TBS Catálogo Sistemas de proteção de raios e sobretensões

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TBS | Catálogo 2011

Sistemas de proteção de

raios e sobretensões

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nd / pt / 16 /0 6/ 20 11 (L LE xp or t_ 01 28 0)

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produ-tos OBO – porque até na

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pro--K at al og _2 01 0_ N eu er _S ta nd / pt / 16 /0 6/ 20 11 (L LE xp or t_ 01 28 0)

Índice

Auxiliares de planeamento

5 Proteção contra sobretensões, energia, descarregador tipo 1

117 Proteção contra sobretensões, energia, descarregador tipo 1+2

127 Proteção contra sobretensões, energia, descarregador tipo 2

151 Proteção contra sobretensões, energia, descarregador tipo 2+3

175 Proteção contra sobretensões, energia, descarregador tipo 3

187 Proteção contra sobretensões, Instalações fotovoltaicas

199 Redes de dados e tecnologia de informação

213 Explosores de proteção e explosores equipotenciais

249 Sistemas de medição e teste

253 Sistemas de ligação equipotencial

257 Sistemas de ligação à terra

269 Sistemas de captação e derivação de raios

287

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A ux ili ar es d e pl an ea m en to e m g er al nd / pt / 16 /0 6/ 20 11 (L LE xp or t_ 01 28 0)

Seminários TBS da OBO: saiba

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Com um alargado programa de

formações e seminários sobre o

tema Sistemas de proteção de

rai-os e sobretensões, a OBO apoia

os técnicos, fornecendo-lhes

con-hecimentos especializados em

pri-meira mão. Para além das bases

teóricas, também é abordada a

sua aplicação prática no dia-a-dia.

Exemplos de aplicação e de

cál-culo completam esta abrangente

formação.

Memórias descritivas,

informaçõ-es sobre produtos e fichas

técni-cas

Tornamos a sua vida mais fácil:

com uma abrangente seleção de

documentos que tornam o projeto,

a preparação e a instalação muito

intuitiva. Aqui estão incluídos:

• Memórias descritivas

• Informações sobre os

produ-tos

• Fichas de caraterísticas

• Fichas técnicas

Estes documentos são

constante-mente atualizados e podem ser

consultados de forma gratuita na

Internet a qualquer momento, na

área de downloads em

www.o-bo.pt ou em www.obo.de.

Documentos técnicos na Internet

em www.ausschreiben.de

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das famílias KTS, BSS, TBS, LFS,

EGS e UFS. A OBO disponibiliza

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sobre todos os produtos. Estão

disponíveis todos os formatos

con-vencionais de ficheiros (PDF,

DOC, GAEB, HTML, TEXT, XML,

ÖNORM).

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-K at al og _2 01 0_ N eu er _S ta nd / pt / 16 /0 6/ 20 11 (L LE xp or t_ 01 28 0)

Auxiliares de planeamento

Fundamentos da proteção contra sobretensões

6 Proteção contra sobretensões em sistemas de energia

19 Proteção contra sobretensões, Instalações fotovoltaicas

27 Proteção contra sobretensões, redes de dados e tecnologia de

informa-ção

39 Explosores equipotenciais de separação e de proteção

59 Sistemas de medição e teste

63 Sistemas de ligação equipotencial

67 Sistemas de ligação à terra

71 Sistemas de captação e derivação de raios

77

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Pequena causa, grande efeito: danos devido a sobretensões

Quer seja no domínio profissional

quer seja no domínio particular: é

crescente a nossa dependência

de aparelhos elétricos e

eletróni-cos. As redes de dados em

em-presas ou nos equipamentos de

emergência em hospitais e corpos

de bombeiros são núcleos vitais

para a troca de informação em

tempo real, sempre essencial.

Ba-ses de dados sensíveis, por ex.

instituições bancárias ou editoras,

necessitam de meios de

transmi-ssão a operar em segurança. Não

só as quedas de raios diretas

constituem uma ameaça latente

para estes sistemas. Muito mais

frequentemente os dispositivos

eletrónicos de hoje são

danifica-dos por sobretensões cujas

cau-sas são descargas atmosféricas

eletricidade e provocar grandes

prejuízos.

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A ux ili ar es d e pl an ea m en to e m g er al -K at al og _2 01 0_ N eu er _S ta nd / pt / 16 /0 6/ 20 11 (L LE xp or t_ 01 28 0)

Que consequências têm os

da-nos por sobretensões na da-nossa

vida quotidiana?

Primeiro é visível a destruição dos

aparelhos elétricos. No ambiente

privado são especialmente estes:

• Televisor/Videogravador

• Sistema de telefone

• Computadores, Equipamentos

de música

• Eletrodomésticos

• Sistemas de vigilância

• Sistemas de alarme de

incên-dio

A avaria destes aparelhos acarreta

seguramente custos elevados. O

que acontece com os tempos de

avaria e consequentes danos nos

seguintes equipamentos:

• Computadores (perda de

da-dos),

• Sistemas de

aquecimento/á-gua quente sanitária,

• Elevador, acionamentos de

porta da garagem e estores

elétricos,

• Ativação ou avaria de

siste-mas de alarme de

incêndio/in-trusão (custos devido a um

alarme falso)?

Particularmente em edifícios de

escritórios pode tratar-se de um

tema vital, na medida em que:

• O funcionamento pode

conti-nuar sem problemas na sua

empresa sem o computador

central ou servidor?

• Todos os dados importantes

foram guardados com

segu-rança?

Somas crescentes de danos

As estatísticas atuais e avaliações

das companhias

seguradoras indi-cam: a dimensão dos danos por

sobretensões sem contar os

cus-tos consequênciais e de

inativida-de assumiram há muito uma

di-mensão critica devido à crescente

dependência dos meios auxiliares

eletrónicos. Não é, portanto, de

estranhar que as companhias

se-guradoras

verifiquem

cada

vez mais os sinistros e estipulem o

uso de dispositivos de proteção

contra sobretensões. Por ex. a

di-rectiva VdS 2010 contém

informa-ções sobre as medidas de

prote-ção.

