Proteção completa contra picos de tensão Soluções para iluminação LED e energia solar fotovoltaica
As soluções de proteção contra sobretensão existem porque não é necessário que um raio atinja diretamente o equipamento para danificá-lo. Um raio que atinge um poste próximo ou uma linha aérea se propaga pelo cabo de alimentação, e a sobretensão resultante chega à entrada do driver de LED ou do inversor na forma de um pico curto de 8/20 microssegundos. A PVLinkTech seleciona soluções de proteção contra sobretensão adequadas para projetos de iluminação externa e energia solar de acordo com a classe de exposição, instala-as no ponto correto da cadeia de alimentação e fornece o SPD juntamente com os conectores à prova d’água, caixas de junção e cabos pré-terminados necessários para o ponto de conexão. Um protetor contra sobretensão limita a sobretensão e desvia a energia para o terra; o restante desta página trata do pacote completo que deve ser instalado ao redor dele em uma instalação externa.
Por que a iluminação externa e os sistemas solares precisam de proteção contra picos de tensão
Existem dois tipos diferentes de picos de tensão que afetam os equipamentos externos. Os picos de tensão induzidos por raios provêm de descargas nas proximidades que se propagam por trechos longos de cabos; é por isso que os trechos externos na iluminação pública e em instalações fotovoltaicas vemos com tanta frequência. Os transientes de comutação provêm da rede elétrica: bancos de capacitores, tomadas de transformadores, partidas de motores e eliminação de falhas na linha de distribuição. Ambos se manifestam como breves picos de sobretensão e são medidos nas fichas técnicas dos SPDs com a forma de onda de 8/20 microssegundos. Como as duas fontes estão sempre presentes nos circuitos externos, as soluções de proteção contra sobretensão são avaliadas com base em sua localização no caminho de alimentação e na quantidade de energia de sobretensão que podem absorver.
Os danos dependem do que estiver conectado. Os drivers de LED são fontes de alimentação comutadas baseadas em MOSFETs e circuitos integrados de controle; um pico de tensão acima da capacidade nominal de entrada pode causar falha imediata, enquanto transientes menores e repetidos reduzem sua vida útil sem sintomas visíveis. Inversores, carregadores e placas de gerenciamento de baterias em sistemas solares e de armazenamento possuem a mesma classe de componentes semicondutores sensíveis em suas entradas de controle e alimentação. É por isso que a imunidade a picos de tensão é agora um requisito explícito nas especificações de iluminação externa, em vez de uma opção de fábrica. A norma ANSI C136.2 para luminárias define dois níveis de exposição relevantes para iluminação pública e de áreas em LED: “Enhanced” (Reforçado) a 10 kV / 5 kA e “Extreme” (Extremo) a 20 kV / 10 kA. Uma especificação de projeto que cite qualquer uma dessas classes espera que a luminária ou seu circuito derivado possua um SPD (dispositivo de proteção contra sobretensão) que atenda a esse nível.
O lado da tensão de operação é diferente, mas está relacionado: o próprio dispositivo de proteção precisa suportar a tensão contínua do sistema sem conduzir corrente e, em seguida, limitar o pico quando ele ocorrer. Em fontes de alimentação de 277 VCA, essa tensão nominal contínua (Uc) é de 320 V para a linha de SPDs descrita nesta página; é por isso que a mesma unidade não pode simplesmente ser copiada de uma arquitetura de alimentação para outra.
| O que chega | Onde ele se encaixa | O que pode ser danificado sem proteção |
|---|---|---|
| Pico de tensão causado por raio | Longos trechos de fiação de alimentação de CA e trajetórias de cabos solares | Estágios de entrada do driver de LED, eletrônica do inversor e do carregador |
| Transiente de comutação | Operações de rede na linha de distribuição | Componentes do driver se desgastaram devido a eventos repetidos |
| Impacto direto ou muito próximo | Estrutura de poste, mastro ou conjunto de antenas conectada ao terra | Tudo a jusante do ponto de entrada |
Onde a proteção contra picos de tensão deve ser instalada: luminária, caixa de derivação e inversor
As soluções de proteção contra picos de tensão devem ser instaladas no ponto em que a perturbação entra no equipamento, e não em qualquer local conveniente na sala de distribuição. Para iluminação externa e instalações alimentadas por energia solar, isso significa três pontos na cadeia de alimentação, e cada um deles possui seu próprio esquema de fiação.
