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Um dispositivo de proteção contra surtos trifásico não é dimensionado pela amperagem do painel e não deve ser selecionado escolhendo o maior número de kA. A especificação correta começa com a tensão em cada modo de proteção conectado, o sistema de aterramento e o limite da instalação. Somente então você pode selecionar o tipo de SPD, topologia, Uc, Up, Iimp/In/Imax e a proteção contra curto-circuito.
Use as nove etapas abaixo em ordem. Cada etapa pode desqualificar um produto; passar apenas na etapa de corrente nominal não é suficiente.
Dimensionamento de SPD trifásico: As informações necessárias
Colete estas informações antes de comparar modelos:
| Entrada | Registre a partir do projeto |
|---|---|
| Alimentação | Tensão nominal e máxima L-L, tensão L-N onde presente, frequência |
| Condutores | Três fios ou quatro fios; L1/L2/L3, N, PE ou PEN |
| Ligação à Terra | TN-S, TN-C-S, TN-C, TT, IT ou arranjo definido pelo projeto neste painel |
| Localização | Origem da instalação, quadro principal, quadro de distribuição ou próximo ao equipamento final |
| Exposição | Sistema externo de proteção contra descargas atmosféricas, alimentação aérea, risco de raio e SPD a montante |
| Equipamento | Nível de suportabilidade ao impulso/objetivo de proteção requerido e criticidade |
| Fault duty | Corrente presumida de curto-circuito e fusível/disjuntor a montante |
| Instalação | Espaço, ambiente, caminho do condutor, status e requisito de alarme remoto |
| Normas | IEC/EN, UL ou outra base de projeto; não misture classificações |
O resultado é uma especificação, não apenas “um SPD de 40 kA”.”
Critério 1: Definir a tensão por modo de proteção
Registre a tensão entre fases e entre fase e neutro. Um sistema de 400/230 V e um sistema de 480 V podem ambos ser chamados de “trifásicos”, mas a tensão aplicada continuamente a um elemento do SPD depende se esse elemento está conectado L-N, L-PE, L-L ou N-PE.
Identifique também a maior tensão de frequência industrial normal esperada no ponto de instalação. Não confunda isso com um surto. A tolerância de tensão, a regulação do transformador, os modos de geração e as falhas no sistema elétrico podem alterar o estresse em um modo de proteção.
Resultado da especificação: tensão nominal do sistema, tensão normal máxima e tensão em cada modo de proteção proposto.
Critério 2: Identificar o sistema de aterramento neste painel
Não selecione a topologia apenas pela descrição geral do edifício. Identifique se o neutro e o PE estão separados ou combinados no local real do SPD e onde ocorre qualquer separação PEN ou conexão N-PE.
- TN-S/TN-C-S a jusante da separação: L, N e PE são distintos no painel; a coordenação L-N e N-PE é comumente relevante.
- TN-C: o arranjo dos condutores inclui PEN; utilize apenas uma topologia aprovada para esse ponto e não crie uma separação artificial entre neutro e terra.
- TT: O comportamento N-PE e as tensões temporárias excessivas exigem consideração explícita; arranjos 3+1 são comumente usados em projetos orientados pela IEC, mas a escolha exata permanece específica do projeto e do produto.
- IT: condições de primeira falha podem elevar a tensão em relação à terra nos condutores íntegros. Uc e a topologia devem ser verificadas para a configuração IT real e condição de falha.
Use a Guia de aterramento TN, TT e IT para definições de sistema.
Resultado da especificação: sistema de aterramento, arranjo N/PE/PEN e local de equipotencialização.
Portão 3: Selecione o tipo de SPD conforme a localização e exposição
No contexto da IEC, o tipo identifica a capacidade de surto padronizada, não a contagem de polos:
| Tipo | Parâmetro principal de capacidade | Função de projeto típica |
|---|---|---|
| Tipo 1 | Iimp, comumente associado a testes de 10/350 µs |
Manuseio de corrente de raio na origem ou na fronteira da LPZ onde o projeto de risco o exige |
| Tipo 2 | Em e, quando declarado, Imax, comumente com corrente de 8/20 µs |
Limitação, em nível de distribuição, de surtos induzidos e de manobra |
| Tipo 3 | Coordenação entre onda combinada e equipamento terminal | Proteção fina próxima a equipamentos sensíveis, coordenada com SPDs a montante |
| Tipo 1+2 | Desempenho declarado para ambas as funções | Aplicação combinada onde ambos os conjuntos de requisitos são atendidos |
Um sistema de proteção contra descargas atmosféricas externo, avaliação de risco de corrente de raio, entrada de serviço aérea e limite de instalação podem levar a um requisito de Tipo 1. Um quadro de distribuição a jusante não precisa automaticamente de Tipo 1 apenas por ser industrial.
