Dispositivos de proteção contra picos de corrente contínua: O guia definitivo para aplicações solares, EV e industriais

Os Dispositivos de Proteção contra Sobretensões DC (DPS) são componentes críticos em sistemas solares fotovoltaicos, estações de carregamento de veículos eléctricos e aplicações industriais, concebidos para proteger equipamento eletrónico sensível contra sobretensões causadas por várias perturbações eléctricas. Estes dispositivos desempenham um papel crucial na manutenção da longevidade e fiabilidade dos sistemas eléctricos, desviando o excesso de tensão dos componentes críticos, evitando assim danos e assegurando a continuidade operacional.

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Compreender as sobretensões transitórias de CC

Definição de sobretensões transitórias DC

As sobretensões transitórias de corrente contínua referem-se a picos de tensão de curta duração que ocorrem em sistemas eléctricos de corrente contínua (CC). Estas sobretensões podem exceder significativamente a tensão de funcionamento normal e duram normalmente de alguns microssegundos a vários milissegundos. Caracterizam-se pelos seus tempos de subida rápidos e podem atingir amplitudes de vários quilovolts. As sobretensões transitórias podem resultar de várias perturbações externas ou internas, colocando em risco o equipamento elétrico ao causar potencialmente avarias no isolamento, falhas no equipamento ou perturbações operacionais.

Causas comuns em sistemas DC

Vários factores contribuem para a ocorrência de sobretensões transitórias em sistemas de corrente contínua:

• Descargas atmosféricas: Os relâmpagos são uma das causas naturais mais significativas de sobretensões transitórias. Um impacto direto pode induzir picos de alta tensão que se propagam através de linhas aéreas e equipamento ligado, provocando danos graves. Mesmo os efeitos indirectos, como a radiação electromagnética de um raio, podem gerar picos de tensão substanciais em sistemas próximos.
• Operações de comutação: O ato de ligar ou desligar dispositivos eléctricos - tais como motores, transformadores ou disjuntores - pode criar sobretensões transitórias. Estas operações de comutação podem levar a alterações súbitas no fluxo de corrente, gerando picos de tensão que podem afetar o equipamento ligado. O fenómeno conhecido como "switch bounce" durante o funcionamento de cargas indutivas é um exemplo comum desta causa.
• Descargas electrostáticas (ESD): Os eventos ESD ocorrem quando dois objectos com diferentes potenciais electrostáticos entram em contacto ou estão muito próximos, resultando numa rápida descarga de eletricidade. Isto pode gerar picos de tensão breves mas intensos que são particularmente prejudiciais para componentes electrónicos sensíveis.
• Sobretensões industriais: Em ambientes industriais, actividades como o arranque de grandes motores ou a energização de transformadores podem produzir sobretensões transitórias significativas. Estas sobretensões resultam frequentemente de alterações súbitas nas condições de carga e podem induzir perturbações na rede eléctrica.
• Impulsos electromagnéticos nucleares (NEMP): Embora menos comuns, os eventos NEMP resultantes de explosões nucleares a grande altitude podem induzir sobretensões transitórias maciças em áreas extensas. O campo eletromagnético gerado por essas explosões pode criar graves picos de tensão nas linhas de energia e de comunicações.

Como funcionam os dispositivos de proteção contra sobretensões de corrente contínua

Princípios de funcionamento dos DC SPDs

Os dispositivos de proteção contra sobretensões DC (SPD) funcionam através da monitorização dos níveis de tensão num sistema de corrente contínua (DC) e respondem rapidamente a quaisquer sobretensões que excedam os limites pré-determinados. A função principal de um DPS DC é desviar o excesso de tensão do equipamento sensível, garantindo que este se mantém dentro de limites operacionais seguros.