(8)

Formação de descargas atmosféricas

Criação de descargas atmosféricas: 1 = aprox. 6 000 m, aprox. -30 °C, 2 = aprox. 15 000 m, aprox. -70 °C

Tipos de descargas atmosféricas

90% das descargas atmosféricas

entre as nuvens e a terra

corres-pondem a raios negativos

nuvem-terra. O raio inicia-se numa área

de carga negativa da nuvem e

ex-pande-se para a superfície da

te-rra carregada positivamente.

Ou-tro tipo de descargas

classificam-se como:

• raio negativo terra-nuvem

• raio positivo nuvem-terra

• raio positivo terra-nuvem.

A maior parte das descargas

acontece,

sobretudo,

dentro

da mesma nuvem ou entre

diferen-tes nuvens.

Formação de descargas

atmosfé-ricas

Quando as massas de ar quente e

húmido ascendem, a humidade

condensa-se e em altitudes

eleva-das formam-se cristais de gelo. As

frentes de trovoada podem

oco-rrer quando as nuvens se

expan-dem até 15 000 m de altura. A

for-te correnfor-te ascendenfor-te de até 100

quilómetros por hora faz com que

os cristais de gelo leves se

deslo-quem para as zonas superiores

enquanto que as partículas

de ge-lo mais pesadas se mantêm

na parte inferior. Os impactos e

fri-cções que se produzem com todo

este movimento geram a descarga

elétrica.

(9)

Distribuição das cargas

Distribuição típica das cargas:

• Na parte superior cargas

posi-tivas, no centro negativas e na

parte inferior ligeiramente

posi-tivas.

• Na zona próxima do solo

en-contram-se também

car-gas positivas.

• A intensidade do campo

nece-ssária para criar um raio

de-pende da capacidade de

isola-mento do ar que se situa

en-tre 0,5 e 10 kV/cm.

Distribuição das cargas: 1 = aprox. 6 000 m, 2 = campo eléctrico Cargas positivas e negativas: 1 = granizo, 2 = cristais de gelo

Cargas positivas e negativas

Em determinados estudos

com-provou-se que as pedras

de grani-zo descendentes (de grani-zona com

tem-peratura superior a -15 °C)

po-ssuem cargas negativas e os

cris-tais de gelo ascendentes (zona

com temperatura inferior a -15 °C)

possuem cargas positivas. Os

cris-tais de gelo leves são

transporta-dos com a corrente ascendente

para regiões superiores da nuvem,

as pedras de granizo descem

pa-ra zonas centpa-rais da nuvem. A

nu-vem é dividida assim em três

zo-nas:

• Superior: zona carregada de

carga positiva

• Central: zona carregada de

carga ligeiramente negativa

• Inferior: zona carregada de

carga ligeiramente positiva

Esta separação das cargas cria na

nuvem uma tensão.

(10)

O que é uma sobretensão transitória?

Sobretensões transitórias: 1 = quebras de tensão/breves interrupções, 2 = harmónicos causados por oscilações de tensão lentas e rápidas, 3 = au-mentos de tensão temporários, 4 = sobretensões de manobra, 5 = sobretensões por descargas atmosféricas

As sobretensões transitórias são

aumentos de tensão súbitos num

intervalo

de

microssegundos

que podem alcançar valores

vá-rias vezes superiores à da tensão

nominal da rede!

Os picos de tensão de maior valor

que se produzem nas redes de

baixa tensão de energia

resul-tam de descargas

atmosféri-cas. A elevada carga energética

das sobretensões por descargas

atmosféricas, no caso de queda

direta de um raio no sistema

exte-rior de proteção contra descargas

atmosféricas ou num cabo aéreo

de baixa tensão, tem geralmente

como consequência uma falha

dados podem superar várias

ve-zes a tensão nominal. Mesmo a

in-cidência, com relativa

frequên-cia, de sobretensões de manobra,

cujos picos de tensão são

mui-to menos elevados que os

causa-dos por descargas

atmosféri-cas, pode provocar a falha

repenti-na da instalação elétrica.

Geral-mente, as sobretensões

de mano-bra superam duas a três vezes a

tensão de serviço, enquanto as

sobretensões por descargas

at-mosféricas podem atingir, em

cer-ta medida 20 vezes a tensão

no-minal e transportar uma elevada

carga energética.

Normalmen-te, passa algum tempo até que

ocorram as primeiras avarias, pois

(11)

Que formas de impulso existem?

Tipos de impulso e suas caraterísticas: amarelo = forma de impulso 1, impacto directo de raio, impulso simulado de raio de 10/350 µs, vermelho = forma de impulso 2, impacto de raio distante ou operação de comutação, impulso simulado de raios de 8/20 µs (sobretensão)

Durante uma trovoada

podem che-gar à terra fortes correntes de

raio. Se um edifício com proteção

exterior contra descargas

atmosfé-ricas, recebe um impacto direto,

produz-se uma queda de tensão

na resistência de terra da ligação

equipotencial o que representa

uma sobretensão para o ambiente

distante. Este aumento de

poten-cial representa uma ameaça para

os sistemas elétricos (por ex.

ali-mentação de energia, instalações

telefónicas, TV por cabo, cabos de

controlo, etc.) do edifício. Para a

verificação dos diferentes

disposi-tivos de protecção contra

descar-gas atmosféricas e sobretensões

estão definidas correntes de

en-saio indicadas nas normas

nacio-nais e internacionacio-nais.

Impacto direto de raio: forma de

impulso 1

As correntes de raio que se

produ-zem no caso de impacto direto

podem-se reproduzir com a

co-rrente de impulso com forma de

onda 10/350 µs. A corrente de

prova reproduz tanto o aumento

rápido como o conteúdo de

ener-gia do raio natural. Os

descarrega-dores do tipo 1 e componentes de

proteção exterior contra

descar-gas atmosféricas são testados

com esta corrente.

