Apostila-sobre-DPS-Jobson Modena

Prévia do material em texto

0
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Utilização de DPS na Proteção contra Sobretensões Transitórias 
 
 
 
 
 
MANUAL PARA INSTALAÇÃO 
 
 
DE 
DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO CONTRA 
SURTOS - DPSS 
 
 
1ª Edição – Setembro 2006 
 
 
 
 
 Apoio: 
 
Giulietto Modena Engenharia Ltda 
www.guismo.com.br 
info@guismo.com.br 
 
 
 
 
 
 
 
Material registrado na 
Biblioteca Nacional como: 
Manual para Instalação de 
Dispositivos de Proteção contra Surtos - DPSs 
 
 
 
sob numero: 369.829 
 
1 Eng.º Jobson Modena 
Utilização de DPS na Proteção contra Sobretensões Transitórias 
 
 
MANUAL PARA INSTALAÇÃO DE 
 DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO CONTRA SURTOS – DPSS. 
 
GUIA PRÁTICO 
 
1ª EDIÇÃO 
 
 
 
 
 
 
Baseados em nossa experiência e critério de julgamento técnico 
acreditamos nas informações contidas neste manual e as utilizamos no 
desenvolvimento do nosso trabalho. Entretanto, não nos responsabilizamos 
por quaisquer tipos de perdas ou danos causados pela utilização indevida ou 
por interpretação incorreta do conteúdo aqui disponibilizado. 
 
 
 
Desejamos sucesso a todos! . 
 O autor 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Autor: Engº Jobson Modena 
jobson@guismo.com.br 
 
 
 
Ilustrações: Ricardo C. Verício 
 
 
2 Eng.º Jobson Modena 
Utilização de DPS na Proteção contra Sobretensões Transitórias 
 
3 Eng.º Jobson Modena 
 
PREFÁCIO 
 
Correndo riscos, quando tentamos simplificar o que 
eventualmente não possa ser simplificado, desenvolvemos 
esta coletânea de conceitos e recomendações existentes em 
normas nacionais e internacionais na tentativa de esclarecer a 
maioria da comunidade técnica interessada no assunto. Esse 
grupo de técnicos encontrou na revisão da norma de 
instalações elétricas de baixa tensão, publicada em 2004, 
prescrições que obrigam a utilização de dispositivo de 
proteção contra surtos (DPS) em grande parte das instalações 
elétricas do nosso país. 
 
Por acreditarmos que grande parte das instalações elétricas 
de baixa tensão se encontra em desacordo com as normas por 
falta de conhecimento das mesmas ou familiarização com seu 
conteúdo, nosso objetivo é o de esclarecer as recomendações 
e prescrições normativas e facilitar sua compreensão pelos 
profissionais que projetam, instalam e mantém essas 
instalações. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Utilização de DPS na Proteção contra Sobretensões Transitórias 
 
4 Eng.º Jobson Modena 
 
ÍNDICE: 
 
ÍNDICE DE FIGURAS ......................................................... 05 
EMBASAMENTO NORMATIVO ......................................................... 08 
CONSIDERAÇÕES INICIAIS ......................................................... 09 
COMO APARECEM OS SURTOS DE TENSÃO EM UMA INSTALAÇÃO .............. 10 
CONCEITOS NECESSÁRIOS ......................................................... 13 
PROCEDIMENTOS ......................................................... 22 
SELEÇÃO DOS DPSS ......................................................... 29 
COORDENAÇÃO DE PROTEÇÃO ............................................... 38 
POSICIONAMENTO DOS DPSS NO 1º NÍVEL DE PROTEÇÃO DA INSTALAÇÃO ... 41 
CONDUTORES DE CONEXÃO .......................................................... 48 
PROTEÇÃO EM LINHAS DE SINAL ............................................... 53 
SELEÇÃO DOS DPSS DE SINAL ............................................... 54 
FALHA DO DPS DE SINAL .......................................................... 55 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Utilização de DPS na Proteção contra Sobretensões Transitórias 
 
 
ÍNDICE DE FIGURAS: 
5 Eng.º Jobson Modena 
gura 1 - Possibilidades de ocorrências de surtos induzidos ou 
diretos. ........................................................................ 
gura 2 – Possibilidades de ocorrências de surtos conduzidos ou 
retos. ........................................................................ 
gura 3 - Ocorrência de diferenças de potencial entre aterramentos 
dividuais. ........................................................................ 
gura 4 - Eqüipotencialização principal, local e suplementar. ....... 
gura 5 - Associação de conceitos: funcionamento do DPS com 
racterística curto-circuitante. ........................................ 
gura 6 – Curva originada pela associação de conceitos relativa ao 
ncionamento do DPS curto-circuitante. ............................. 
gura 7 - Associação de conceitos: funcionamento do DPS com 
racterísticas de atenuador de tensão. ............................. 
gura 8 – Curva originada pela associação de conceitos relativa ao 
ncionamento do DPS com características de atenuador de tensão. 
gura 9 - As tensões UP e URES. ........................................ 
gura 10 - Curva Tempo x Corrente. ........................................ 
gura 11 - Mapa Isoceráunico do Brasil. Página 30 da norma 5419. 
gura 12 - Fator A: Tipo de ocupação da estrutura. .................. 
gura 13 - Fator B: Tipo de construção da estrutura. .................. 
gura 14 - Fator C: Conteúdo da estrutura e efeitos indiretos das 
scargas atmosféricas. ................................................... 
gura 15 - Fator D: Localização da estrutura. ............................. 
gura 16 - Fator E: Topografia da região. ............................. 
gura 17 - Tensão de operação contínua do DPS em função do 
odo de proteção e do esquema de aterramento. Tabela 49 da 
rma 5410. ........................................................................ 
gura 18 - Parâmetros para a corrente de simulação da primeira 
descarga atmosférica, segundo a norma 61312-1. ................. 
Fi - 
10ssib
ilidade
11 
ocorrê
12ias 
13 
surtos 
15uzid
os ou 
16
 
 Fi
 in
 Fi
 di
 Fi
 in
 Fi
 Fi
 ca
 Fi
 fu
 Fi
17......
.........
17......
18......
20......
23.....
24......
25..... 
25– 
25 
26ade
26de 
26orrê
ncias 
29 
 
3029rt 
 ca
 Fi
 fu
 Fi
 Fi
 Fi
 Fi
 Fi
 Fi
 de
 Fi
 Fi
 Fi
 m
 no
 Fi
 
Utilização de DPS na Proteção contra Sobretensões Transitórias 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 19 – Referência para atribuição do nível de proteção contra 
descargas atmosféricas. Tabela B.6 da norma 5419. ................. 
Figura 20 - Divisão das correntes das descargas atmosféricas que 
atingem um SPDA, segundo a norma 61312-1. ................. 
Figura 21 - Divisão das correntes das descargas atmosféricas que 
atingem um SPDA, segundo a norma 61312-1. Aplicação 
numérica. ....................................................................... 
Figura 22: Suportabilidade dos componentes da instalação a 
impulso - Tabela 31 da norma 5410........................................ 
Figura 23 - Coordenação dos DPSs por suportabilidade de tensão 
impulsiva em função das categorias dos produtos. ................. 
Figura 24 - Coordenação dos DPSs por suportabilidade de tensão 
impulsiva. Determinação dos níveis de proteção. ................. 
Figura 25 - Coordenação dos DPSs por suportabilidade de tensão 
impulsiva e análise de necessidade de proteção do 2º nível em 
diante. .................................................................................. 
Figura 26 - Coordenaçãodos DPSs por tempo de atuação. ...... 
Figura 27 – Algumas possibilidades de posicionamento do quadro 
de seccionadoras em prédios. ................................................. 
Figura 28 - Instalação dos DPSs de 1º nível junto ao quadro de 
chaves seccionadoras situado no ponto de entrada. ................. 
Figura 29 - Instalação dos DPSs de 1º nível no ponto de entrada 
quando o quadro de chaves seccionadoras não está no ponto de 
entrada. ....................................................................... 
Figura 30 - Esquemas de conexão dos DPSs no ponto de entrada 
da linha de energia ou no quadro de distribuição principal da 
edificação. Figura 13 da norma 5410........................................ 
Figura 31 - Exemplo de aplicação para três níveis de proteção. ..... 
ilidade
31 
ocorrê
33ias 
xx 
surtos 
34uzid
os ou 
37
 
38......
.........
38......
xx......
xx......
39......
40......
xx..... 
42– 
Possibi
43ade
xxde 
xxorrê
44ias 
de 
xxrtos 
45ndu
47l 
 
 
 
6 Eng.º Jobson Modena 
Utilização de DPS na Proteção contra Sobretensões Transitórias 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 32 - Comprimento máximo total dos condutores de 
conexão do DPS. .......................................................... 
Figura 33 - Possibilidades de posicionamento do dispositivo de 
proteção contra sobrecorrentes. .................................... 
Figura 34 - Coordenação entre DR e DPS - DR a montante do 
DPS. ................................................................................ 
Figura 35 - Coordenação entre DR e DPS – DR a jusante do DPS.. 
Figura 36 - Indicação do posicionamento dos DPSs de sinal. .... 
Figura 37 - Proteção de sinal para comunicação entre edificações. 
 
