Surto elétrico: o que é, o que causa, dispositivos de proteção

No intrincado mundo da eletricidade, onde correntes fluem invisivelmente, existe um fenômeno muitas vezes mal compreendido e potencialmente perigoso: o surto elétrico.

Trata-se de uma súbita e temporária elevação de tensão na rede elétrica, capaz de danificar equipamentos sensíveis e, em casos extremos, resultar em perdas significativas.

Compreender o que desencadeia esses surtos e como preveni-los é crucial para manter a segurança e a integridade de sistemas elétricos em residências, empresas e indústrias.

Este texto explorará as origens dos surtos elétricos, desde causas naturais até eventos produzidos por intervenção humana. Além disso, abordará os dispositivos de proteção que desempenham um papel crucial na salvaguarda de aparelhos e circuitos contra os efeitos danosos desses picos de tensão.

Ao desvendar esses elementos, seremos capazes de tomar medidas proativas para mitigar os riscos associados aos surtos elétricos e promover ambientes mais seguros e confiáveis.

O que é um surto elétrico?

Um surto elétrico, também conhecido como pico de tensão ou transiente elétrico, é uma elevação momentânea e abrupta na voltagem da corrente elétrica em um sistema elétrico.

Esse aumento de tensão ocorre em um curto período de tempo, tipicamente menos de um milissegundo, e pode ser várias vezes mais alto do que a voltagem normal da rede elétrica.

Os surtos elétricos podem ser causados por diversas razões, incluindo:

• Causas Naturais: Descargas atmosféricas durante tempestades, como raios, são uma fonte comum de surtos elétricos. A corrente induzida por um raio pode viajar através dos cabos elétricos, levando a uma sobretensão na rede.
• Comutações de Cargas Elétricas: A ligação e desligamento de equipamentos elétricos de grande porte, como motores e transformadores, pode gerar surtos devido às variações repentinas de corrente.
• Atividades Humanas: O funcionamento de dispositivos elétricos, como chaves de ligar/desligar ou a operação de equipamentos industriais, pode criar surtos.
• Problemas na Rede Elétrica: Falhas no sistema de distribuição elétrica, como curtos-circuitos, podem gerar surtos.

Os surtos elétricos representam um risco para os dispositivos eletrônicos e equipamentos sensíveis, podendo causar danos irreparáveis. Portanto, é essencial implementar dispositivos de proteção adequados para mitigar os efeitos nocivos dessas flutuações de tensão.

O que causa surto elétrico?

Algumas podem ser as causas de surto elétrico. Veja abaixo as principais delas.

– Raios

Uma das principais causas naturais de surtos elétricos são os raios. Durante uma tempestade elétrica, quando ocorre uma descarga atmosférica, uma enorme quantidade de energia é liberada na forma de eletricidade.

Se um raio atinge ou passa próximo a uma linha de energia elétrica, isso pode induzir uma corrente excessiva na rede, resultando em um surto de alta voltagem. Esse pico súbito de tensão pode ser transmitido através das fiações elétricas, afetando dispositivos e equipamentos conectados à rede.

– Picos de energia elétrica

Os picos de energia elétrica podem ser gerados internamente em uma instalação, muitas vezes devido a atividades cotidianas.

Por exemplo, ao ligar motores elétricos de grande porte, como os encontrados em sistemas de ar-condicionado, elevadores ou máquinas industriais, ocorre uma demanda de energia significativa. Esse início abrupto de corrente pode gerar picos de tensão na rede elétrica, afetando outros dispositivos conectados.

Além disso, a restauração de energia após uma interrupção também pode produzir picos de tensão.

– Outras causas para um surto elétrico

Além de raios e picos de energia elétrica, existem várias outras causas para surtos elétricos. Estas incluem:

• Curto-circuitos e Falhas no Sistema Elétrico: Um curto-circuito é uma condição em que a corrente elétrica flui de forma anômala, muitas vezes devido a uma falha nos componentes do sistema elétrico. Isso pode levar a picos de tensão no circuito.
• Manobras de Comutação: Ligações e desligamentos rápidos de equipamentos elétricos de grande porte podem gerar surtos, devido às mudanças abruptas na corrente elétrica.
• Descargas Eletrostáticas: Em ambientes onde a eletricidade estática é comum, como em instalações industriais ou laboratórios, a descarga de cargas acumuladas pode resultar em surtos.
• Má Qualidade da Energia Elétrica da Rede: Flutuações na qualidade da energia fornecida pela concessionária, como variações de frequência ou distorções harmônicas, também podem causar surtos elétricos.