1. Monitorização da tensão: Um DC SPD monitoriza continuamente a tensão no circuito. Quando detecta uma sobretensão - como as causadas por relâmpagos ou operações de comutação - é ativado para proteger o sistema.
2. Redireccionamento de sobretensões: O mecanismo principal envolve componentes como Varistores de Óxido Metálico (MOVs) ou Tubos de Descarga de Gás (GDTs). Em condições normais, esses componentes exibem alta resistência, isolando efetivamente o SPD do circuito. No entanto, quando ocorre um surto, a sua resistência cai drasticamente, permitindo que o excesso de corrente flua através deles e seja direcionado com segurança para o solo.
3. Resposta rápida: Todo o processo ocorre em nanossegundos, o que é fundamental para proteger o equipamento mesmo das mais breves sobretensões. Depois de a sobretensão se dissipar, o MOV ou GDT regressa ao seu estado de alta resistência, pronto para futuras sobretensões.

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Componentes chave em DC SPDs

Vários componentes chave trabalham em conjunto num DC SPD para garantir uma proteção eficaz contra sobretensões:

• Varistor de óxido metálico (MOV): Este é o componente mais comum usado em DC SPDs. Os MOVs são resistores dependentes de tensão que bloqueiam os picos de tensão alterando a sua resistência em resposta a condições de sobretensão. Fornecem um caminho de baixa impedância para as correntes de pico, desviando-as efetivamente do equipamento sensível.
• Tubo de descarga de gás (GDT): Frequentemente utilizados em conjunto com MOVs, os GDTs fornecem proteção adicional ao permitir que a corrente flua através deles quando um limite de tensão específico é excedido. São particularmente eficazes no tratamento de picos de energia elevados.
• Díodos de supressão de tensão transitória (TVS): Estes componentes são concebidos para responder rapidamente a sobretensões transitórias e podem fixar eficazmente os picos de tensão. São frequentemente utilizados em aplicações que requerem tempos de resposta rápidos.
• Spark Gaps: São utilizados como dispositivos de proteção que criam um caminho condutor quando a tensão excede um determinado nível, permitindo que os picos de tensão contornem os componentes sensíveis.

Tipos de dispositivos de proteção contra sobretensões de corrente contínua

Os Dispositivos de Proteção contra Surtos DC (SPDs) são categorizados em diferentes tipos com base nos seus pontos de instalação e no nível de proteção que oferecem. A compreensão destes tipos ajuda a selecionar o SPD adequado para necessidades específicas em sistemas DC. Os principais tipos de DC SPDs são Tipo 1, Tipo 2 e Tipo 3.

DPS DC tipo 1

Os SPDs DC tipo 1 são projetados para proteger contra surtos de alta energia, causados principalmente por descargas atmosféricas diretas ou eventos de alta tensão. Normalmente, são instalados antes do quadro de distribuição principal, na entrada de serviço ou integrados no painel de disjuntores primários. Estes dispositivos podem suportar o impacto do pico de tensão, canalizando o excesso de energia em segurança para o solo.

Benefícios:

• Oferece o nível mais elevado de proteção contra sobretensões diretamente ligado à fonte de alimentação de entrada
• Capacidade de absorção de energia significativa
• Primeira linha de defesa contra grandes picos de tensão

Exemplos de aplicações:

• Entradas de serviço elétrico
• Quadros de distribuição principais em complexos comerciais
• Edifícios com sistemas externos de proteção contra raios

DPS DC tipo 2

Os SPDs DC tipo 2 são projetados para proteger contra surtos residuais que passaram por SPDs tipo 1 ou aqueles surtos indiretamente acoplados. Eles são instalados no painel de distribuição principal ou subpainéis dentro do edifício. Os SPDs CC tipo 2 são essenciais para proteger contra surtos originados por operações de comutação e garantir proteção contínua em todo o sistema elétrico.

Benefícios:

• Proporciona uma proteção robusta contra picos de tensão residuais
• Aumenta a eficiência do sistema global de proteção contra sobretensões, ao lidar com sobretensões geradas internamente
• Evita danos em equipamentos sensíveis ligados a painéis de distribuição

Exemplos de aplicações:

• Painéis principais e de sub-distribuição em imóveis residenciais
• Sistemas eléctricos de edifícios comerciais
• Painéis de máquinas e equipamentos industriais

SPDs CC de tipo combinado

Também está disponível uma combinação de DPS CC de Tipo 1 e Tipo 2, que é normalmente instalada em unidades consumidoras. Esta combinação fornece uma solução abrangente, oferecendo proteção contra sobretensões diretas e indirectas.

