Circuitos Práticos - Saber Eletrônica
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Componentes<br />
Protetores de surtos de tensão:<br />
Funcionamento dos principais tipos e aplicações<br />
Com o aumento constante da<br />
escala de integração dos circuitos<br />
há, também, um aumento nos cuidados<br />
a serem tomados quanto ao<br />
pico de tensão. Esse fenômeno pode<br />
ser originado por várias causas, e<br />
seus efeitos, na maioria das vezes,<br />
são catastróficos à integridade<br />
dos equipamentos. Neste artigo<br />
vamos estudar um pouco sobre a<br />
tecnologia e cuidados na aplicação<br />
dos dispositivos de proteção contra<br />
surtos de tensão.<br />
Alexandre Capelli<br />
34 I SABER ELETRÔNICA 459 I 2012<br />
Surtos de tensão<br />
Os surtos de tensão podem ter duas<br />
origens distintas: interna ou externa. Os<br />
surtos de tensão internos, geralmente têm<br />
as seguintes causas:<br />
• Comutação de cargas indutivas;<br />
• Faiscamento (“Flashover”);<br />
• Interferências causadas por acoplamentos<br />
capacitivos ou indutivos<br />
com outros componentes (por<br />
exemplo, comutação de banco de<br />
capacitores para correção do fator<br />
de potência);<br />
• Descargas eletrostáticas (ESD).<br />
Já as causas externas mais comuns<br />
para surtos são:<br />
• Acoplamento elétrico a potenciais<br />
mais altos;<br />
• Comutações na rede de alimentação;<br />
• Descargas atmosféricas;<br />
• Interferência indutiva (se um curto-<br />
-circuito ocorrer numa linha de<br />
força particularmente onde o neutro<br />
é aterrado, tensões muito altas<br />
podem ser induzidas em linhas<br />
adjacentes);<br />
• Interferência causada por campo<br />
magnético interno (provocada, por<br />
exemplo, pela queda de um raio<br />
em área próxima ao equipamento).<br />
A magnitude de um raio pode chegar<br />
a 400 kV, valor alto o suficiente para<br />
danificar até mesmo uma linha de alta<br />
F1. Curva típica<br />
de um raio.<br />
tensão (13,8 kV). Sua curva típica pode<br />
ser vista na figura 1. Notem que o pico<br />
máximo ocorre no intervalo de 10 µs,<br />
com duração levemente superior a 40 µs.<br />
Reparem que trata-se de um fenômeno<br />
bem mais lento que uma descarga eletrostática,<br />
cuja duração é da ordem de<br />
nanossegundos (figura 2).<br />
TVSS<br />
Os protetores de surto têm o nome<br />
genérico de TVSS (Transient Voltage Surge<br />
Supressors) e podem ser de vários tipos<br />
(varistores, contelhadores a gás, diodos<br />
supressores e circuitos combinados).<br />
Varistores<br />
Os varistores são resitências não<br />
lineares dependentes da tensão, com<br />
características logarítmicas definidas de<br />
tensão e corrente, conforme pode ser observado<br />
na figura 3. A elevação de tensão<br />
reduz a resistência e, consequentemente,<br />
aumenta a corrente.<br />
O varistor é um dispositivo para proteger<br />
contra transientes que se comporta<br />
como dois diodos zener conectados “back-<br />
-to-back” (figura 4).<br />
Na ausência de sobretensão, a resistência<br />
do varistor é bastante elevada,<br />
como um circuito aberto. Entretanto,<br />
na ocorrência de um transiente, sua<br />
resistência cai drasticamente (Z < 1 Ω),<br />
mantendo a tensão entre os terminais<br />
F2. Curva de uma descarga<br />
eletrostática.