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não-linear associado ou não a 
um centelhador em série. Em condições normais de operação, o pára-raio é 
semelhante a um circuito aberto. Na presença de sobretensões, o centelhador 
dispara e uma corrente passa a circular pelo resistor não-linear, impedindo que 
a tensão em seus terminais ultrapasse um determinado valor. É possível a 
eliminação do centelhador, utilizando-se somente o resistor não-linear, se o 
material não-linear apresenta característica suficientemente adequada para este 
fim. 
 
A figura 20 apresenta a característica tensão x corrente de um pára-raio ideal. 
 
I
V
 
Figura 20 - Característica V x I de um pára-raios ideal; 
 
 
Conforme pode ser observado na figura 20, um pára-raios ideal seria aquele 
que iniciaria o processo de condução após a tensão ter alcançado um 
determinado valor e que manteria a tensão terminal constante, independente 
do valor de corrente. Na prática, esta característica ideal não existe, sendo a 
característica não-linear indicada na figura 21. 
 
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CAPÍTULO 8 – EQUIPAMENTOS DE SECCIONAMENTO E PROTEÇÃO 
 
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A figura 21 apresenta a curva tensão x corrente para o carboneto de silício 
(SiC) e para o óxido de zinco (ZnO), elementos utilizados no componente 
não-linear do pára-raios. 
 
 
 
Figura 21 - Características de dois pára-raios com o mesmo 
nível de proteção 550kV / 10kA; 
 
Caso a característica do material utilizado no pára-raio seja suficientemente 
não-linear, aproximando-se, portanto, do pára-raios ideal, os “gaps” série 
podem ser desprezados e o pára-raios seria constituído somente de um resistor 
não-linear. A figura 21 mostra que o ZnO apresenta uma característica não-
linear superior a do SiC na região de correntes mais baixas. 
 
Atualmente, os principais fabricantes de pára-raios estão fabricando somente 
pára-raios de ZnO na área de transmissão de energia elétrica. Para os sistemas 
de distribuição, ainda estão sendo utilizados pára-raios construídos com outros 
materiais. 
 
Os pára-raios de óxido de zinco podem ser construídos com “gaps” em série 
ou paralelo, de acordo com a linha de projeto de cada fabricante, ou para 
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CAPÍTULO 8 – EQUIPAMENTOS DE SECCIONAMENTO E PROTEÇÃO 
 
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atender alguma necessidade especial requerida pelo sistema elétrico. A 
tendência atual está na fabricação de pára-raios de óxido de zinco desprovidos 
de centelhadores de qualquer espécie. Os pára-raios de ZnO apresentam 
simplicidade construtiva muito grande, pois se constituem somente de 
pastilhas de elementos não-lineares, montados dentro de um invólucro de 
porcelana. A figura 22 ilustra o aspecto construtivo de um pára-raio ZnO. 
Flange
(Liga de alumínio)
rebite
Blocos de óxido de zinco (ZnO)
Espaçador
Isolação térmica
Invólucro de porcelana
Mola de compressão
Vedação de borracha
Dispositivo de sobrepressão
Flange
Dispositivo
de fixação
Tubo de
exaustão
Arruela
Tubo de exaustão e
dispositivo de
sobrepressão nos
flanges superior e
inferior
Placa
Indicadora
de falta
 Haste de conexão
Anel elástico
Dispositivo de
aperto
 
 
 
Figura 22 - Seção longitudinal de um pára-raios de óxido de zinco (ZnO); 
 
 
 
 
 
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CAPÍTULO 8 – EQUIPAMENTOS DE SECCIONAMENTO E PROTEÇÃO 
 
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2.5.2 -CARACTERÍSTICAS ELÉTRICAS DOS PÁRA-RAIOS 
DE ÓXIDO DE ZINCO (ZNO) 
 
Tensão nominal (kV rms) 
A tensão nominal de um pára-raio é o valor máximo eficaz da tensão na 
frequência industrial aplicada aos seus terminais no ensaio de ciclo de serviço, 
para o qual o pára-raios foi projetado e tem condições de operar 
satisfatoriamente, durante o ensaio. O valor da tensão nominal é utilizado para 
a especificação de suas características de operação. 
 