Comparação com os DPS AC

Embora os DPS AC e DC partilhem algumas semelhanças nos seus princípios de funcionamento, existem várias diferenças fundamentais:

1. Níveis de tensão: Os SPDs CA protegem o equipamento conectado à rede elétrica com tensões que variam de 120V a 480V. Em contraste, os DC SPDs são projetados para sistemas solares fotovoltaicos com tensões que variam de algumas centenas de volts a 1500V, dependendo do tamanho e da configuração do sistema.
2. Propriedades de fixação: Os SPDs AC e DC têm propriedades de fixação distintas devido às diferenças nas caraterísticas da forma de onda da tensão. A tensão CA alterna entre valores positivos e negativos, enquanto a tensão CC é constante e unidirecional. Como resultado, os SPDs CA devem lidar com surtos de tensão bidirecionais, enquanto os SPDs CC precisam apenas gerenciar surtos unidirecionais.
3. Especificações MOV: Os varistores de óxido metálico (MOVs) utilizados nos SPDs AC e DC são concebidos de forma diferente para acomodar as caraterísticas únicas de tensão e corrente de cada sistema. Os MOVs CC têm de suportar tensão CC contínua e lidar com picos de tensão numa direção, enquanto os MOVs CA têm de acomodar tensões alternadas e lidar com picos de tensão bidireccionais.
4. Instalação e conexão: Embora o processo de instalação para SPDs AC e DC seja semelhante, os pontos de conexão são diferentes. Os SPDs CA são normalmente conectados à rede elétrica e ao equipamento de carga, enquanto os SPDs CC são conectados ao painel fotovoltaico solar, inversor ou caixa combinadora.

Aplicações dos dispositivos de proteção contra sobretensões de corrente contínua

Os Dispositivos de Proteção contra Surtos DC (SPD) desempenham um papel crucial na proteção de vários sistemas baseados em DC contra os efeitos nocivos dos surtos de tensão. Eis algumas das principais aplicações em que os SPD CC são amplamente utilizados:

A. Sistemas solares fotovoltaicos

Os sistemas solares fotovoltaicos (PV) são uma das aplicações mais comuns para SPDs DC. Estes dispositivos protegem componentes sensíveis, como painéis solares, inversores, controladores de carga e baterias, de picos de tensão causados por relâmpagos, flutuações da rede ou operações de comutação. Os DC SPDs ajudam a garantir a fiabilidade e a longevidade dos sistemas solares fotovoltaicos, limitando o impacto destes picos.

B. Turbinas eólicas

As turbinas eólicas, que geram eletricidade utilizando geradores de corrente contínua, também beneficiam da proteção fornecida pelos DC SPDs. Estes dispositivos protegem os componentes eléctricos da turbina, incluindo geradores, conversores e sistemas de controlo, contra picos de tensão que podem ocorrer devido a descargas atmosféricas ou perturbações na rede.

C. Estações de carregamento de veículos eléctricos

À medida que a adoção de veículos eléctricos (VE) continua a crescer, a necessidade de uma infraestrutura de carregamento fiável torna-se cada vez mais importante. Os DC SPDs são utilizados em estações de carregamento de VE para proteger o equipamento de carregamento e os veículos ligados contra picos de tensão, garantindo operações de carregamento seguras e ininterruptas.

D. Equipamento de telecomunicações

Os sistemas de telecomunicações, que dependem frequentemente da alimentação DC, requerem uma proteção robusta contra picos de tensão para salvaguardar os componentes electrónicos sensíveis. Os DC SPDs são utilizados em várias aplicações de telecomunicações, como torres de telemóveis, centros de dados e equipamento de rede, para proteger contra picos de tensão que podem interromper o serviço e danificar hardware dispendioso.