| Ponto de proteção | O que ela protege | Posição típica do dispositivo |
|---|---|---|
| Nível da luminária | O controlador de LED dentro de cada luminária | SPD em linha entre a alimentação e a entrada do driver, dentro da luminária ou na abertura de acesso do poste |
| Caixa de derivação e distribuição | Um conjunto de luminárias alimentadas por uma única caixa | SPD montado no painel, dentro da caixa de distribuição que alimenta o ramal |
| Nível do inversor, carregador e controle | Componentes eletrônicos do inversor, controladores de carga, placas de controle local | SPD na entrada de alimentação do gabinete do equipamento |
Para uma rede de iluminação pública, isso significa que são necessárias soluções de proteção contra sobretensão em todos os postes que abrigam componentes eletrônicos, e não apenas na cabeça do alimentador. A proteção no nível da luminária é a camada final antes do driver e, para muitos postes de iluminação, é a única camada. As normas classificam os SPDs em três classes de acordo com o ponto de instalação: Tipo 1 na entrada de serviço, Tipo 2 nos quadros de distribuição e Tipo 3 no equipamento. Esta linha se enquadra no Tipo 3, montada o mais próximo possível do driver, conforme permitido pela caixa de proteção. O GSPD1 vem com os cabos já terminados: SJOW 3x18AWG na versão de 10 kV e UL3239 20AWG na versão de 20 kV, de modo que a instalação não requer a abertura do invólucro.
As caixas de derivação e distribuição entram em ação quando uma caixa alimenta várias luminárias ou quando um painel de iluminação externa protege o perímetro de um local. A mesma classificação de 10 kV ou 20 kV que protege um único driver pode proteger toda uma derivação quando instalada no corpo de um painel. Os gabinetes de inversores, carregadores e controle em instalações solares e de armazenamento constituem a terceira posição: sua entrada de alimentação CA e os circuitos de iluminação CA que percorrem a instalação apresentam o mesmo risco de sobretensão induzida que qualquer instalação externa. Essas três posições raramente exigem a mesma solução, e é por isso que as soluções de proteção contra sobretensão são cotadas por ponto de proteção, e não por local. Os circuitos do lado do arranjo de CC têm sua própria lógica de classificação, abordada nas perguntas frequentes abaixo.
Soluções de proteção contra sobretensão das séries GSPD e M para cada ponto de instalação
A linha SPD é projetada com base no layout de montagem, em vez de um formato fixo, de modo que as soluções de proteção contra sobretensão possam se adaptar ao espaço e ao estilo de fiação de um luminário, uma caixa ou uma placa linear. Todas as séries estão disponíveis nas classificações de 10 kV e 20 kV, e todas possuem classificação IP67, proteção térmica e uma luz indicadora de falha. Os parâmetros elétricos completos e as certificações da linha estão disponíveis no Página sobre dispositivos de proteção contra sobretensão para LEDs; a tabela a seguir mostra o ajuste por ponto de instalação.
