PROTECÇÃO CONTRA DESCARGAS ATMOSFÉRICAS INDIRECTAS

Choques indirectos de raios e escoamento Qualidade da cablagem da instalação, especialmente do sistema de ligação à terra (continuação)

Uab = [Za.Ia + Zc(Ia+Ib)] - [Zb.Ib + Zc(Ia+Ib)

Verifica-se que os factores Zc (Ia + Ib )] se anulam e que, por conseguinte, a tensão entre as terras A e B não depende da qualidade das terras da instalação.

Se Ia=10kA corrente de pico, Ib=100A corrente residual e impedâncias Za e Zb no mesmo valor de 10Ω: Uab = (10 x 10 000) . (10 x 100 ) = 100.000 V

Se as duas redes de terra A e B estiverem próximas uma da outra, esta diferença de potencial pode ser suficiente para provocar o disparo das duas redes.

As elevações de potencial locais nas redes de terra são reduzidas através da interligação de tudo o que pode ser utilizado como condutor de retorno para as correntes de terra. Isto reduz a impedância das redes de terra e distribui as correntes de terra por vários condutores.

A condição essencial e fundamental para a qualidade da proteção contra os efeitos electromagnéticos do raio é limitar as diferenças de potencial entre as terras adjacentes, de modo a eliminar as causas dos impactos do raio e dos fluxos de corrente. Isto explica porque é que as redes de terra em malha são essenciais.

O termo "rede de terra" ou "terra local" designa o conjunto das redes utilizadas para referenciar o potencial de um grupo de instalações.

Uma rede de terras entrelaçadas não elimina as subidas de potencial em modo comum, mas as terras de todos os dispositivos a ela ligados sobem de potencial ao mesmo tempo.

Como resultado, não flui qualquer corrente parasita entre os dispositivos e, se todos os elementos da rede tiverem a mesma referência de potencial, não há sobretensão entre as terras.

O que precede pode levar a pensar que a qualidade da ligação à terra não tem qualquer importância e pode mesmo ser dispensada. Isto seria verdade se a instalação fosse uma gaiola de Faraday perfeita, mas não é: a qualidade da ligação à terra deve ser assegurada pelas seguintes razões -A ligação à terra das instalações é uma obrigação legal: o sistema de ligação à terra deve respeitar as normas relativas à segurança das pessoas. -Também para garantir a segurança das pessoas, é necessário limitar as diferenças de potencial longitudinais e, nomeadamente, as tensões de passo, especialmente na proximidade dos circuitos e dos pontos de ligação à terra. -Uma boa ligação à terra reduz as consequências de uma rede de terra deficiente, limitando o valor das diferenças de potencial transversais.

 Terrenos separados

Alguns fornecedores de equipamento informático recomendam uma ligação à terra separada, de modo a obter uma "ligação à terra limpa" para o seu equipamento. Esta ideia de uma terra separada é absolutamente proibida. Esta ideia é contrária ao princípio intangível da equipotencialidade. As terras separadas só são aceitáveis em instalações que não tenham absolutamente nenhuma ligação física entre elas, seja qual for a sua natureza: barramento de dados, fonte de alimentação, bandeja de cabos, tubo de fluido, etc. Instalações muito distantes que partilhem um barramento de dados serão tratadas da mesma forma que as instalações ligadas à rede telefónica.

Qualidade da cablagem Para não anular os efeitos benéficos da proteção contra o raio, a cablagem deve reforçar a equipotencialidade do sistema e reduzir os efeitos de acoplamento entre os fios poluentes e os fios sensíveis. Para o efeito, devem ser respeitadas as seguintes regras

- Ascalhas e os suportes para cabos devem ser metálicos, com cada componente aparafusado ao seguinte. Tudo deve ser cuidadosamente ligado aos vários armários que estão a ser servidos. Isto é particularmente importante, uma vez que uma ligação de fio de 2 m é suficiente para anular o efeito redutor do suporte para cabos. Uma ligação com apenas 10 cm de comprimento já divide a eficiência por 2. E em geral: Qualquer ligação à rede equipotencial deve ser curta e reta.

- Um condutor de terra que passe por uma calha metálica deve estar nu e em contacto aberto com ela. -Os cabos de alimentação e os cabos de baixa corrente devem ser instalados em calhas separadas ou, na sua falta, colocados de cada lado da calha. É necessária uma distância de 20 cm entre estes cabos para evitar o risco de acoplamento em caso de queda de um raio. Uma cobertura metálica colocada sobre uma calha através da qual passa um cabo disruptivo reforça o acoplamento.

- Os cabos mais poluentes devem estar localizados nos cantos da calha e, tanto quanto possível, num canal enterrado ou, pelo menos, o mais próximo possível do solo, de modo a reduzir a superfície do circuito de emissão. Este circuito é constituído pelo condutor e pelas ligações à terra ou à placa de massa.

-Os cabosblindados são colocados no meio da calha. -Os cabos sensíveisque não podem ser separados dos cabos poluentes devem ser blindados. A blindagem protege contra os campos eléctricos ou electromagnéticos. A blindagem deve ser contínua de uma extremidade à outra do condutor. Qualquer descontinuidade na blindagem permite a entrada de interferências por radiação. A blindagem dos cabos deve ser ligada à rede de terra. Os cabos longos, que ligam equipamentos situados em locais onde a equipotencialidade não está assegurada, devem ser equipados com uma proteção (separação galvânica, para-raios, etc.) e, a menos que seja absolutamente necessário, a blindagem só deve ser ligada numa extremidade.

- No caso geral em que os sinais úteis têm um nível suficiente em comparação com os sinais interferentes, as blindagens dos cabos serão ligadas à terra em ambas as extremidades e regularmente às terras adjacentes ao longo do percurso da ligação.