É importante estar ciente das diversas fontes de surtos elétricos para implementar medidas de proteção apropriadas e garantir a segurança de equipamentos e sistemas elétricos.

Quais são os possíveis danos decorrentes de surto elétrico?

Os surtos elétricos podem causar uma variedade de danos a dispositivos eletrônicos, equipamentos elétricos e sistemas elétricos em geral. Esses danos podem ser imediatos ou cumulativos ao longo do tempo. Aqui estão alguns dos possíveis danos decorrentes de surtos elétricos:

• Dano aos Dispositivos Eletrônicos: Surtos elétricos podem danificar ou destruir dispositivos eletrônicos sensíveis, como computadores, TVs, smartphones, tablets, impressoras, eletrodomésticos, entre outros. Isso pode resultar em perda de dados, interrupção de operações e custos de substituição.
• Redução da Vida Útil dos Equipamentos: Mesmo que os dispositivos não sejam imediatamente destruídos, surtos elétricos podem reduzir a vida útil deles. Componentes internos podem ser danificados gradualmente, levando a falhas prematuras.
• Interrupção de Serviços Críticos: Em ambientes comerciais e industriais, surtos elétricos podem interromper a operação de equipamentos cruciais para a produção e a prestação de serviços. Isso resulta em perda de produtividade e, em alguns casos, custos significativos de reparo.
• Desgaste de Sistemas de Proteção: Sistemas de proteção contra surtos, como varistores e supressores de surtos, podem ser danificados por surtos repetidos, reduzindo sua eficácia e deixando a infraestrutura vulnerável a futuros surtos.
• Perda de Dados e Informações Críticas: Em sistemas de armazenamento de dados, como servidores e unidades de armazenamento, surtos elétricos podem causar corrupção de dados ou perda total de informações críticas.
• Falhas em Componentes Eletrônicos Internos: Os surtos elétricos podem afetar componentes eletrônicos internos, como capacitores e transistores, levando a falhas intermitentes ou permanentes.
• Custos de Substituição e Reparo: Substituir dispositivos danificados ou reparar sistemas elétricos danificados pode resultar em despesas substanciais.
• Riscos para a Segurança: Em casos extremos, surtos elétricos podem representar riscos para a segurança das pessoas, causando incêndios elétricos ou danos físicos.

Para evitar esses danos, é fundamental implementar medidas de proteção contra surtos elétricos, como o uso de supressores de surtos, a instalação de dispositivos de proteção em sistemas elétricos e a adoção de boas práticas de manutenção preventiva.

Essas precauções ajudam a preservar a integridade de equipamentos e sistemas elétricos e a minimizar os riscos associados aos surtos elétricos.

Quais são as formas de se precaver contra um surto elétrico?

Para se precaver contra surtos elétricos, existem várias medidas e dispositivos de proteção disponíveis. Três das principais formas de prevenção incluem:

– Para-raios

Os para-raios são dispositivos projetados para proteger edifícios e estruturas contra os efeitos devastadores das descargas atmosféricas, como raios. Eles funcionam direcionando a corrente elétrica gerada por um raio de forma segura para o solo, evitando danos ao edifício ou à instalação elétrica.

Os para-raios são compostos por uma haste metálica instalada no ponto mais alto do edifício, conectada a um condutor que se estende até o solo. Quando um raio atinge a região, a corrente elétrica é capturada pela haste e conduzida para a terra, onde é dissipada de forma segura.

– Aterramento

O aterramento é uma prática fundamental em sistemas elétricos para garantir a segurança e proteção contra surtos. Consiste em estabelecer uma conexão direta entre os componentes elétricos e o solo, proporcionando um caminho de menor resistência para a corrente elétrica em caso de surto.

O sistema de aterramento ajuda a evitar a acumulação excessiva de cargas elétricas em equipamentos e estruturas, mantendo a tensão em níveis seguros. Além disso, contribui para a dissipação de correntes indesejadas, minimizando os danos causados por surtos.

– DPS

Os DPS são dispositivos eletrônicos projetados especificamente para detectar e desviar surtos elétricos destrutivos em sistemas elétricos. Eles operam monitorando a voltagem da rede e, quando detectam um aumento súbito de tensão, direcionam a corrente do surto para a terra, protegendo os equipamentos conectados.