Impactos de raios distantes ou

processos de comutação: forma

de impulso 2

As sobretensões causadas

por im-pactos de raio distantes e por

operações de comutação são

re-produzidas com o impulso de

ensaio 8/20 µs. A energia deste

impulso é significativamente mais

pequena do que a corrente de

prova da onda de corrente de

im-pulso 10/350 µs. Os

descarrega-dores de sobretensão do tipo 2 e

tipo 3 são ensaiados com este

im-pulso de prova.

(12)

Causas das correntes de raio

Inpacto direto de raio numa linha

aérea de baixa tensão

Um impacto direto de raio numa

linha aérea de baixa tensão ou

nu-ma linha de dados pode provocar

o acoplamento de elevadas

co-rrentes parciais de raio num

edifí-cio adjacente. As instalações

eléc-tricas de edifícios no extremo de

linhas aéreas de baixa tensão

es-tão particularmentr expostas ao

perigo de sofrer danos por

sobre-tensões.

Valor da ameaça: até 100 kA

(10/350)

Impacto direto de raio num

edifí-cio

Se um raio atingir diretamente o

sistema exterior de protecção

con-tra descargas atmosféricas ou as

estruturas no telhado ligadas à

te-rra com capacidade de

transpor-tar correntes de raio (por ex.

ante-na exterior), a energia do raio

po-de ser po-derivada com segurança

para o potencial de terra.

Contu-do, apenas um sistema de

prote-cção exterior contra descargas

at-mosféricas não é suficiente:

devi-do à impedância da instalação de

terra gera-se um grande

incremen-to do potencial em incremen-todo o sistema

de ligação à terra do edifício. Este

aumento de potencial faz com

que as correntes de raio

deri-vem pelo sistema de ligação à

te-rra do edifício, pelos sistemas

de alimentação de energia e

lin-has de dados até aos sistemas de

terra vizinhos (edifícios adjacentes,

transformador de baixa tensão).

Valor da ameaça: até 200 kA

(10/350)

(13)

Causas de sobretensões

Acoplamentos de sobretensões

causados pelo impacto de raio

próximo ou afastado

Mesmo tendo instalado sistemas

de protecção contra sobretensões

e descargas atmosféricas: um

im-pacto de raio próximo gera

adicio-nalmente fortes campos

magnéti-cos que por sua

vez induzem ele-vados picos de tensão na

instala-ção elétrica. Os acoplamentos

in-dutivos ou galvânicos podem

pro-vocar danos num raio de 2 km a

partir do ponto de impacto do raio.

Valor da ameaça: vários kA

(8/20)

Sobretensões de manobra num

sistema de baixa tensão

As sobretensões de manobra

sur-gem em manobras de ligação e

desconexão, pela comutação de

cargas indutivas e capacitivas

assim como por interrupção de

correntes de curto-circuito.

Parti-cularmente a desconexão de

lin-has de produção, sistemas de

ilu-minação ou transformadores pode

provocar danos nos equipamentos

elétricos mais próximos.

Valor da ameaça: vários kA

(8/20)

(14)

Redução progressiva do risco de sobretensões com as zonas de

prote-cção contra descargas atmosféricas

Conceito de zonas de proteção

contra descargas atmosféricas

O conceito de zonas de proteção

contra

descargas

atmosféri-cas descrito na norma

internacio-nal IEC 62305-4 (DIN VDE 0185

parte 4) revela-se eficaz e

de gran-de utilidade gran-de. A base de gran-deste

concei-to é reduzir progressivamente as

sobretensões a um nível não

peri-goso antes de estas atingirem o

aparelho terminal e aí poderem

provocar danos. Para o conseguir

toda a rede de energia de um

edi-fício é subdivida em zonas de

pro-teção contra descargas

atmosféri-cas (LPZ = Lightning Protection

Zone). Em cada ponto de

transi-ção de um zona para a outra é

instalado um descarregador de

sobretensões para a equalização

de potencial com o nível de

prote-ção adequado.

Zonas de proteção contra descargas atmosféricas

(15)

Transições entre zonas e dispositivos de proteção

Vantagens do conceito de zonas

de proteção contra descargas

at-mosféricas

• Minimização dos

acoplamen-tos noutros sistemas de

ca-bos mediante a derivação das

correntes de raio de alta

ener-gia e perigosas

directamen-te ao ponto de entrada dos

ca-bos no edifício.

• Evitam-se avarias devidas

a campos magnéticos.

• Conceito de proteção

indivi-dualizado, económico e bem

planeado, para construções

novas, ampliações e

renova-ções.

Classificação dos dispositivos de

proteção contra sobretensões

Os dispositivos de proteção contra

sobretensões OBO são

classifica-dos em três tipos de acordo com

a norma DIN EN 61643-11: tipo 1,

tipo 2 e tipo 3 (anteriormente B, C

e D). Esta norma contém

diretri-zes de construção, assim

co-mo especificações e ensaios, para

os descarregadores de

sobreten-sões instalados em redes de

co-rrente alterna com tensões

nomi-nais até 1000 V e frequências

no-minais entre 50 e 60 Hz.

Esta cla-ssificação possibilita a escolha

dos descarregadores em função

das diferentes especificações

rela-tivamente ao local de instalação,

nível de proteção e capacidade da

corrente de descarga. Uma

vis-ta geral sobre as transições entre

zonas é facultada pela tabela

abai-xo. A mesma ilustra,

simultanea-mente, que dispositivos de

prote-ção OBO se podem instalar na

re-de re-de distribuição re-de energia e

respetiva função.

Transições entre zonas

Transição

entre zo-nas LPZ 0 B e LPZ 1

Dispositivo de proteção para a ligação equipotencial de descargas atmosféricas conforme DIN VDE 0185-3 em caso de impacto de raios diretos ou nas imediações.