E. Sistemas industriais de corrente contínua

Muitos processos e equipamentos industriais dependem da energia CC, o que os torna vulneráveis a picos de tensão. Os DC SPDs são utilizados em ambientes industriais para proteger os motores de corrente contínua, accionamentos, controladores lógicos programáveis (PLCs) e outros componentes críticos de danos relacionados com picos de tensão. Esta proteção ajuda a manter a fiabilidade e a eficiência dos processos industriais.

Porque é que os sistemas CC necessitam de proteção contra sobretensões

A proteção contra sobretensões é essencial para os sistemas de corrente contínua para salvaguardar o equipamento sensível, garantir a fiabilidade e cumprir as normas de segurança. Eis uma análise detalhada da razão pela qual os sistemas CC necessitam de proteção contra sobretensões.

A. Proteção de equipamentos sensíveis de corrente contínua

Os sistemas CC alimentam frequentemente dispositivos electrónicos sensíveis, incluindo inversores, baterias e sistemas de controlo. Estes componentes são vulneráveis a picos de tensão causados por descargas atmosféricas, operações de comutação ou falhas na rede eléctrica.

• Prevenção de danos em equipamentos: Os picos de tensão podem exceder os limites toleráveis dos componentes electrónicos, provocando danos irreversíveis ou falhas. Os Dispositivos de Proteção contra Surtos DC (SPDs) suprimem ou desviam estes surtos, protegendo o equipamento crítico de danos.
• Integridade operacional: Ao manter níveis de tensão estáveis, os DC SPDs ajudam a garantir que os dispositivos sensíveis funcionam corretamente sem interrupções causadas por sobretensões transitórias.

B. Garantir a fiabilidade e a longevidade do sistema

A fiabilidade e a longevidade dos sistemas CC são significativamente melhoradas através de uma proteção eficaz contra sobretensões.

• Vida útil prolongada do equipamento: Ao atenuar os efeitos dos picos de tensão, os DC SPDs reduzem o desgaste dos componentes electrónicos, permitindo-lhes funcionar de forma óptima durante períodos mais longos. Isto é particularmente importante em aplicações como sistemas solares fotovoltaicos e estações de carregamento de veículos eléctricos, onde a substituição do equipamento pode ser dispendiosa e perturbadora.
• Tempo de inatividade minimizado: A proteção contra picos de tensão ajuda a evitar falhas inesperadas que podem levar a períodos de inatividade do sistema. Isto é crucial para as indústrias que dependem de um funcionamento contínuo, como as telecomunicações e a automação industrial.

C. Conformidade com as normas e regulamentos

A conformidade com as normas e regulamentos da indústria é outra razão crítica para implementar a proteção contra sobretensões nos sistemas CC.

• Regulamentos de segurança: Muitas jurisdições estabeleceram normas de segurança que exigem proteção contra sobretensões para instalações eléctricas. A adesão a estes regulamentos não só garante a conformidade, como também aumenta a segurança geral, reduzindo o risco de incêndios eléctricos ou avarias no equipamento devido a picos de tensão.
• Requisitos de seguro: Algumas apólices de seguro podem exigir a instalação de dispositivos de proteção contra sobretensões como condição para a cobertura. Isso enfatiza ainda mais a importância de ter SPDs DC no local para proteger ativos valiosos.

Selecionar o dispositivo de proteção contra sobretensões DC adequado

Ao escolher um Dispositivo de Proteção contra Surtos DC (SPD), várias especificações e considerações chave são essenciais para garantir uma proteção óptima para o seu sistema. Aqui está um guia completo para selecionar o DC SPD correto.

