A Fonte de Danos S1 - Seleção de DPS

Uma das quatro fontes de danos estudadas na norma NBR 5419:2015 é a S1, descarga direta na estrutura. Neste texto do Blog vamos falar um pouco sobre a seleção de DPS considerando esta fonte de dano.

14/10/2016 10:53 por Kascher

A fonte de danos S1 acopla alta energia pois trata-se da injeção da corrente total da descarga no SPDA da estrutura.

Os DPS que estão instalados no limite da ZPR0A e ZPR1 (no ponto no qual a rede elétrica ou eletrônica entra na estrutura) quando operam, conduzem parte da corrente da descarga que atingiu a estrutura através das redes conectadas, conforme Figura 1. O SPDA esta apresentado na Figura 1 de forma simplificada, podendo ser constituído por condutores em malha (gaiola de Faraday) ou pela ferragem estrutural da instalação.

Alem disto o exemplo da Figura 1 supõe que o único serviço metálico entrante na estrutura é a rede elétrica trifásica com neutro.

Nesse exemplo, foi suposta uma descarga com 100 kA de pico (nível de proteção NP III ou NP IV) incidindo no SPDA da estrutura. Como no exemplo a rede elétrica é trifásica com neutro, estimou-se que 50% da corrente foi conduzida pelo aterramento ao solo e o restante (50kA) foi dividido entre os 4 condutores da rede, dimensionando-se portanto a capacidade de corrente de 12,5 kA por DPS. Observa-se que caso o neutro fosse solidamente aterrado na entrada da estrutura (e não conectado por DPS, como no exemplo) a distribuição de corrente não seria alterada eliminando, entretanto, o DPS do neutro (não tem sentido instalar-se um DPS em paralelo com um jumper!).

Como a corrente de cada DPS é na verdade parcela da corrente da descarga direta, utiliza-se DPS Classe I (ensaiado com corrente em rampa 10 x 350 µs). O estudo da distribuição de corrente entre aterramento e os DPS pode ser feito com mais precisão considerando-se as impedâncias do sistema de terra e dos serviços entrantes mas a divisão da corrente entre aterramento e DPS por 2 é uma boa aproximação para fins de avaliação preliminar.

Caso a estrutura tenha mais de um serviço metálico entrante as correntes máximas suportadas por cada DPS são reduzidas pela distribuição de corrente. A Figura 2 mostra um exemplo de uma estrutura com dois serviços entrantes provenientes da ZPR0A: uma rede de alimentação em baixa tensão trifásica e um cabo telefônico de 10 pares.

Nesse exemplo considerou-se ainda NP III ou IV (descarga com100 kA de pico). Nesta situação os 50 kA seriam distribuídos entre os dois serviços e os DPS de cada serviço conduziriam uma corrente igual ao quociente dessa corrente pela quantidade de condutores do serviço. Desta forma seria especificado  DPS telefônico com capacidade para de 2,5 kA (10x 350 µs) e DPS para a rede de alimentação com capacidade de 6,25 kA(10x 350 µs), conforme cálculos apresentados na Figura 2.

Editado em 18 Oct 2016

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