicável VCL 175V 15kA VCL 175V 15kA 15kA 15kA 15kA 15kA VCL 175V 45kA VCL 175V 45kA 45kA 45kA 45kA 45kA Rev.: A Nov. 09 Página 17 de 21

18 A Clamper oferece como opção (porque suportam correntes de impulso,, que excedem os valores citados na NBR 5410:2004) os seguintes modelos de DPS, se destinados, apenas, à proteção contra sobretensões provocadas por descargas atmosféricas diretas sobre a edificação ou em suas proximidades (Classe I de acordo com a IEC ): Tensão de operação da instalação Modelo (entre fase-neutro, fase-pe ou fase-pen) SCL 275V 60kA SCL 275V 60kA SCL 275V 60kA SCL 275V 60kA SCL 275V 60kA Tecnologia Spark Gap Spark Gap Spark Gap Spark Gap Spark Gap Quantidade de DPS, monopolar, necessários Modelo (entre neutro-pe) em circuitos monofásicos em circuitos trifásicos Quantidade de DPS, monopolar, necessários Não aplicável SCL 275V 60kA SCL 275V 60kA Não aplicável Não aplicável Não aplicável GCL N/PE 50kA GCL N/PE 100kA GCL N/PE 50kA GCL N/PE 100kA A proteção contra surtos em linhas de sinal (artigo ) é requerida no parágrafo , conforme abaixo: Toda linha externa de sinal, seja de telefonia, de comunicação de dados, de vídeo ou qualquer outro sinal eletrônico, deve ser provida de proteção contra surtos nos pontos de entrada e/ou saída da edificação. Em notas a norma reforça a recomendação para cabos de antenas externas e entre edificações, além de informar que ponto de entrada e ou saída da edificação é o especificado nas ABNT NBR e ABNT NBR e reforça que as linhas externas de sinal devem entrar no mesmo ponto que as linhas de energia. A definição de nas normas citadas acima é a seguinte: Ponto de conexão física à rede telefônica pública, que se localiza no imóvel do assinante e que atende às especificações técnicas necessárias para permitir, por seu intermédio, o acesso individual ao serviço telefônico público. Quando o imóvel corresponder à edificação ou edificações em condomínio, o ponto de terminação de rede será aquele a partir do qual se dá este acesso às unidades autônomas ou às edificações do mesmo condomínio. Já a determinação de entrada comum pode ser representada pela seguinte figura: Rev.: A Nov. 09 Página 18 de 21

19 A localização dos DPS (prescrições do parágrafo ), destinados à proteção requerida em , deve ser como segue: No caso de linha originária da rede pública de telefonia, o DPS deve ser localizado no distribuidor geral (DG) da edificação, situado junto ao BEP (conforme nota de da ABNT NBR 5410:2004): Recomenda-se que as entradas e saídas de linhas externas, na edificação, sejam concentradas, sempre que possível, num mesmo ponto. No caso de linha externa originária de outra rede pública que não a de telefonia, o DPS deve ser localizado junto ao BEP; e No caso de linha que se dirija a outra edificação ou a construções anexas e, ainda, no caso de linha associada à antena externa ou a estruturas no topo da edificação, o DPS deve ser localizado junto ao BEL mais próximo (eventualmente, junto ao BEP quando o ponto de saída ou entrada de tal linha se situar, coincidentemente, próximo ao BEP). Quanto à localização (prescrições do parágrafo ), os DPS requeridos em e os previstos em , devem ser conectados entre a linha de sinal e a referência de equipotencialização mais próxima. Uma nota importante destaca que dependendo da localização do DPS, a referência de equipotencialização mais próxima pode ser o BEP, a barra de terra do DG, BEL, barra PE ou, ainda, caso o DPS seja instalado junto a algum equipamento, o terminal vinculado à massa desse equipamento. Quanto à seleção do DPS (prescrições do parágrafo ) as alíneas a a seguir especificam as características exigíveis dos DPS destinados à proteção de linhas de telefonia em par trançado, assumindo que o DPS venha a ser instalado no DG da edificação, como requerido em A alínea, por fim, fixa as características exigíveis do DPS previsto em e em na vinculação da blindagem ou capa metálica de um cabo de sinal a equipotencialização ou a massa de um equipamento. Tipo de DPS: O DPS deve ser do tipo, simples ou combinado (incorporando limitador de sobretensão em paralelo); Tensão de disparo CC: O valor da tensão de disparo CC deve ser de no máximo 500 V e no mínimo 200 V quando a linha telefônica for balanceada aterrada, ou 300 V, quando a linha telefônica for flutuante; Tensão de disparo impulsiva: O valor da tensão de disparo impulsiva do DPS deve ser de no máximo 1 kv; Corrente de descarga impulsiva: A corrente de descarga impulsiva do DPS deve ser de no mínimo 5 ka quando a blindagem da linha telefônica for aterrada, e de no mínimo 10 ka quando a blindagem não for aterrada. Recomendam-se valores maiores em regiões criticas sob o ponto de vista da intensidade dos raios; Corrente de descarga CA: O valor da corrente de descarga CA do DPS deve ser de no mínimo 10 A. Recomendam-se valores maiores em regiões criticas sob o ponto de vista da intensidade dos raios; Protetor de sobrecorrente: Rev.: A Nov. 09 Página 19 de 21