As categorias de SPD IEC Tipo 1/2/3 e UL 1449 não são etiquetas intercambiáveis. Se o projeto for baseado em UL, especifique a categoria UL, configuração nominal do sistema elétrico, MCOV, VPR, SCCR e local de instalação sob essa estrutura. Veja a detalhada Guia de Tipo 1 vs Tipo 2 vs Tipo 3.
Resultado da especificação: estrutura de normas, Tipo de SPD e limite de instalação.
Portão 4: Escolha a topologia e os modos de proteção
A topologia deve se ajustar aos condutores e ao sistema de aterramento:
- 3+0: três caminhos de proteção, com os modos de conexão exatos definidos pelo diagrama do produto.
- 4+0: quatro caminhos de limitação de tensão na terminologia comum de mercado; a notação e os modos do fornecedor devem ser verificados.
- 3+1: comumente três caminhos de limitação de tensão fase-neutro mais um caminho de comutação N-PE coordenado.
Não equipare quatro módulos físicos a um circuito “tetrapolar” universal. Leia o diagrama de circuito interno e declare os modos necessários: L-N, L-PE, L-L e/ou N-PE. O guia de topologia de SPD e Guia de 3 polos vs 4 polos aborde esta decisão em profundidade.
Resultado da especificação: contagem de condutores, topologia e modos de proteção necessários.
Portão 5: Selecione Uc ou MCOV—e verifique o comportamento TOV
Universidade é a tensão máxima de operação contínua que pode ser aplicada ao SPD sob suas condições declaradas. Selecione-a pela tensão através de cada modo, não apenas pelo rótulo do sistema fase-fase.
A Uc deve ser alta o suficiente para evitar a operação ou o envelhecimento acelerado durante condições normais de tensão, mas escolher uma Uc desnecessariamente alta pode resultar em um nível de proteção menos favorável. Use as tabelas do fabricante para o sistema de aterramento específico.
Verifique também o comportamento do SPD sob sobretensão temporária a frequência industrial (TOV). Uma TOV não é simplesmente um desvio comum de longo prazo da alimentação. Sua importância depende da magnitude, duração, sistema de aterramento e falha, suportabilidade do equipamento, resposta do SPD e regras locais de instalação. Um protetor de tensão genérico não substitui a verificação do comportamento TOV declarado do SPD.
Para uma distinção mais profunda, leia Uc vs Up em um DPS.
Resultado da especificação: Uc/MCOV para cada modo de proteção e comportamento de TOV exigido.
Etapa 6: Coordene Up com o equipamento protegido
Acima é o nível de proteção de tensão declarado sob testes especificados. Ele deve suportar a coordenação com a suportabilidade ao impulso do equipamento e com o plano de proteção a montante/a jusante.
Não selecione simplesmente o número mais baixo em uma página de catálogo:
- Compare Up apenas com base na mesma norma e no mesmo modo de proteção.
- Considere a tensão adicionada pela indutância dos condutores de conexão na instalação real.
- Considere a distância do cabo e os SPD a jusante coordenados onde necessário.
- Confirme se a adequação de Uc e TOV permanece correta; um Up baixo não pode compensar uma classificação de tensão contínua incorreta.
Resultado da especificação: Up máximo aceitável declarado por modo, base de suportabilidade do equipamento e nota de coordenação da instalação.
Etapa 7: Especifique Iimp, In e Imax corretamente
Estes valores não são classificações em kA intercambiáveis:
| Classificação | Uso para seleção | Regra de comparação |
|---|---|---|
Iimp |
Capacidade de suportar corrente de descarga atmosférica Tipo 1 | Compare por polo/modo com a mesma base de teste de 10/350 µs e contexto de carga/energia |
Em |
Dever de corrente de descarga nominal | Compare com a mesma base, modo e norma de 8/20 µs |
Imax |
Corrente de descarga máxima para produtos que a declaram | Trate como um valor de teste máximo, não como prova de serviço repetido ou capacidade de Tipo 1 |
O serviço exigido provém da avaliação de riscos, projeto de proteção contra raios, nível de instalação, coordenação e normas aplicáveis. Não existe um valor de kA universal defensável para todo painel comercial ou industrial. O Guia de In vs Imax explica as classificações sem transformá-las em um atalho de dimensionamento falso.
Resultado da especificação: Iimp exigido para serviço de Tipo 1 e/ou In mais Imax quando relevante, cada um com forma de onda, modo e base por polo/total.
Etapa 8: Verificar Curto-circuito e Proteção de Retaguarda
Um SPD pode atingir o fim da vida útil ou falhar sob condições anormais do sistema elétrico. A derivação deve ser capaz de desconectar com segurança no nível de falta disponível.
Registar e comparar:
- Corrente de curto-circuito presumida no ponto de instalação.