Os DPS podem ser instalados em quadros elétricos, tomadas e em equipamentos sensíveis. Eles desempenham um papel crucial na proteção contra surtos causados por diversas fontes, como raios, comutações de cargas e outras origens.

Ao implementar uma combinação eficaz de para-raios, aterramento e DPS, é possível criar um sistema de proteção robusto contra surtos elétricos. Essas medidas ajudam a preservar a integridade de equipamentos, garantir a segurança de pessoas e minimizar os riscos associados aos picos de tensão na rede elétrica.

Como funciona um DPS?

Um DPS, ou Dispositivo de Proteção contra Surtos, é um componente eletrônico projetado para proteger equipamentos e sistemas contra os efeitos nocivos de surtos elétricos. Ele atua como uma barreira, detectando picos súbitos de voltagem e desviando a corrente do surto de forma segura para a terra, antes que ela alcance os dispositivos conectados.

É importante ressaltar que os DPS têm uma vida útil limitada e podem se desgastar ao longo do tempo, especialmente se forem submetidos a múltiplos surtos. Portanto, é essencial substituí-los periodicamente para garantir a continuidade da proteção.

– O que é um DPS?

Um DPS, ou Dispositivo de Proteção contra Surtos, é um componente eletrônico projetado para proteger equipamentos elétricos e eletrônicos contra os efeitos prejudiciais de surtos elétricos.

Ele atua como uma barreira, detectando picos súbitos de voltagem e desviando a corrente do surto de forma segura para o solo, antes que ela alcance os dispositivos conectados.

Os DPS são essenciais para proteger equipamentos sensíveis, como computadores, televisões, eletrodomésticos e sistemas de automação, contra danos causados por surtos de tensão. Eles são usados em uma variedade de ambientes, incluindo residências, escritórios, indústrias e instalações comerciais.

Além de proteger os dispositivos, os DPS também desempenham um papel fundamental na preservação da integridade de sistemas elétricos mais complexos, como painéis elétricos e equipamentos industriais, ajudando a evitar falhas e interrupções de operação.

Em resumo, um DPS é um componente de segurança elétrica que desempenha um papel crucial na prevenção de danos causados por surtos elétricos, contribuindo para a manutenção da confiabilidade e integridade de sistemas elétricos e equipamentos sensíveis.

– Qual a diferença entre DPS e disjuntor?

O Dispositivo de Proteção contra Surtos (DPS) e o disjuntor são ambos componentes importantes em um sistema elétrico, mas têm funções distintas:

• DPS (Dispositivo de Proteção contra Surtos):
  • Função Principal: O DPS tem como principal função detectar e desviar picos de voltagem ou surtos elétricos perigosos para o solo, protegendo os equipamentos e sistemas contra danos causados por esses eventos. Ele atua como uma barreira contra os efeitos nocivos de variações súbitas de voltagem na rede elétrica.
  • Princípio de Funcionamento: O DPS utiliza um componente chamado varistor, que tem a capacidade de alterar sua resistência com base na voltagem aplicada. Em condições normais, ele possui alta resistência, permitindo apenas uma corrente muito pequena. No entanto, em caso de surto, a resistência do varistor diminui rapidamente, proporcionando um caminho de baixa resistência para a corrente do surto, desviando-a para o solo.
  • Local de Instalação: Os DPS geralmente são instalados em locais estratégicos, como quadros elétricos, tomadas ou diretamente em equipamentos sensíveis.
  • Proteção Específica: Sua principal função é proteger contra surtos elétricos de origens diversas, como raios, comutações de cargas e outras fontes de variação de voltagem.
• Disjuntor:
  • Função Principal: O disjuntor é um dispositivo de proteção que atua como um interruptor automático de corrente. Ele é projetado para interromper a corrente elétrica em uma situação de sobrecarga ou curto-circuito, evitando danos aos fios, equipamentos e sistemas.
  • Princípio de Funcionamento: Os disjuntores operam por meio de uma alavanca ou mecanismo eletromagnético que responde a correntes anormais. Quando a corrente excede um determinado valor predefinido (como em um curto-circuito), o disjuntor desliga a corrente elétrica de forma rápida, interrompendo o circuito.
  • Local de Instalação: Os disjuntores são comumente instalados nos quadros elétricos e podem ser encontrados em toda a instalação elétrica de uma edificação.
  • Proteção Específica: A principal função do disjuntor é proteger contra sobrecargas e curtos-circuitos no sistema elétrico.

