Por que o fusível do SPD CA dispara frequentemente?

Um protetor contra surtos CA (também conhecido como dispositivo de proteção contra surtos ou DPS) pode estourar frequentemente por várias razões, que podem estar relacionadas ao design, instalação, manutenção e fatores ambientais externos. Abaixo estão algumas causas comuns e explicações:

1. Baixa Qualidade do Protetor Contra Surtos

• Classificação de Tensão Insuficiente: Se a tensão nominal ou a tensão operacional contínua máxima (UC) do protetor contra surtos for menor que a tensão real do sistema ou a tensão de falha mais alta possível, ele pode ser submetido a tensões excessivas durante a operação normal, levando a danos frequentes ou estouros.

• Defeitos de Fabricação: Protetores contra surtos de baixa qualidade podem ter defeitos nos componentes internos, como varistores de baixa qualidade ou soldagem defeituosa, o que pode afetar seu desempenho e fazê-los falhar sob condições de surto.

2. Falta ou Proteção Frontal Inadequada

• Falta de Proteção de Backup: De acordo com os padrões, um fusível ou disjuntor deve ser instalado a montante do protetor contra surtos para evitar a passagem de correntes de falha sustentadas (ou seja, corrente de seguimento de frequência de rede) se o protetor contra surtos falhar. Sem essa proteção, quando o protetor contra surtos quebra devido a um surto, a corrente de falha sustentada pode passar por ele, causando superaquecimento ou até incêndio.

• Seleção Incorreta do Fusível: Mesmo que um fusível seja instalado, se sua corrente nominal ou tipo não for apropriado, ele pode não interromper a corrente de falha a tempo, levando a sobrecarga e danos ao protetor contra surtos.

3. Aterramento Deficiente

• Resistência de Terra Alta: O fio de aterramento do protetor contra surtos deve estar conectado a um sistema de aterramento confiável, com uma resistência de terra que atenda aos padrões (geralmente menos de 10 ohms). Se o aterramento for deficiente, as correntes de raio não poderão ser descarregadas efetivamente, e o protetor contra surtos suportará tensões e correntes excessivas, levando a estouros frequentes.

• Especificação Inadequada do Fio de Terra: A seção transversal do fio de aterramento deve ser suficiente (geralmente pelo menos 4 milímetros quadrados) para lidar com as correntes de raio. Se o fio de aterramento for muito fino, ele pode superaquecer e falhar durante um raio, afetando o desempenho do protetor contra surtos.

4. Atividade Frequentes de Raios

• Áreas Prone a Raios: Em regiões com atividade de raios frequente, especialmente onde o equipamento é instalado em campos abertos ou no topo de montanhas (por exemplo, sistemas fotovoltaicos ou subestações), o protetor contra surtos pode ser exposto frequentemente a descargas atmosféricas. Se o nível de proteção do protetor contra surtos for insuficiente para lidar com tais descargas frequentes, ele pode estourar com frequência.

• Raios Induzidos: Além dos raios diretos, raios induzidos também podem introduzir sobretensão através de linhas de energia ou comunicação. Se as medidas de proteção multiníveis forem inadequadas, raios induzidos podem fazer com que o protetor contra surtos atue frequentemente e, eventualmente, estoure.

5. Surtos de Comutação e Tensões Transitórias

• Surtos Induzidos por Equipamentos de Comutação: As operações de comutação de circuitos de potência grandes, a conexão ou desconexão de cargas indutivas ou capacitivas e a comutação de sistemas elétricos grandes ou transformadores podem gerar surtos de comutação e tensões transitórias significativas. Essas tensões transitórias podem exceder a capacidade do protetor contra surtos, levando a estouros frequentes.

• Flutuações da Rede: Em áreas com tensão da rede instável, especialmente onde a tensão flutua significativamente, o protetor contra surtos pode atuar frequentemente, especialmente se sua tensão operacional contínua máxima estiver próxima à faixa de flutuação da tensão.

6. Seleção Inadequada do Protetor Contra Surtos

• Tensão Operacional Contínua Máxima (UC) Incorreta: Como mencionado anteriormente, a UC do protetor contra surtos deve ser maior que a tensão de falha sustentada mais alta possível no sistema. Se o valor de UC for muito baixo, o protetor contra surtos pode ser submetido a tensões excessivas durante a operação normal, levando a danos frequentes.

• Tensão Residual (Ures) Incorreta: A tensão residual é a tensão através do protetor contra surtos quando ele absorve uma corrente de surto. Se a tensão residual for muito alta, ela pode danificar o equipamento downstream; se for muito baixa, significa que a tensão operacional contínua máxima do protetor contra surtos é menor, tornando-o propenso a danos frequentes.

7. Design de Proteção Multinível Não Coordenado

• Falta de Proteção Multinível: Para proteger efetivamente contra raios e tensões transitórias, vários níveis de protetores contra surtos devem ser instalados em diferentes estágios do sistema de energia. Se apenas um nível de proteção for instalado, ou se a coordenação entre os níveis for ruim, um único protetor contra surtos pode suportar muita energia de surto, levando a estouros frequentes.

• Problemas de Coordenação: Protetores contra surtos multiníveis devem trabalhar juntos, com o protetor de estágio frontal respondendo primeiro para absorver a maior parte da energia de surto, enquanto o protetor de estágio traseiro lida com a energia restante. Se os tempos de resposta ou as capacidades de absorção de energia dos protetores forem mal ajustados, um nível pode ficar sobrecarregado.

8. Protetores Contra Surtos Envelhecidos ou Danificados

• Fim da Vida Útil: Os protetores contra surtos têm uma vida útil limitada, e, com o tempo, seus componentes internos (como varistores) podem degradar-se, reduzindo seu desempenho. Um protetor contra surtos envelhecido pode não absorver efetivamente a energia de surto, levando a estouros frequentes.

• Manutenção Pobre: A inspeção e manutenção regulares são necessárias para garantir que o protetor contra surtos permaneça em boas condições. Se a manutenção for negligenciada, o protetor contra surtos pode falhar devido a danos nos componentes internos ou contato ruim.

9. Fatores Ambientais Externos

• Temperatura Elevada: Temperaturas ambientes elevadas podem afetar o desempenho do protetor contra surtos, fazendo com que ele superaqueça e, eventualmente, estoure. Isso é especialmente verdadeiro para protetores contra surtos instalados ao ar livre, onde a dissipação de calor é pobre.

• Umidade e Corrosão: Ambientes úmidos ou gases corrosivos podem corroer a caixa e os componentes internos do protetor contra surtos, reduzindo seu desempenho de isolamento e aumentando o risco de curto-circuito ou estouro.

Soluções

• Selecione o Protetor Contra Surtos Adequado: Escolha um protetor contra surtos com parâmetros técnicos apropriados (como tensão operacional contínua máxima, tensão residual e corrente de descarga nominal) com base no nível de tensão do sistema, na frequência de atividade de raios e na estabilidade da rede.

• Garanta a Instalação e Aterramento Corretos: Instale o protetor contra surtos no local correto e garanta que tenha um fusível ou disjuntor a montante. Além disso, garanta que o sistema de aterramento atenda aos requisitos padrão, com baixa resistência de terra.

• Implemente Proteção Multinível: Instale vários níveis de protetores contra surtos em diferentes estágios do sistema de energia para garantir a coordenação adequada e a distribuição efetiva da energia de surto.

• Manutenção e Inspeção Regulares: Inspeção regular da condição do protetor contra surtos e substitua-o se houver sinais de envelhecimento ou dano para garantir que ele permaneça em condições de trabalho ótimas.