Fi - 
48ssib
ilidade
50 
ocorrê
51ias 
52 
53rtos 
53l 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
7 Eng.º Jobson Modena 
Utilização de DPS na Proteção contra Sobretensões Transitórias 
 
8 Eng.º Jobson Modena 
 
EMBASAMENTO NORMATIVO: 
 
Este trabalho está embasado na interpretação das 
seguintes Normas: 
 
ABNT NBR 5410:2004 – Instalações Elétricas de Baixa 
Tensão; 
ABNT NBR 5419:2005 – Proteção de Estruturas contra 
Descargas Atmosféricas; 
ABNT NBR 14306:1999 – Proteção elétrica e 
compatibilidade eletromagnética em redes internas de 
telecomunicações em edificações; 
IEC 61312-1 e 2: 2000 - Protection against Lightning 
Eletromagnetic Impulse; 
IEC 61643-1:2002 - Surge protective devices 
connected to low-voltage power distribution systems - 
Performance, requirements and tests; 
 
OBS: Por uma questão de praticidade, nos referiremos às 
normas citadas apenas por seus números principais. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Utilização de DPS na Proteção contra Sobretensões Transitórias 
 
9 Eng.º Jobson Modena 
 
CONSIDERAÇÕES INICIAIS: 
 
Com a mesma veemência com que exige a instalação 
dos DPSs na maioria das instalações elétricas de baixa tensão, 
a norma 5410 deixa claro que a proteção contra surtos de 
tensão causados por descargas atmosféricas ou manobras não 
deve ser executada simplesmente com a instalação do DPS. 
Essa proteção deve ser fruto de 3 medidas a serem 
implantadas em conjunto: 
 
− Eletrodo de aterramento corretamente projetado e 
instalado; 
− Eqüipotencialização utilizada como conceito; e 
− Instalação de DPSs, pelo menos, no 1º nível de 
proteção da instalação. 
 
Este trabalho enfatiza o último item, referindo-se aos 
demais como assuntos complementares, quando necessário. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Utilização de DPS na Proteção contra Sobretensões Transitórias 
 
 
COMO APARECEM OS SURTOS DE TENSÃO EM UMA INSTALAÇÃO: 
 
São várias as causas dos surtos de tensão em uma 
instalação elétrica. As mais comuns e, portanto de destaque 
são: 
 
− Surtos induzidos ou indiretos: 
 
Quando as descargas atmosféricas atingem as linhas 
de transmissão e distribuição de energia, quando incidem 
diretamente em árvores, estruturas ou 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 raio de alcance. Estima-se 
essa distância da ordem um a três quilômetros. Esses efeitos 
causados indiretamente por acoplamento indutivo e / ou 
capacitivo também podem colocar em risco a instalação, os 
equipamentos e as pessoas que as utilizam. 
Manobras na rede elétrica de energia: 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 da mesma forma que os efeitos indiretos 
causados pelos raios. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 1 - Possibilidades de ocorrências de surtos induzidos ou indiretos. 
10 Eng.º Jobson Modena 
Utilização de DPS na Proteção contra Sobretensões Transitórias 
 
 
− Surtos conduzidos ou diretos: 
 
Quando uma descarga atmosférica incide diretamente 
sobre a instalação, a estrutura ou em um ponto muito 
próximo dela, todos os elementos metálicos ali existentes e o 
eletrodo de aterramento ficam, por frações de segundo, com 
níveis de potencial diferentes. Essas diferenças de potencial 
vão gerar correntes de surto que circularão por diversos 
pontos da estrutura, inclusive, e no nosso caso 
principalmente, a instalação elétrica. Podem ocorrer ainda 
diferenças de potencial entre eletrodos de aterramento de 
estruturas diferentes, por exemplo: o eletrodo do prédio e 
o(s) eletrodo(s) de aterramento do(s) serviços públicos 
(concessionárias, TV a cabo, telefonia, etc). 
 
 
 
 
I 
I 
 
 
 
 
 
V 
I 
I 
 
I 
 I 
 
 I 
 
 
 
Figura 2 – Possibilidades de ocorrências de surtos conduzidos ou diretos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Eletrodo de aterramento: Todo o elemento condutor de 
eletricidade enterrado no solo capaz de dispersar, através dele, as 
correntes elétricas indesejáveis que eventualmente circulem na 
instalação. Esses condutores podem ser instalados com essa 
finalidade (eletrodo convencional, exemplo: malha com cabo de 
cobre) ou não (eletrodo natural, exemplo: ferragens estruturais 
das fundações da edificação). 
 
11 Eng.º Jobson Modena 
Utilização de DPS na Proteção contra Sobretensões Transitórias 
 
 
− Diferenças de potencial no solo: 
 
Quando chega a terra, por incidência direta ou através 
de condutores aterrados, a corrente elétrica das descargas 
atmosféricas flui pelo solo. Ao encontrar resistência à sua 
passagem dá origem a linhas de potenciai assimétricas e com 
intensidade diferente. Essas linhas têm ponto de origem no 
local de incidência e podem manter valor significativo, embora 
decrescente, a distâncias que variam também de um a três 
quilômetros. As diferenças de potencial no solo geram 
correntes circulantes indesejáveis em muitos componentes 
que tenham suas partes condutoras de eletricidade afetadas 
por duas ou mais dessas linhas com potenciais diferentes. 
Se uma instalação elétrica de energia e de sinal possui 
vários eletrodos de aterramento diferentes e independentes 
haverá circulação dessas correntes indesejáveis entre os 
equipamentos servidos pela instalação. 
 
 
 
 
 
I 
I 
I 
I 
I 
I 
I
 
 
 
 
 
 
 
 
V 
V 
V V 
 
Figura 3 - Ocorrência de diferenças de potencial entre aterramentos 
individuais.12 Eng.º Jobson Modena 
Utilização de DPS na Proteção contra Sobretensões Transitórias 
 
 
CONCEITOS NECESSÁRIOS: 
 
Eqüipotencialização: Conjunto de medidas que devem 
ser tomadas para minimizar as diferenças de potencial 
(temporárias ou transitórias) a níveis aceitáveis pela 
instalação elétrica, os componentes por ela 
alimentados e seus usuários. Em geral este objetivo é 
atingido com a interligação dos elementos metálicos e 
o eletrodo de aterramento de forma direta ou indireta. 
Os pontos preferenciais onde são feitas as interligações 
são denominados: 
BEP: Barramento de eqüipotencialização principal; 
BEL: Barramento de eqüipotencialização local; 
TAT: Terminal de aterramento de telecomunicações; 
Eqüipotencialização suplementar: Criação de um 
“plano eqüipotencial”, através de uma barra PE, 
distante do BEP, do BEL ou do TAT. Esta barra PE 
terá interligação ao eletrodo de aterramento 
unicamente através do BEP ou do BEL, o que 
proporcionar ligação mais curta e reta possível; 
Estes conceitos devem ser utilizados individualmente (para 
cada edificação). 
 
 
 
 
 
Eqüipotencialização 
Local 
Eqüipotencialização 
Suplementar 
Eqüipotencialização 
Principal 
 
QDS 
 N 
Massas Metálicas 
Tomadas de Energia PE 
PE QDP N BEL 
PE 
 PEN DGS 
PE N PE 
BEP TAT Para d>10m 
 
 
 
Figura 4 - Eqüipotencialização principal, local e suplementar. 
 
