Pode comprar-se o "melhor" para-raios do mundo se não se tiver em conta os pontos acima referidos:
- Qualidade da cablagem da instalação, nomeadamente do sistema de ligação à terra
- Imunidade dos equipamentos electrónicos
Não compre um protetor contra sobretensões - ainda assim poupará dinheiro!
Os protectores contra sobretensões Tipos I destinam-se a locais equipados com para-raios e onde não são feitas as interligações de terra: Isto não nos diz respeito, estamos interessados nos protectores contra sobretensões destinados à proteção de equipamentos electrónicos.
Protectores contra sobretensões detipo II e tipo III são os protectores contra sobretensões que utiliza para proteger o seu equipamento.
Os fabricantes de para-raios insistirão numa ou noutra das caraterísticas dos seus para-raios, dependendo do que pretendem realçar:
"O meu protetor contra sobretensões é o melhor porque é o mais rápido".
"O meu protetor contra sobretensões é o melhor porque tem a maior capacidade de fluxo".
"O meu protetor contra sobretensões é o melhor porque é o mais barato".
"O meu para-raios é o melhor porque tem a tensão residual mais baixa".
Em suma, o melhor é compreender o seu funcionamento e evitar ser enganado.
-Modo Comum/Modo Diferencial
-Sobretensão residual Up,
-Capacidade de fluxo Imax,
-Corrente nominal de descarga In,
-Tensão de ignição estática Uc,
E que, infelizmente, tem os seus limites: -O preço
Modo comum / Modo diferencialAlguns protectores contra sobretensões oferecem proteção apenas em modo comum, enquanto outros oferecem proteção em modo comum E em modo diferencial. Os primeiros protectores contra sobretensões protegem contra sobretensões entre 1 fio e a terra, enquanto os segundos protectores contra sobretensões protegem também contra sobretensões entre fios.
Também conhecida como o nível de proteção dos protectores contra sobretensões na rede de energia, esta caraterística é um dos valores essenciais de um protetor contra sobretensões.
Up expressa, em kV, o nível de tensão que o para-raios permite passar na direção do produto a proteger. É definido pelo fabricante após ensaios efectuados no para-raios em condições especificadas.
Mas cuidado ...
Se se quiser comparar o Up de dois para-raios, o In e o Imax desses para-raios devem ser idênticos,
-As condições "ideais" utilizadas para testar os protectores contra sobretensões são muito raramente encontradas no local, pelo que é essencial ter o maior cuidado possível ao instalar os protectores contra sobretensões, de modo a obter as condições ideais para obter os resultados anunciados pelos fabricantes de protectores contra sobretensões.
-Up expressa, em kV, o nível de tensão que o para-raios deixa passar na direção do produto a ser protegido contra raios. Esta tensão depende de :
- A corrente que atravessa o para-raios,
- A capacidade de fluxo In do para-raios,
- O valor da tensão de disparo estático do para-raios,
- A velocidade de reação do para-raios.
- Impedância de terra (ligação em série ou em paralelo do para-raios?)
Em todos os casos, e se todos os outros factores forem iguais, quanto mais baixo for o valor indicado mais Up, "melhor" é o para-raios.
As ordens de grandeza das tensões residuais mais comuns para os para-raios são :
Tensão nominal Tensão residual
400 V : 2500V
230 V: 1800V 1500V 1200V
Telefone: 200V
Linhas de sinal: 10 a 150V
Pode ser comparado com os choques de raios que o para-raios pode "normalmente" descarregar.
Na realidade, mais interessante do que Imax, esta caraterística é frequentemente negligenciada porque, em ordem de grandeza, In ~ ½ ou 1/3 Imax
Capacidade de caudal ImaxImax pode ser equiparado ao maior raio que o para-raios pode suportar sem ser danificado.
Este valor, expresso em kA, deve ser determinado em função do nível de exposição a descargas atmosféricas no local de instalação. ver também
Como vimos anteriormente, este nível de exposição aos raios depende de vários factores cumulativos:
- Densidade local de relâmpagos.
- O comprimento e a localização das linhas de MT, BT, RTPC e LS que ligam aos sensores.
- A topografia do sítio.
- O ambiente das linhas e do sítio.