A. Principais especificações a considerar

1. Tensão máxima de operação contínua (MCOV)MCOV é a tensão mais alta que o SPD pode manipular continuamente sem falhas. É crucial selecionar um SPD com uma classificação MCOV que exceda a tensão operacional normal do seu sistema DC. Para sistemas solares fotovoltaicos, isso normalmente varia de 600V a 1500V, dependendo da aplicação e configuração específicas.
2. Corrente de descarga nominal (In)Esta especificação indica a corrente de pico típica que o SPD pode suportar repetidamente sem degradação. Uma classificação In mais alta sugere melhor desempenho em condições de surto frequentes. Os valores comuns para SPDs DC variam de 20kA a 40kA, dependendo da aplicação.
3. Corrente máxima de descarga (Imax)Imax representa a corrente máxima de surto que o SPD pode suportar durante um único evento de surto sem falhar. É fundamental selecionar um SPD com uma classificação Imax suficiente para lidar com potenciais picos de tensão no seu ambiente, muitas vezes classificados em 10kA, 20kA ou superior.
4. Nível de proteção de tensão (Up)Up é a tensão máxima que pode aparecer no equipamento protegido durante um evento de sobretensão. Um valor Up mais baixo indica melhor proteção para componentes sensíveis. Os valores típicos de Up para SPDs DC são em torno de 3.8kV, mas podem variar com base nos requisitos de projeto e aplicação.

B. Opções comuns de DC SPD no mercado

Vários fabricantes de renome fornecem uma gama de DC SPDs adaptados a várias aplicações:

• USFULL DC SPDs: Conhecidos pelo seu design robusto e conformidade com as normas internacionais, estes dispositivos têm normalmente classificações MCOV de 660V a 1500V e correntes de descarga nominais que variam de 20kA a 40kA.
• Produtos LSP: Estes SPDs são especificamente concebidos para aplicações solares e podem acomodar níveis de alta tensão, ao mesmo tempo que proporcionam uma proteção eficaz contra picos de tensão contra raios e flutuações da rede.
• Outras marcas: Vários fabricantes oferecem SPDs de Tipo 1 e Tipo 2 concebidos para diferentes pontos de instalação em sistemas solares fotovoltaicos, sistemas de armazenamento de baterias e aplicações industriais.

C. Considerações sobre os custos dos DOCUP de corrente contínua

O custo é um fator importante na seleção de um DC SPD, mas não deve ser a única consideração:

• Investimento inicial vs. poupança a longo prazo: Embora os SPDs de maior qualidade possam ter um custo inicial mais elevado, podem poupar dinheiro a longo prazo, evitando danos em equipamento dispendioso e reduzindo os custos de manutenção.
• Custos de certificação e conformidade: Certifique-se de que o SPD selecionado cumpre as normas de segurança relevantes (por exemplo, UL 1449, IEC 61643-31). Os dispositivos com certificações adequadas podem ter um custo mais elevado, mas garantem a fiabilidade e o desempenho.
• Custos de instalação: Considere se o SPD requer instalação profissional ou se pode ser instalado facilmente por pessoal familiarizado com sistemas eléctricos. Os custos de instalação podem variar com base na complexidade.
  

Melhores práticas de instalação

A instalação correta dos DC SPDs é crucial para maximizar a sua eficácia. As principais práticas recomendadas incluem:

• Colocação de SPDs em pontos críticos, como o lado de entrada de inversores e caixas combinadoras
• Instalação de SPDs adicionais em ambas as extremidades de percursos de cabos superiores a 10 metros
• Assegurar a ligação à terra adequada de todas as superfícies condutoras e da cablagem que entra ou sai do sistema
• Seleção de SPDs que cumpram as normas industriais relevantes, como a UL 1449 ou a IEC 61643-31, para segurança e fiabilidade

Estas diretrizes ajudam a otimizar o desempenho da proteção contra sobretensões e a melhorar a segurança geral dos sistemas eléctricos em aplicações solares, de carregamento de veículos eléctricos e industriais.

Instalação e manutenção de DC SPDs

A instalação e manutenção adequadas dos Dispositivos de Proteção contra Surtos DC (SPDs) são fundamentais para garantir a sua eficácia na proteção de equipamento sensível contra surtos de tensão. Aqui está um guia detalhado sobre as melhores práticas para a instalação e manutenção de DC SPDs.