13 Eng.º Jobson Modena 
Utilização de DPS na Proteção contra Sobretensões Transitórias 
 
14 Eng.º Jobson Modena 
 
Equipamento de tecnologia da informação (ETI): é 
definido como um conceito que abrange todo o 
equipamento microprocessado ou aqueles 
equipamentos que não sejam microprocessados, mas 
que possuam duas entradas elétricas (de energia e de 
sinal) simultaneamente. 
 
Categoria de suportabilidade a impulsos: Nível máximo 
de tensão de impulso que uma determinada parte da 
instalação e / ou seus componentes pode ser 
submetida sem causar danos às mesmas; 
 
Dispositivo de proteção contra surtos (DPS): 
Dispositivo destinado a limitar as sobretensões 
transitórias e desviar correntes de surto. Deve conter 
pelo menos um componente não linear. 
 
Para uma correta análise e comparação de produtos 
por parte do projetista os fabricantes devem fornecer as 
seguintes informações dos DPSs: 
 
Nome do fabricante ou marca comercial e modelo; 
− Categoria do local de instalação (suportabilidade a 
tensão impulsiva); 
− Método de montagem 
(preferencialmente acompanhado de croqui); 
− Tensão máxima de operação contínua UC (um valor 
para cada modo de proteção) e freqüência nominal; 
− Classificação de ensaio e parâmetros de descarga 
por modo de proteção (classe I, II ou III); 
− Corrente de impulso IIMP e carga nominal Q, classe 
I (valor para cada modo de proteção); 
− Corrente de descarga nominal IN, classes I e II 
(valor para cada modo de proteção); 
− Nível de proteção de tensão UP (valor para cada 
modo de proteção); 
− Suportabilidade a sobretensões temporárias; 
− Suportabilidade a correntes de curto-circuito no 
ponto de instalação; 
 
 
Utilização de DPS na Proteção contra Sobretensões Transitórias 
 
 
Parâmetros mínimos que devem constar dos dados de 
placa dos DPSs: 
 
− Classe I: UC, UP, IIMP, Q e (T1/T2) de ensaio; 
− Classe II: UC, UP, IMÁX, IN e (T1/T2) de ensaio; 
− Classe III: UC, UP, UOC, IMÁX, IN. 
 
DPS comutador de tensão ou curto-circuitante: 
Dispositivo que tem a propriedade de mudar 
bruscamente o valor de sua impedância, de muito alto 
para praticamente desprezível, função do 
aparecimento de um impulso de tensão na instalação. 
 
Para explicar o funcionamento deste dispositivo, podemos 
fazer uma associação de conceitos. Dois reservatórios de 
água, posicionados conforme a figura 5. O reservatório 2 
está equilibrado sobre um rolete, e o conjunto 
(reservatório + rolete) está posicionado de forma a perder 
esse equilíbrio no momento em que a água atingir o nível 
pré-determinado – nível de desequilíbrio. Quando a água 
atinge aquele nível o conjunto desequilibra e o 
reservatório 2 derrama toda a água armazenada de uma 
só vez pelo solo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Nível de 
 desequilíbrio 
 
Figura 5 - Associação de conceitos: funcionamento do DPS com característica 
curto-circuitante. 
 
 
 
15 Eng.º Jobson Modena 
Utilização de DPS na Proteção contra Sobretensões Transitórias 
 
 
16 Eng.º Jobson Modena 
Volume de 
 água 
 
 Nível de 
 desequilíbrio 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Tempo 
 
Figura 6 – Curva originada pela associação de conceitos relativa ao 
funcionamento do DPS curto-circuitante. 
 
Se substituirmos o parâmetro “volume de água” por 
“tensão do surto” teremos a curva de um DPS com 
característica curto-circuitante. 
 
DPS limitador de tensão ou atenuador: Dispositivo que 
tem a propriedade de mudar paulatinamente o valor de 
sua impedância, de muito alto para praticamente 
desprezível, quando do aparecimento de um impulso 
de tensão na instalação. 
 
Nos valendo da mesma associação, utilizamos o mesmo 
conjunto na figura 7, com o mesmo princípio de 
funcionamento, mas com alguns furos no reservatório 2, 
situados abaixo do nível de desequilíbrio. Neste caso a 
água armazenada no reservatório 1 começa a escoar para 
o reservatório 2 e deste paulatinamente para a terra sem 
atingir o nível de desequilíbrio do conjunto reservatório 2 
mais o rolete. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Utilização de DPS na Proteção contra Sobretensões Transitórias 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Nível de 
 desequilíbrio 
 
 
 
 
 
Figura 7 - Associação de conceitos: funcionamento do DPS com características 
de atenuador de tensão. 
 
 
 Volume de 
 água 
 
 Nível de 
 desequilíbrio 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Tempo 
 
Figura 8 – Curva originada pela associação de conceitos relativa ao 
funcionamento do DPS com características de atenuador de tensão. 
 
Se substituirmos o parâmetro “volume de água” por 
“tensão do surto” teremos a curva de um DPS com 
característica de atenuador de tensão. 
 
DPS combinado: Dispositivo que incorpora as 
propriedades dos DPSs comutadores e dos limitadores; 
 
Nível de proteção de tensão do DPS (UP): Valor que é 
caracterizado pela limitação de tensão do DPS entre 
seus terminais; 
 
 
17 Eng.º Jobson Modena 
Utilização de DPS na Proteção contra Sobretensões Transitórias 
 
 
Tensão residual do DPS (URES ): Valor de pico da tensão 
entre os terminais do DPS devido à passagem da 
corrente de descarga gerada pela atuação do DPS; 
 
 
 
 
 
 
 
 
 UP
 URES
 
 
 
 
 
 
 
Figura 9 - As tensões UP e URES. 
 
Tensão de operação contínua do DPS (UC): Máxima 
tensão que pode ser aplicada continuadamente ao 
modo de proteção do DPS sem comprometer seu 
funcionamento. É a tensão nominal do DPS; 
 
Modo de proteção do DPS: Cada possibilidade de 
ligação de um DPS na instalação (entre: fase / fase, 
fase / neutro, fase / terra, neutro / terra e demais 
combinações); 
 
Corrente máxima do DPS (IMÁX): Valor de crista de uma 
forma de onda tempo x corrente, utilizada para ensaio 
do DPS; 
 
Corrente nominal do DPS (IN): Fração do valor de 
crista de uma forma de onda tempo x corrente, 
utilizada para ensaio e classificação de DPSs classes II 
e subseqüentes. Em geral, este parâmetro é utilizado 
para estimarmos a vida útil do DPS. O mesmo deve 
suportar pelo menos 15 surtos com o valor de IN; 
 
 
18 Eng.º Jobson Modena 
Utilização de DPS na Proteção contra Sobretensões Transitórias 
 
19 Eng.º Jobson Modena 
 
CORRENTE DE IMPULSO DO DPS (IIMP): Fração do valor da 
corrente de pico de uma forma de onda tempo x 
corrente utilizada para ensaio e classificaçãode DPS 
classe I. Outro parâmetro importante a ser utilizado na 
classificação deste DPS é a carga (Q), em Ampére por 
segundo; 
 
CLASSIFICAÇÃO DOS DPSS: Segundo a norma 61643, um 
DPS é classificado conforme as especificações de 
construção do fabricante, função dos parâmetros de 
ensaio a que é submetido: 
 
− Classe I: DPS ensaiado em condições de corrente 
que melhor simule a primeira descarga 
atmosférica, IIMP e Q; 
− Classe II: DPS ensaiado em condições de correntes 
que melhor simulem as descargas atmosféricas 
subseqüentes IN; 
− Classe III: por ser um dispositivo de ajuste de 
tensão, utilizado em níveis internos de proteção 
este DPS é ensaiado de forma combinada com IN e 
UOC (que veremos mais à frente). 
 
INFLUÊNCIAS EXTERNAS, AQ-1, AQ-2 e AQ-3: Parâmetros 
da norma 5410 relativos às descargas atmosféricas. 
Dão condições para o início da análise de riscos 
atribuídos às instalações elétricas. São encontrados na 
tabela 15 da norma 5410, sendo: 
 
 
AQ-1: Classificação atribuída às instalações que não 
necessitam de proteção. 
 