- A qualidade do sistema de ligação à terra da instalação. Quanto maior for esta qualidade (baixa impedância), maior será a corrente que passará pelos para-raios.
Tendo em conta estes factores, é possível determinar as caraterísticas de fluxo dos para-raios a selecionar. Quanto maior for a exposição ao risco, maior será a capacidade de vazão do para-raios.
Vimos que os valores médios e máximos de uma descarga atmosférica direta foram definidos como 40 kA em média e 100 kA para os máximos. Os para-raios nunca estão sujeitos a descargas atmosféricas diretas porque estão ligados às linhas. Por conseguinte, nunca têm de descarregar correntes de sobretensão diretas. Portanto, podemos considerar que 40 kA de capacidade de fluxo para um para-raios significa que, em todos os casos, ele pode lidar com as situações mais improváveis.
Nas zonas urbanas, pode ser suficiente um valor baixo de 2,5 kA.
Em zonas isoladas muito expostas (zonas montanhosas, por exemplo) pode considerar-se necessário 40 kA.
No mundo da água :
As capacidades de caudal de 8 a 10kA são geralmente utilizadas para locais com "baixa" exposição, ou seja, locais urbanos (estações de bombagem urbanas, reservatórios urbanos, etc.).
As capacidades de caudal de 15 a 20kA são geralmente utilizadas para os locais mais expostos, ou seja, reservatórios em torres, estações de bombagem isoladas, equipamentos em zonas rurais, etc.
Esta é a tensão CC que faz com que o para-raios dispare.
Este valor é especificado para uma corrente não superior a 1 mA.
É obviamente imperativo que o Uc da proteção contra raios seja superior à tensão de pico de funcionamento.
Há dois casos possíveis: Uc próximo do pico de tensão de funcionamento e Uc afastado do pico de tensão de funcionamento.
Quanto mais próximo o Uc do para-raios estiver da tensão de pico de funcionamento, mais eficaz será a proteção contra o raio, mas estará então sujeito a todas as sobretensões temporárias de baixa amplitude e a sua vida útil será limitada.
A outra possibilidade, um para-raios Uc distante do pico de tensão de funcionamento, leva à situação oposta: baixa eficiência e longa vida útil. No entanto, uma Uc distante não é um problema, desde que se tenha tido o cuidado de selecionar um para-raios cujo Up seja inferior ao nível de imunidade do equipamento que se pretende proteger.
É possível e desejável verificar a evolução desta tensão de disparo com um gerador de rampa de tensão, para determinar a real exposição da instalação ao risco de raio. Este controlo permitirá igualmente determinar se o para-raios está próximo do fim da sua vida útil e substituí-lo antes que provoque um incidente. O nível correto desta tensão de disparo deve, de facto, ser definido pelo fabricante do para-raios. O resultado desta escolha será uma tensão residual e uma vida mais longa ou mais curta para o para-raios.
Nas redes de energia IT, o utilizador da proteção contra o raio deve verificar se a tensão estática de disparo dos para-raios é superior à do isolador da instalação. Se não for este o caso, um defeito de isolamento na instalação fará com que os dispositivos de proteção contra o raio descarreguem a corrente de defeito para a terra em vez do isolador.
Em poucas palavras,basta escolher o para-raios:
-Modo comum e diferencial,
-Fiação em série,
-Imax tão grande quanto possível,
-Na maior dimensão possível,
-Acima o mais baixo possível,
-Uc tão grande quanto possível,
Mas depois há o preço
O preço de um para-raios está diretamente relacionado com a sua capacidade de fluxo. Ao escolher um para-raios, o preço é um fator importante.
Para avaliar a utilidade de proteger um sistema e o seu custo, muitas vezes só se tem em conta o preço do equipamento a proteger.
Esta abordagem demasiado restritiva não tem em conta o custo da utilização da proteção contra o raio, que é o único fator económico relevante.
Para caraterísticas definidas, este custo é determinado com base nos seguintes elementos:
1) Vida útil do para-raios Catálogo de produtos
A vida útil do para-raios é proporcional à diferença entre Uc e a tensão de pico de funcionamento. Também varia de acordo com as energias que passam pelo para-raios. Por exemplo, 2 protectores contra sobretensões com a mesma tensão estática de disparo mas com capacidades de fluxo diferentes podem ter uma relação de preço de 1 para 4. Nenhum comprador ficará indiferente a esta diferença. No entanto, a duração de vida destes protectores pode variar num rácio de 1 para 1.000. A tomada em consideração do custo de utilização não deixará nenhum gestor indiferente.