A. Técnicas de instalação corretas

1. Determine a localização idealInstale o DC SPD o mais próximo possível do equipamento que está sendo protegido, como inversores solares ou sistemas de bateria. Isso minimiza o comprimento dos cabos de conexão, reduzindo o risco de surtos induzidos ao longo do caminho do cabo.
2. Desligue o sistemaAntes da instalação, certifique-se de que todo o sistema está desligado e isolado de potenciais perigos eléctricos. Isto é crucial para a segurança durante a instalação.
3. Conecte o SPDA maioria dos SPDs DC tem três terminais: positivo (+), negativo (-) e terra (PE ou GND). Conecte corretamente os cabos correspondentes da fonte DC e do sistema de aterramento aos seus respectivos terminais no SPD, garantindo conexões seguras para evitar arcos.
4. Instalação seguraUse um gabinete apropriado que proteja o SPD de fatores ambientais, permitindo a dissipação de calor adequada. O SPD deve ser montado de forma segura, normalmente na posição vertical com os terminais voltados para baixo para evitar o acúmulo de umidade.
5. Teste após a instalaçãoDepois de concluir a instalação, teste o sistema para confirmar que ele funciona corretamente e que o SPD fornece proteção adequada contra surtos.

B. Coordenação com outros componentes do sistema

Uma proteção eficaz contra sobretensões requer coordenação com outros componentes do sistema elétrico:

• Sistema de aterramento: Certifique-se de que o SPD está devidamente ligado à terra de acordo com os códigos eléctricos locais. Uma ligação à terra fiável e de baixa resistência é essencial para um desvio eficaz dos picos de tensão.
• Integração com outros SPDs: Em sistemas maiores, vários SPDs podem ser necessários em vários pontos (por exemplo, em ambas as extremidades de cabos longos). Para instalações onde os comprimentos dos cabos excedem 10 metros, considere colocar SPDs adicionais perto do inversor e do painel solar para garantir uma proteção abrangente.
• Compatibilidade com o equipamento: Escolha um SPD que corresponda às classificações e especificações de tensão dos dispositivos ligados para garantir uma proteção óptima sem interferir com o funcionamento normal.

C. Manutenção e testes regulares

A manutenção regular é vital para garantir que os DC SPDs continuem a funcionar eficazmente:

• Inspecções visuais: Inspecionar periodicamente os SPDs para detetar sinais de danos físicos, corrosão ou ligações soltas. Certifique-se de que todos os componentes estão intactos e a funcionar corretamente.
• Testes funcionais: Realizar testes de rotina para verificar se os SPDs estão operacionais. Isto pode incluir a verificação das tensões de aperto e a realização de testes de resistência de isolamento para identificar quaisquer falhas potenciais ou degradação do desempenho.
• Documentação: Mantenha registos das actividades de manutenção, inspecções e resultados de testes para acompanhar o desempenho ao longo do tempo e identificar quaisquer tendências que possam indicar uma falha iminente.

D. Indicadores de fim de vida e substituição

Reconhecer quando um DC SPD chegou ao fim da sua vida útil é crucial para manter a proteção do sistema:

• Indicadores de fim de vida: Muitos SPDs modernos apresentam indicadores visuais (como LEDs) que sinalizam quando eles absorveram sua capacidade máxima de surto e precisam ser substituídos. Preste atenção a estes indicadores durante as inspecções de rotina.
• Diminuição do desempenho: Se houver mudanças visíveis no desempenho do sistema ou se o equipamento começar a sofrer danos apesar de ter um SPD instalado, isso pode indicar que o SPD não é mais eficaz.
• Calendário de substituição: Estabeleça um cronograma de substituição com base nas recomendações do fabricante ou nas melhores práticas do setor. A substituição regular de SPDs envelhecidos pode evitar falhas inesperadas durante eventos de pico.

Considerações de segurança para DC SPDs

Ao trabalhar com Dispositivos de Proteção contra Surtos DC (SPDs), é crucial dar prioridade à segurança. Aqui estão algumas considerações importantes:

A. Manuseamento de tensões CC elevadas

Os sistemas DC, especialmente em aplicações fotovoltaicas solares, podem operar em tensões muito altas, geralmente variando de algumas centenas de volts a 1500V. São necessárias precauções de segurança adequadas ao instalar e manter SPDs DC:

• Utilize equipamento de proteção individual (EPI) adequado, como luvas isoladas e protecções faciais, quando trabalhar com sistemas de corrente contínua de alta tensão.
• Certifique-se de que o sistema esteja devidamente desenergizado e bloqueado antes de realizar qualquer trabalho no DC SPD ou nos componentes conectados.
• Siga as diretrizes do fabricante para um manuseamento e instalação seguros do DC SPD.

