CIEM_Solues_2014_v 2 1_20140805180232

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Engenharia Elétrica, 10º sem. 
Faculdade Pitágoras-Londrina 
Prof. Maurício G. Ballarotti 
1 
Nesta seção do curso, serão apresentados procedimentos práticos de 
solução de interferência eletromagnética envolvendo as principais 
perturbações eletromagnéticas e as situações mais comuns. 
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As três Maneiras de Previnir a Interferência 
1. Suprimir a emissão na fonte 
2. Fazer o acoplamento o mais 
ineficiente possível 
3. Fazer o receptor o menos 
suscetível (mais imune) possível 
3 
Soluções de Compatibilidade relativas a: 
1. Harmônicas e inter-harmônicas 
2. Variações bruscas de tensão e interrupções breves 
3. Desequilíbrio de tensão 
4. Perturbações transitórias, tensões e correntes de choque 
5. Transmissão de sinais pela rede 
6. Descargas eletrostáticas (DES) 
7. Cabos e percurso 
8. Bandejas 
9. Massa e terra 
10. Descarga atmosférica 
11. Percursos de massas 
12. Gaiola de Faraday e Invólucro 
(Soluções no livro do Ara: p. 79-145) 
4 
1-6. Soluções para as diversas perturbações 
 Base: livro Ara (p. 82-89). 
5 
7. Cabos e percurso 
 Ideia básica: evitar que os cabos dos circuitos 
sensíveis captem as PEMs de outros cabos ou 
do ambiente. 
 Tipos de cabos em termos de finalidade: 
 Potência (correntes elevadas) 
 Controle (comando) 
 Sinais 
 Analógicos 
 Digitais 
 
6 
Tipos de cabos em termos de proteção 
7 
3. Par torcido blindado (STP) 
Combinação dos efeitos 
Aplicações sensíveis 
4. Fibra ótica 
Insensível às PEMs! 
Uso crescente 
5. Compostos especiais 
Condutor + Isolação (PVC, XLPE ou EPR) + Composto EMC 
(elastômero com pó de ferrite) 
Muito eficiente f > 100 MHz 
Aeronaves, militares, nucleares 
Blindagem do cabo 
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Cablagem e conexões 
 Quadros, invólucros, etc.: 
 Condutores ao longo das paredes metálicas 
 Cabos de alta e baixa potência fazendo percursos o mais 
separados possível 
 Conectores e tomadas 
 Analógicos de um lado, digitais de outro 
 Fios do par contíguos 
 Fios livres (fios não ocupados de um cabo) 
 Emitir/receber PEMs 
 Via de regra: ligá-los à massa equipotencial 
 Exceções principais: 
 Cabo de sinal de baixo nível (amplitude) ou BF: usar capacitor 
entreposto 
 Quando há diferença de potencial significativa (terras 
distintos/distantes): capacitor + para-raios em paralelo entrepostos 
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Outras situações de cablagem 
 Fio de entrada e fio de retorno 
 Distantes: formação de malha 
 Mantê-los vizinhos 
 Par trançado resolve naturalmente o problema 
 Alimentação por ponto comum 
 Vários equipamentos conectados entre si porém 
ligados em pontos distantes da instalação 
 Sujeito à formação de malhas 
 Ideal: ligá-los no mesmo ponto (tomada) 
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8. Eletrocalhas (bandejas) 
 Cabos sensíveis não blindados com cabos de 
potência: 
 preferência a ficar fora da eletrocalha 
 Fora da eletrocalha: 
 Cabos não blindados (sensíveis) distantes de outros 
cabos: d ~ 30 cm 
 Quando inevitável, o cruzamento de: 
 Cabos sensíveis 
 Eletrocalhas não metálicas 
Deve ser feito em ângulo reto (90 graus) 
 Sobra de cabo de potência: dispor em ziguezague 
compactado 
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9. Massa e Terra 
 Condutor de Proteção (Protective Earthing, PE) 
 Massa Elétrica 
 Massa Funcional 
 Massa de Acompanhamento 
 Rede de Massas Funcionais 
 Rede de Terra 
 Objetivos comuns: 
1. Proteger as pessoas 
2. Criar ligações equipotenciais, reduzindo ao mínimo correntes 
parasitas circulantes nas massas e partes metálicas de uma 
edificação 
3. Evitar a formação de malhas significativas 
12 
10. Aterramento e Percursos de massas 
 Base: livro do Ara (p. 110-115). 
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11. Descarga Atmosférica 
 PEM muito intensa, 
perturbadora e 
frequente. 
 SPDA: protege somente 
a integridade física da 
edificação ou sistema. 
 Efeitos que exigem outras 
soluções: 
 Elevação do potencial do 
aterramento 
 Irradiação de campo EM 
 Livro do Ara (p. 107-110) 
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FIGURA – Espectro de radiação típico de um 
relâmpago normalizado para uma largura de banda de 
1 kHz e para uma distância de 10 km. Nota-se o pico 
entre 1 e 10 kHz. 
FONTE: adaptado de Uman e Krider (1982). 
12. Gaiola de Faraday e Invólucro 
 
 Base: Livro do Ara (p. 116-124). 
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Frequências e Comprimentos de onda 
 
16 
13. Isoladores 
de Perturbações Eletromagnéticas 
 Transformadores de isolamento 
 Um transformador comum: filtra PEM em 
modo comum de baixa frequência (AF por 
efeito capacitivo) 
 Existem trafos com enrolamentos separados e 
com blindagem aterrada (simples ou tripla) 
tanto para sinal quanto para potência. 
 Conversão opto-elétrica para comunição 
de sinais: 
 Tecnologias mais comuns: 
 Baseado em um optoacoplador: diodo 
emissor e fototransistor (infravermelho) 
 Comunicação por fibra ótica 
 Vulnerabilidade: as PEMs podem afetar 
somente os conversores de sinal e não o 
trecho ótico. 
 
