Quando um inversor ou módulo de automação falha, a atenção costuma se voltar imediatamente para o equipamento.
Mas a origem pode estar na instalação elétrica. Surtos de tensão atingem circuitos eletrônicos em intervalos muito curtos, inclusive quando não há tempestades sobre a fábrica.
Aterramento, equipotencialização e dispositivos de proteção contra surtos trabalham em conjunto para reduzir essa exposição. Entender suas funções ajuda a proteger os equipamentos e a evitar falhas recorrentes.
De onde vêm os surtos que chegam aos equipamentos
Surto é uma sobretensão transitória: uma elevação de tensão de curta duração que pode ultrapassar a capacidade de suportabilidade dos componentes conectados ao circuito.
Descargas atmosféricas são uma das origens, mas não a única. Manobras na rede elétrica, chaveamento de bancos de capacitores e interrupção de cargas indutivas também podem produzir transitórios.
Fontes eletrônicas e circuitos de controle podem sofrer danos quando recebem tensões acima dos limites previstos. Uma única interface danificada pode interromper a comunicação entre máquinas e paralisar a produção.
Isso não significa que todo desligamento seja causado por surto. Sobreaquecimento, conexões inadequadas e parametrização incorreta também precisam ser investigados, como explicamos no artigo sobre erros no uso de inversores de frequência.
O que o aterramento faz pela instalação
O aterramento estabelece a conexão elétrica com a terra conforme o esquema adotado no projeto. Integrado aos condutores de proteção e aos dispositivos de seccionamento, ele participa das medidas de segurança contra choques elétricos.
Para proteger a eletrônica, também importa a equipotencialização: a interligação prevista entre partes condutivas para reduzir diferenças de potencial. Durante um surto, dois pontos da instalação podem assumir tensões diferentes, submetendo os circuitos conectados entre eles a esforços elétricos elevados.
Instalar uma haste isolada para cada máquina, sem integração ao sistema definido no projeto, não é solução universal. A continuidade das conexões e as interligações entre equipamentos precisam ser avaliadas.
Da mesma forma, uma medição de resistência de aterramento, sozinha, não comprova a proteção contra surtos. O comportamento dos condutores diante de correntes rápidas também depende da impedância e do percurso das conexões.
Onde entra o dispositivo de proteção contra surtos
O DPS limita sobretensões transitórias, oferecendo um caminho para a corrente de surto entre os condutores protegidos. Conforme o circuito, essa atuação ocorre entre condutores ativos ou entre eles e o sistema de proteção e equipotencialização.
O objetivo é reduzir a tensão aplicada ao equipamento a um nível compatível com sua suportabilidade. O resultado depende das características do DPS e de sua instalação.
Cada medida tem uma função no conjunto. A tabela abaixo ajuda a visualizar essas diferenças.
| Medida | Função principal | Ponto de atenção |
|---|---|---|
| Aterramento | Estabelecer a conexão com a terra prevista no projeto. | Uma haste, sozinha, não garante a proteção da eletrônica. |
| Equipotencialização | Reduzir diferenças de potencial entre partes condutivas. | Depende de interligações e continuidade adequadas. |
| DPS | Limitar sobretensões transitórias nos circuitos protegidos. | Exige seleção, instalação e coordenação corretas. |
| SPDA externo | Interceptar e conduzir descargas atmosféricas à terra. | Não substitui a proteção dos circuitos internos. |
O artigo sobre aterramento e SPDA aprofunda o sistema de proteção contra descargas atmosféricas e sua atuação na estrutura. Aqui, o cuidado se estende aos caminhos pelos quais um surto alcança os equipamentos.
Os limites da proteção no quadro geral
A distância até as cargas, a exposição dos circuitos e o nível de proteção necessário podem exigir DPS adicionais, coordenados entre si.
Em circuitos de energia, dispositivos tipo 1 são empregados onde o projeto prevê correntes parciais de raio. Os tipo 2 limitam surtos nos quadros de distribuição. Já os tipo 3 complementam a proteção próximo a cargas sensíveis. Também existem modelos combinados; a escolha depende da instalação.
A especificação precisa considerar a tensão máxima de operação contínua, indicada por Uc, o nível de proteção Up, a capacidade de descarga e o esquema de aterramento. A proteção de retaguarda contra sobrecorrentes, quando necessária, deve seguir as orientações do fabricante.
Conexões longas acrescentam tensão àquela já limitada pelo DPS. Por isso, os condutores devem ter percurso curto, conforme o projeto. Ligações inadequadas comprometem o resultado mesmo quando o dispositivo foi bem selecionado.
Os cabos de sinal também precisam entrar na análise
Proteger somente a alimentação pode deixar outras entradas expostas. Cabos metálicos de comunicação e instrumentação também podem conduzir surtos, especialmente quando percorrem áreas externas ou interligam setores da planta.
Pense em um transmissor de pressão distante do painel: além da alimentação do controlador, sua conexão de sinal precisa ser avaliada. As entradas e saídas analógicas do CLP fazem parte desse caminho elétrico.
O protetor deve ser compatível com o sinal, a tensão e a interface utilizada. Um DPS de potência não deve ser aplicado automaticamente em linhas de dados. Blindagens, roteamento e equipotencialização também precisam ser considerados.
Vai ampliar ou atualizar a instrumentação da planta? Conheça as soluções de automação industrial da Nepin e consulte componentes compatíveis com os requisitos do seu projeto.
A proteção precisa continuar funcionando depois da instalação
A presença do DPS no quadro não significa que ele continue protegendo. Conforme a tecnologia e os eventos suportados, o dispositivo pode chegar ao fim de vida e precisar de substituição.
Indicadores de estado e contatos de sinalização, quando disponíveis, ajudam a identificar essa condição. Eles devem fazer parte da rotina de inspeção, junto à verificação das conexões e dos condutores de proteção.
Essa rotina complementa a manutenção em drives. Registrar ocorrências, alterações na instalação e substituições permite investigar falhas repetidas com histórico, em vez de apenas trocar o componente afetado.
DPS também não é estabilizador de tensão nem substituto de disjuntores ou dispositivos diferenciais residuais. Problemas como sobretensão sustentada, sobrecarga e falhas de isolamento exigem medidas próprias.
Proteger a instalação ajuda a preservar o investimento
Aterramento, equipotencialização e proteção contra surtos reduzem a exposição dos circuitos a esforços elétricos que podem interromper a produção. Equipamentos confiáveis precisam dessa infraestrutura para operar nas condições previstas.
O projeto e as intervenções devem ser conduzidos por profissionais habilitados, considerando as características da planta e as instruções dos fabricantes.
Precisa selecionar ou repor inversores, sensores e componentes de automação? Fale com a equipe da Nepin, apresente as condições da aplicação e consulte as opções para o seu sistema industrial.