- SPD
SCCRou declaração de suportabilidade/corrente de curto-circuito aplicável, tal comoIsccr. - Fusível ou disjuntor a montante permitido máximo.
- Fusível/disjuntor de reserva externo especificado pelo fabricante, se necessário.
- Expectativas de coordenação e seletividade para o sistema de distribuição a montante.
- Capacidade de extinção de corrente de seguimento, quando relevante para a tecnologia do SPD.
Um seccionador térmico interno e um dispositivo de proteção contra curto-circuito externo desempenham funções diferentes. Nunca escolha o dispositivo de reserva apenas com base na corrente do painel nem o substitua por uma classificação maior sem os dados de coordenação do fabricante.
Resultado da especificação: corrente de falta disponível, declaração de curto-circuito aplicável, dispositivo a montante e dispositivo de reserva dedicado.
Gate 9: Completar a Especificação Industrial
As classificações elétricas são apenas parte de uma RFQ utilizável. Adicione:
- Formato para montagem em trilho DIN ou em painel e módulos disponíveis
- Cartuchos plugáveis ou fixos
- Indicação visual de status e contato de comutação remota
- Temperatura de operação, altitude e requisitos de redução de potência (derating)
- Condições de invólucro/poluição/ambientais
- Faixa do terminal, requisitos de condutores e dados de torque
- Documentação de certificação e testes exigida
- Codificação de módulos substituíveis e acesso para manutenção
- Coordenação com SPDs a montante/a jusante
- Objetivo de caminho de conexão prático máximo
Exemplo prático: Quadro de distribuição TN-S 400/230 V
Considere um projeto que registra um quadro de distribuição TN-S trifásico de quatro fios, 400/230 V, 50 Hz a jusante da entrada de serviço. Existe um SPD Tipo 1 a montante na origem, sem limite de corrente de raio direto separado neste quadro, e equipamentos sensíveis de PLC e acionamentos são alimentados a jusante.
O resultado correto não é um modelo de catálogo inventado. É um conjunto de requisitos:
- Operação Tipo 2 orientada pela IEC neste nível de distribuição, sujeita à avaliação de risco do projeto.
- Topologia aprovada para 3P+N TN-S, com L-N/N-PE exatos ou outros modos exigidos declarados.
- Uc selecionado a partir da tabela TN-S do fabricante em relação à tensão real em cada modo e à condição normal máxima.
- Comportamento de TOV compatível com o sistema e as normas locais.
- Up coordenado com a suportabilidade do equipamento a jusante e corrigido para o arranjo de condutores pretendido.
- In e Imax, onde declarados, selecionados a partir do requisito de capacidade de surto do projeto com base em 8/20 µs correspondente.
- Corrente de falta disponível verificada em relação ao SCCR/Isccr e à tabela de proteção de retaguarda do fabricante.
- Indicação remota incluída porque o quadro é mantido centralmente.
Somente após estas declarações estarem completas um modelo deve ser selecionado.
Planilha pronta para cópia de RFQ para SPD trifásico
Aplicação / painel:
Estrutura de normas e mercado:
Tensão nominal: ____ V L-L / ____ V L-N
Tensão e frequência nominais máximas:
Condutores: L1 / L2 / L3 / N / PE ou PEN
Sistema de aterramento e local de separação de bond/PEN:
Limite da instalação e SPD a montante:
LPS externo / resultado do risco de raios:
Tipo de SPD necessário:
Topologia e modos de proteção necessários:
Uc / MCOV por modo:
Comportamento de TOV necessário:
Up máximo aceitável por modo:
Requisito de Iimp com forma de onda e base por polo/total:
Requisito de In com forma de onda e modo:
Requisito de Imax, onde utilizado, com forma de onda e modo:
Corrente de curto-circuito prospectiva:
SCCR necessário ou declaração aplicável, como Isccr:
Dispositivo de proteção a montante:
Fusível/disjuntor de reserva externo necessário:
Montagem, ambiente e contagem de módulos:
Requisito de status visual / remoto:
Restrição de rota de cabos e notas de coordenação:
Certificados e documentação necessários:Use a guia da folha de dados do SPD para verificar as respostas do fornecedor linha por linha. A instalação física segue então o guia de cabeamento de SPD.
Regra de Seleção Final
Uma especificação de SPD trifásico defensável deve passar por cada etapa:
tensão do sistema → aterramento → Tipo de instalação → topologia → Uc/TOV → Up → Iimp/In/Imax → proteção contra falha/reserva → características do projeto
Se a cotação de um fornecedor omitir modos de proteção, formas de onda de teste ou coordenação de curto-circuito, ela ainda não é comparável. Envie a planilha preenchida e o diagrama unifilar para o equipe de produto SPD VIOX para verificação ao nível do modelo.