20 Quando a linha telefônica for balanceada aterrada, o DPS deve incorporar protetor de sobrecorrente, com corrente nominal entre 150 ma e 250 ma. Quando a linha telefônica for flutuante, o DPS pode incorporar ou não protetor de sobrecorrente, mas caso o DPS incorpore tal protetor, a corrente nominal do protetor deve se situar entre 150 ma e 250 ma; DPS para blindagens e capas metálicas: Quando a blindagem ou capa metálica de uma linha de sinal for conectada à equipotencialização ou vinculada a massa de um equipamento com a interposição de um DPS, como previsto em e em , o DPS a ser utilizado deve ser do tipo curto-circuitante, com tensão disruptiva CC entre 200 V e 300 V, corrente de descarga impulsiva de no mínimo 10 ka (8/20 s) e corrente de descarga CA de no mínimo 10 A (60Hz/1s). Os critérios para a seleção de DPS destinados à proteção de outros tipos de linha de sinal ainda estão em estudo. No que diz respeito à falha do DPS (prescrições do parágrafo ) determina-se que o DPS deve ser do tipo falha segura, incorporando proteção contra sobreaquecimento e que esta proteção num DPS para linha de sinal atue curtocircuitando a linha com a terra. Referente aos condutores de conexão do DPS (prescrições do parágrafo ), as ligações do DPS devem ser as mais curtas e retilíneas possíveis. O parágrafo exige que todas as linhas metálicas de sinal (sem exceção) sejam protegidas no ponto de entrada e ou saída da edificação e o parágrafo , além dos pontos de entrada/ saída, pode ser necessário prover proteção contra surtos também em outros pontos, ao longo da instalação interna e, em particular, junto aos equipamentos mais sensíveis, quando não possuírem proteção incorporada. Para proteção de sistema de CFTV, central telefônica, rede de ethernet e telefone via rádio, a Clamper recomenda a instalação dos seguintes modelos de DPS: Proteção para entrada dos condutores no multiplexador, gravador digital, monitor e vídeo Proteção na entrada dos condutores nas câmeras Alimentação elétrica 722.R.015.(tensão de operação) * Sinal de vídeo (cabo coaxial) 812.X.015 / 822.X.015 Comando das câmeras móveis Alimentação elétrica 822.B.015/Low Cap 722.B.010.(tensão de operação) FASTER 722.P.010.(tensão de operação) FASTER * Sinal de vídeo (cabo coaxial) 812.X.015 / 822.X.015 Comando das câmeras móveis 822.B.015/Low Cap * Indicar o tipo de conector utilizado: F, BNC, N, etc. Proteção do PABX Linha telefônica Distribuidor Geral (DG) Entrada do condutor de alimentação elétrica (DG de baixa densidade) par trançado (DG de alta densidade) par trançado 722.P.010.(tensão de operação) FASTER 823.B.130 MP-R(S) / MP-R(G) / MP-R-ER(S) / MP- R-ER(G) / MP-N(S) / MP-N(G) /MP-N- ER(S) / MP-N-ER(G) / MP-AD Rev.: A Nov. 09 Página 20 de 21

21 Modem Switch ou HUB Estação de trabalho Condutor de alimentação elétrica Entrada de comunicação Alimentação elétrica LD (48 Vcc) LPCD (20 Vcc) Comunicação ethernet 10/100 MBps (RJ-45) Alimentação elétrica Comunicação ethernet 10/100 MBps (RJ-45) DPS híbrido, proteção para a alimentação elétrica e comunicação ethernet 10/100 MBps (RJ-45) COMPUTER PROTECTOR PRO (tensão de operação) 822.B.130 / 823.B B.020 / 823.B.020 COMPUTER PROTECTOR PRO (tensão de operação) 881.J.020 / 882.J.020 COMPUTER PROTECTOR PRO (tensão de operação) 881.J.020 / 882.J J.020.R.(tensão de operação) Entrada de alimentação elétrica do rádio 722.P.010.(tensão de operação) * Entrada do cabo coaxial da antena no rádio Caso o cabo tenha malha aterrada Caso o cabo não tenha malha aterrada 812.X.050 / 812.X X.050 Entrada da linha telefônica no rádio * Indicar o tipo de conector utilizado: F, BNC, N, etc. 823.B.130 Para outras aplicações entre em contato com o Suporte Técnico ao cliente Clamper: / suporte@clamper.com.br Rev.: A Nov. 09 Página 21 de 21