Por exemplo, um varistor de óxido de zinco com uma elevada capacidade de fluxo pode suportar cerca de :
1 queda de raio a 20 kA
10 descargas atmosféricas a 10 kA
100 descargas atmosféricas a 5 kA
1.000 descargas atmosféricas a 2,5 kA
Nas zonas urbanas, um protetor contra sobretensões de baixo fluxo é suficiente e custará 4 vezes menos do que um protetor contra sobretensões de alto fluxo. Mas para obter a mesma duração, terá de comprar 1000 vezes mais.
Como sempre, o gestor terá de escolher entre os custos de investimento e os custos de exploração.
2) O custo de substituição de um para-raios Catálogo de produtos
Para completar, no exemplo acima, o tempo necessário para substituir 1.000 para-raios e fazer as viagens necessárias também deve ser levado em conta.
Em suma,
O para-raios com :
1) Proteção de modo comum e de modo diferencial,
2) Cablagem de série,
3) Um In au adaptado ao sítio, ou seja, :
> 2,5 kA em zonas urbanas
> 5 kA em zonas rurais
> 10 kA em zonas montanhosas isoladas
4) Um Up (tensão residual) adaptado ao equipamento a proteger,
5) Um Imax adaptado ao local:
> 5 kA em zonas urbanas
> 10 kA em zonas rurais
> 20 kA em zonas montanhosas isoladas
6) Um limiar de ativação elevado.
Fim de vida dos protectores contra sobretensõesA) Na rede BT Catálogo de produtos
Os para-raios, na rede BT, são sempre colocados a jusante do dispositivo de proteção geral.
Trata-se normalmente de um disjuntor que pode ser :
- não-diferencial,
- diferencial instantâneo,
- diferencial tipo S,
- diferencial diferido no tempo.
Para limitar o disparo de dispositivos de corrente residual, recomendamos a escolha de um dispositivo de corrente residual com retardo de tempo ou um dispositivo de corrente residual do tipo S (operação retardada em 45 ms). Estes disjuntores fornecem proteção contra disparo devido a correntes de descargas atmosféricas de cerca de 5 kA transportadas pelas linhas da rede de distribuição de energia.
Não devem assegurar a função de proteção térmica dos descarregadores. Esta função deve ser assegurada por um sistema de desconexão automática no interior ou no exterior do para-raios. Este sistema de desconexão do para-raios interrompe, abrindo o circuito, a fuga térmica do para-raios causada pelo aquecimento do varistor submetido à fraca circulação de uma corrente permanente. Quando esta proteção térmica é interna ao para-raios e colocada em paralelo com a instalação, um sinal visual deve indicar que a instalação não está mais protegida pelo para-raios.
Quando este indicador de estado ou "indicador de fim de vida" é ativado, significa que o para-raios está fora de serviço, mas quando o para-raios está fora de serviço é raro que o indicador seja ativado (só será ativado se o "fim de vida" da proteção contra o raio for devido à fuga térmica do para-raios).
B) Noutros tipos de linhas. Catálogo de produtos
Tal como os para-raios para as linhas eléctricas, os para-raios colocados nas linhas telefónicas ou de sinalização morrem quando entram em curto-circuito. Quase sempre instalado em série na linha, um para-raios em curto-circuito altera os sinais ou as informações na linha. A informação de fim de vida do para-raios é então inequívoca.
É evidente que as normas não exigem a desconexão térmica destes protectores contra sobretensões porque, como não se trata de linhas de energia, não há fuga térmica:a sinalização seria então puramente decorativa.
Capítulo 1: PROTECÇÃO CONTRA O RAIO: Visão geral do fenómeno do raio
Capítulo 2: PROTECÇÃO CONTRA OS CHOQUES EXPLOSIVOS DIRECTOS
Capítulo 3 PROTECÇÃO CONTRA DESCARGAS ATMOSFÉRICAS INDIRECTAS
Capítulo 4 PROTECÇÃO CONTRA O CHOQUE ACÚSTICO INDIRETO (continuação)
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