• Dispositivos: tipo 1 (categoria I, classe de requisitos B), por ex. MC50-B VDE • Nível máx. de protecção conforme a norma: 4 kV

• Instalação por ex. no quadro de distribuição principal/à entrada do edifício

Transição entre zo-nas LPZ 1 e LPZ 2

Dispositivo de proteção contra sobretensões conforme DIN VDE 0100-443 em caso de sobretensões através da rede de distribuição devidas a descargas atmosféricas distantes ou operações de manobra.

• Dispositivos: tipo 2 (categoria II, classe de requisitos C), por ex. V20-C • Nível máx. de proteção conforme a norma: 2,5 kV

• Instalação por ex. no quadro de distribuição principal e quadros parciais.

Transição entre zo-nas LPZ

Dispositivo de proteção indicado para a proteção de sobretensões para aparelhos móveis em tomadas e blocos de alimentação de energia.

(16)

BET - Centro de ensaios para sistemas de proteção contra descargas

at-mosféricas, eletrotécnicos e sistemas de suporte.

Ensaio de corrente de raio

BET com funções abrangentes

Se até agora eram possíveis no

BET apenas testes relativos a

des-cargas atmosféricas, ambientais e

verificações elétricas, o centro de

teste BET é também agora um

parceiro competente para

ensai-os de sistemas de suporte de

ca-bos. Esta integração tornou

nece-ssária a alteração do nome. Se

BET correspondia à sigla

ale-mã para Centro Tecnológico para

Proteção contra Raios e

Compati-bilidade Eletromagnética, desde

2009 esta conhecida sigla

signifi-ca: BET Centro de Teste para

Pro-tecção contra Raios, Electrotecnia

e Sistemas de Suporte.

nica Superior de Soest. Graças a

um planeamento detalhado e

acompanhamento científico na sua

construção, ele funciona há 12

anos sem falhas e continua a

cumprir as exigências atuais

nor-mativas sobre ensaios.

A maior carga de

trabalho do ge-rador de ensaios dá-se na hora de

realizar ensaios aos produtos da

unidade TBS. Nestes ensaios

in-cluêm-se verificações a

novos pro-dutos, modificações realizadas a

produtos existentes OBO e

tam-bém testes de comparação com

produtos da concorrência.

In-cluem-se os componentes de

pro-tecção contra descargas

atmosfé-ricas, dispositivos de protecção

tivos de protecção contra

sobre-tensões conforme a norma DIN

EN 61643-11. Esta é apenas uma

pequena parte das normas de

en-saio mediante as quais se

efec-tuam os testes no centro de

ensai-os BET.

(17)

Gerador de corrente de raio Câmara de névoa salina Teste de carga

Tipos de ensaios para

descarre-gadores de corrente de raio e

so-bretensões

Assim como se podem realizar

en-saios de corrente de raio, também

podem ser efectuados testes com

ondas de choque até 20 kV. Para

estes ensaios é utilizado

um gera-dor híbrido que também foi

desen-volvido em parceria com a Escola

Técnica Superior de Soest. Com

este gerador de ensaios podem

ser

efetuadas

verificações

CEM nos sistemas de caminho de

cabos. Podem ser testados sem

dificuldades todos os tipos de

sis-temas de caminho de cabos e de

condução de cabos até 8 m de

comprimento. Entre outras, são

efectuadas verificações à

conduti-vidade elétrica conforme a norma

DIN EN 61537.

Simulação de condições

ambien-tais reais

Para realizar ensaios de acordo

com as normas em componentes

que estão previstos

para utilizaçã-o em exteriores terão estes que

ser previamente tratados em

con-dições ambientais reais. Isto

reali-za-se numa câmara de

névoa sali-na e noutra câmara de ensaios

com atmosfera de dióxido de

en-xofre. Dependendo do teste,

va-riam por exemplo a duração do

ensaio e a concentração de névoa

salina ou dióxido de enxofre nas

câmaras de ensaio. Assim, é

po-ssível realizar ensaios conforme as

normas IEC 60068-2-52, ISO

7253, ISO 9227 e EN ISO 6988.

Verificação de sistemas de

ca-minho de cabos

Com a nova instalação de ensaios

acreditada para a unidade KTS

in-tegrada no centro de ensaios BET

é possivel ensaiar todos os

siste-mas de caminho de cabos

fabrica-dos pela OBO e comprovar a

sua capacidade de carga. Para

estes ensaios toma-se como

ba-se a norma DIN EN 61537 ou

também a VDE 0639.

Com o centro de ensaios BET a

OBO Betterman dispõe de um

de-partamento de teste, onde os

pro-dutos podem ser ensaiados de

acordo com as normas, mesmo

durante a fase de

desenvolvimen-to.

(18)

(19)

Índice, proteção contra sobretensões, redes de dados e tecnologias de

informação

Normas, redes de dados e tecnologias de informação

40 Noções básicas e fundamentos importantes

41 Topologias de rede

42 Instruções de instalação, descarregadores de sobretensões

44 Frequência limite e instruções de instalação

46 Ligação equipotencial de linhas de dados

47 Conceitos e explanações dos interfaces para PC

48

(20)

A ux ili ar d e pl an ea m en to d e pr ot eç ão c on tr a so b re te ns õe s em r ed es d e d ad os e t ec no lo g ia s d e in fo rm aç ão nd / pt / 16 /0 6/ 20 11 (L LE xp or t_ 01 28 0)

Normas, redes de dados e tecnologias de informação

Na área da tecnologia de

transmi-ssão de dados e de

telecomuni-cações, as diferentes normas

ad-quirem relevante importância.

Desde a cablagem

estrutura-da dos edifícios passando pela

li-gação equipotencial, até à CEM,

devem-se ter em conta as mais

diversas normas. Em

continuaçã-o listam-se algumas das mais

importantes.

IEC 61643-21:2000-09

Dispositivos de proteção contra

sobretensões em baixa tensão,

parte 21: Dispositivos de proteção

contra sobretensões ligados a

re-des de telecomunicações e

de transmissão de sinais,

Requisi-tos de desempenho e métodos de

teste.

