Como dimensionar corretamente os dispositivos de proteção contra surtos?
Como escolher o tamanho certo Dispositivos de proteção contra surtos?
Eu queimei um rack PLC de US$ 20.000 porque escolhi o errado. SPD.
Dimensiono cada DPS (Dispositivo de Proteção contra Surtos) ajustando sua Uc (capacidade de interrupção) à tensão do sistema, sua Imax (capacidade máxima de sobretensão) ao pior surto possível e sua Up (capacidade de pico) à capacidade suportável do equipamento; em seguida, verifico os três valores em uma tabela.
Continue lendo e eu mostrarei a tabela para que você não repita meu erro.
Por que é adequado? SPD O tamanho é crucial?
Perdi um dia inteiro de produção quando um SPD de 40 kA explodiu em uma tempestade de 100 kA.
Se o SPD for muito pequeno, queima; se for muito grande, você paga a mais; o tamanho certo mantém a fila organizada e o contador tranquilo.
O verdadeiro custo dos dispositivos de distribuição de material sintético (DMS) subdimensionados
Os SPDs subdimensionados não apenas falham; eles falham violentamente.
Eu vi uma explodir e lançar plástico derretido na barra de distribuição.
A usina ficou parada por 14 horas enquanto trocávamos todo o painel.
O valor real da conta foi de US$ 18.000 em perda de produção, não os US$ 200 do SPD.
O custo oculto dos SPDs superdimensionados
Disjuntores de proteção contra surtos (DPS) superdimensionados parecem seguros, mas têm um custo inicial mais elevado e permitem a passagem de mais energia.
Uma unidade de 200 kA em uma rede de 20 kA tem uma tensão de subida (Up) mais alta.
Esses 200 V extras podem danificar a entrada de um CLP de 1.200 V.
Você paga duas vezes: uma pela caixa grande e outra pelo cartão frito.
Como eu avalio o “tamanho certo” em três perguntas
- Qual é a maior onda de tempestade que pode chegar até aqui?
- Qual a voltagem que minha carga suporta?
- Quais números de fichas técnicas da SPD abrangem ambos?
Se eu conseguir responder a essas três perguntas, o tamanho está certo.
Explicação das principais classificações SPD: UC, IMAX, IIMP e UP
Eu costumava confundir Imax com IImp; um dia o inspetor reprovou meu painel.
Eu seleciono Uc ≥ tensão do sistema, Imax ≥ surto local, Iimp ≥ classe de raio e Up ≤ 80% da capacidade de resistência do equipamento; anoto os quatro números em uma linha antes de comprar.
Uc – A tensão que o DPS pode manter ligado indefinidamente
Uc é o número raiz.
Escolher um valor muito baixo fará com que o SPD entre em curto-circuito.
Escolher um valor muito alto aumenta o nível de proteção.
Utilizo a Tabela 1 para ajustar a tensão do sistema ao Uc mínimo.
| Tensão do sistema (LL) | Uc mínimo |
| 120/240 V bifásico | 150V |
| 208 Y/120 V | 150V |
| 240 V delta | 255 V |
| 380 Y/220 V | 255 V |
| 480 Y/277 V | 320V |
IMAX – A maior onda de choque que o SPD pode suportar de uma só vez
Imax é um número único.
Analiso o mapa local de densidade de raios rasos.
Se o mapa mostrar 8 descargas atmosféricas por km², eu calculo uma corrente de 100 kA.
Se o mapa mostrar 4 flashes, classifico para 60 kA.
Eu nunca deixo de usar valores abaixo de 40 kA, mesmo em zonas de baixo risco.
IImp – O Selo da Classe Relâmpago
O Iimp é testado com uma onda de 10/350 µs.
A classe I requer 25 kA por polo.
A Classe II necessita de 12,5 kA.
Se a instalação elétrica tiver um para-raios, eu adiciono um de Classe I no medidor.
Para cima – A tensão restante para a carga
O que meu PLC vê é "para cima".
Eu opto pelo menor Up que o orçamento permite, mas o mantenho abaixo de 80% do nível de impulso do equipamento.
Um PLC de 2.000 V recebe um DPS com tensão de alimentação (Up) ≤ 1.600 V.
Se o cabo for longo, reduzo a tensão para 1.200 V, pois o próprio fio adiciona 200 V.
Guia passo a passo para dimensionar seu dispositivo de proteção contra surtos.