AQ-2: Classificação atribuída às instalações que se 
encontram em regiões com índice ceráunico > 25 e 
condutores alimentadores instalados, total ou 
parcialmente, de forma aérea. Quando uma instalação 
se enquadra em AQ-2 significa que ela está exposta, 
pelo menos, aos efeitos indiretos causados pelas 
descargas atmosféricas (riscos indiretos); 
 
Utilização de DPS na Proteção contra Sobretensões Transitórias 
 
 
AQ-3: Classificação atribuída a edificações ou 
estruturas onde há alta probabilidade de incidência 
direta de descargas atmosféricas na instalação, seus 
componentes ou muito próximo a eles. Quando uma 
instalação se enquadra em AQ-3 significa que a 
probabilidade da mesma ser danificada pelo impacto 
direto de uma descarga atmosférica direta é 
considerável (riscos diretos). O cálculo de 
probabilidade de dano por impacto direto de descarga 
atmosférica é feito através do roteiro encontrado no 
anexo B da norma 5419; 
 
Pulsos criados em laboratório para ensaio dos DPSs: 
Após analisarmos a curva da figura 10 se torna simples 
compreender a terminologia utilizada na classificação 
dos DPSs: 
 
 I (kA) 
 
 
 90% I
 
 50% I
 
 
 
10% IMÀX
IMÀX (pico) 
MÀX
MÁX
 T (µs) T1
 
 T2
 
Onde: 
T1= tempo de frente de onda (front time) 
T2= tempo onde o valor da cauda atinge metade do valor de pico (half time 
value) 
IMÁX= Corrente máxima de pico (peak current) 
 
Figura 10 - Curva Tempo x Corrente. 
 
 
 
 
20 Eng.º Jobson Modena 
Utilização de DPS na Proteção contra Sobretensões Transitórias 
 
 
É comum encontrarmos a associação entre a classe do 
DPS e a curva de pulso com a qual ele foi ensaiado [%IMÁx x 
(T1/T2)], expressa pela razão entre os tempos T1 e T2. 
 
 
A norma 61643 especifica somente a curva (8/20) para 
ensaio dos DPS e amarra o ensaio do DPS classe I a carga em 
Ampére x segundo (energia) que ele pode suportar ao dissipar 
IIMP, mantendo a relação: 
 
 
Já a norma 61312, fixa a curva de impulso de corrente 
que melhor simula a primeira descarga atmosférica, como 
sendo a (10/350). Esta é a curva de ensaio comumente 
utilizada pelos fabricantes nos ensaios de DPS classe I. Assim 
foi criada no meio técnico a seguinte convenção entre a classe 
do DPS e a curva a que ele é submetido: 
 
− Classe I (ou B*) ou (10/350) 
− Classe II (ou C*) ou (8/20) 
− Classe III (ou D*) ou (8/20) 
 
Logo, o DPS (10/350) é ensaiado com um pulso de 
corrente traduzido por uma curva cuja frente de onda atingiu 
90 de IMÀX em 10 µs e a cauda chegou 50% IMÀX em 350 µs. 
Já o DPS (8/20) foi ensaiado com um pulso de corrente 
traduzido por uma curva cuja frente de onda atingiu 90 de 
IMÀX em 8 µs e a cauda chegou 50% IMÀX em 20 µs. 
Por analogia, explicam-se as características temporais 
dos pulsos de tensão (1,2/50) encontrados nas ondas 
combinadas utilizadas nos ensaios. 
 
* Antes dos DPSs serem normalizados pela IEC 
(internacionalmente) e pela ABNT (no Brasil) foram utilizadas 
as normas alemãs para padronização do assunto. Estas 
normas classificam os DPSs como “B, C e D”, portanto é 
comum encontrá-los no mercado dispositivos com essa 
classificação. 
 
 
21 Eng.º Jobson Modena 
Utilização de DPS na Proteção contra Sobretensões Transitórias 
 
22 Eng.º Jobson Modena 
 
Índice ceráunico (Td): numero de dias com ocorrência 
de trovoadas por ano em uma região. Este índice é 
obtido pela verificação direta no mapa isoceráunico 
encontrado na figura 11; 
 
PROCEDIMENTOS: 
 
Com a revisão da norma 5419 em andamento algumas 
alterações estão previstas no sentido de melhorar a qualidade 
da análise de risco e conseqüentemente a proteção das 
instalações elétricas, equipamentos e pessoas contra as 
descargas atmosféricas e seus efeitos. 
Nesse período de transição, devemos utilizar as 
ferramentas normativas disponíveis que nos proporcionam a 
realização de um trabalho seguro tanto do ponto de vista 
técnico quanto legal. 
Os parâmetros iniciais a serem considerados quando 
começamos a verificação das condições das instalações 
elétricas para determinarmos se há necessidade da instalação 
de proteção contra surtos são: 
 
− O índice ceráunico da região (Td) e a forma como os 
condutores alimentadores, de energia ou sinal, entram 
na edificação. 
 
− Probabilidade de danos a essas instalações causadas 
por impactos diretos de raios. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Utilização de DPS na Proteção contra Sobretensões Transitórias 
 
 
1- Índice ceráunico (Td): 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 11 - Mapa Isoceráunico do Brasil. Página 30 da norma 5419. 
 
2- Parâmetros da edificação: 
L= comprimento 
W= largura 
H= altura 
 
3- Densidade anual de descargas atmosféricas para 
a terra (Ng): 
 (Desc Atm por km²/ ano) 
23 Eng.º Jobson Modena 
Utilização de DPS na Proteção contra Sobretensões Transitórias 
 
 
4- Área de exposição (Ae): 
 
 
5- Freqüência média anual previsível de descargas 
atmosféricas sobre a estrutura (Nd): 
 
A freqüência média anual previsível de descargas 
atmosféricas sobre a estrutura (Nd) se aplicam os valores das 
tabelas B.1 a B.5 da norma 5419, que são apresentadas a 
seguir, e se obtêm a avaliação geral de risco (Ndc): 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 12 - Fator A: Tipo de ocupação da estrutura. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
24 Eng.º Jobson Modena 
Utilização de DPS na Proteção contra Sobretensões Transitórias 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 13 - Fator B: Tipo de construção da estrutura. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 14 - Fator C: Conteúdo da estrutura e efeitos indiretos das descargas 
atmosféricas. 
25 Eng.º Jobson Modena 
Utilização de DPS na Proteção contra Sobretensões Transitórias 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 15 - Fator D: Localização da estrutura. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 16 - Fator E: Topografia da região. 
 
 
 
 
6- Freqüência admissível de Danos (Ndc): 
 
− Ndc ≥ 10-3 (um dano a cada 1000 anos): freqüência de 
danos considerada inaceitável. 
Com isso entende-se que, probabilisticamente, haverá 
dano na edificação ou estrutura por incidência direta de 
descarga atmosférica a cada, pelo menos, 1000 anos. A 
norma 5419 determina a instalação do Sistema de 
Proteção contra Descargas Atmosféricas (SPDA) na 
edificação; 
 
 
 
 
26 Eng.º Jobson Modena 
Utilização de DPS na Proteção contra Sobretensões Transitórias 
 
27 Eng.º Jobson Modena 
 
OBS: Embora a correlação SPDA x AQ-3 seja 
considerada saudávelé importante desenvolver o 
cálculo de análise de risco toda vez que se for estudar 
a instalação de DPS independentemente do estudo do 
SPDA existente, principalmente se houver um lapso de 
tempo muito grande entre a instalação de um e de 
outro. 
 
Justificativa: A situação da edificação ou estrutura no 
local pode ter mudado, por exemplo: estruturas mais 
altas terem sido construídas no perímetro, reformas na 
própria estrutura ou algum outro fator que tornou 
aquele SPDA desnecessário, porém o mesmo não fora 
desinstalado. Desta forma estaríamos super 
dimensionando a proteção contra surtos. 
 
− Ndc ≤ 10-5 (um dano a cada 100.000 anos): freqüência 
de danos considerada aceitável. Com isso entende-se 
que, probabilisticamente, somente haverá uma 
incidência direta de raio a cada 100.000 anos na 
estrutura / edificação, portanto o estudo deverá ser 
realizado sob classificação AQ-2; 
 
OBS: O intervalo compreendido por valores “10-4” é 
mencionado na norma 5419 como sendo motivo de 
estudo individualizado (caso a caso) função da 
ocupação, utilização, localização e instalação. 
 