DIN EN 50173-1:2007

Tecnologia de informação –

Siste-mas genéricos de cablagem –

parte 1: requisitos gerais.

DIN VDE 0845-1:1987-10

Proteção de equipamento de

pro-cessamento de dados

e telecomu-nicações contra descargas

atmos-féricas, descargas eletroestáticas

e

sobretensões

procedentes

de instalações de alta

ten-são– medidas contra as

sobreten-sões.

DIN VDE 0845-2:1993-10

Proteção de equipamento de

pro-cessamento de dados e de

teleco-municações contra descargas

at-mosféricas, descargas

eletroestáti-cas e sobretensões procedentes

de instalações de alta tensão –

exigências e ensaios de

dispositi-vos de proteção contra

sobreten-sões.

DIN EN 50310:2006

(VDE 0800-2-310)

Aplicação da ligação equipotencial

e da ligação à terra em edifícios

com equipamentos de tecnologias

de informação.

EN 61000-4-5:2007

(VDE 08457-4-5)

Compatibilidade eletromagnética

(CEM) – parte 4–5: Métodos de

teste e de medida – Ensaios de

imunidade às ondas de choque.

EN 60728-11

(VDE 855-1:2005-10)

Redes de distribuição por cabo

para sinais de televisão, sinais de

som e serviços interactivos – parte

11: Requisitos de segurança (IEC

60728-11: 2005).

(21)

A ux ili ar d e pl an ea m en to d e pr ot eç ão c on tr a so b re te ns õe s em r ed es d e d ad os e t ec no lo g ia s d e in fo rm aç ão -K at al og _2 01 0_ N eu er _S ta nd / pt / 16 /0 6/ 20 11 (L LE xp or t_ 01 28 0)

Noções básicas e fundamentos importantes

1 = cabos de energia, 2 = cabos de dados, 3 = objeto a proteger, LPZ = Lightning Protection Zone (zonas de proteção contra descargas atmosféri-cas)

Fundamentos

Os sistemas de comunicação e de

tecnologia informática são

atual-mente as principais artérias

de quase todas as empresas. As

sobretensões que chegam às

lin-has de dados, por

acoplamen-tos galvânicos, capacitivos ou

in-dutivos, podem destruir, na pior

das hipóteses, os equipamentos

dos sistemas de informação e de

comunicação. Para evitar estas

si-tuações deverão ser

tomadas me-didas de proteção adequadas.

Por causa da grande quantidade

de sistemas de informação, de

te-lecomunicações e de medida, é

difícil, muitas vezes, a escolha do

dispositivo de proteção contra

so-bretensões mais adequado.

De-vem-se considerar os seguintes

fa-tores:

• O sistema de ligação do

dis-positivo de proteção deverá

servir no aparelho que se vai

proteger.

• Deverão ser considerados

pa-râmetros como o nível de

si-nal mais elevado, a

frequên-cia mais elevada, o nível de

proteção máximo e as

condi-ções de instalação.

• O dispositivo de proteção

de-verá ter pouca influência no

que respeita à atenuação

e re-flexão sobre o caminho de

transmissão.

Princípio de proteção

Um aparelho só estará protegido

contra sobretensões se todos os

cabos de energia e de dados

liga-dos a ele, estiverem integraliga-dos na

ligação equipotencial, nas

transi-ções entre as zonas de proteção

contra descargas atmosféricas. A

OBO Betterman oferece um

pro-grama completo de

dispositi-vos para a proteção de linhas de

dados, testados, de

funcionamen-to seguro e fiáveis para funcionamen-todos os

sistemas convencionais de

teleco-municações e tecnologias de

infor-mação.

(22)

Topologias de rede

Redes em estrela

No caso de redes em estrela cada

estação de trabalho é alimentada

por um ponto central (HUB ou

Switch) mediante um cabo

separa-do.

Aplicações

típicas

são

10BaseT e 100BaseT.

1 = Servidor, 2 = Switch/Hub

1 = Equipamentos terminais de TI, 2 = Dispositivos de proteção contra sobretensões

Redes Bus

Nas rede bus todos os terminais

são ligados em paralelo. A

extre-midade do bus tem de ser

fecha-da de forma a que não haja

refle-xão. As aplicações típicas são

10Base2, 10Base5, comandos

da máquina como por ex.

PROFI-BUS e sistemas de

telecomunica-ções como RDIS.

(23)

Topologias de rede e tipos de ligação

Redes em anel

Nas redes em anel cada estação

de trabalho é ligada ao

equipa-mento anterior e sucessor através

de uma rede em forma de anel. A

falha numa estação conduz a uma

falha completa de rede.

Encon-tram-se redes em anel em

aplica-ções WLAN e em aplicaaplica-ções

To-ken Ring.

Sistemas de telefone

Os actuais sistemas de telefone

são muitas vezes também

interfa-ces para diferentes serviços de

dados como a internet. Muitos

dos equipamentos terminais que

possibilitam este acesso são

liga-dos directamente às linhas e

de-vem-se integrar de forma

adequa-da no conceito de proteção contra

sobretensões. Uma vez que,

exis-tem diversos sisexis-temas, a proteção

destes aparelhos deverá ser

seleti-va. Distinguem-se três sistemas

essenciais:

Ligação analógica standard

A ligação analógica standard não

oferece nenhum serviço

suple-mentar como outros sistemas. Um

ou mais telefones são cablados

em estrela e tocam

simultanea-mente quando entra uma

chama-da. O acesso à Internet

realiza-se mediante um modem

separa-do. Visto que a ligação analógica

sem acessórios técnicos tem

ape-nas disponível um canal, não é

po-ssível realizar uma chamada

tele-fónica durante a navegação na

in-ternet ou durante a chamada de

voz não é possível aceder à

inter-net.