No entanto, esta regra nunca deve ser utilizada como um obstáculo às instruções dos fabricantes do equipamento utilizado. - Nos casos particulares em que possa haver um acoplamento perturbador entre a corrente de perturbação que circula na blindagem e o sinal útil que circula no condutor ativo, então, e apenas para ligações curtas, a blindagem só deve ser ligada do lado do dispositivo sensível. Isto significa que o aumento de potencial entre o condutor, a blindagem e a terra também deve ser controlado na extremidade em que a blindagem não está ligada à terra.

-No caso de ligações longas, uma solução consiste em utilizar blindagem dupla, com a primeira blindagem ligada à terra em ambos os lados e a blindagem interna ligada à terra apenas no lado do equipamento a proteger.

- Um único cabo blindado, ligado apenas numa extremidade, é ineficaz em H F - Os cabos blindados devem ser introduzidos nos quadros eléctricos ligando a blindagem à terra do aparelho a360°. Deve ser evitado o entrançado preso num bloco de terminais.

- Blindado cabo blindado está ligado corretamente é totalmente ineficaz.

-Imunidade de equipamentos electrónicos

Agora que a rede de terra e as malhas de terra foram instaladas, a separação das correntes altas e baixas foi cuidadosamente respeitada e as blindagens foram corretamente ligadas, a qualidade da cablagem está assegurada. Agora precisamos de olhar para a imunidade do equipamento que queremos proteger.

Quando a necessidade de proteger um sistema eletrónico é tida em conta desde a fase de conceção, as caraterísticas de resistência às perturbações dos equipamentos sensíveis são definidas nas especificações desses equipamentos. Quanto mais rigorosas forem as exigências das especificações, maior será a exposição ao risco e/ou se uma avaria for considerada um problema grave. Mas quer o equipamento já esteja no local ou ainda não esteja definido, é essencial conhecer as suas caraterísticas em termos de resistência à perturbação. - no primeiro caso, este conhecimento permitirá determinar o alcance das medidas de proteção a aplicar, - no segundo caso, a comparação dos desempenhos dos diferentes equipamentos considerados permitirá fazer uma escolha informada.

Suscetibilidade Durante estes ensaios, o equipamento é sujeito a diferentes tipos de interferências e, em função das caraterísticas de funcionamento definidas pelo fabricante, é possível determinar onde se situa o limite entre suscetibilidade e imunidade. Para cumprir os requisitos da marcação CE, o equipamento testado deve ser capaz de suportar perturbações de um nível determinado pelas normas aplicáveis, sem prejuízo. Se nos referirmos às definições dadas pelas normas IEC correspondentes, podemos dizer que o nível de imunidade exigido garante um funcionamento sem problemas em aplicações como: escritórios industriais onde a cablagem é efectuada separando as diferentes tensões. Para outras condições de funcionamento, devem ser especificados os requisitos do utilizador.

Transientes rápidos. Trata-se de verificar o desempenho do equipamento sujeito a interferências rápidas geradas aleatoriamente em rajadas regulares. Eletricidade estática. Este ensaio determina a capacidade do produto para resistir a descargas eléctricas produzidas pelo contacto ou proximidade de uma fonte de elevado potencial. Estas descargas de baixa energia simulam, por exemplo, o contacto com uma pessoa que tenha acumulado uma carga eletrostática ao esfregar contra materiais plásticos. As tensões podem atingir 15.000V e podem ser destrutivas para partes acessíveis da eletrónica, como ecrãs ou LEDs.

-Suscetibilidade radiada. O produto é irradiado no ar, em polaridade vertical e depois horizontal, por uma fonte de rádio, variando de uma frequência de 80 Mega Hertz a 2,7 Giga Hertz. Ao longo do ensaio, o comportamento das entradas/saídas é observado e deve estar em conformidade com as caraterísticas descritas pelo fabricante. Os ecrãs, os LED e todas as outras partes visíveis devem ser monitorizados, os valores de entrada/saída devem permanecer dentro dos limites definidos, as gravações, se o dispositivo as incluir, e, em geral, todas as informações apresentadas ou devolvidas pelo dispositivo em ensaio devem estar em conformidade com as especificações do fabricante. -Suscetibilidade à condução. O produto está sujeito a trens de impulsos parasitas (0,15 a 80MHz) transmitidos pelos fios que lhe estão ligados.

Choque de relâmpagos. O ensaio de resistência ao choque atmosférico consiste em aplicar choques normalizados de ondas híbridas 8/20 em modo comum a todos os pontos de acesso ao produto. As descargas são provocadas quando a carga do gerador, consoante o canal ensaiado, tem a tensão especificada para a marcação CE: 2000V no canal de alimentação de baixa tensão e 200V nos canais de sinal e de telecomunicações. A corrente gerada não deve provocar um mau funcionamento permanente do equipamento em ensaio. Na prática, é frequentemente útil pedir ao fabricante que especifique a tensão que pode ser suportada antes da destruição. Estes valores devem ser conhecidos para cada canal individual.

Emissão Como o nome indica, os ensaios de emissão destinam-se a determinar o nível de radiofrequências geradas pelo equipamento em ensaio! Emissão radiada: medição do nível de perturbação que o produto envia para o seu ambiente, correndo o risco de provocar avarias noutros equipamentos utilizados na sua proximidade. As medições efectuadas devem estar em conformidade com um dos modelos definidos na norma. Emissões por condução. Para as frequências mais baixas, de algumas dezenas de Kilo hertz até 80 Mega hertz, as medições são efectuadas nos condutores do produto, a fim de determinar o nível de perturbação injetado pelo equipamento nas redes com fios. Também neste caso, há limites a respeitar.

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)

Capítulo 5: DESEMPENHO DA PROTECÇÃO CONTRA FUGAS