| Série | Fiação e posição | Onde se encaixa |
|---|---|---|
| GSPD1 | Cabos em linha | Entre o controlador e a luminária, adaptação sem abrir a caixa |
| GSPD3 | Montagem em painel | Caixas de distribuição que alimentam um grupo de luminárias |
| GSPD4 | Em linha | Compartimentos de fiação para luminárias |
| GSPD5 | Em linha e em paralelo, compacto | Espaços apertados, onde um corpo mais baixo é uma vantagem |
| M997 | Em linha | Instalação elétrica padrão para iluminação de ruas e áreas |
| M998 | Esquema de iluminação linear | Placas lineares de LED para iluminação arquitetônica e de sinalização |
| M999 | Em linha | Iluminação pública e de áreas com os mesmos níveis de 10 kV e 20 kV |
As soluções de proteção contra sobretensão são selecionadas com base na exposição antes que o preço seja levado em consideração na decisão; os níveis de 10 kV e 20 kV existem para que a classificação se adapte ao local. A versão de 10 kV apresenta Uoc de 10 kV com corrente de descarga nominal de 5 kA e máxima de 10 kA; a versão de 20 kV dobra a capacidade de descarga para Uoc de 20 kV, 10 kA e 20 kA. Estacionamentos, túneis e locais urbanos protegidos normalmente se enquadram no nível de exposição “Enhanced” e utilizam a unidade de 10 kV. Rodovias abertas, pontes, estádios, aeroportos e regiões com tempestades frequentes utilizam a unidade de 20 kV, correspondente ao nível “Extremo” da norma ANSI C136.2. Ambas as classificações operam em sistemas da classe 277 VCA / 320 V, de modo que subir um nível não altera os requisitos de alimentação nem a fiação.
Pacotes combinados: conectores, caixas de junção e SPDs em uma única entrega
Um SPD protege apenas o circuito ao qual está corretamente conectado e, em uma instalação externa, todos os pontos de conexão devem ser vedados. É por isso que as soluções de proteção contra sobretensão que oferecemos incluem os componentes de conexão ao redor do SPD, e não apenas o SPD em si. A série em linha termina no trajeto do cabo da luminária, a série de caixas é montada ao lado da fiação de derivação e cada entrada de cabo precisa de uma vedação com classificação IP caso o invólucro fique exposto às intempéries. As soluções padrão de proteção contra sobretensão que desenvolvemos seguem os quatro perfis abaixo; cada um pode ser adaptado a uma luminária, caixa ou planta específica sem a necessidade de refazer o projeto de engenharia.
| Embalagem | O que tem nisso | Local típico |
|---|---|---|
| Pacote de iluminação pública e de áreas em LED | GSPD1, GSPD4, M997 ou M999 no nível exigido de 10 kV/20 kV, cabos pré-terminados, conectores IP68 com parafusos ou sem parafusos para o trajeto do cabo | Iluminação de vias, estacionamentos, campus e perímetro |
| Pacote da caixa de distribuição | SPD GSPD3 para montagem em painel, caixa de junção à prova d’água, prensa-cabos adequados aos cabos de entrada e saída | Caixas de derivação que alimentam grupos de luminárias |
| Pacote de iluminação solar para locais | SPD no nível da luminária para iluminação de locais alimentada por CA, caixa de junção IP68, conectores à prova d’água para os circuitos de iluminação | Iluminação do perímetro e dos equipamentos da usina fotovoltaica e da instalação de armazenamento |
| Pacote linear e arquitetônico | M998 para placas lineares, conectores compactos e terminais vedados | Iluminação de sinalização, fachadas e arquitetônica linear |
O conector à prova d'água sem parafusos e conector à prova d'água com parafusos Ambas as linhas fazem parte desses pacotes, pois cada projeto tem sua própria preferência pela terminação do tipo “push-in” sem ferramentas ou pela montagem rosqueada; o Caixa de junção IP68 A linha abrange os pontos de ramificação onde vários circuitos de iluminação se encontram. Para obras de adaptação, as soluções de proteção contra sobretensão em linha são a opção de instalação mais rápida, pois são instaladas entre a rede elétrica e o controlador sem a necessidade de abrir o invólucro da luminária. Quando um projeto solar ou de armazenamento também requer os componentes de conexão do lado CC, os conectores para a fiação de módulos, cadeias e racks são cotados a partir do soluções de conectores para sistemas fotovoltaicos solares e soluções de conexão para armazenamento em baterias programas; assim, o projeto completo conta com um arquivo de engenharia e um cronograma de entrega.