RDIS (Rede Digital com

Integra-ção de Serviços)

Em contraste com a ligação

analó-gica, o sistema RDIS oferece,

atra-vés de um sistema bus especial

(S0-Bus) que disponibiliza dois

ca-nais, a possibilidade de ter duas

comunicações em simultâneo. O

utilizador pode navegar na

inter-net durante uma chamada

telefó-nica e com uma maior velocidade

de transmissão de dados do

que na ligação analógica (64

kBit/s por canal). Para além disso,

viços como chamada em espera,

rechamada etc.

Sistema DSL (Digital Subscriber

Line)

O sistema mais utilizado

atualmen-te é o DSL. O splitatualmen-ter separa os

canais de voz e de dados e este

último é conduzido a um modem

especial (NTBBA) que está ligado

ao computador através de uma

placa de rede. A velocidade de

transmissão de dados do sistema

DSL é maior que a dos sistemas

analógicos e RDIS e permite

des-carregar rapidamente música e

fil-mes da internet. Visto que existem

diferentes variantes de DSL, como

ADSL ou SDSL, o sistema DSL

em geral é também designado

co-mo XDSL. A XDSL permite a

utili-zação de telefones analógicos

sem hardware adicional assim

co-mo a combinação com RDIS.

(24)

Instruções de instalação, descarregadores de sobretensões

FRD2/FLD2

Os descarregadores da série

FRD2 e FLD2 são dispositivos de

protecção concebidos para a

ins-talação em sistemas de um só

condutor referenciados à terra

(si-métricos, com referência ao

poten-cial).

Os sistemas referenciados à

te-rra são circuitos de sinal que

têm um potencial de referência

comum com outros circuitos de

sinal. Nestes sistemas podem-se

proteger, junto à massa duas

lin-has de dados. A opção por FRD

(com desacoplamento resistivo)

ou FLD (com indutância de

de-sacoplamento) depende do

sis-tema a proteger.

Esquema elétrico dos descarregadores de sobretensões FRD2/FLD2 Esquema elétrico dos descarregadores de sobretensões FRD/FLD

FRD/FLD

Os descarregadores TKS-B, FRD,

FLD, FRD2 e FLD2 protegem os

sistemas de medição, de controlo

e de regulação contra

sobretensõ-es. Em zonas que requerem uma

largura de montagem

especial-mente pequena mantendo em

si-multaneo o mesmo número

eleva-do de pólos, utilizam-se os

desca-rregadores do tipo MDP.

Os descarregadores de

sobre-tensões da série FRD e FLD

assim como também do tipo

MDP estão concebidos para os

chamados sistemas flutuantes

de pares de fios (assimétricos,

livres de potencial). Estes são

sistemas cujos circuitos de sinal

não têm um potencial de

refe-rência comum, como por ex.

co-rrentes de loop de 20mA. Estes

aparelhos são de aplicação

uni-versal.

(25)

Descarregadores em circuitos de medição e termos para a tecnologia de

alta frequência

Descarregadores de sobretensões em circuitos de medição, 1 = terra, 2 = R/L

Utilização de descarregadores

em circuitos de medição

Em caso de utilizar

descarregado-res em circuitos de medição

deve-se comprovar primeiro deve-se é

permi-tido um incremento da

resistên-cia. Em função do

desacoplamen-to, nos tipos FRD e FRD2

podem-se produzir incrementos de

resis-tência nos circuitos de medição.

Isto pode provocar erros nas

me-dições com lacetes de corrente.

Por esta razão, devem-se utilizar

os dispositivos do tipo FLD/FLD2

ou MDP. Também é necessário

verificar a tensão máxima de

fun-cionamento, para que a

dissipa-ção de energia não cause a

des-truição térmica dos elementos

de desacoplamento.

Perdas de inserção (Insertion

loss)

A perda de inserção descreve a

atenuação do sistema desde a

en-trada até à saída. Indica a função

de transmissão do sistema e nela

pode-se encontrar o ponto 3 dB

(ver fig. frequência limite).

Perdas de retorno (return loss)

Este

parâmetro

indica

em

dB quanta potência de entrada é

reflectida para trás. Em sistemas

bem ajustados, estes valores

si-tuam-se à volta de -20 dB em

sis-temas de 50Ω. Este valor é

impor-tante em sistemas de antenas. No

caso de descarregadores com

in-dutâncias de

desacoplamento inte-gradas, o sinal atenua-se

com fre-quências de transmissão

eleva-das. Por conseguinte, nos

circui-tos de medição com frequências

de transmissão elevadas é

prefe-rivel utilizar dispositivos de

prote-ção com elementos de

desacopla-mento resistivos.

(26)

Termos da tecnologia de alta frequência e instruções de instalação

Instruções de instalação

A proteção contra sobretensões

deve-se ligar o mais próximo

po-ssível do equipamento a

ger. A caixa do aparelho a

prote-ger deve ser definida, se

necessá-rio, como ponto de terra local.

Adi-cionalmente, deve-se assegurar de

que o cabo PE desde a proteção

contra sobretensões até ao

pon-to de terra (caixa) seja curpon-to –

comprimento de cabo máx. 0,5 m.

Instruções de instalação: 1 = RDIS, 2 = Net Defender Frequência limite, 1 = |A|, 2 = 3 dB, 3 = fg, 4 = f

Frequência limite f

_g

A frequência limite f

_g

descreve o

comportamento do descarregador

em função da frequência. As

pro-priedades capacitivas e, ou

induti-vas dos componentes

encarre-gam-se de atenuar o sinal em

ca-so de frequências elevadas. O

ponto crítico designa-se como

fre-quência limite f

_g

. A partir deste

ponto, o sinal perdeu 50 % (3 dB)

da sua potência de entrada. A

fre-quência limite determina-se em

função de certos critérios

de medi-ção. Normalmente, quando não se

dispõe de nenhuma indicação, a

frequência limite refere-se, aos

chamados sistemas 50 Ω.