17 
http://www.feelt.ufu.br/pastas/Metrologia/aterramento.
pdf 
 
18 
14. Proteção contra Sobretensão 
1.Centelhadores de ar 
2.Diodos de proteção 
3.Varistores 
4.Dispositivos Protetores contra Surtos de tensão 
(DPS) 
5.Para-raios de alta e baixa tensões 
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 Dispositivo de dois ou três eletrodos 
internalizados em um tubo de cerâmica ou de 
vidro separados por uma distância 
predeterminada. 
 Dois tipos básicos: 
 A gás 
 A ar (fechados ou abertos) 
 Vantagens: 
 Grande capacidade de dissipação de energia 
 Corrente de fuga desprezível 
 Desvantagens: 
 Lento tempo de resposta (~µs) 
 Corrente residual do surto ou de segmento 
 Se usado isoladamente, pode disparar proteção do 
circuito ou proteção diferencial devido a corrente 
de fuga. 
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Protetores contra Sobretensão 
Centelhador 
 Ou diodo Zener : 
 Trabalham na região reversa de polarização do diodo 
 Parâmetros: 
 Vantagens: 
 Rápido tempo de resposta (~ ps) 
 Corrente de fuga desprezível 
 Desvantagem: 
 Pequena capacidade de dissipação de energia 
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Protetores contra Sobretensão 
Diodo de proteção 
 Resistência não lineares, onde a 
elevação da tensão reduz a 
resistência 
 Curvas e coeficiente 
 Vantagens: 
 Rápido tempo de resposta (~ns) 
 Grande capacidade de dissipação de 
energia 
 Baixo custo 
 Desvantagem: 
 Corrente de fuga aumenta a cada 
surto 
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Protetores contra Sobretensão 
Varistor 
 Conhecido também por “para-raio eletrônico” ou “modulo 
protetor” 
 Em geral, um DPS é constituído por: 
1. Um varistor (SiC ou ZnO) 
2. E um dos seguintes componentes: 
 Centelhador (Gás ou ar) 
 Diodo de proteção 
 Filtro 
 Dois centelhadores de dielétricos diferentes em série (chamado 
“para-raio de expulsão”) 
 Classes: 
 Classe I: sujeitos a descargas atmosféricas diretas 
 Classe II: sujeitos a descargas atmosféricas provenientes da rede 
de instalação (distribuição 1ª ou 2ª) expostas às descargas diretas 
ou indiretas 
 Classe III: sujeitos a riscos desprezíveis quanto às descargas 
atmosféricas 
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Protetores contra Sobretensão 
Dispositivos Protetores contra Surto de tensão (DPS) 
Prescrições sobre a utilização de dispositivos 
contra sobretensões 
1. Os dispositivos devem ser dispostos de forma segura para as 
pessoas e equipamentos do ambiente 
2. Especificados de modo a não atuar em tensões iguais ou 
inferiores à tensão mais elevada da instalação em operação 
normal 
3. Seleção dos dispositivos observando os parâmetros: 
1. Tensão nominal da instalação 
2. Nível de isolamento da instalação 
3. Maneira de ligação do dispositivo 
4. Valor máximo da energia dissipada 
4. O terminal de terra do dispositivo deve estar ligado por uma 
das seguintes maneiras: 
1. A rede de terra 
2. A um eletrodo de aterramento independente 
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Protetores contra Sobretensão 
Para-raios de alta e baixa tensões 
 Instalados nos terminais de alimentação das unidades 
consumidoras 
 Entrada da instalação a proteger, recebendo o surto 
primeiro 
 Capacidade de condução de transientes de grandeenergia ao terra 
 Para-raios de alta tensão: sistemas de transmissão e 
distribuição 
 Partes: Centelhador série + Mola de compressão + Blocos 
cerâmicos (SiC/ZnO) + Desligador automático + Protetor 
contra sobrepressão 
 Para-raios de baixa tensão: sistema de baixa tensão 
(secundário de trafos de distrib., redes aéreas de baixa, 
ponto de entrega da unid. consumidora) 
 ZnO ou SiC + Centelhador (série ou paralelo) 
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1. Filtros Passivos ou Ativos 
a) Passa-baixo 
b) Passa-alto 
c) Passa-banda 
d) Para-banda 
2. Filtros harmônicos 
(passivos ou ativos) 
3. Ferrites (aumenta a 
indutância para 
frequências mais altas 
 
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15. Filtro: Proteção contra componentes de 
frequência específicos 
 
Referências bibliográficas (biblioteca) 
 KOWYOURNDJIAN, Ara. Compatibilidade 
eletromagnética. Editora: Artliber, Coleção MM 
Editora, 1998. 
 KODALI, V. P. Engineering electromagnetic 
compatibility: principles, measurements, 
technologies and computer models. New York: 
IEEE Press, 2001. 
 PAUL, C. R. Introduction to Electromagnetic 
Compatibility. Second Edition. New Jersey: 
John Wiley, 2006. 
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