Fazendo os cálculos da análise de risco e comparando o 
resultado aos índices das influências externas determinamos 
se o tipo de proteção utilizado no primeiro nível de proteção 
da instalação deverá ser contra os riscos diretos ou indiretos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Utilização de DPS na Proteção contra Sobretensões Transitórias 
 
28 Eng.º Jobson Modena 
 
Definidas as classificações das influências externas e 
conhecendo o tipo de operação de cada DPS, poderemos 
também fazer outras associações conceituais: 
 
− Riscos de danos provenientes das linhas de 
alimentação que adentrem a edificação – indiretos – 
AQ-2 – DPS Classe II, instalado no 1º nível de 
proteção. 
 
− Riscos de danos provenientes do impacto direto no 
SPDA ou em outros componentes da instalação – 
diretos - AQ-3 – DPS Classe I instalado no 1º nível de 
proteção. A proteção contra riscos diretos deve ser 
feita com DPS de características curto-circuitante 
(descarregadores de corrente) ou mistos, minimizando 
o surto através do escoamento de corrente 
diretamente para a terra e / ou para os condutores 
vivos de alimentação da instalação, dependendo do 
esquema de aterramento no local. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Utilização de DPS na Proteção contra Sobretensões Transitórias 
 
 
SELEÇÃO DOS DPSS: 
 
Tensão de operação contínua do DPS (UC): 
 
Para determinarmos o valor de UC, basta conhecermos 
o modo de proteção e o esquema de aterramento da 
instalação. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 17 - Tensão de operação contínua do DPS em função do modo de 
proteção e do esquema de aterramento - Tabela 49 da norma 5410. 
 
Como exemplo, temos: 
- Tensão da instalação: 220 / 380 V; 
- Esquema de aterramento empregado: TN-C; 
- Modo de instalação do DPS: Entre os condutores Fase e PEN. 
 〉〈=×= VUC 2422201,1 
 
Devemos especificar um DPS que tenha valor 
comercialmente disponível de UC imediatamente superior ao 
calculado, para este caso, 250 ou 255 V. 
 
 
29 Eng.º Jobson Modena 
Utilização de DPS na Proteção contra Sobretensões Transitórias 
 
 
Correntes de impulso (IIMP) e nominal (IN) para DPS 
classe I e classe II respectivamente: 
 
A norma 5410 fornece parâmetros mínimos para a 
especificação do conjunto de DPS no primeiro nível de 
proteção da instalação e determina o estudo de proteção nos 
demais níveis. Para detalhar essas prescrições agregamos às 
prescrições da norma 5410 àquelas existentes nas normas 
5419, 61312. 
 
A tabela 1 da norma 61312-1 fornece os valores das 
correntes de primeira descarga atmosférica para as condições 
AQ-3, função do nível de proteção atribuído ao local: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 18 - Parâmetros para a corrente de simulação da primeira descarga 
atmosférica, segundo a norma 61312-1. 
 
 
 
A Tabela B.6 da norma 5419 fornece os níveis de 
proteção considerando: estrutura, utilização, localização, 
topologia e outros. 
30 Eng.º Jobson Modena 
Utilização de DPS na Proteção contra Sobretensões Transitórias 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
31 Eng.º Jobson Modena 
Utilização de DPS na Proteção contra Sobretensões Transitórias 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
32 Eng.º Jobson Modena 
Utilização de DPS na Proteção contra Sobretensões Transitórias 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 19 – Referência para atribuição do nível de proteção contra descargas 
atmosféricas. Tabela B.6 da norma 5419 
 
Para os casos de dano provocados por impacto direto 
na instalação, a norma 61312 convenciona: 
 
− Nível I: 200 kA (10/350) µs; 
− Nível II: 150 kA (10/350) µs; 
I/2 
I/2 
I 
energia 
sinal 
I/2 
I/2 
I/2 
I/a 
I/b 
− Nível III: 100 kA (10/350) µs. 
A mesma norma admite ainda que a corrente elétrica 
da primeira descarga se divide, sendo que metade se dispersa 
pelo solo e a outra metade retorna para a instalação, função 
da diferença de potencial que aparece entre os aterramentos 
da edificação e da fonte de alimentação. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
I/e 
I/d I/c 
 
 
 
 
Figura 20 - Divisão das correntes das descargas atmosféricas que atingem um 
SPDA, segundo a norma 61312-1. 
33 Eng.º Jobson Modena 
Utilização de DPS na Proteção contra Sobretensões Transitórias 
 
 
Aqui temos a oportunidade de esclarecer um mito em 
relação a uma instalação elétrica e seus componentes cuja 
edificação tenha SPDA instalado: Pelo explicado anteriormente 
é fácil notar que somente com o SPDA instalado, os níveis de 
corrente e tensão que circulam na instalação elétrica no 
momento da ocorrência da descarga atmosférica aumentam 
descontroladamente, fator que provavelmente causará danos 
à mesma, então: SPDA NÃO PROTEGE A INSTALAÇÃO ELÉTRICA NEM 
SEUS COMPONENTES DOS DANOS CAUSADOS POR SURTOS DE TENSÃO. 
 
Voltando ao dimensionamento de correntes, o SPDA - 
embora passando a maior parte de sua “vida” sem conduzir 
corrente elétrica - deve, por principio, estar eletricamente 
vinculado à instalação elétrica através do barramento de 
eqüipotencialização principal (BEP), se tornando parte 
integrante dessa instalação, assim se estivermos protegendo 
o local para a condição AQ-3, poderemos estimar o valor da 
corrente atribuído ao nível de proteção para aquela edificação 
e dividir este numero pela quantidade de condutores de 
alimentação que adentrem a mesma. 
 
Na figura 21 utilizaremos o valor máximo de corrente 
considerado pela norma 61312-1 para o nível I de proteção, 
I= 200 kA, (10/350) µs. 
200 kA 
I/d 
100 kA 
100 kA 
100 kA 
100 kA 
I/a 
100 kA 
I/e 
energia 
 
 
 
 
 
 
 
 
sinal 
I/b 
 
I c / 
 
 
 
 
Figura 21 - Divisão das correntes das descargas atmosféricas que atingem um 
SPDA, segundo a norma 61312-1. Aplicação numérica. 
34 Eng.º Jobson Modena 
Utilização de DPS na Proteção contra Sobretensões Transitórias 
 
 
No exemplo numérico da figura 21 é mostrado que os 
valores para uma condição ideal seriam atingidos se, através 
das medidas de proteção implementadas, conseguíssemos: 
 
 
 e 
 
 
Pelo exemplo, teríamos três condutores expostos à 
metade da corrente que retornou pelo aterramento. 
Ficaríamos com protetores de 33,3 kA, ou de valor 
comercialmente encontrado imediatamente superior, para 
cada condutor.Quanto mais próximo do ideal chegarmos 
melhor, entretanto a norma 5410 estabelece limites mínimos 
de corrente para cada situação: 
 
IIMP= 12,5 kA, por modo de proteção; e 
IIMP = 25 kA para DPS de neutro* com ligação 
monofásica; 
IIMP = 50 kA para DPS de neutro* com ligação 
trifásica. 
 
Uma boa prática de engenharia é desenvolver o 
raciocínio apresentado anteriormente e comparar o 
resultado aos normalizados. Lembramos que o fator 
segurança deve prevalecer em qualquer caso. 
 
Se a proteção visa um local sob a condição AQ-2, onde 
o foco é minimizar surtos já atenuados (pela impedância das 
linhas ou por DPS Classe I instalado a montante) as correntes 
mínimas normalizadas são: 
 
IN= 5 kA, por modo de proteção e 
IN= 10 kA para DPS de neutro* com ligação 
monofásica; 
IN= 20 kA para DPS de neutro* com ligação 
trifásica. 
 