(27)

Ligação equipotencial de linhas de dados

1 Equipamento a proteger / linha de telecomunicações 2 Ligação direta para a ligação equipotencial (de preferência) 3 Descarregador de gás (blindagem indireta)

4 Descarregador de gás 5 Ligação equipotencial 6 Barra equipotencial 7 Cabo de telecomunicações 8 Cabo elétrico de energia

9 Dispositivo de protecção contra sobretensões (tecnologia de energia) 10 Blindagem condutiva do cabo de dados

Ligação equipotencial de linhas

de dados

Ao contrário da tecnologia de

energia, nas redes de dados

sur-gem tensões transversais e

longi-tudinais que terão que

ser minimi-zadas através de um

descarrega-dor apropriado com componentes

limitadores de tensão.

Para se conseguir baixos níveis de

proteção, estes dispositivos de

proteção contra sobretensões

de-vem ser incluídos na ligação

equi-potencial através de

camin-hos mais curtos. Longos caminhos

de cabos devem ser evitados.

A melhor solução é a ligação

equi-potencial local.

A inclusão das blindagens é

tam-bém de importância

fundamen-tal. A ação da blindagem contra

os acoplamentos capacitivos e

in-dutivos só pode ser efetiva

quan-do a blindagem é incluida na

liga-ção equipotencial com baixa

impe-dância em ambos os lados.

(28)

Conceitos e explanações dos interfaces para PC

1 = cabo de dados, 2 = 230 V

Não esquecer: só existe proteção

contra as sobretensões quando

se protegem os cabos de dados e

de energia!

Interfaces

Os aparelhos externos como

im-pressora, scanner ou os sistemas

de controlo que são acionados

através de interfaces em série ou

em paralelo devem ser

adicional-mente integrados no conceito de

proteção contra sobretensões.

Existe um grande número de

inter-faces para todo o tipo

de aplicaçõ-es: desde linhas bus para

teleco-municações e o intercâmbio de

dados até aparelhos terminais

simples como impressoras ou

scanners. A OBO oferece também

aqui uma grande variedade de

dis-positivos de proteção que se

po-dem instalar facilmente, em função

do tipo de aplicação.

Interface RS232

A RS232 é uma interface

frequen-temente utilizada. Utiliza-se, por

exemplo para modems e outros

equipamentos periféricos.

Entre-tanto, está a

ser largamente subs-tituída pela interface USB. Em todo

o caso, o standard RS232

conti-nua a ser utilizado frequentemente

para cabos de controlo.

RS422

O RS422 é um standard em série

de alta velocidade adequado para

a comunicação entre, um

máxi-mo de dez terminais de rede

e desenhado em forma de bus. O

sistema pode ser usado com oito

linhas de dados como máximo,

em que são, sempre

utiliza-das, duas como linhas de emissão

e de receção.

Interface RS485

A interface bus industrial RS485

distingue-se

ligeiramente

da

RS422. A diferença reside no

fac-to de que a RS485 permite,

atra-vés de um protocolo, a ligação

en-tre vários emissores e recetores

(até 32 terminais). O

comprimen-to máximo deste sistema bus no

caso de se utilizar cabos de par

entrançado, é de aprox. 1,2

km com um débito de dados de 1

MBit/s (dependente dos

controla-dores série).

Sistema TTY

Ao contrário da RS232 ou de

ou-tras interfaces em série, o sistema

TTY não se controla por tensão,

em vez disso fornece uma

corren-te independencorren-te da carga

(0/4-20 mA). Deste modo, podem-se

efetuar comprimentos de cabo até

várias centenas de metros.

Interface V11

V11 é a designação alemã para a

RS422. A designação americana

tornou-se, entretanto, a mais

usa-da.

Interface V24

V24 é a designação alemã para a

RS232. A designação americana

tornou-se, entretanto, a mais

usa-da.

(29)

Os adaptadores SD são

instada-dos simplesmente pelo encaixe

entre a linha de dados e o

aparel-ho a proteger. Os bornes de

pre-ssão sem parafusos dos

adapta-dores da série ASP permitem a

instalação simples e rápida

direc-tamente sobre a linha de dados

antes do aparelho a proteger.

Pa-ra a fixação está incluído um

vel-cro adesivo em cada módulo de

protecção ASP. Para garantir uma

ótima proteção contra

sobretensõ-es, o cabo da massa do

dispositi-vo de proteção ASP deverá ser

li-gado pelo caminho mais curto à

carcassa metálica do aparelho a

proteger.

(30)

Guia de seleção, proteção contra sobretensões para sistemas de

teleco-municações

Ligação analógica

Ligação RDIS

Multiplex RDIS

·

até 2 pares de linhas

·

por ex. uma ligação privada

·

Local de instalação 1: atrás do ponto de transferência de

telecomunicações/entrada do edifício

·

Local de instalação 2: no terminal de telecomunicações, modem ou PC

·

Local de instalação 1: atrás do ponto de transferência de telecomunicações/entrada do edifício

·

Local de instalação 1

·

Dispositivo de proteção básica ou dispositivo de proteção combinada

·

Instalação antes do sistema de telecomunicações

SC-Tele 4-C-G Ref.: 5081688

·

Instalação antes do NTBA

TKS-B Ref.: 5097976

·

Dispositivo de proteção básica

LSA-B-MAG

Protecção básica para 10 pares de linhas Ref.: 5084020

·

Dispositivo de proteção fina antes do terminal analógico

FineController FC-TAE-D Ref.: 5092824

·

dispositivo de proteção fina no terminal RDIS/telecomunicações

RJ11-ISDN 4-F Ref.: 5081858

• dispositivo de proteção finaa no terminal RDIS/telecomunicações

RJ11-ISDN/4-F Ref.: 5081858

(31)

·

Instalação antes do Splitter DSL

SC-Tele/4-C-G Ref.: 5081688

·

Instalação antes do Splitter DSL

SC-Tele/4-C-G Ref.: 5081688

·

Proteção fina para o computador através da rede

Net Defender ND CAT6A/EA Ref.: 5081800

·

Proteção fina para o computador através da rede

(32)

