Situações a serem consideradas na proteção contra sobretensões impulsivas

A necessidade da proteção contra sobretensões impulsivas deve prever as seguintes situações:

1 – Surtos induzidos ou indiretos:

Quando as descargas atmosféricas atingem as linhas de transmissão e distribuição de energia, incidem diretamente em árvores e estruturas no solo. As ondas eletromagnéticas originadas pela corrente elétrica que circula no canal da descarga atmosférica se propagam pelo meio (geralmente o ar) induzindo corrente elétrica nos condutores metálicos que estiverem em seu alcance. Estima-se essa distância da ordem de um a três quilômetros.

Manobras na rede elétrica de energia, como chaveamento para abertura ou fechamento de circuitos elétricos de transmissão e distribuição, também geram impulsos de tensão na rede elétrica. Esses impulsos são chamados de “surto de manobra” e, do ponto de vista da proteção, seus efeitos devem ser tratados, portanto atenuados, da mesma forma que os efeitos indiretos causados pelos raios.

2 – Correntes conduzidas ou efeitos diretos dos raios:

Quando uma descarga atmosférica incide diretamente sobre um componente da instalação, a edificação, ou em pontos muito próximos a eles, todos os elementos metálicos ali existentes e o eletrodo de aterramento ficam, por frações de segundo, submetidos a níveis diferentes de tensão. Essas diferenças de tensão vão gerar correntes de surto que circularão por diversos pontos da estrutura, inclusive, e no nosso caso principalmente, pela instalação elétrica. Podem ocorrer ainda diferenças de tensão entre eletrodos de aterramento de estruturas diferentes, por exemplo, o eletrodo de aterramento do prédio e o(s) eletrodo(s) de aterramento do(s) serviços públicos (concessionárias de energia, TV a cabo, telefonia etc.).

Quando chega à Terra por incidência direta ou através de condutores aterrados, a corrente elétrica das descargas atmosféricas flui pelo solo. Ao vencer a resistência (oposição) à sua passagem essa corrente dá origem a linhas de tensão assimétricas e com intensidades diferentes. Essas linhas têm ponto de origem no local de incidência no solo e podem manter valor significativo, embora decrescente em relação a esse ponto de incidência, até distâncias consideráveis e que variam conforme as influências do solo e outros elementos enterrados. As diferenças de tensão no solo podem gerar correntes circulantes indesejáveis em muitos componentes que tenham suas partes condutoras de eletricidade integradas a duas ou mais dessas linhas com tensões diferentes.