O documento classifica e descreve cinco tipos de anomalias em sistemas de energia elétrica: 1) ausência de energia, 2) oscilações transitórias, 3) sobre e sub-tensões, 4) ruídos EMI/RFI, e 5) harmônicos e defasagem. Também discute equipamentos de proteção elétrica como condicionadores de energia e seus componentes como MOVs e centelhadores a gás.

2. Patrocínio:
Apoio:
Promoção:
Instrutor: Gladstone Freire Jr.
REDE ELÉTRICA
Módulo 1

3. Classificações de Anomalias em Sistemas de Energia
1- ) Ausência de Energia. (Black outs, apagões, brownouts)
2-) Oscilações transitórias.
3-) Sobre e sub tensões
4-) Ruídos de EMI / RFI.
5-) Harmônicos, defasagem.
Distúrbios Elétricos

4. Classificações de Anomalias em Sistemas de Energia
1-) Ausência de Energia. (Black outs, apagões, brownouts)
Interrupção involuntária ou não do suprimento de energia elétrica:
1- devido a sobrecargas no sistema,
2- acidentes que envolvam equipamentos de distribuição de energia,
3- manobras, planejadas ou acidentais,
4- curtos circuitos na rede de distribuição,
5- chaveamento não planejado de grandes cargas, etc.
Uso de
Nobreaks,
inversores,
geradores.
Ocasionado não pela sua falta propriamente
dita, mas quando do seu retorno onde
milhares de equipamentos elétricos são
energizados simultaneamente o que provoca
surtos de corrente e tensão na rede de
distribuição elétrica o que quando não resulta
em danos graves a esses equipamentos
provoca diminuição em sua vida útil.
Mesmo os de curtíssima duração
(brownouts) causam a perda de
dados em sistemas baseados em
microprocessadores, hoje cada vez
mais utilizados em toda gama de
equipamentos; perda de
programação em sistemas
automatizados; provocam
insegurança; diminuem o conforto,
finaliza atividades.
SoluçãoPerigosInconvenientes

5. 2-) Oscilações transitórias.
São surtos de tensão de ocorrência extremamente rápida, duração de poucos micro
segundos, caracterizados pelos altos valores na taxa de variação, às vezes superiores a 6000v,
e grande potencial de energia em transito. São ocasionados por descargas atmosféricas, raios,
energização da rede de distribuição após a sua ausência, curto circuitos, manobras no circuito
de distribuição, chaveamento de grandes cargas.
Classificações de Anomalias em Sistemas de Energia
Condicionadores
de energia com
protetores
contra descargas
atmosféricas.
É a mais danosa das anomalias existentes, quanto mais complexo for
o equipamento, em desempenho e funcionamento, mais sensível
será a esse tipo de distúrbio, sendo que dificilmente deixará de
apresentar seqüelas em seu funcionamento, muitas vezes
impossibilitando o seu uso. Normalmente ocorre a ruptura da
isolação elétrica nos componentes envolvidos, carbonizando-os ou
mesmo provocando a sua explosão, a destruição de
microprocessadores e dispositivos a base de silício é praticamente
certa; freqüentemente provocam minúsculos curtos circuitos entre as
trilhas das placas de circuito impresso, o que impossibilita na prática
a sua manutenção, pois o mesmo passa a apresentar disfunções
aleatórias, comprometendo de tal forma o desempenho que muitas
vezes provoca o seu sucateamento.
Quando são de
pequena
intensidade e não
chegam a causar
danos provocam
ruídos (clicks) nos
equipamentos de
áudio e
interferências
(pontos claros) na
imagem.
SoluçãoPerigosInconvenientes

6. Freqüentemente provocam minúsculos curtos circuitos entre as trilhas das
placas de circuito impresso, o que impossibilita na prática a sua manutenção,
pois o mesmo passa a apresentar disfunções aleatórias, comprometendo de
tal forma o desempenho que muitas vezes provoca o seu sucateamento.