* Ver esquema de conexão 3 da figura 30. 
35 Eng.º Jobson Modena 
Utilização de DPS na Proteção contra Sobretensões Transitórias 
 
36 Eng.º Jobson Modena 
 
É importante lembrar que no caso de se instalar DPS 
Classe II no primeiro nível de proteção da instalação é 
prudente que IN tenha valores maiores que o normalizado. 
Esta afirmação visa garantir a efetiva coordenação e proteção 
do conjunto (DPS x Instalação), pois a vida útil do DPS classe 
II, construído com componente(es) semicondutor(es), 
tipicamente varistor(es), está diretamente ligada a IN. Então, 
quanto maior IN, maior será a vida útil provável do DPS. Outro 
fator de grande importância é a relação custo x benefício: a 
diferença de valor entre um DPS com corrente nominal IN= 10 
kA e outro com IN= 20 kA é muito pequena se levarmos em 
consideração as mesmas condições de exposição e atuação. 
Os parâmetros determinantes nessa comparação serão o valor 
da mão de obra para instalação do DPS, o provável tempo de 
parada para troca dos dispositivos e o numero de trocas. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Utilização de DPS na Proteção contra Sobretensões Transitórias 
 
 
Níveis de proteção quanto a suportabilidade dos 
componentes as sobretensões transitórias: 
 
Os parâmetros de suportabilidade das instalações 
elétricas são encontrados na tabela 31 da norma 5410. 
Após larga pesquisa de mercado não conseguimos 
encontrar, até a data d a divulgação deste trabalho, nenhum 
equipamento: de computadores a aparelhos de ressonância 
magnética passando por câmeras de vigilância e centros de 
automação, que tivessem disponibilizado em seus dados de 
placa ou no manual os níveis de proteção contra surtos, 
portanto fica o alerta aos leitores e a solicitação aos 
fabricantes. Para compor as especificações e prescrições a 
norma 5410 considera, no anexo E, que os equipamentos 
suportem os valores que constam da tabela 31. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 22: Suportabilidade dos componentes da instalação a impulso - Tabela 
31 da norma 5410. 
 
37 Eng.º Jobson Modena 
Utilização de DPS na Proteção contra Sobretensões Transitórias 
 
 
COORDENAÇÃO DE PROTEÇÃO: 
 
As três figuras seguintes mostram o conceito dos níveis 
de proteção e como instalar os DPSs de forma coordenada. 
Para o exemplo particularizamos um caso de tensão eficaz da 
tabela 31 da norma 5410. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 23 - Coordenação dos DPSs por suportabilidade de tensão impulsiva 
em função das categorias dos produtos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 24 - Coordenação dos DPSs por suportabilidade de tensão impulsiva. 
Determinação dos níveis de proteção. 
38 Eng.º Jobson Modena 
Utilização de DPS na Proteção contra Sobretensões Transitórias 
 
 
A coordenação por tensão dos DPSs em diversos níveis 
da instalação é atingida de maneira satisfatória com a 
comparação de três parâmetros já estudados: 
 
− Tensão de impulso suportável requerida (tabela 31 da 
norma 5410); 
39 Eng.º Jobson Modena 
− UP do DPS; 
− URES do DPS. 
 
Primeiro devemos analisar se UP do DPS está dentro 
dos parâmetros exigidos de tensão de impulso suportável para 
aquela categoria da instalação. Feita esta análise e 
considerando sempre a pior situação, ou seja, que não haja 
nenhuma distância entre o 1º e o 2º níveis de proteção URES do 
1º nível ≈ UP do 2º nível; URES do 2º nível ≈ UP do 3º nível; etc. 
Tanto do ponto de vista técnico quanto econômico não 
existe razão para a instalação de dois ou mais níveis de 
proteção se estes níveis de proteção estiverem muito 
próximos (no mesmo quadro ou em quadros com distâncias 
inferiores a 5m). A melhor alternativa é instalar somente o 1º 
nível de proteção com um conjunto de DPS que tenha UP 
exigido para o nível de proteção mais crítico (de menor valor). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
URES1 UP2 URES2 UP3 URES3 UP4 URES4
OBS: A NBR 5410 determina que quando for 
instalado um único conjunto de DPS, no ponto 
de entrada ou do QDP em diante, este possua 
UP compatível com a categoria II mostrada na 
tabela da Figura 22. 
UP1
 
 
 
 
Figura 25 - Coordenação dos DPSs por suportabilidade de tensão impulsiva e 
análise de necessidade de proteção do 2º nível em diante. 
Utilização de DPS na Proteção contra Sobretensões Transitórias 
 
 
Vistos os exemplos nas figuras anteriores, é importante 
alertar para que não sejam confundidos os conceitos de nível 
de proteção da instalação, com classe do DPS. Por exemplo, 
um DPS classe I deve sempre ser instalado no 1º nível de 
proteção da instalação, já o DPS classe II pode ser instalado 
no 1º, em condições de classificação AQ-2, no 2º ou outros 
níveis de proteção da instalação, em condições de 
classificação AQ-3, quando houver um DPS classe I já 
instalado a montante. Os DPS classe III funcionam como 
“atenuador local” que praticamente restabelece as condições 
normais de tensão. Seria o “ajuste fino” da proteção. 
Para a coordenação por tempo devemos considerar que 
cada DPS terá um tempo de resposta (atuação) em função 
dos componentes que foram utilizados em sua construção. Via 
de regra podemos adotar a seguinte correlação: DPS com 
maior suportabilidade a dissipação de energia levam mais 
tempo para “sentir” o surto. Essa característica exige que o 
projetista coordene adequadamente os dispositivos na 
instalação para que atue primeiro sempre o DPS mais robusto. 
Para que haja coordenação efetiva os fabricantes adotam 
distâncias mínimas de condutores entre os níveis de proteção. 
Quando não existir esta distância mínima recomendada há 
necessidade da inserção de um elemento que “atrase” o surto, 
geralmente indutor (L1 e L2 na figura) ou termistor, a fim de 
fazer com que o DPS instalado no 1º nível de proteção “sinta” 
o surto e atue antes do DPS instalado no 2º nivel de proteção 
e assim sucessivamente. 
 
 
 
L1 L2
 
 
 
 
40 Eng.º Jobson Modena 
 
1º Nível 2º Nível 3º Nível 
 
 
 
 
 
 
µs 
kV kV V V 
µs ns ps 
Figura 26 - Coordenação dos DPSs por tempo de atuação. 
Utilização de DPS na Proteção contra Sobretensões Transitórias 
 
 
POSICIONAMENTO DOS DPSS NO 1º NÍVEL DE PROTEÇÃO DA 
INSTALAÇÃO 
Seguindo a classificação das influências externas e 
análise de riscos, a norma 5410 divide em duas as 
possibilidades de instalação do conjunto de DPS no 
primeiro nível de proteção: 
 
− proteção contra surtos causados por descarga atmosférica 
induzidas na linha externa de alimentação ou contra 
surtos causados por manobra (AQ-2): os DPSs devem ser 
instalados junto ao ponto de entrada da linha na edificação 
ou no quadro de distribuição principal, localizado o mais 
próximo possível do ponto de entrada; 
 
− proteção contra sobretensõesprovocadas por descargas 
atmosféricas diretas sobre a edificação ou próximo a ela 
(AQ-3): os DPSs devem ser instalados unicamente no 
ponto de entrada da linha na edificação*. 
 
O ponto de entrada da instalação na edificação é 
definido pela norma 5410 como o ponto em que o condutor 
penetra a edificação. 
 
É admitida apenas uma exceção: quando tivermos 
edificações de uso individual existentes, atendidas pela rede 
pública de distribuição em baixa tensão, a barra PE utilizada 
na caixa da medição for interligada ao BEP e essa caixa de 
medição não distar mais de 10 m do ponto de entrada na 
edificação. Nessas condições os DPSs podem ser instalados 
junto a este barramento na caixa de medição. 
 
* Esta localização vem causando certo conflito entre as 
prescrições da norma 5410 com aquelas contidas nas normas 
internas das concessionárias de fornecimento de energia 
elétrica, visto que o ponto de entrada, em muitos casos, pode 
estar localizado em segmento da instalação a montante do 
medidor, região da instalação conhecida como “de energia não 
medida”. 
 
41 Eng.º Jobson Modena 
Utilização de DPS na Proteção contra Sobretensões Transitórias 
 
 
Tecnicamente o posicionamento do DPS é indiscutível, 
pois somente no ponto de entrada é obtido o caminho mais 
curto para que a maior parcela das correntes provenientes 
das descargas atmosféricas diretas saia da edificação, 
distribuindo a menor parte possível de corrente para o interior 
da mesma. 
A questão reside em se encontrar uma solução para 
que essa prescrição seja atendida sem interferir no controle 
sobre o furto de energia, infelizmente comum no nosso país. 
 
Temos conhecimento de que algumas concessionárias 
já começaram a estudar novos compartimentos que viabilizem 
essa instalação. 
Na prática ainda não há consenso sobre o assunto. 
 
Sugerimos que o projetista informe por escrito a 
concessionária sobre esta prescrição da norma 5410 e 
proponha uma solução conjunta. Como são muitos os padrões 
de caixas de entrada e medição, a solução se torna 
individualizada (por concessionária). 
 