B. Importância de uma ligação à terra correta

Um sistema de aterramento eficaz e de baixa impedância é fundamental para a operação segura dos DC SPDs. Um caminho de aterramento de alta resistência pode levar a aumentos perigosos do potencial de aterramento durante eventos de surto, apresentando riscos para o pessoal e o equipamento. Certifique-se sempre de que:

• O DC SPD está corretamente ligado ao sistema de ligação à terra utilizando um condutor curto e grosso.
• O sistema de ligação à terra cumpre os códigos e as normas eléctricas locais no que respeita à resistência e à capacidade de tratamento da corrente de falha.
• São efectuados testes periódicos para verificar a integridade do sistema de ligação à terra.

C. Coordenação com seccionadores e fusíveis de corrente contínua

Os DPS DC devem ser coordenados com outros dispositivos de proteção contra sobreintensidades, como fusíveis e disjuntores, para garantir um funcionamento adequado:

• Os DC SPDs são normalmente instalados no lado da linha de fusíveis e seccionadores para fornecer a primeira linha de defesa contra surtos.
• Certifique-se de que a classificação da corrente de descarga máxima (Imax) do SPD excede a corrente de falha disponível no ponto de instalação.
• Verifique se o nível de proteção de tensão do SPD (Up) é inferior à tensão suportável do equipamento conectado e dos dispositivos de coordenação.

Ao abordar estas considerações de segurança, os instaladores podem minimizar os riscos e garantir o funcionamento fiável dos DC SPDs em aplicações de alta tensão, como os sistemas solares fotovoltaicos.

Tendências futuras na proteção contra sobretensões de corrente contínua

À medida que os sistemas CC continuam a crescer em popularidade, particularmente em aplicações de energias renováveis e veículos eléctricos, estão a surgir avanços na proteção contra sobretensões CC:

A. Integração com sistemas de monitorização inteligentes

Os SPDs DC modernos estão a incorporar cada vez mais funcionalidades inteligentes que permitem a monitorização e o diagnóstico remotos:

• Os sensores incorporados e os módulos de comunicação permitem a monitorização em tempo real do estado do SPD e dos dados de eventos de sobretensão.
• As plataformas baseadas na nuvem fornecem monitorização e análise centralizadas para otimizar a manutenção e prever falhas.
• Os alertas automatizados notificam os operadores de potenciais problemas, permitindo uma manutenção proactiva.

B. Avanços nas tecnologias DC SPD

A investigação e o desenvolvimento em curso estão a conduzir a tecnologias DC SPD melhoradas:

• Novos materiais e designs estão a melhorar a capacidade de lidar com picos de tensão e a durabilidade de componentes como os varistores de óxido metálico (MOVs).
• Os SPDs híbridos combinam várias tecnologias de proteção (por exemplo, MOVs e díodos de avalanche de silício) para otimizar o desempenho numa vasta gama de condições de sobretensão.
• A miniaturização e a integração estão a permitir soluções DC SPD mais compactas e económicas, adequadas para aplicações distribuídas.

C. Evolução das normas de proteção dos sistemas de corrente contínua

À medida que os sistemas CC se tornam mais predominantes, as organizações de normalização estão a trabalhar para estabelecer diretrizes para a sua proteção segura e fiável:

• As normas existentes, como a UL 1449 e a IEC 61643, estão a ser actualizadas para responder aos requisitos exclusivos dos sistemas CC.
• Estão a surgir novas normas para abranger aplicações emergentes, como as infra-estruturas de carregamento de veículos eléctricos e os sistemas de armazenamento de energia.
• A harmonização das normas internacionais está a facilitar a adoção e o comércio global de tecnologias DC SPD.

