Kascher

Os surtos acoplados nas redes metálicas internas das estruturas trafegam pelas redes elétricas e de sinais a velocidades próximas à da luz e estão sujeitos a reflexões nos pontos onde existam descasamento entre as Impedâncias Características (Zc) dessas redes e as impedâncias das cargas onde estas linhas são terminadas. As Impedâncias Características típicas de redes em instalações de baixa tensão variam de algumas dezenas a até algumas centenas de Ohms. As entradas de energia dos equipamentos elétricos e eletrônicos oferecem para as redes impedâncias de entrada de surtos muito maiores que as Impedâncias Característica das próprias redes e, desta forma, os surtos de tensão que incidem no equipamento são refletidos em fase. Com isto a tensão de surto que efetivamente chega ao equipamento atinge valores maiores que a tensão originalmente induzida na rede, podendo em função do comprimento do trecho de rede DPS / equipamento até dobrar.

Figura 1 - Surto de tensão incidente e refletido pelo equipamento

O Coeficiente de Reflexão de Tensão Γ_v , que é a relação entre a tensão de surto refletida e a tensão de surto incidente é dado por:

 [1]

Em [1], fazendo - se ZL muito maior que Zc, teremos um coeficiente tendendo a 1, ou seja, o equipamento é excitado com uma tensão de surto com valor de pico o dobro do valor do surto originalmente incidente pois Vi esta em fase com Vr.

É por isto que a norma sobre proteção de estruturas contra descargas atmosféricas, a NBR 5419 revisada em 2015, em sua Parte 4, Anexo C , Item  C.2.1.8, determina que quando o comprimento do circuito entre o DPS e o equipamento for maior que 10 m  (caso típico de DPS instalado na entrada da linha na estrutura ), desprezando-se eventuais induções nos laços internos  (U_l) que

U_P/F≤U_W / 2.

Onde: U_P/F é a tensão na saída do DPS, e U_W  é a tensão de surto suportável pelo equipamento a ser protegido.

Ou seja, neste caso a proteção fica efetiva quando tensão de surto suportável pelo equipamento for o dobro da tensão efetiva de proteção .

O artigo técnico Evaluation of Transient Overvoltages at Terminations in Low-voltage Installations disponível no link abaixo, que tem a minha coautoria, apresenta interessante avaliação do trafego de surtos em instalações protegidas. Este artigo referencia a norma IEC 62305:4 que foi o documento básico utilizado para a elaboração da norma Brasileira NBR 5419:4, emitida em 2015. 

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Por Eng. Ronaldo Kascher Moreira, Dr.