 
 
 
 
de 
Seccionadoras: 
Quadro 
 
 (possibilidades 
de localização). 
 
 
 
nível da rua 
 Ponto de 
 Entrada 
 
 subsolo
 
Figura 27 – Algumas possibilidades de posicionamento do quadro de 
seccionadoras em prédios. 
 
42 Eng.º Jobson Modena 
Utilização de DPS na Proteção contra Sobretensões Transitórias 
 
 
 
Solução sugerida para 
instalação de DPSs no 
primeiro nível quando o 
quadro de seccionadoras 
está junto ao ponto de 
entrada. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Quadro 
 de 
Seccionadoras 
 
 
 
 
 Ponto Quadro contendo BEP 
acessível. DPs, DPSs e 
condutores vivos sob 
tampa lacrada. 
 Entrada 
de 
 
 Quando o DP for disjuntor, 
sua manopla de manobra 
deve ficar acessível.
 
 
 
 
Figura 28 - Instalação dos DPSs de 1º nível junto ao quadro de chaves 
seccionadoras situado no ponto de entrada. 
 
 
 
 
 
43 Eng.º Jobson Modena 
Utilização de DPS na Proteção contra Sobretensões Transitórias 
 
 
 
 
 
 
 
Solução sugerida para 
instalação de DPSs no 
primeiro nível quando o 
quadro de seccionadoras 
distante do ponto de 
entrada. 
 
Quadro contendo BEP 
acessível. DPs, DPSs e 
condutores vivos sob 
tampa lacrada. Quando o 
DP for disjuntor, sua 
manopla de manobra deve 
ficar acessível. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Ponto 
de 
Entrada 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 29 - Instalação dos DPSs de 1º nível no ponto de entrada quando o 
quadro de chaves seccionadoras não está no ponto de entrada. 
 
A figura 30 estabelece quatro esquemas de ligação que 
deverão ser adotados para a instalação dos DPSs. 
Vale lembrar que essa é uma recomendação mínima de 
proteção e visa, basicamente, a proteção contra surto de 
modo comum (que ocorre entre condutores vivos e o PE ou 
terra) no primeiro nível de proteção da instalação. A proteção 
contra surto modo diferencial (que ocorre entre condutores 
vivos) deverá ser implementada após estudo de necessidade 
(proteção em função da utilização da instalação) e localização. 
 A verificação da necessidade de instalação nos demais 
níveis de proteção deve ser feita através da comparação 
direta dos valores desejados de tensão suportável para cada 
categoria da instalação e os valores determinados na tabela 
mostrada na Figura 22. 
 
44 Eng.º Jobson Modena 
Utilização de DPS na Proteção contra Sobretensões Transitórias 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 30 - Esquemas de conexão dos DPSs no ponto de entrada da linha de 
energia ou no quadro de distribuição principal da edificação - Figura 13 da 
norma 5410. 
 
 
 
 
45 Eng.º Jobson Modena 
Utilização de DPS na Proteção contra Sobretensões Transitórias 
 
46 Eng.º Jobson Modena 
 
Notas da figura 30: 
a) A ligação ao BEP ou à barra PE depende de onde, exatamente, os 
DPSs serão instalados e de como o BEP é implementado, na prática. 
Assim, a ligação será no BEP quando: 
– o BEP se situar a montante do quadro de distribuição 
principal (com o BEP localizado, como deve ser, nas proximidades 
imediatas do ponto de entrada da linha na edificação) e os DPSs 
forem instalados então junto do BEP, e não no quadro; ou 
 
– os DPSs forem instalados no quadro de distribuição principal 
da edificação e a barra PE do quadro acumular a função de BEP. 
Por conseqüência, a ligação será na barra PE, propriamente dita, 
quando os DPSs forem instalados no quadro de distribuição e a barra 
PE do quadro não acumular a função de BEP. 
 
b) A hipótese configura um esquema que entra TN-C e que prossegue 
instalação adentro TN-C, ou que entra TN-C e em seguida passa a 
TN-S. O neutro de entrada, necessariamente PEN, deve ser aterrado 
no BEP, direta ou indiretamente. A passagem do esquema TN-C a 
TN-S, com a separação do condutor PEN de chegada em condutor 
neutro e condutor PE, seria feita no quadro de distribuição principal 
(globalmente, o esquema é TN-C-S). 
c) A hipótese configura três possibilidades de esquema de 
aterramento: TT (com neutro), IT com neutro e linha que entra na 
edificação já em esquema TN-S. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Utilização de DPS na Proteção contra Sobretensões Transitórias 
 
 
Quando houver necessidade da instalação de DPSs em 
mais níveis de proteção os esquemas da figura 30 devem ser 
repetidos ao longo dos vários níveis conforme o esquema de 
aterramento instalado: 
 
− Para esquemas: TN-S, TT com neutro e IT com neutro: 
− esquema da conexão 2: entre cada fase e PE e entre 
neutro e PE; 
− esquema de conexão 3: entre cada fase e neutro e 
entre neutro e PE 
− Para circuitos sem neutro, qualquer que seja o esquema 
de aterramento: 
− entre cada fase e PE (esquema de conexão 1); 
− Para esquema TN-C: 
− Esquema da conexão 1: entre cada fase e PEN. 
 
 
47 Eng.º Jobson Modena 
2º Nível 3º Nível 
DP 
DP 
1º Nível 
 DP 
 
 
 
 DP 
 DPS 
N DPS DPS 
 BEP BEL 
 
 
DP - Dispositivo de proteção contra sobrecorrentes; 
DR - Dispositivo diferencial residual; 
TR - Transformador. 
 
Figura 31 - Exemplo de aplicação para três níveis de proteção. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Utilização de DPS na Proteção contra Sobretensões Transitórias 
 
 
CONDUTORES DE CONEXÃO: 
 
O comprimento dos condutores para a conexão do DPS 
deve ser o mais curto possível, sem curvas ou laços. No 
primeiro nível de proteção o comprimento total do condutor 
de ligação não deve exceder 0,5 m, como ilustrado na figura 
28. 
A justificativa válida para a coordenaçãopode ser 
utilizada para explicar esta prescrição. Se nas condições de 
instalação o DPS for posicionado no quadro de modo a existir 
excesso de condutores, as famosas “folgas”, poderão ocorrer 
as seguintes situações de mau funcionamento: 
 
− Excesso de cabo a montante do DPS: atraso no 
tempo de atuação do dispositivo fazendo com que uma 
parcela maior de surto passe para o próximo nível de 
proteção ou para a instalação; 
 
− Excesso de cabo a jusante do DPS: dificuldade na 
dissipação da corrente do surto elevando a energia 
dissipada (calor) no DPS. 
 
 
a 
 
 
b 
 
b 
 
 
 
 
 
 
Figura 32 - Comprimento máximo total dos condutores de conexão do DPS. 
 
 
 
 
 
48 Eng.º Jobson Modena 
Utilização de DPS na Proteção contra Sobretensões Transitórias 
 
49 Eng.º Jobson Modena 
 
A seção nominal, do condutor das ligações DPS–PE, deve 
seguir a seguinte prescrição: 
 
− Proteção contra riscos indiretos (AQ-2): No mínimo 
4 mm2 em cobre ou equivalente; 
− Proteção contra riscos diretos (AQ-3): No mínimo 
16 mm2 em cobre ou equivalente. 
 
A OBRIGATORIEDADE DE PROTEÇÃO CONTRA SOBRECORRENTES: 
 
Ao chegar no final de sua vida útil ou por deficiência 
interna há a possibilidade do DPS entrar em curto-circuito 
permanentemente criando uma falta a terra naquele ponto 
do circuito. Prevendo este tipo de situação a norma 5410 
prescreve que o DPS deverá ter um indicador de estado, 
para DPS não curto-circuitante ou um dispositivo de 
proteção contra curto-circuito (DP) instalado a montante, 
para DPS curto-circuitante. As alternativas de arranjos 
para instalação desses dispositivos são mostradas na figura 
29 e permitem, na hipótese de falha do DPS, priorizar a 
continuidade do serviço ou a continuidade da proteção. 
Então os dispositivos de proteção contra sobrecorrentes 
podem estar posicionados: 
 
− 1ª: na própria conexão do DPS, esse dispositivo de 
proteção pode ser o desligador interno que eventualmente 
integra o dispositivo. Essa ligação assegura continuidade 
de serviço, mas significa ausência de proteção contra 
qualquer novo surto que venha a ocorrer antes da troca do 
DPS; 
 
− 2ª: no circuito ao qual está conectado o DPS, corresponde 
geralmente ao próprio dispositivo de proteção contra 
sobrecorrentes do circuito. Afeta a continuidade do 
serviço, uma vez que a atuação do dispositivo de 
proteção, devido à falha do DPS, interrompe a alimentação 
do circuito; 
Utilização de DPS na Proteção contra Sobretensões Transitórias 
 
 
− 3ª: uma repetição da primeira situação com redundância 
da proteção. Embora de maior custo esta alternativa 
minimiza a possibilidade de perda de proteção contra surto 
em caso de dano em um dos DPS. Neste caso os 
dispositivos devem ser tecnicamente idênticos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 2ª1ª 3ª 
DP 
DP 
DP DP 
 
Figura 33 - Possibilidades de posicionamento do dispositivo de proteção 
contra sobrecorrentes. 
 