Aplicações para além da energia solar

Embora as aplicações solares sejam o foco principal, os DC SPDs também desempenham papéis cruciais noutros sectores. Nas estações de carregamento de veículos eléctricos, estes dispositivos protegem os carregadores de EV contra picos de tensão causados por perturbações na rede ou quedas de raios, garantindo a segurança e a longevidade da infraestrutura de carregamento. Os ambientes industriais também beneficiam dos DC SPDs, que protegem a maquinaria sensível e os sistemas de controlo de picos eléctricos que podem perturbar as operações e causar períodos de inatividade dispendiosos . A versatilidade dos DC SPDs torna-os indispensáveis em vários ambientes DC de alta tensão, proporcionando uma proteção abrangente contra perturbações eléctricas inesperadas.

Normas e regulamentos

Padrão	Descrição	Pontos-chave
IEC 61643-11	Requisitos e ensaios para SPDs em sistemas de distribuição de energia de baixa tensão	Cobre até 1.000 V CA ou 1.500 V CC Define os critérios de desempenho
IEC 61643-21	Requisitos específicos para os SPD em sistemas fotovoltaicos	Resolve os desafios dos circuitos de corrente contínua em sistemas solares Garante a capacidade de lidar com condições de sobretensão específicas da energia solar
IEC 61643-31	Requisitos para SPDs utilizados com equipamento de tecnologia da informação	Abrange os circuitos CA e CC Centra-se na proteção de dispositivos electrónicos sensíveis
UL 1449	Norma do Underwriters Laboratories para dispositivos de proteção contra sobretensões	Inclui critérios de ensaio de desempenho e segurança Frequentemente exigido na América do Norte para utilização residencial e comercial
IEEE C62.41	Orientações sobre caraterísticas de tensão e corrente de pico em sistemas de energia	Ajuda na conceção de SPDs para suportar as condições de sobretensão previstas Fornece informações aos fabricantes

Fabricantes proeminentes de DC SPDs

1. A VIOXVIOX oferece soluções de proteção abrangentes nos campos da proteção contra sobretensões e proteção contra raios/aterramento para muitas indústrias diferentes, incluindo sistemas solares fotovoltaicos: https://viox.com/
2. Dehn Inc. Fundada em 1910 e sediada na Flórida, EUA, a Dehn Inc. é reconhecida por suas soluções inovadoras de proteção contra surtos em vários setores. Eles oferecem uma gama de SPDs adaptados para aplicações AC e DC.Website: https://www.dehn-usa.com/
3. Phoenix ContactEsta empresa alemã é especializada em engenharia eléctrica e tecnologia de automação, produzindo uma vasta gama de dispositivos de proteção contra sobretensões para diferentes aplicações, incluindo sistemas de corrente contínua: https://www.phoenixcontact.com/
4. RaycapEstabelecida em 1987 e com sede em Clearwater Loop, Post Falls, ID, EUA, a Raycap oferece uma variedade de soluções de proteção contra sobretensões adaptadas aos sectores das telecomunicações e das energias renováveis: https://www.raycap.com/
5. CitelFundada em 1937 em França, a Citel é especializada em soluções de proteção contra sobretensões e dispõe de uma gama completa de produtos para várias aplicações, incluindo sistemas de corrente contínua: https://citel.fr/
6. SaltekUma empresa checa líder no desenvolvimento e produção de dispositivos de proteção contra sobretensões para sistemas de energia de baixa tensão, telecomunicações e centros de dados: https://www.saltek.eu/
7. ZOTUPFundada em 1986 em Bergamo, Itália, a ZOTUP oferece uma vasta gama de dispositivos de proteção contra sobretensões para diferentes aplicações: https://www.zotup.com/
8. MersenUm especialista global em especialidades eléctricas e materiais avançados para indústrias de alta tecnologia, a Mersen fornece soluções de proteção contra sobretensões para várias aplicações: https://ep-us.mersen.com/
9. A ProsurgeProsurge fornece dispositivos de proteção contra picos de tensão extensivos especificamente concebidos para sistemas fotovoltaicos (PV) e outras aplicações DC, assegurando uma proteção fiável contra picos de tensão.Website: https://prosurge.com/