Posicionamento dos protetores: comparação entre o sistema distribuído e concentrado

Observe na figura 6.1 que a corrente de surto de um protetor de modo comum tem que percorrer a conexão de aterramento, gerando um campo magnético como se esse condutor fosse uma antena. Quanto mais longo for o condutor de aterramento deste protetor de modo comum, mais eficiente será esta “antena” (dentro de certos limites) e maiores as chances do seu campo perturbar circuitos e dispositivos digitais de um equipamento. Isto dependerá da sensibilidade dos mesmos, dos demais cabos e fios de interligação deste equipamento (que trabalharão como antenas receptoras da perturbação), assim como das características do protetor e do surto que o atinge. 

Na figura 6.1: detalhe do protetor de MC e o caminho da corrente de surto de modo comum.

Por isso, as conexões de aterramento de protetores e filtros devem ser as mais curtas possível, justificando a preferência pela topologia de protetores concentrados da figura 6.2 para a localização dos mesmos. Nesta topologia os condutores de aterramento são inerentemente curtos pela proximidade dos protetores, e as correntes de perturbação na hora do surto tendem a ficar fora da região protegida, reduzindo a indução nesta área. Observe que nesta "janela de passagem" onde se concentram todos os protetores (antenas, alimentação elétrica, dados, telefonia etc), se concentram também os aterramentos, formando uma topologia de aterramento aproximada à topologia denominada "aterramento radial" (a ser visto adiante).

Na figura 6.2: detalhe do caminho da corrente de surto de modo comum entre alimentação e dados com protetores concentrados na “janela de passagem”.

Vale lembrar que todo o excesso de cabos e fios na região protegida (aliás, em qualquer lugar) pode atuar como antena receptora de interferências, devendo ser evitado sempre que possível.

Na disposição de protetores distribuídos apresentada na figura 6.3, surtos de modo comum entre a porta de alimentação e terra, e entre a porta de alimentação e a porta de dados produzirão correntes que percorrerão os caminhos longos, com maior capacidade de indução em circuitos e equipamentos na região protegida.  Observe que, no caso da corrente gerada pelo surto entre alimentação e circuito de dados, esta percorrerá um longo caminho de aterramento entre os protetores destas portas, podendo induzir perturbações no equipamento com mais facilidade. O mesmo acontecerá no caso do surto entre alimentação e terra.

A queda de potencial desenvolvida na indutância dos condutores aparecerá como uma tensão de modo comum entre as portas, o que também é indesejável.

Na figura 6.3: detalhe do caminho da corrente de surto de modo comum entre alimentação e terra, e alimentação e dados, com protetores distribuídos.

Conclui-se, então, ser preferível uma topologia de protetores e passagem de cabos concentrada, do que a topologia com protetores e cabos de entrada e saída distribuídos, ainda que este último caso (protetores distribuídos) seja  melhor, evidentemente, do que não ter os protetores.

A concentração dos cabos, protetores e seus aterramentos na “janela de passagem” é uma topologia bastante utilizada em ambientes com equipamentos sensíveis como salas de computadores ou de telecomunicações, onde deseja-se que o plano terra local esteja o mais livre possível de correntes de modo comum. Este artifício (janela de passagem) é particularmente importante em salas de radiocomunicações onde as antenas estão em torres sujeitas a descargas atmosféricas. É um artifício eficiente para manter fora do terra no recinto dos equipamentos (ou pelo menos bastante reduzidas) as fortes correntes de surto que fecham circuito entre as antenas/torres e os cabos de alimentação quando a torre  é atingida por descarga atmosférica. A descarga injeta fortes correntes nos cabos de alimentação porque normalmente são referidos à terra pelo neutro, tornando-se caminhos normais para altas correntes do raio que buscam o solo.

É também útil usar uma barra ou placa de cobre na “janela de passagem” para reduzir a indutância das interligações de aterramento, o que resulta em menor irradiação de campos magnéticos a partir das correntes, portanto com menor possibilidade de interferência sobre os equipamentos sensíveis da região protegida.