O dispositivo de proteção contra sobrecorrentes a ser 
instalado deve possuir corrente nominal compatível à 
indicada pelo fabricante do DPS. A capacidade de 
interrupção deve ser inferior ou igual a corrente de curto-
circuito presumida naquele ponto. 
 
A seção nominal dos condutores destinados a conexão 
entre o dispositivo de proteção contra sobrecorrentes 
especificamente previsto para eliminar um curto-circuito 
aos condutores de fase do circuito deve ser dimensionada 
levando em conta a máxima corrente de curto-circuito 
possível no local. 
 
 
 
 
 
 
50 Eng.º Jobson Modena 
Utilização de DPS na Proteção contra Sobretensões Transitórias 
 
 
COORDENAÇÃO DE DPSS COM DISPOSITIVOS DR: 
 
Para cada nível de proteção devem ser respeitadas as 
seguintes condições: 
 
− Preferencialmente os DPSs devem ser instalados a 
montante do dispositivo DR. Para o esquema TT, os 
DPSs devem ser conectados conforme o esquema de 
conexão 3 da figura 30; 
 
Falta no equipamento ou na instalação – Correta atuação do DR. 
51 Eng.º Jobson Modena 
Corrente de fuga (avalanche) no DPS – Atuação intempestiva do DR. 
 
 
 
 I 
 I 
 
 
 
I 
 
 
 
 
 
 I I 
 
 
Figura 34 - Coordenação entre DR e DPS - DR a montante do DPS. 
 
− Quando o DPS for posicionado a jusante do dispositivo 
DR, seja ele instantâneo ou temporizado, deve possuir 
uma imunidade a correntes de surto de, no mínimo 
3 kA (8/20) µs. DR tipo “S”. 
 
 
 
 
Utilização de DPS na Proteção contra Sobretensões Transitórias 
 
 
 Falta no equipamento ou na instalação – Correta atuação do DR. 
52 Eng.º Jobson Modena 
 Corrente de fuga (avalanche) no DPS – O DR não é sensibilizado. 
 
 
 I 
 I 
 
 
 
 
 I 
 
 
 
 
 
 
I I 
 
 
Figura 35 - Coordenação entre DR e DPS – DR a jusante do DPS. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Utilização de DPS na Proteção contra Sobretensões Transitórias 
 
 
PROTEÇÃO EM LINHAS DE SINAL: 
 
Para proteção de linhas de sinal (video, dados, 
telefonia) há algumas prescrições a serem acrescidas àquelas 
feitas anteriormente, porém o vínculo com os barramentos de 
eqüipotencialização é fundamental e deve ser mantido: 
Linha originária da rede pública de telefonia: deve ser 
instalado um DPS por linha. Os DPSs devem estar 
localizados no distribuidor geral de sinal (DGS) da 
edificação onde está o terminal de aterramento de 
telecomunicações (TAT), como determina a norma 14306. 
O TAT será ligado ao aterramento através do BEP. O DGS 
deve estar situado o mais próximo possível do BEP; 
− Linha externa originária de outra rede pública que não a 
de telefonia: o DPS, instalado por linha de sinal, deve ser 
localizado junto ao BEP; 
 
 
 
 
 QDP 
 
FONE DGS 
 PEN 
BEP TAT 
 
 
Figura 36 – Indicação do posicionamento dos DPSs de sinal. 
− Linha que se dirija a outra edificação, a estruturas anexas 
ou no caso de linha associada à antena externa ou outras 
estruturas no topo da edificação: o DPS deve ser 
localizado junto ao BEP, ao BEL, ou ao terminal “terra”, o 
que estiver mais próximo em cada edificação ou estrutura. 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 37 - Proteção de sinal para comunicação entre edificações. 
53 Eng.º Jobson Modena 
Utilização de DPS na Proteção contra Sobretensões Transitórias 
 
54 Eng.º Jobson Modena 
 
Os DPSs devem ser conectados entre a linha de sinal e 
a referência de eqüipotencialização mais próxima. 
Dependendo do posicionamento do DPS, a referência de 
eqüipotencialização mais próxima pode ser o BEP, o TAT, o 
BEL, o condutor PE ou, caso o DPS seja instalado junto a 
algum equipamento, o terminal conectado à massa desse 
equipamento. O eletroduto por onde passará o condutor do 
sinal deve ser metálico, ter continuidade elétrica garantida e 
suas extremidades interligadas aos eletrodos de aterramento 
de cada edificação. 
 
SELEÇÃO DOS DPSS DE SINAL: 
 
Assumindo que o DPS venha a ser instalado no DGS da 
edificação são especificadas a seguir as características 
exigíveis dos DPSs destinados à proteção de linhas de 
telefonia em par trançado: 
 
− Tipo de DPS: O DPS deve ser do tipo curto-circuitante, 
simples ou combinado (com limitador de sobretensão em 
paralelo); 
 
− Tensão de disparo c.c.: O valor da tensão de disparo c.c. 
deve ser de no máximo 500 V e, no mínimo, 200 V, 
quando a linha telefônica for balanceada ou 300 V, quando 
a linha telefônica não for aterrada (flutuante); 
 
− Tensão de disparo impulsiva: O valor da tensão de disparo 
impulsiva do DPS deve ser de, no máximo, 1 kV; 
 
− Corrente de descarga impulsiva: 
− No mínimo, 5 kA, quando a blindagem da linha 
telefônica for aterrada, e 
− No mínimo 10 kA quando a blindagem não foraterrada. 
Para condições AQ-3, recomenda-se a comparação dos 
valores de correntes de primeira descarga atmosférica 
possíveis (já demonstrada para DPS de energia) e a adoção 
do maior valor. 
 
 
Utilização de DPS na Proteção contra Sobretensões Transitórias 
 
55 Eng.º Jobson Modena 
 
− Corrente de descarga c.a: O valor da corrente de descarga 
c.a. do DPS deve ser de, no mínimo, 10 A. 
 
− Protetor de sobrecorrente: 
 
− In do protetor entre 150 mA e 250 mA para a linha 
telefônica aterrada (balanceada); 
− In do protetor (opcional) entre 150 mA e 250 mA para 
quando a linha telefônica for flutuante (não aterrada). 
 
Interligação direta da blindagem ou capa metálica de 
um cabo de sinal a eqüipotencialização ou à massa de um 
equipamento: 
 
− Quando a blindagem ou capa metálica de uma linha de 
sinal for conectada ao BEP, TAT ou à massa de um 
equipamento através de DPS, este deve ter as seguintes 
características: 
 
− Tipo curto-circuitante; 
− Tensão disruptiva c.c. entre 200 V e 300 V; 
− Corrente de descarga impulsiva de no mínimo 10 kA 
(8/20 µs); 
− Corrente de descarga c.a. de no mínimo 10 A (60 Hz / 
1 s). 
 
Demais critérios para a seleção de DPS destinados à 
proteção de outros tipos de linha de sinal devem ser 
compatibilizados entre os fabricantes dos DPSs e dos 
equipamentos a serem protegidos. Em alguns casos há 
necessidade de casamento de impedâncias e / ou freqüências. 
 
FALHA DO DPS DE SINAL: 
 
O DPS deve ser do tipo “falha segura”, isto é, deve 
incorporar proteção cuja atuação provoque curto-circuito da 
linha de sinal para a terra. 
	Figura 22: Suportabilidade dos componentes da instalação a impulso - Tabela 31 da norma 5410.