Os sistemas fotovoltaicos residenciais modernos dependem fortemente de dispositivos de proteção contra surtos para proteger inversores, baterias e aparelhos domésticos contra descargas atmosféricas e surtos de manobra. No entanto, uma pergunta continua a gerar dúvidas entre instaladores e proprietários:
É necessário instalar um disjuntor antes do DPS (SPD)?
Nos quadros de distribuição de sistemas FV, é comum encontrar duas configurações:
DPS instalado sem qualquer disjuntor a montante
DPS instalado com disjuntor ou fusível a montante
À primeira vista, ambas as soluções parecem viáveis. Mas, do ponto de vista do desempenho elétrico e da segurança a longo prazo, elas são bem diferentes.
Este artigo apresenta uma explicação clara, sob a ótica da engenharia, para ajudá-lo a tomar a melhor decisão de projeto para a proteção do seu sistema fotovoltaico.
Por que o DPS às vezes falha em curto-circuito?
Os dispositivos de proteção contra surtos (DPS) utilizados em sistemas FV podem ser divididos, de acordo com seus componentes principais, em duas categorias:
1. DPS limitadores de tensão (baseados em MOV)
Esses dispositivos utilizam varistores de óxido metálico (MOV) para absorver sobretensões transitórias.
Os MOVs são rápidos e eficientes, mas tendem a falhar em curto-circuito nas seguintes situações:
Grandes correntes de surto de origem atmosférica
Eventos de sobretensão temporária (TOV)
Degradação térmica ao longo do tempo
Quando o MOV atinge o fim da sua vida útil ou é submetido a um surto extremo, pode entrar em estado de curto-circuito permanente. Caso não seja imediatamente isolado, um DPS em curto representa um sério risco de incêndio.
2. DPS de comutação (baseados em tubo de descarga a gás – GDT)
Os DPS com GDT apresentam excelente capacidade de condução de correntes de surto. No entanto, em projetos híbridos que combinam GDT e MOV, a parte MOV continua sujeita a esforços térmicos significativos.
Independentemente da arquitetura, o DPS é um dispositivo sacrificial – seu modo de falha deve ser considerado no projeto do sistema.
Por que é necessário um disjuntor antes do DPS?
Quando um DPS entra em falha por curto-circuito, a corrente de defeito proveniente da rede ou do inversor flui pelo ramal do DPS.
Se não houver nenhum dispositivo a montante apto a interromper esse ramal, o DPS pode:
Superaquecer
Fumar
Incendiar-se
colocando em risco:
O quadro de distribuição FV
Cabos e condutores
Equipamentos conectados
A própria edificação
Por isso, muitas normas internacionais e fabricantes recomendam instalar um dispositivo de proteção de backup – normalmente chamado de disjuntor de backup para DPS – antes de cada DPS.
Esse dispositivo garante:
✔ Desconexão segura de um DPS em curto-circuito
✔ Continuidade de operação do restante da instalação elétrica
✔ Prevenção de danos térmicos e incêndios
✔ Ausência de disparos intempestivos durante surtos de origem atmosférica dentro dos níveis previstos
Em resumo:
O disjuntor protege o DPS. O DPS protege o sistema.
O que é exatamente um dispositivo de backup para DPS?
O dispositivo de backup não se limita ao disjuntor. Ele pode ser:
Um disjuntor em miniatura (MCB)
Um fusível
Um dispositivo dedicado de backup para DPS (otimizado para correntes de surto de raio)
A função é a mesma:
quando o DPS entra em curto-circuito, o dispositivo de backup deve abrir rapidamente o ramal do DPS.
Em comparação com disjuntores e fusíveis padrão, os dispositivos dedicados de backup para DPS oferecem:
Maior capacidade de suportar correntes de surto
Desligamento de defeitos mais rápido
Menor probabilidade de disparos indevidos
Melhora na coordenação com o comportamento térmico dos MOVs
A ONCCY oferece dispositivos de backup dedicados a DPS, projetados para aplicações de proteção em corrente contínua (DC) e corrente alternada (AC) em sistemas fotovoltaicos.
Requisitos para o disjuntor instalado antes do DPS
Nem todo disjuntor é adequado para circuitos de proteção contra surtos. O disjuntor deve atender a dois requisitos fundamentais:
1. Não deve desarmar durante a passagem da corrente de surto
Nos ensaios com formas de onda 8/20 µs (corrente) e 1,2/50 µs (tensão), o disjuntor deve permanecer ligado.
Um bom disjuntor de backup para DPS suporta pelo menos 20 pulsos de surto padronizados sem disparar indevidamente.
