Quantos anos um DPS adiciona à vida útil de um equipamento?

Para entender bem como o Dispositivo de Proteção contra Surtos Elétricos (DPS) atua, é preciso entender o quanto seus equipamentos estão vulneráveis aos danos causados pelos surtos elétricos. 

De acordo com o Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE), o primeiro bimestre do ano de 2022 apresentou um aumento de 29% na quantidade de raios em relação ao mesmo período do ano passado. Foram registrados 8,8 milhões de raios em janeiro e 8,2 milhões de raios em fevereiro de 2022, totalizando, assim, 17 milhões de raios.  

Esses números são relevantes, porém, o problema pode ser ainda mais grave. Isso porque as descargas atmosféricas representam apenas 15% do total de surtos em uma instalação elétrica, sendo que 85% dos surtos elétricos têm sua origem no chaveamento na rede elétrica e no processo de liga e desliga de máquinas ou motores elétricos.  

Esses números fazem do surto elétrico o distúrbio mais comum nas instalações, sendo responsável por diversas falhas nos sistemas eletroeletrônicos, colocando em risco a segurança das pessoas e dos processos, além de provocar perdas consideráveis com substituição dos equipamentos e horas de inatividade.  

Por isso, é importante conhecer o nível de surto que os eletrodomésticos suportam e quantificar quão eficazes são os DPSs utilizados próximos aos equipamentos, ou seja, os DPSs de classe III, objeto de estudo desse artigo.  

Descrição do experimento 

Para isso, foi realizada uma bateria de testes em equipamentos comerciais presentes nas residências brasileiras. Todos os equipamentos utilizados eram originais e testados em um laboratório montado especificamente para esses ensaios. Ou seja, o laboratório e os testes atendem aos requisitos propostos nas normas nacionais e internacionais que tratam do assunto. 

Por serem comuns nas residências brasileiras, os equipamentos testados foram carregadores de celular, notebooks e geladeiras, sendo divididos em dois grupos: aqueles testados sem DPS e o restante com DPS. Os estudos, nesses testes, levam em consideração duas hipóteses de resultados: quantidade de surtos até ocorrer a falha ou não falhar.  

O experimento 

Nos testes realizados sem a proteção do DPS, os carregadores de celular apresentaram falha permanente em todos os testes. Para surtos de 5 kV de pico, o carregador queimou com apenas 2 surtos, mostrando baixa suportabilidade. Os carregadores de notebook, assim como os carregadores de celular, queimaram com apenas 2 surtos com tensão de 4 kV. Os refrigeradores suportaram em média 346 surtos com tensão de 4 kV, porém, não suportaram sequer 1 surto com tensão de 5 kV. 

Quando testados com a proteção do DPS, o carregador de celular, o notebook e o refrigerador não apresentaram falha em todos os testes com valores de tensão de 5 kV, 4 kV e 5 kV, respectivamente. Para os testes com valores de 6 kV, os equipamentos protegidos por DPS suportaram até 700 surtos sem danos. 

É importante salientar que a única diferença nos testes realizados é a inserção do DPS, sendo mantidas todos as demais condições. Assim, a comparação dos resultados relata apenas a influência positiva do dispositivo de proteção contra surtos elétricos. 

Conclusão 

Se considerarmos o estado de Tocantins, local com maior densidade de descargas atmosféricas, e os raios como a única fonte dos surtos, os equipamentos são expostos a 85 surtos por ano. Nesse caso, os equipamentos testados, quando submetidos a surtos de apenas 4 mil volts, apresentariam danos nos quatro primeiros anos de uso. Com o uso dos DPS classe III, considerando a mesma intensidade e quantidade de surtos, não haveria falhas no conjunto DPS e equipamento por um período de 16 anos. 

Esse experimento demonstra, de modo quantitativo, a importância da utilização do DPS na proteção contra surtos elétricos. Os equipamentos testados relatados neste artigo apresentaram baixa suportabilidade a surtos elétricos, o que acarreta a redução da vida útil. Porém, com o uso dos DPS, permanecem operando em um tempo quatro vezes maior em relação àqueles sem a proteção. 

Artigo desenvolvido pela equipe de Engenharia de Aplicação da Clamper.

Referências bibliográficas 

Efficiency of Class III Surge Protection Devices against Lightning Surges/2020. 

INPE – Instituto nacional de pesquisas espaciais; 

Livro CLAMPER – Proteção de equipamentos elétricos e eletrônicos contra surtos elétricos em instalações; 

ABNT NBR 5419 – Proteção contra descargas atmosféricas; 

Efficiency of Class III Surge Protection Devices Against Lightning Surges”.