Zona de Proteção contra Surtos (ZPR)

O conceito de Zona de Proteção contra Surtos (ZPR) é essencial para a implementação de uma Medida de Proteção contra Surtos (MPS) eficaz. Seu principal objetivo é criar um ambiente que assegure a compatibilidade da suportabilidade a surtos dos equipamentos instalados (U_w). A norma NBR 5419, baseada na IEC 62305, propõe um conceito prático e aplicável na engenharia de projetos e instalações elétricas, estabelecendo diferentes zonas de proteção.

A ZPR 0 representa o ambiente sem qualquer atenuação da corrente de descargas atmosféricas. Nessa zona, os equipamentos estão expostos à corrente impulsiva (I₀) padronizada pela norma na forma de onda 10/350 µs, que possui alta energia. Já a ZPR 1 é uma zona onde são adotadas medidas de proteção que impedem a entrada da corrente impulsiva (10/350 µs). O critério principal para a criação de uma ZPR 1 é justamente a ausência dessa corrente. Além disso, medidas adicionais podem ser aplicadas para reduzir o campo magnético proveniente da ZPR 0. Com a eliminação da corrente impulsiva, a norma define que a forma de onda presente seja 8/20 µs. Na ZPR 2 e nas seguintes, o ambiente é dotado de medidas de proteção que atenuam ainda mais a corrente de surto (I₂ << I₁). Tal como na ZPR 1, o campo magnético também pode ser reduzido por medidas de proteção adequadas.

Figura 1 – Criação de zonas de proteção contra raios – ZPR

Na prática, a criação de uma ZPR 1 envolve a instalação de um Sistema de Proteção contra Descargas Atmosféricas (SPDA) e Dispositivos de Proteção contra Surtos (DPS) Classe I nas entradas das linhas de energia e sinal. Um aspecto crítico é o respeito à distância de segurança (s) no posicionamento do SPDA. Caso essa distância não seja respeitada, pode ocorrer centelhamento, o que injetaria corrente impulsiva na ZPR 1, transformando-a em ZPR 0. Cuidado também com a equipotencialização que também pode injetar corrente impulsiva na ZPR 1 e a descaracterizando. É boa prática não trocar a distância de segurança por equipotencialização. Os equipamentos situados na ZPR 1 devem ter um nível de suportabilidade (U_w) superior à tensão de proteção resultante (U_p/f) gerada pelo DPS Classe I. Dependendo do comprimento da linha elétrica entre o equipamento e o DPS Classe I, o valor de U_w deve ser superior ao dobro de U_p/f.

Quando não for possível ajustar o U_p/f do DPS Classe I para se adequar ao U_w do equipamento, é necessário criar uma ZPR 2. Para isso, deve-se instalar um DPS Classe II na linha elétrica de energia ou sinal, antes do equipamento, garantindo que o U_p/f seja inferior à suportabilidade do equipamento. Em instalações com equipamentos sensíveis, de baixa suportabilidade, ou quando o DPS Classe II estiver distante do equipamento, torna-se necessária a criação de uma ZPR 3, geralmente utilizando um DPS Classe III, que oferece um baixo valor de tensão de proteção (U_p), resultando em um U_p/f reduzido.

Uma atenção especial deve ser dada à coordenação dos DPS das classes I, II e III. A correta coordenação entre os diferentes dispositivos garante seu acionamento eficiente. Recomenda-se o uso de produtos do mesmo fabricante, que normalmente já fornecem orientações detalhadas sobre a coordenação na documentação técnica. Além disso, a proteção de sobrecorrente a montante do DPS deve seguir as especificações do fabricante, garantindo segurança e eficácia na proteção da instalação elétrica.

Sobre o autor:

José Barbosa é engenheiro eletricista, relator do GT-3 da Comissão de Estudos CE: 03:064.010 – Proteção contra descargas atmosféricas da ABNT / Cobei responsável pela NBR5419. | www.eletrica.app.br