2. Deve desarmar quando o DPS entra em curto-circuito
Quando ocorre uma falha em curto no DPS, o disjuntor precisa:
Detectar o defeito
Interromper a corrente de curto-circuito
Isolar de forma rápida e segura o ramal do DPS
Isso garante a segurança da instalação e reduz o risco de incêndio.
Como selecionar o disjuntor ou fusível adequado para proteção do DPS?
Ao escolher o dispositivo de backup, considere os seguintes pontos técnicos:
Cada polo do DPS exige um polo de proteção dedicado.
Em sistemas FV DC e em sistemas AC dos tipos TN/TT, cada modo de proteção do DPS deve possuir seu próprio dispositivo protetor.O poder de interrupção deve ser superior à corrente de curto-circuito máxima no ponto de instalação.
Se a corrente de curto-circuito local for de 6 kA, 10 kA ou mais, o disjuntor ou fusível precisa ter capacidade de interrupção igual ou superior.Coordenação correta com as características do DPS.
Os fabricantes fornecem tabelas de compatibilidade, por exemplo:
Tabela de seleção de dispositivos de backup para DPS da ONCCY (conforme ilustração).
Essas tabelas asseguram a coordenação entre:
Corrente máxima de descarga do DPS
Características do dispositivo térmico interno
Curva tempo x corrente do disjuntor de backup
A corrente de surto de raio pode danificar o disjuntor?
Essa é uma dúvida comum, mas não procede na prática.
A corrente de surto de origem atmosférica que percorre o ramal do DPS dura apenas nanosegundos a microssegundos – tempo insuficiente para que um disjuntor em miniatura atue ou tenha seus contatos danificados.
Na instalação prática:
O DPS absorve o surto
O disjuntor não desarma
Os contatos não sofrem danos
Os disjuntores são projetados para atuar em escalas de milissegundos, não de nanosegundos.
Portanto, a corrente de surto não danifica os contatos do disjuntor.
Existem casos em que o DPS pode ser instalado sem disjuntor em série?
Do ponto de vista técnico, alguns fabricantes permitem a instalação direta do DPS sem dispositivo de backup dedicado, desde que:
O disjuntor a montante esteja corretamente dimensionado
A fiação e a corrente de curto-circuito máxima estejam dentro das especificações do DPS
As normas nacionais permitam essa configuração
Entretanto, em sistemas fotovoltaicos residenciais – especialmente em regiões com alta incidência de descargas atmosféricas – recomenda-se fortemente a utilização de um dispositivo de backup dedicado para o DPS.
Isso aumenta:
A segurança
A confiabilidade a longo prazo
A facilidade de diagnóstico e manutenção
Resumo: deve-se instalar um disjuntor antes do DPS?
Sim – na maioria dos sistemas fotovoltaicos, um disjuntor ou fusível antes do DPS é essencial.
Recomendações gerais:
Sistemas FV residenciais: instalar disjuntor/fusível em série com o DPS
Áreas com alto risco de raios: praticamente obrigatório
Quadros de distribuição AC: altamente recomendado
Combiner boxes DC: cada polo deve ter proteção dedicada
Uso de dispositivos de backup dedicados para DPS: melhor prática
A presença de um dispositivo de backup:
Evita incêndios causados por falhas em curto-circuito do DPS
Garante a operação contínua do sistema FV principal
Aumenta a segurança e a confiabilidade global
Atende aos conceitos de projeto das normas IEC, GB e NEC
FAQ – Perguntas frequentes sobre backup de DPS
1. O disjuntor desarma toda vez que ocorre uma descarga atmosférica?
Não. Um dispositivo de backup corretamente dimensionado suporta surtos dentro dos níveis normalizados sem desarmar.
2. O fusível pode atuar como dispositivo de backup do DPS?
Sim. Pela simplicidade de construção e alto poder de interrupção, os fusíveis são amplamente utilizados em combiner boxes de sistemas FV em corrente contínua.
3. Por que não ligar o DPS diretamente, sem proteção adicional?
Porque, caso o DPS entre em curto-circuito, a ausência de backup cria um risco significativo de incêndio para o sistema.
4. O DPS sempre falha em curto-circuito?
A maioria dos DPS baseados em MOV tende a apresentar falha em curto ao final da vida útil, tornando indispensável o uso de um dispositivo de backup.
5. Qual é a melhor solução?
Utilizar um dispositivo de backup dedicado ao DPS, como os modelos otimizados da ONCCY, garante coordenação adequada e o máximo nível de segurança.