Dispositivos internos de proteção contra raios e surtos: qual a diferença?

1. Relação entre a proteção interna contra raios e Proteção contra surtos

Proteção interna contra raios (LPS interna):

Isso faz parte do sistema de proteção contra raios. Inclui a ligação equipotencial para raios e/ou o isolamento elétrico do sistema externo de proteção contra raios.

Medidas de Proteção contra Surtos (MPS):

Essas são medidas tomadas para proteger os sistemas internos contra pulsos eletromagnéticos de raios (LEMP). O SPM também faz parte do sistema geral de proteção contra raios.

De acordo com a Figura 1 da norma GB/T 21714.1, a proteção completa contra raios inclui tanto o Sistema de Proteção contra Raios (LPS) quanto as Medidas de Proteção contra Surtos (SPM). A proteção contra surtos (SPM) é abordada na norma GB/T 21714.4, enquanto a proteção interna contra raios faz parte do LPS (que inclui componentes externos e internos) e é descrita na norma GB/T 21714.3.

Figura 1 – Relação entre as partes da norma GB/T 21714

2. Origem da proteção interna contra raios e Proteção contra surtos

2.1 IEC 1024-1:1990

Na norma IEC 1024-1:1990, "Proteção de estruturas contra descargas atmosféricas – Parte 1: Princípios gerais", a seção 1.2.7 define a Proteção Interna contra Descargas Atmosféricas (PIDA) como todas as medidas adicionais além do sistema externo de proteção contra descargas atmosféricas. Essas medidas ajudam a reduzir os efeitos eletromagnéticos das correntes de descarga atmosférica dentro do espaço protegido. Portanto, de acordo com a IEC 1024-1:1990, a PIDA interna inclui tudo o que não está incluído no sistema externo de proteção contra descargas atmosféricas — que também abrange a proteção contra pulsos eletromagnéticos de baixa intensidade (LEMP).

2.2 IEC 62305-1:2006

Na época da norma IEC 62305-1:2006, "Proteção contra raios – Parte 1: Princípios gerais" (1ª edição), as definições tornaram-se mais específicas:

3.42 Sistema Interno de Proteção contra Raios (LPS): Parte do LPS que consiste em ligação equipotencial e/ou isolamento elétrico do LPS externo. 3.49 Sistema de Medidas de Proteção contra Pulsos Eletromagnéticos de Raios (LPMS): Sistema completo de medidas para proteger sistemas internos contra pulsos eletromagnéticos de raios (LEMP).

A série IEC 62305-1 a 4:2006 substituiu normas anteriores, combinando diversos documentos do IEC TC81. Ela dividiu a antiga definição de LPS interno da IEC 1024 em duas partes: LPS interno e LPMS (para proteção LEMP). Na IEC 62305-1:2024, LPMS foi oficialmente renomeado para Medidas de Proteção contra Surtos (SPM).

3 Medidas Internas de Proteção contra Raios

A proteção interna contra raios é essencial para o funcionamento adequado de um sistema de proteção contra raios. Sem proteção interna, as correntes de raios que fluem através do sistema de proteção contra raios externo ou de outras partes condutoras do edifício podem causar faíscas perigosas. Essas faíscas podem levar a incêndios, ferimentos ou danos à infraestrutura. Com exceção das diferenças nas distâncias de separação, a proteção interna é a mesma em todos os níveis de proteção contra raios. As faíscas podem ocorrer entre o sistema de proteção contra raios externo e os seguintes componentes: instalações metálicas, sistemas internos do edifício, partes condutoras externas ou tubulações conectadas ao edifício protegido.

De acordo com as normas, faíscas que ocorrem em áreas potencialmente explosivas da estrutura são sempre consideradas perigosas. Para evitar a formação de faíscas, deve-se utilizar um dos seguintes métodos: ligação equipotencial ou isolamento elétrico entre as partes metálicas.

As medidas de ligação equipotencial (ver Figura 2) incluem o seguinte:

Condutores de ligação equipotencial, utilizados quando as ligações naturais não proporcionam continuidade elétrica, por exemplo, através da ligação direta a tubagens de água ou de aquecimento;

Dispositivos de proteção contra surtos (DPS), usados ​​quando a ligação direta não é possível, por exemplo, em linhas de baixa tensão; e

Centelhadores isolados (ISG, na sigla em inglês) são usados ​​quando condutores de ligação não são permitidos, por exemplo, em tubulações de proteção catódica ou gasodutos.

Figura 2

Ligação equipotencial para proteção contra raios apresenta as seguintes características com base em diferentes tipos de LPS externos:

LPS isolado: a ligação ocorre apenas ao nível do solo;

LPS anexado: A colagem deve ser feita em:

(1) Subsolo ou nível térreo, e;

(2) Qualquer local onde o isolamento ou a distância de separação necessários não sejam alcançados.

Sistema de alimentação de baixa tensão com isolamento elétrico: Além da ligação à terra, a ligação também pode ser feita em sistemas de terminação aérea ou em condutores de descida.

4 medidas de proteção contra surtos elétricos

O SPM básico inclui os seguintes componentes:

(1) Rede de aterramento e ligação equipotencial

O sistema de aterramento conduz e dissipa a corrente do raio com segurança para o solo.

A rede de ligações minimiza as diferenças de potencial e reduz os efeitos do campo magnético.

(2) Blindagem eletromagnética e fiação adequada

O isolamento espacial reduz os campos magnéticos dentro da LPZ causados ​​por descargas atmosféricas diretas ou próximas ao edifício, e ajuda a reduzir surtos internos.

A blindagem de cabos internos com cabos ou condutos blindados minimiza surtos induzidos.

Um layout adequado da fiação interna ajuda a minimizar os circuitos de indução e a reduzir surtos internos. A blindagem das linhas externas no ponto de entrada do edifício também reduz os surtos conduzidos para os sistemas internos.

(3) Sistema SPD coordenado

Um sistema de proteção contra surtos coordenado limita o impacto de surtos externos e internos.

(4) Interfaces de isolamento

As interfaces de isolamento reduzem o efeito de surtos conduzidos nas linhas que entram na LPZ.

O aterramento e a ligação equipotencial devem sempre ser garantidos, especialmente nos pontos de entrada do edifício — seja por conexão direta ou conectando cada serviço condutor a um DPS (Dispositivo de Proteção contra Surtos) como parte da ligação equipotencial.

(5) Utilização de Sistemas de Alerta de Tempestades (TWS)

A cláusula 7.1 da norma IEC 62305-1:2024 estabelece que a ativação de um sistema de proteção contra sobrecorrente (TWS, na sigla em inglês) em conformidade com a norma IEC 62793 pode servir como medida de proteção, desconectando serviços externos e ajudando a reduzir a frequência de danos a sistemas elétricos e eletrônicos.

5 Conclusão

As medidas internas do sistema visam prevenir faíscas perigosas, incluindo a ligação equipotencial de raios com o DPS de primeiro nível. A proteção contra surtos aborda principalmente os surtos que afetam os sistemas internos, e os DPS usados ​​para esse fim devem ser coordenados com o DPS de primeiro nível, mas não incluem o DPS de primeiro nível. SPD em si.