7. Surtos de Tensão - portas de entrada
Neutro
120v
Fase
REDE
ELÉTRICA
TERRA
Entre Fase e Terra:

8. Neutro
120v
Fase
REDE
ELÉTRICA
TERRA
Entre Fase e Neutro:
Surtos de Tensão - portas de entrada

9. Neutro
120v
Fase
REDE
ELÉTRICA
TERRA
Entre Terra e Neutro:
Surtos de Tensão - portas de entrada

10. 3-) Sobre e sub tensões
Com menor taxa de variação que os transientes, são eventos de maior duração de 15 mili-segundos a
vários minutos, ocasionam diferenciais superiores a 15% na tensão da rede elétrica, são os mais
comuns e de fácil percepção. Ocorrem devido a:
- circuitos sobrecarregados - horários de pico de consumo,
- instalações em final da linha - mudança de consumo em cargas elevadas;
- mau dimensionamento dos circuitos alimentadores
- curtos circuitos entre as linhas de distribuição de alta e baixa tensão
- abertura anormal do neutro.
Classificações de Anomalias em Sistemas de Energia
Uso de
estabilizadores
de tensão.
Danos graves devido à presença de níveis de tensão às
quais os equipamentos não foram projetados, rompimento
da isolação de vários componentes, sobre aquecimento em
máquinas elétricas, diminuição da vida útil de vários
equipamentos. Quando constantes e de baixa intensidade
causam fadiga precoce de componentes eletrônicos.
Receivers,amplificadores e equipamentos que possuem
motores elétricos são mais suscetiveis a essa anomalia.
Mau funcionamento
intermitente de
equipamentos
eletro/eletrônicos,
aumento do consumo
de energia.
SoluçãoPerigosInconvenientes

11. Classificações de Anomalias em Sistemas de Energia
4-) Ruídos de EMI / RFI.
EMI, Interferência Eletromagnética, Eletromagnetic Interference, e RFI, Interferência de Radio Freqüência, são
pulsos de tensão ou corrente de alta freqüência, presentes nas instalações elétricas injetados por indução
eletromagnética provocada por equipamentos, normalmente são de origem interna a instalação elétrica.
Também são propagados pelo ar, gerados por fontes transmissoras de ondas eletromagnéticas, estações de rádio, de
televisão, de radar, de telefonia, de dados, motores de brinquedos à pilha ,etc.
Condicionador
de energia
equipado com
filtros
atenuadores de
alta
freqüência.
Módulos de
Isolação.
Instalação
adequada dos
cabos.
Não oferecem perigo de dano aos
equipamentos, todavia podem
arruinar a qualidade de reprodução
de qualquer equipamento de áudio
ou vídeo, independentemente da
sua qualidade e performance ou dos
cuidados da sua instalação.
Provocam distorções de desempenho em
equipamentos de áudio e vídeo,
ocasionando ruídos audíveis em caixas
acústicas, chuviscos e perda de definição
de imagem em vídeo. Em computadores
danos cumulativos em setores de leitura
e gravação dos HDs e memórias.
Interferem na rotina de equipamentos
programáveis.
SoluçãoPerigosInconvenientes

12. Ruídos EMI / RFI

13. Quem provoca?
Transmissões de Rádio, motores elétricos, forno de microondas,
ventiladores, computadores, liquidificadores, condicionadores de ar, reatores
convencionais e eletrônicos de lâmpadas fluorescentes (mesmo as compactas).

14. 5-) Harmônicos, defasagem.
Produzidos por cargas não lineares que injetam na rede corrente não senoidal de freqüência
múltipla da fundamental provocando a sua distorção, também são produzidas pela defasagem
entre tensão e corrente em cargas indutivas ou capacitivas.
Esse fenômeno é causado principalmente por: bancos de motores elétricos e/ou de alta
potência; grande concentração de equipamentos que utilizem fontes chaveadas (computadores,
reatores eletrônicos, fornos de microondas); grandes cargas de iluminação que utilizem reatores
convencionais.
Classificações de Anomalias em Sistemas de Energia
Instalação de equipamentos de
correção de fator de potência,
ativos ou passivos,
dependendo da natureza das
cargas envolvidas.
Remanejamento de cargas e
redimensionamento da
instalação elétrica.
Causam aquecimento excessivo no
condutor neutro de sistemas trifásicos,
desbalanceamento de fases, aquecimento
em transformadores de distribuição, podem
originar oscilações transitórias, influem de
maneira negativa no fator de potência da
instalação. Podem interferir em
equipamentos sensíveis ou de alto
desempenho (computadores, sistemas de
áudio e vídeo)
SoluçãoPerigosInconvenientes