Da especificação à obra
Todas as soluções de proteção contra sobretensão que fornecemos partem de um conjunto reduzido de parâmetros, e cabe a nós, e não a você, fazer o ajuste adequado. Os cinco pontos que definem um pacote são: a tensão de alimentação e a disposição das fases, o ponto de instalação, o nível de exposição ou as especificações do projeto, os detalhes do cabo e do invólucro e a quantidade.
| Etapa | O que acontece |
|---|---|
| 1. Compartilhar parâmetros do projeto | Tensão de alimentação (120-277 VCA), local de instalação, classe de exposição (se especificada), quantidade |
| 2. Seleção de engenharia | Confirmamos a série, o nível de 10 kV ou 20 kV e o conjunto de conexões ao redor do SPD |
| 3. Aprovação da amostra | Amostras e diagramas de fiação confirmam a compatibilidade antes da produção em massa |
| 4. Produção sob controle de qualidade | Montagem e testes funcionais em cada lote, incluindo o circuito de proteção térmica |
| 5. Entrega e suporte | As peças chegam prontas para instalação, acompanhadas de documentação de fiação e acompanhamento técnico |
Envie-nos as especificações da luminária ou do controlador, as condições de alimentação e o local de instalação, e nós lhe enviaremos um conjunto de soluções de proteção contra sobretensão adequadas, com a alimentação, o ponto de instalação e a classe de exposição indicados no orçamento. Caso as especificações do local indiquem uma classe de exposição ANSI C136.2 ou uma norma do cliente, inclua-as e faremos o dimensionamento com base nesse documento, em vez de seguir uma regra genérica.
A qualidade por trás da solução
A qualidade dessas soluções de proteção contra sobretensão é determinada na fábrica, pois o varistor e o circuito de proteção térmica definem se uma unidade ainda oferece proteção após o terceiro evento de sobretensão. A PVLinkTech opera essa fábrica de 6.800 m² em Shenzhen desde 2015, de acordo com os sistemas de qualidade ISO 9001, IATF 16949 e ISO 13485. Os varistores e os elementos térmicos são adquiridos de marcas reconhecidas de componentes, em vez de estoques sem marca, e cada lote de produção passa por testes de funcionamento antes do envio. A amostra que você aprovar é proveniente da mesma linha de produção que o pedido em grande escala. As etapas de controle de qualidade desse processo estão descritas em nosso Controle de Qualidade página, e os certificados TUV, CE, ETL, CQC, UKCA e RoHS para a linha SPD estão listados em nosso Certificados página.
Soluções baseadas na experiência em iluminação externa
A parte elétrica dessas soluções de proteção contra picos de tensão já está em operação em projetos de iluminação externa, pois os conectores à prova d’água que conduzem a energia até a luminária pertencem à mesma linha que fornecemos em grande volume para a iluminação pública LED. Dois casos de projetos concluídos ilustram essa experiência:
Entrega de conectores à prova d’água para postes de iluminação pública: Pedido de IP68 em escala de contêiner para 2025: fornecimento de conectores à prova d'água com classificação IP68 em escala de contêiner para iluminação pública municipal, entregues como um lote completo para instalação em campo.
Programa de Conectores para Postes Inteligentes: Iluminação Municipal de Los Angeles: fornecimento de conectores para um programa municipal de iluminação com postes inteligentes, no qual os postes combinam iluminação com equipamentos de controle e comunicação que também necessitam de proteção contra picos de tensão na entrada do gabinete.
Para um novo projeto, a classificação SPD, a série de conectores e o esquema de cabeamento são analisados em conjunto antes de emitirmos o orçamento, de modo que o pacote atenda às necessidades específicas do local, e não apenas à página mais próxima do catálogo.
O que vocês precisam de nós para elaborarmos uma cotação de um pacote personalizado?
