A Qualidade em Energia

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Proteção contra distúrbios introduzidos pela rede elétrica

Além do sistema de proteção contra incidência direta de descargas, os equipamentos devem ser protegidos contra os surtos que incidem através da rede elétrica externa e os transientes de sobretensão provenientes das linhas de distribuição elétrica próximas da instalação.

O grampeamento e filtragem desses transientes, na entrada da instalação, é essencial para evitar danos provisórios ou permanentes nos equipamentos. Para isso, é necessário limitar as tensões residuais para o nível de imunidade interna do equipamento.

A utilizarão conjunta do TVSS e filtros passa-baixas permitem a redução das tensões residuais e também as taxas de corrente e tensão incrementais.

Filtro de redução de surto (SRF – Surge Reduction Filter) propicia a atenuação de surtos e a filtragem dos transientes para os equipamentos eletrônicos.

Contra os surtos que incidem através da rede elétrica externa e os transientes de sobretensão provenientes das linhas de distribuição elétrica próximas da instalação.

Proteção contra distúrbios introduzidos pelo meio de transmissão

O dispositivos CSP (Coaxial Surge Protector) protegem contra surtos e transientes que incidem através dos cabos coaxiais de antenas nos equipamentos de transmissão e telemetria.

O CSP é constituído por tubos de gás ou stubs (um comprimento do próprio cabo coaxial) de quarto de onda. Sua capacidade de proteção atinge 50 W e operam em frequências até 3 GHz.

As linhas de sinais internas da instalação também devem ser protegidas com dispositivos apropriados. Os transientes que incidem nestas linhas podem danificar os equipamentos da instalação.

Protetores de linhas de telecomunicações (TLP — Telecommunications Line Protector) são projetados para proteger equipamentos terminais e interfaces contra transientes incidentes nas linhas de telecomunicações.

Dispositivo de proteção contra surtos

A especificação do dispositivo de proteção contra surtos (DPS) contempla diversos componentes que podem ser utilizados nos circuitos de proteção, tais como dispositivos de tubos de gás, spark gaps, varistores, diodos de avalanche, filtros, enlaces ópticos e transformadores. Cada tipo de dispositivo tem vantagens e desvantagens com relação a uma aplicação específica.

Os varistores de óxido metálico (MOV) são muito usados. A principal vantagem do varistor de óxido metálico é a combinação de uma elevada capacidade de escoamento de corrente e uma boa limitação de tensão, a um custo relativamente baixo. Eles são particularmente apropriados para uso como elementos de proteção primária e secundária em linhas de corrente alternada.

Os tubos a gás são utilizados, em linhas de telecomunicações, como de elementos de proteção primária. As principais vantagens dos tubos de gás são a alta resistência de isolamento, baixa capacitância no estado de não condução e elevada capacidade de corrente. Em muitas aplicações, dispositivos de estado sólido também são usados em combinação com os tubos de gás, de forma a fornecer um tempo de resposta mais rápido para a mesma capacidade de corrente.

Optoeletrônica

A eletroluminescência ocorre como um resultado da aplicação de corrente direta em baixa tensão sobre um cristal dopado contendo uma junção PN. Isto é a base do LED (Light Emitting Diode), que é um diodo de junção PN que emite luz quando polarizado diretamente. A luz emitida pode ser invisível ao olho humano (infravermelho) ou estar situada na faixa de espectro visível.

Fontes de luz semicondutoras podem ser feitas em ampla faixa de comprimentos de onda do espectro magnético, desde a região ultravioleta até a do infravermelho, embora a produção prática do dispositivo esteja limitada ao comprimento de onda próximo a 500 nm.

O diodo emissor de luz para aplicações eletrônicas é geralmente o diodo de emissão infravermelha (IRED), devido a considerações de eficiência e resposta espectral do silício. Como a energia contida em um fóton de luz é proporcional à sua frequência (ou cor), quanto maior o gap de energia do material semicondutor do LED, maior é a frequência de luz emitida.

As características elétricas do IRED são similares aos outros diodos de junção PN, possuem queda de tensão direta um pouco superior aos diodos de silício, de corrente do o maior gap de energia e queda de tensão reversa um pouco inferior, graças aos níveis de dopagem necessários para a produção eficiente de luz.

Dispositivo detector de luz

O dispositivo detetor de luz converte o sinal luminoso em sinal elétrico. O fotodiodo é um dispositivo fotossensível de silício com junção PN polarizada reversamente. Quando uma luz com determinado comprimento de onda incide sobre a junção, é formado um fluxo de corrente proporcional a esta irradiação.

Os detetores de luz consistem de um fotodiodo e um amplificador. A absorção do coeficiente luminoso no silício decresce com o aumento do comprimento de onda da radiação.

O fototransistor é um tipo de combinação entre fotodiodo e amplificador. A luz incidente na junção reversamente polarizada, coletor-base, forma e amplifica uma corrente na base do transistor.

O foto-Darlington esquema da figura posterior, é uma variação do fototransistor com um ganho superior devido à amplificação em cascata de dois estágios.

[pic 1]

Figura 11.1

O foto SCR (Silicon Controlled Rectifier) é uma combinação de fotodiodo e transistores. O foto SCR também é chamado de LASCR (Light Activated SCR).

[pic 2]

Figura 11.2

Optoacoplador

Desempenhando uma função similar ao do transformador de isolamento, o optoacoplador é utilizado para isolar dois circuitos entre si, no processo de transmissão de sinais. No optoacoplador, o sinal elétrico do circuito de entrada é transformado em sinal luminoso através de um diodo eletroluminescente.

Próximo desse diodo, o fototransistor do circuito secundário transforma o sinal luminoso em sinal elétrico.

Como ocorre nos transformadores, a eficácia do isolamento