15. Equipamentos de Proteção Elétrica
(EPE)

16. CONDICIONADORES

17. Arquiteturas de Proteção - Faixas de grampeamento
Os componentes são de alta
capacidade de absorção de energia,
entretanto permitem a passagem de
um significativo gradiente de energia
e não são eficazes na atenuação de
ruídos de rede (EMI / RFI),
normalmente encontrado em
FILTROS tipo “régua”.
Energia
não absorvida
Faixa de
grampeamento

18. Energia
não absorvida
Faixa de
grampeamento
Faixa de
grampeamento
Envelope
Protetor
Atenuação extremamente eficaz em
ruídos de rede (EMI / RFI), absorve
quase totalmente os transientes,
contudo por serem mais “sensíveis”
tem sua capacidade de absorção de
energia menor, podendo se deteriorar
em pulsos de maior severidade
Arquiteturas de Proteção - Seguidores de senoide (sine
wave traking)

19. Atenuação extremamente eficaz em ruídos de rede (EMI / RFI),
absorve quase totalmente os transientes, contudo por serem mais
“sensíveis” tem sua capacidade de absorção de energia menor, podendo
se deteriorar em pulsos de maior severidade
Arquiteturas de Proteção - Seguidores de senoide (sine wave traking)

20. Transientes6000Vp
Energia
não absorvida
Ruídos EMI/RFI

21. 6000Vp
330Vp
Energia
não absorvida
Ruídos EMI/RFI
Faixas de grampeamento

22. 6000Vp
330Vp
Ruídos EMI/RFI
Energia
não absorvida
Faixas de grampeamento

23. 6000Vp
330Vp
Ruídos EMI/RFI
Energia
não absorvida
Seguidores de senoide (sine wave trakeing)

24. Seguidores de senoide (sine wave traking)
6000Vp
330Vp
Ruídos EMI/RFI
Energia
não absorvida

25. Os componentes utilizados não devem atuar e nem ter seu ponto inicial de disparo
(Clamping) próximo a Vp (tensão de pico) da tensão nominal.

26. Proteção- MOV
- Alta capacitância.
- Capacitância varia com
a polarização.
- Impedância
relativamente alta
envolvendo alta potência
na condução
- Tempo de operação:1 – 5ns.
- Bipolar
- Faixa de Tensão de operação: 12 –
1400V
- Corrente máx.: 1 a 25kA para surto
de 8/20μs.
- Potência de pico para 1 ms:700kW
- Energia até 600J
Característica
- Grande variedade de faixa
de tensão e corrente de
operação.
- Eficaz para supressão de
sutos de alta amplitude e
curta duração.
Vantagens Desvantagens

27. Proteção- Centelhador a gás
- Imprecisão na tensão de
disparo (p/ disparo de 500V
pode haver variação de 200 a
250V).
- Em descargas de alta
corrente o gap tende ao curto-
cicuito.
- Tempo de operação muito
longo p/ proteção de
dispositivos de estado sólido.
- Tensão de disparo as vezes
acima dos níveis de proteção,
requer uso de outros
dispositivos, tais como: diodos,
tranzorbs, limitadores de
corrente e filtros.
Tempo de operação:1 – 10μs (
depende de dv/dt).
- Polaridade Mono e bipolar.
- Faixa de tensão de operação:
90V a 2kV (para surto de 5kV/μs).
- Corrente máx.: 25kA p/ surtos
de 8/20μs.
- Potência de pico p/ 1ms: 50kW.
- Energia: 50J.
Característica -Dimensão pequena.
- Custo.
- Capacitância paralela < 10pF.
- Capacidade de conduzir
correntes de até 25kA (p/
surtos de 8/20μs).
- Disponíveis com tensão de
disparo variando de 75 a 10kV.
- Capacitância não varia com a
polarização.
Vantagens
Desvantagens