Tensão máxima de operação em regime contínuo (kV rms) 
É o maior valor de tensão para o qual o pára-raios é projetado, de modo a 
operar continuamente com esta tensão aplicada a seus terminais. 
 
Capacidade de sobretensão temporária 
A capacidade de sobretensão temporária é definida em função da característica 
de suportabilidade tensão x duração, onde o tempo para a qual é permitida a 
aplicação de uma tensão superior à tensão máxima de operação em regime 
contínuo nos terminais do pára-raios. 
 
Nível de proteção a impulso de manobra (kV pico) 
O nível de proteção a impulso de manobra depende da corrente de condução 
no pára-raios, a qual aumenta a medida que o valor de impulso de tensão 
aumenta. Com o intuito de definir o nível de proteção a impulso de manobra, 
deve ser estabelecido um valor para a corrente de coordenação. Geralmente, o 
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CAPÍTULO 8 – EQUIPAMENTOS DE SECCIONAMENTO E PROTEÇÃO 
 
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valor de 3 kA é adotado na ausência de estudos específicos, uma vez que este 
valor dificilmente será ultrapassado na prática. 
 
Tensão residual (kV pico) 
É a tensão que aparece no pára-raios quando da passagem de uma corrente de 
impulso na forma 8 x 20 µs. Normalmente, os ensaios são realizados para 
impulsos de corrente de valor 1,5; 3; 5; 10; 15; 20 e 40 kA. A tensão residual 
depende da forma de onda do impulso aplicado e, geralmente, os fabricantes 
fornecem informações relacionando a tensão residual com a frente de onda do 
impulso aplicado. 
 
Capacidade de absorção de energia 
A capacidade de absorção de energia do pára-raios é de grande importância 
nos sistemas de EAT e UAT. Os catálogos dos fabricantes, normalmente, 
indicam a capacidade máxima de energia em kWs por kV da tensão nominal, 
sendo esta capacidade função da tensão nominal e da corrente de condução 
dos pára-raios. Geralmente, os pára-raios utilizados em sistemas de EAT tem 
uma capacidade de absorção de energia na faixa de 7 a 8 kWs por kV de 
tensão nominal. 
 
 
2.5.3 - ASPECTOS IMPORTANTES RELACIONADOS COM 
OS PÁRA-RAIOS 
 
a) Operação de um pára-raios 
 
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CAPÍTULO 8 – EQUIPAMENTOS DE SECCIONAMENTO E PROTEÇÃO 
 
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 Um pára-raios é composto de elementos de resistores não-lineares, 
conectados em série com centelhadores (pára-raios convencionais) ou não 
(pára-raios de ZnO). 
 
Quando ocorre um surto de tensão, a corrente no pára-raios pode ser 
aproximada por: 
 
α= KVI 
Onde: 
I - é a corrente no pára-raios; 
V - é a tensão aplicada em seus terminais; 
K - é uma constante que dependente do projeto do pára-raios; 
α - constante compreendida entre 4 e 6 para pára-raios convencionais (SiC) e 
entre 25 e 30 nos pára-raios ZnO. 
 
Esta corrente pode alcançar vários kA durante o surto e algumas centenas de 
ampère após a sua dissipação, devendo o pára-raios ser capaz de interromper a 
corrente subsequente e permanecer sem conduzir, mesmo que submetido a 
alguma sobretensão temporária, no caso de um pára-raios convencional. 
Geralmente, não é permitida mais que uma operação deste tipo nos pára-raios 
convencionais. Nos pára-raios ZnO, a condução é permanente, sendo a 
amplitude da corrente dependente da tensão aplicada a seus terminais. Quando 
ocorre o surto a corrente é elevada, podendo alcançar vários kA, e, se o pára-
raios é submetido a sobretensões temporárias, a corrente de condução alcança 
centenas de ampères, havendo condução por vários ciclos. Em operação 
normal a corrente é de apenas alguns miliampères. 
 
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CAPÍTULO 8 – EQUIPAMENTOS DE SECCIONAMENTO E PROTEÇÃO 
 
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b) Tensão máxima na freqüência industrial 
 
A tensão nominal de um pára-raios convencional deve ser igual ou superior à 
maior sobretensão na frequência industrial que pode ocorrer no sistema, para 
evitar que o pára raios seja submetido a disparos consecutivos e, 
eventualmente, se danifique. No caso

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