Eu dimensiono cada SPD em uma folha A4.
Preencho cinco campos: tensão do sistema, nível de flash, comprimento do cabo, capacidade de carga e orçamento; em seguida, leio o código do modelo na última coluna da minha tabela de consulta.
Passo 1 – Anote a tensão e a configuração do sistema.
Começo pela placa de identificação do disjuntor principal.
Escrevo: 480 Y/277 V, trifásico, 4 fios.
Isso me indica que Uc ≥ 320 V, conforme a Tabela 1.
Etapa 2 – Encontre a densidade de flash
Abro o mapa gratuito da NASA e clico na minha planta.
O mapa indica 6 flashes por km².
Passo para a Tabela 2.
| Densidade de Flash | Imax mínimo por modo | Aula |
| 0–2 | 40 kA | II |
| 3–5 | 60 kA | II |
| 6–10 | 100 kA | EU |
| >10 | 160 d.C. | EU |
Eu escolho 100 kA e Classe I.
Etapa 3 – Meça o comprimento do cabo da entrada de serviço até a carga.
Eu percorro o trajeto com uma fita métrica.
Se o percurso for superior a 30 m, adiciono um segundo SPD no subpainel.
Cabos longos adicionam 10 V por metro de pico induzido.
Etapa 4 – Verificar a resistência do equipamento
Abro o manual do CLP.
Diz "resistência a impulsos de 1.500 V".
Multiplico por 0,8 e defino Up ≤ 1.200 V.
Etapa 5 – Selecione o modelo e o preço
Abro minha planilha interna mostrada na Tabela 3.
| Número da peça | Uc | Imax | Iimp | Acima | Preço por 1000 unidades |
| LKX-480-40 | 320V | 40 kA | 12,5 kA | 1.400 V | $ 18 |
| LKX-480-100 | 320V | 100 kA | 25 kA | 1.100 V | $ 28 |
| LKX-480-160 | 320V | 160 kA | 50 kA | 900V | $ 42 |
A fileira do meio corresponde a todas as caixas, então escolhi LKX-480-100.
Passo 6 – Faça o pedido e marque a data
Adiciono a data de entrega ao meu calendário.
Eu também configurei um alarme de troca a cada cinco anos, porque até mesmo os bons SPDs envelhecem.
Seleção de DPS para diferentes aplicações: residencial, comercial e industrial.
Eu moro em uma casa de 120 V, tenho uma oficina de 480 V e administro uma usina de 22 kV.
Escolho 20 kA Tipo 3 para a minha geladeira, 100 kA Tipo 1+2 para a minha loja e 160 kA Tipo 1+2+3 para a fábrica; mesma marca, mesma tabela de consulta, linha diferente.
Residencial – Mantenha a simplicidade e a economia
As residências registram picos de corrente de até 40 kA.
Eu uso um cabo Tipo 2 no painel e um cabo Tipo 3 na TV.
Custo total inferior a 60 dólares.
Eu ainda consigo dormir quando a tempestade chega.
Comercial – Cobertura para Carga Mista
A área comercial possui iluminação, sistema de climatização e leitores de cartão.
Instalei o Tipo 1 no painel de serviço, o Tipo 2 em cada subpainel e o Tipo 3 no ponto de venda.
Mantenho a mesma família de ondas Up para que as formas das ondas se somem, em vez de brigarem.
Industrial – Conte as espiras e os motores
Os motores injetam 1.500 V de volta na rede quando são desligados.
Adiciono um circuito snubber RC e um SPD com margem de 200 V na subida.
Eu também uso unidades para trilho DIN, o que me permite trocá-las em tempo real; o tempo de inatividade custa mais do que a peça.
Zonas Especiais – Perigosas e Médicas
Em áreas explosivas da Zona 2, eu escolho dispositivos de proteção contra surtos (SPD) encapsulados que não produzem faíscas.
Em hospitais, utilizo filtros de grau médico com fuga de corrente para o terra inferior a 0,5 mA.
A tabela é a mesma; apenas o sufixo muda.
Conclusão
Eu dimensiono os SPDs com quatro números: Uc, Imax, Iimp, Up.
Abra as tabelas, preencha as caixas, escolha a fileira e você nunca mais comprará a caixa errada.
Envie-me a placa de identificação do painel e eu lhe enviarei a peça correta amanhã.