28. - Baixa
capacidade de
dissipação de
energia.
-Nomal/te precisa
de proteção
primária com alta
capacidade de
condução de
energia.
- Normal/te
precisa de
circuitos de filtro e
limitação de
corrente
associados.
- Disponível em
grandes faixas de
tensão de
operação.
- Baixo fator de
limitação
(clamping).
- Tempo de
resposta
compatível com
componentes
eletrônicos atuais.
- Vida útil longa,
dentro dos limites
de energia.
Devido ao seu
rápido tempo de
resposta e baixo
fator de limitação
(clamping), é
usado normal/te
como proteção
secundária (junto
ao circuito) na
proteção de
circuitos
integrados e outros
componentes
sensíveis.
-Tempo de operação:
< 100ps
- Mono e bipolar.
- Faixa de ensão de
operação: 6 – 480VCA
- Corrente máx: 200A
para pulso de 1/120s.
- Faixa de potência de
pico: 1,5 – 15kW.
SADs
Diodos de Avalanche
- Alta
capacitância.
- Capacitância
varia com a
polarização.
- Impedância
relativamente alta
envolvendo alta
potência na
condução
- Grande variedade
de faixa de tensao
e corrente de
operação.
- Eficaz para
supressão de sutos
de alta amplitude e
curta duração.
-Supressão de
transientes em
circuitos
retificadores de
potência em baixa
tensão.
-Supressão de
transientes em
circuitos de
potência de baixa
tensão
- Tempo de
operação:1 – 5ns.
- Bipolar
- Faixa de Tensão de
operação: 12 – 1400V
- Corrente máx.: 1 a
25kA para surto de
8/20μs.
- Potência de pico
para 1 ms:700kW
- Energia até 600J
MOV (Metal Oxid
Varistor)
DesvantagensVantagensAplicação
Valores Típicos de
Operaçao
Componente

29. - Imprecisão na tensão
de disparo (p/ disparo
de 500V pode haver
variação de 200 a
250V).
- Em descargas de alta
corrente o gap tende ao
curto-cicuito.
- Tempo de operação
muito longo p/ proteção
de dispositivos de
estado sólido.
- Tensão de disparo as
vezes acima dos níveis
de proteção, requer uso
de outros dispositivos,
tais como: diodos,
limitadores de corrente.
-Dimensão
pequena.
- Custo.
- Capacitância
paralela < 10pF.
- Capacidade de
conduzir correntes
de até 25kA (p/
surtos de 8/20μs).
- Disponíveis com
tensão de disparo
variando de 75 a
10kV.
- Capacitância não
varia com a
polarização.
- Para proteção de
equipamentos
elétricos de
potência.
- Utilizado como
proteção primária
em circuitos
híbridos.
- Em circuitos CC
de potência desde
que a tensão
nominal ão seja
superior à tensão
de arco.
- Tempo de operação:
1 – 10μs (depende
de dv/dt).
- Mono e bipolar.
- Faixa de tensão de
operação: 90V a 2kV
(para surto de
5kV/μs).
- Corrente máx.: 25kA
p/ surtos de 8/20μs.
- Potência de pico p/
1ms: 50kW.
- Energia: 50J.
Centelhador a gás
-Substancial
capacitância que
varia com a
polarização.
- Baixa capacidade
de condução de
energia.
- Apresenta
aquecimento em
limitação de
tensão.
- São obtidos níveis
precisos de
limitação de
tensão, mesmo em
circuitos de baixa
tensão.
- Vida longa, não
excedendo os
limites de energia.
- Proteção
complementar de
circuitos
transistorizados e
integrados.
- Usado normal/te
junto a diodos
como proteção
secundária em
circuitos associados
em cascata e com
filtros.
- Tempo de operacão:
1 – 10ns.
- Polaridade AC ou CC.
- Faixa de tensão de
operação: 1,8 – 300V.
- Corrente máxima:
200A para 0,25μs
(diodo de 60V).
- Energia: 100mJ
Diodo Zener
111
DesvantagensVantagensAplicação
Valores Típicos de
Operaçao
Componente DesvantagensVantagensAplicação
Valores Típicos de
Operaçao
Componente

30. A maioria dos Condicionadores possuem apenas 01 módulo de
proteção entre Fase e Neutro e utilizam somente a arquitetura
de”Faixa de Grampeamento”, pois como vimos anteriormente nos
países do hemisfério norte a incidência de descargas atmosféricas é
cerca de 1/3 do número de ocorrências em nosso país.
Produtos feitos para a nossa realidade climática e condições de
distribuição elétrica.

33. Patrocínio:
Apoio:
Promoção:
Instrutor: Gladstone Freire Jr.
OBRIGADO!
rede_eletrica@homexpert.com.br