Alguns critérios são fundamentais para a seleção dos DPS (Dispositivos de Proteção contra Surtos), tais como: tensão máxima de operação contínua (Uc), nível de tensão de proteção (Up), suportabilidade a sobretensões temporárias (UT) e correntes impulsivas (In e Iimp).
Esses são parâmetros indispensáveis para a especificação adequada dos DPS. Contudo, mesmo quando corretamente selecionado, o desempenho do DPS pode ser seriamente comprometido se os efeitos das altas frequências associadas às correntes impulsivas nos condutores de conexão forem desconsiderados.
É importante lembrar que as correntes impulsivas, oriundas de descargas atmosféricas, não se limitam à frequência industrial (60 Hz), mas abrangem uma ampla faixa de frequência que pode ir de alguns quilohertz (kHz) até a casa dos megahertz (MHz). Por esse motivo, efeitos como indutância parasita ou reatância indutiva, que são desprezíveis em regime senoidal, podem assumir papel significativo na propagação dos surtos.
A NBR 5410 recomenda explicitamente que “o comprimento dos condutores destinados à conexão do DPS deve ser o mais curto possível, sem curvas ou laços”, e estabelece o limite máximo de 50 cm. Essa diretriz reflete a preocupação dos grupos de trabalho da ABNT, compostos por engenheiros e especialistas, com os efeitos indutivos relevantes em alta frequência. O objetivo deste artigo é justamente aprofundar a compreensão sobre esses efeitos e suas consequências práticas.
Indutância dos condutores
O comportamento indutivo está presente em todo condutor que transporta corrente variável no tempo, como é o caso dos cabos que interligam o DPS ao sistema. A indutância é a propriedade de um condutor que se opõe à variação da corrente elétrica, e sua magnitude depende diretamente do comprimento do cabo e inversamente da distância entre os condutores. Quanto maior o comprimento e mais afastados os cabos, maior será a indutância resultante.
A reatância indutiva (XL) representa essa oposição à corrente variável, e é dada pela fórmula:
- XL = 2πfL,
onde f é a frequência da corrente e L a indutância do condutor. Essa equação deixa claro que os efeitos indutivos crescem proporcionalmente com a frequência.
Condutores de conexão do DPS
Um aspecto crítico na instalação dos DPS é o comprimento dos cabos de conexão. Quando percorridos por uma corrente impulsiva, esses cabos podem gerar tensões induzidas significativas, que se somam à tensão residual do DPS. A Figura 1 ilustra a situação em que a tensão gerada nos condutores também é aplicada aos terminais do equipamento a ser protegido.
- Figura 1 – Queda de tensão nos condutores de conexão do DPS
A tensão total resultante (Up/f) é a soma de ΔU₁ + ΔU₂ + Up, podendo, em alguns casos, superar a suportabilidade do equipamento à tensão de impulso (Uw). Esse efeito é tão expressivo que a NBR 5419 considera uma sobretensão induzida de 1 kV por metro de cabo, nos casos em que o DPS está instalado na entrada da linha. Quando o comprimento total dos condutores é inferior ou igual a 0,5 m, pode-se considerar:
- Up/f = 1,2 × Up.
Outro fator de destaque é a distância entre o DPS e o equipamento. Quando essa distância é superior a 10 metros, ocorre reflexão de onda nos terminais do equipamento, o que pode provocar oscilações de tensão com amplitude de até 2 × Up/f. Esse fenômeno, conhecido como ressonância de linha, compromete a proteção dos dispositivos finais. Para compreender melhor esse aspecto, recomenda-se a leitura do artigo: A importância da coordenação de DPS.
Dessa forma, o comprimento dos condutores conectados ao DPS deve ser o menor possível, sem curvas ou laços, e limitado a no máximo 50 cm. A Figura 2 apresenta duas formas distintas de conexão dos DPS. Caso a soma das distâncias a + b não possa ser inferior a 0,5 m, recomenda-se a adoção da configuração alternativa, em que b < 0,5 m, para minimizar os efeitos indutivos.
- Figura 2 – Comprimento máximo dos condutores de conexão do DPS
Conclusão
A eficácia da proteção realizada pelo DPS não depende apenas de sua correta especificação, mas também da forma como é instalado. Os efeitos indutivos nos condutores de conexão, embora negligenciáveis em regime de baixa frequência, tornam-se críticos na presença de surtos com componentes de alta frequência, como os provocados por descargas atmosféricas.
A tensão adicional induzida por cabos mal dimensionados pode influenciar negativamente a proteção oferecida pelo DPS, expondo os equipamentos a riscos que poderiam ser evitados com uma instalação adequada. Por isso, recomenda-se sempre observar os limites definidos pelas normas e adotar boas práticas de instalação, como redução de comprimento, “trançamento” de cabos e minimização de laços.
Garantir que os cabos de conexão sejam curtos, diretos e bem posicionados é tão importante quanto selecionar o DPS correto. Afinal, a proteção eficiente é resultado da combinação entre o dispositivo certo e a instalação correta.
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