Em resumo, enquanto o DPS é projetado especificamente para proteger contra surtos elétricos, o disjuntor tem como objetivo proteger contra sobrecargas e curtos-circuitos.

Ambos desempenham papéis cruciais na segurança e na integridade de um sistema elétrico, complementando-se para garantir o funcionamento seguro e confiável das instalações elétricas.

– Quais os 3 tipos de DPS?

Existem três tipos principais de DPS (Dispositivos de Proteção contra Surtos), cada um projetado para atender a diferentes necessidades e aplicações:

• DPS Tipo I (Classe I):
  • Descrição: O DPS Tipo I é projetado para proteger contra surtos provenientes de raios diretos e descargas atmosféricas próximas. Ele é instalado na entrada principal da instalação elétrica, antes do quadro de distribuição, proporcionando uma proteção de primeira linha contra surtos de alta magnitude.
  • Local de Instalação: Geralmente é montado no topo de edifícios, em postes ou caixas de entrada elétrica.
  • Aplicações Típicas: Indicado para instalações em áreas sujeitas a frequente atividade elétrica atmosférica, como regiões com tempestades frequentes.
• DPS Tipo II (Classe II):
  • Descrição: O DPS Tipo II é destinado a proteger contra surtos elétricos causados por manobras de comutação e descargas atmosféricas indiretas. Ele é instalado após o disjuntor geral, fornecendo uma camada adicional de proteção dentro do quadro de distribuição.
  • Local de Instalação: É montado no quadro de distribuição ou em painéis elétricos.
  • Aplicações Típicas: Utilizado em instalações elétricas de edifícios residenciais, comerciais e industriais para proteger os circuitos internos contra surtos provenientes da rede elétrica.
• DPS Tipo III (Classe III):
  • Descrição: O DPS Tipo III é projetado para proteger equipamentos eletroeletrônicos sensíveis. Ele é instalado diretamente nos equipamentos ou em pontos de utilização, fornecendo uma proteção de nível mais localizado.
  • Local de Instalação: Pode ser montado em tomadas, placas de distribuição ou diretamente em equipamentos sensíveis.
  • Aplicações Típicas: Usado em aparelhos eletroeletrônicos, como computadores, televisores, eletrodomésticos, entre outros, para proteger contra surtos elétricos provenientes de equipamentos conectados à rede elétrica.

Ao combinar os diferentes tipos de DPS em um sistema elétrico, é possível obter uma proteção abrangente contra surtos elétricos de várias origens. Isso contribui para a preservação da integridade dos equipamentos e para a segurança das instalações elétricas em geral.

– Funcionamento do DPS

O funcionamento de um DPS (Dispositivo de Proteção contra Surtos) é crucial para a proteção de equipamentos e sistemas elétricos contra picos de tensão. Aqui está um resumo do processo:

Aqui está uma explicação mais detalhada de como um DPS funciona:

• Componentes Internos:
  • Varistor: O componente-chave em um DPS é o varistor (acrônimo de resistor variável). Ele é feito de material semicondutor, geralmente à base de óxido de zinco. O varistor tem a capacidade de alterar sua resistência com base na voltagem aplicada. Em condições normais, ele possui alta resistência, permitindo apenas uma corrente muito pequena. No entanto, em caso de surto, a resistência do varistor diminui rapidamente, proporcionando um caminho de baixa resistência para a corrente do surto.
  • Dispositivos de Proteção Adicionais: Além do varistor, um DPS pode conter outros componentes como diodos, transistores e fusíveis para fornecer camadas adicionais de proteção e garantir a eficácia do dispositivo.
• Monitoramento da Tensão:
  • O DPS está constantemente monitorando a tensão na rede elétrica. Ele possui um limiar de ativação predefinido, geralmente ligeiramente acima da voltagem normal de operação. Quando a tensão excede esse limiar, indicando a presença de um surto, o DPS entra em ação.
• Desvio da Corrente de Surto:
  • No momento em que a tensão ultrapassa o limiar, o varistor no DPS muda sua resistência para um valor muito baixo, permitindo que a corrente do surto flua através dele. Ao fazer isso, o DPS cria um caminho de menor resistência para o surto, direcionando-o com segurança para o aterramento.
• Proteção dos Equipamentos Conectados:
  • Ao desviar a corrente do surto para a terra, o DPS impede que ela atinja os equipamentos e sistemas conectados à rede elétrica. Isso protege os dispositivos sensíveis de danos causados pelos picos de tensão.
• Recuperação Automática:
  • Após a dissipação do surto, o varistor retorna ao seu estado de alta resistência. Isso significa que o DPS está pronto para detectar e responder a futuros surtos.