Precisa de soluções de proteção contra sobretensão adequadas à sua iluminação LED ou instalação solar? Para recomendar o nível adequado de proteção contra sobretensão e o pacote de conexão, nossa equipe de engenharia analisa cinco parâmetros-chave do projeto antes de elaborar um orçamento personalizado.
Tensão e disposição
Configuração da tensão de alimentação, fase da rede e disposição das linhas.
Ponto de instalação
Corpo da luminária, caixa de junção de ramificação, ou caixa de proteção do equipamento.
Nível de exposição
Classe de exposição ou especificações do projeto, incluindo requisitos de 10 kV ou 20 kV.
Especificações do cabo e do driver
Dimensões dos condutores, parâmetros dos drivers e requisitos de isolamento.
Quantidade e Prazo
Quantidade necessária, tamanho do lote e prazo de entrega previsto.
Com essas informações, nossos engenheiros podem confirmar o série recomendada, nível de SPD de 10 kV / 20 kV, conjunto de conexões à prova d’água e apresentar uma recomendação de engenharia e uma proposta de orçamento em até 1 dia útil .
Perguntas frequentes
Conheça as especificações técnicas, os guias de instalação e as normas de conformidade para dispositivos comerciais de proteção contra sobretensão à base de LED e energia solar.
Sim.
Uma solução completa de proteção contra picos de tensão inclui o SPD
no nível exigido de 10 kV ou 20 kV, além dos componentes de conexão
que o cercam: conectores à prova d’água IP67/IP68,
caixas de junção, prensa-cabos e cabos pré-terminados,
nos quais o layout da fiação se beneficia da montagem em fábrica.
Envie a tensão de alimentação, o ponto de instalação e a quantidade
e nós faremos o orçamento do pacote.
Os dispositivos com classificação de 10 kV correspondem ao
Nível de exposição ampliado (10 kV / 5 kA)
e os dispositivos com classificação de 20 kV para o
Nível extremo (20 kV / 10 kA)
conforme a norma ANSI C136.2. Caso sua especificação indique uma
classe de exposição, selecionamos o nível que atenda ou
exceda essa classe e confirmamos o mapeamento por escrito antes do fornecimento.
Para iluminação pública e de áreas, as unidades em linha
GSPD1, GSPD4, GSPD5, M997 e M999 são conectadas entre
a fonte de alimentação e o driver. O GSPD1 é o mais adequado para retrofit
porque seus cabos já vêm terminados.Se uma única caixa de distribuição alimentar várias luminárias,
o GSPD3 oferece a mesma proteção para o ramal.Para placas lineares de LED, o M998 se adapta diretamente ao layout.A lista completa de modelos e parâmetros está no
Página sobre dispositivos de proteção contra sobretensão para LEDs
.
As unidades descritas aqui têm capacidade nominal para
Fontes de alimentação CA de 277 VCA / 320 V
,
que abrange a iluminação do local alimentada por CA, caixas de derivação
e gabinetes de controle em usinas solares e de armazenamento.A proteção do lado do campo de painéis em CC, como um SPD em uma
caixa combinadora ou na entrada de CC do inversor, deve ser classificada
para a tensão do sistema de CC e o esquema de aterramento.Envie-nos a classe de tensão CC e a norma aplicável
ao seu projeto, e verificaremos o
produto com classificação CC correta antes de elaborar o orçamento, em vez de
aplicar a unidade CA fora de sua classificação.
Cada série traz um
Classificação IP67,
portanto, o corpo do SPD não precisa de um invólucro secundário em ambientes externos.A série em linha se conecta por meio de cabos instalados de fábrica
ou por meio de nossos conectores à prova d’água, e cada entrada de cabo
no invólucro é vedada com um bujão ou
conector adequado ao diâmetro do cabo.O comprimento dos cabos é mantido curto, pois cabos longos aumentam
a indutância e reduzem o efeito de fixação.