Por meio desse processo, o DPS age como uma barreira de proteção, desviando a corrente de surto perigosa para a terra antes que ela possa causar danos aos equipamentos sensíveis e ao sistema elétrico em geral. Essa ação rápida e automática é essencial para preservar a integridade dos dispositivos e garantir a segurança do sistema elétrico.

– O que acontece quando o DPS queima?

Quando um DPS (Dispositivo de Proteção contra Surtos) “queima” ou sofre uma falha, isso significa que o dispositivo atingiu sua capacidade máxima de proteção e não é mais capaz de dissipar surtos elétricos de forma eficaz. Existem várias razões pelas quais um DPS pode falhar, e os resultados podem variar dependendo do tipo e da gravidade da falha:

• Perda da Capacidade de Proteção:
  • O DPS pode perder sua capacidade de proteção após repetidos surtos elétricos, especialmente se esses surtos forem de alta magnitude. Com o tempo, o varistor e outros componentes internos podem se desgastar, tornando o DPS menos eficaz na dissipação de surtos.
• Danos Físicos:
  • Fatores como superaquecimento, exposição a condições ambientais adversas ou danos mecânicos podem comprometer a integridade do DPS e causar sua falha.
• Excesso de Surto Elétrico:
  • Em alguns casos, um surto elétrico excepcionalmente intenso pode sobrecarregar o DPS, levando à sua falha. Isso pode ocorrer, por exemplo, durante um raio de alta intensidade.
• Fusível ou Desconexão Interna:
  • Alguns DPS são projetados com um fusível ou dispositivo de desconexão interno que se desativa em caso de falha. Isso é feito para garantir que, em caso de dano, o DPS não apresente riscos adicionais.
• Indicação de Falha:
  • Alguns DPS modernos têm indicadores visuais ou alarmes que alertam quando o dispositivo falha. Isso ajuda a identificar quando o DPS precisa ser substituído.
• Interrupção do Funcionamento:
  • Quando um DPS falha, ele deixa de cumprir sua função de proteger contra surtos elétricos. Isso significa que os equipamentos e sistemas conectados ficam vulneráveis a danos em caso de surtos.

É importante que um DPS danificado ou com falha seja substituído o mais rápido possível para garantir a continuidade da proteção contra surtos elétricos.

Recomenda-se realizar inspeções periódicas nos DPS para verificar se estão em bom estado de funcionamento e trocá-los quando necessário, especialmente após eventos que possam ter gerado surtos elétricos, como tempestades elétricas.

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Conclusão

Em conclusão, os surtos elétricos representam uma ameaça constante para a integridade e o funcionamento adequado dos equipamentos e sistemas elétricos. Originados de diversas fontes, como descargas atmosféricas, comutações de cargas e outras ocorrências, esses picos de tensão podem resultar em danos significativos e prejuízos substanciais.

Para mitigar esses riscos, é essencial contar com uma abordagem abrangente de proteção contra surtos elétricos. A combinação estratégica de Para-raios, Aterramento e Dispositivos de Proteção contra Surtos (DPS) constitui uma defesa multifacetada contra os efeitos nocivos dessas flutuações de voltagem.

O Para-raios, posicionado estrategicamente, oferece uma primeira linha de defesa contra descargas atmosféricas, canalizando a corrente para a terra e protegendo estruturas e instalações. O sistema de Aterramento, por sua vez, proporciona um caminho seguro para a dissipação de cargas indesejadas, evitando o acúmulo perigoso de eletricidade estática.

Os DPS desempenham um papel crucial na proteção contra surtos provenientes de múltiplas fontes. Ao detectar e desviar rapidamente picos de tensão, esses dispositivos asseguram a segurança de equipamentos sensíveis e sistemas elétricos, preservando sua integridade.

Assim, ao adotar uma abordagem holística que incorpore essas três medidas de proteção, é possível criar um ambiente elétrico seguro e confiável.

Ao fazê-lo, garantimos não apenas a funcionalidade contínua dos equipamentos, mas também a segurança das pessoas e a integridade dos sistemas elétricos em face dos desafios que os surtos elétricos podem apresentar.