Guia de seleção, proteção contra sobretensões para sistemas MCR

Controlo de aquecimento

Aplicações de controlo com elevadas

correntes nominais

Corrente de loop 4–20-mA

PT 100 (sensor de medição)

PT 1000 (sensor de medição)

·

antes do comando

·

Fornecimento de energia

·

para sistemas de corrente alterna (AC) e sistemas de corrente contínua (DC)

·

versão de 230 V VF 230-AC/DC Ref.: 5097650 Local de instalação 1

·

antes do comando

·

fornecimento de energia

·

antes do comando

·

versão de 230 V

VF 230-AC/DC Ref.: 5097650

·

por detrás da unidade de comando e antes do recetor/emissor

·

Linhas de dados/cabo do sensor

·

Instalação só antes da unidade de comando p. ex. sensor

·

versão de 24 V FLD 24 Ref.: 5098611 Local de instalação 2

·

versão de 24 V com função de teste

MDP-4/D-5-T-10 Ref.: 5098413

·

cabo de dados/cabo do sensor

·

versão de 24 V com função de teste

MDP-4/D-24-T Ref.: 5098431

(33)

EIB

Sistemas BUS

Interbus, Profibus

Circuitos de medição de segurança in-

trínseca

·

antes do comando

·

antes do comando

·

antes do comando

·

versão de 24 V

VF2-24-AC/DC-FS Ref.: 5097931

·

Cabo de dados/cabo do sensor

·

TKS-B Ref.: 5097939

·

TKS-B Ref.: 5098976

·

FDB-2/24-M

para utilização em zonas Ex (2 pólos) Ref.: 5098380

FDB-3/24-M

para utilização em zonas Ex (3 pólos) Ref.: 5098382

(34)

Guia de seleção, proteção contra sobretensões para redes de dados

Topologia em estrela

Topologia bus

Topologia em anel

·

por ex. 10BaseT, 100BaseT, 10GBit,

aplicações Power over Ethernet

·

por ex. 10Base2, 100Base5

·

por ex. Token ring

·

no servidor com linha de comunicação externa

·

Proteção combinada com o nível de protecção inferior ao da protecção básica

SC-TELE/4-C-G Ref.: 5081688

·

Proteção combinada com o nível de protecção inferior ao da protecção básica

KoaxB-E2/MF-C Ref.: 5082412

·

LSA-BF-180 para 180 V Ref.: 5084024

e bloco de separação LSA-T-Lei para 10 pares de linhas

Ref.: 5084012

e barra de terra LSA-E Ref.: 5084012 RJ45S-E100/4-B Ref.: 5081726 Local de instalação 2

·

no Hub/Switch/terminal

·

Aparelho terminal

KoaxB-E2/MF-F para 10Base2 Ref.: 5082420

·

no Hub/Switch

(35)

Topologia em anel

·

por ex. Token ring

·

Protecção combinada com o nível de protecção inferior ao da protecção básica

SC-TELE/4-C-G Ref.: 5081688

(36)

Guia de seleção, proteção contra sobretensões para televisão e rádio

Banda larga (TV por cabo)

Sistema de recepção SAT

·

TV por cabo

·

com recetor, por ex. habitação unifamiliar

·

com multiswitch, com vários LNB, por ex. edifícios de apartamentos

·

entre o ponto de ligação do cabo de banda larga e o repetidor DS-F m/f Ref.: 5093275 DS-F f/f Ref.: 5093272 Local de instalação 1

·

entre LNB e recetor

·

diretamente no aparelho a proteger DS-F m/f Ref.: 5093275 DS-F f/f Ref.: 5093272 Local de instalação 1

·

entre LNB e Multiswitch

·

diretamente no aparelho a proteger DS-F m/f Ref.: 5093275 DS-F f/f Ref.: 5093272

TV 4+1 dispositivo de proteção compacto (4 x SAT, 1 x terrestre )

Ref.: 5083400

·

antes de cada terminal (TV, Vídeo, HiFi)

·

Dispositivos de proteção fina com módulo descarregador de sobretensões integrado para o cabo de sinal TV, para proteger os aparelhos de TV e, ou videogravadores, incl. cabo adaptador

FineController FC-TV-D Ref.: 5092808

outras versões disponíveis

·

Dispositivos de proteção fina com módulo descarregador de sobretensões integrado para cabo de TV/SAT

para proteger os receptores de TV/SAT, incl. cabo adaptador

FineController FC-SAT-D Ref.: 5092816

outras versões disponíveis

·

Dispositivos de proteção fina com módulo descarregador de sobretensões integrado para cabo de TV/SAT para proteger os receptores de TV/SAT, incl. cabo adaptador

FineController FC-SAT-D Ref.: 5092816

(37)

Sistema de recepção terrestre

·

TV analógica

·

DVB-T Local de instalação 1

·

entre antena e repetidor DS-F m/f Ref.: 5093275 DS-F f/f Ref.: 5093272

TV 4+1 dispositivo de proteção compacto (4 x SAT, 1 x terrestre )

Ref.: 5083400

·

Dispositivos de proteção fina com módulo descarregador de sobretensões integrado para o cabo

de sinal TV, para proteger

os aparelhos de TV e, ou videogravadores, incl. cabo adaptador

FineController FC-TV-D Ref.: 5092808

(38)

fo rm aç õe s nd / pt / 16 /0 6/ 20 11 (L LE xp or t_ 01 28 0)

Símbolos de verificação

Corrente de raio testada

Corrente de raio testada classe H (100kA)

ELEKTROTECHNICKÝ ZKUŠEBNÌ ÚSTAV, República Checa Certificado ATEX para atmosferas explosivas

Rússia, GOST The State Committee for Standards KEMA-KEUR, Holanda

M

Identificação de produtos métricos

MAGYAR ELEKTROTECHNIKAI ELLENŐRZŐ INTÉZET Budapeste, Hungria

Österreichischer Verband für Elektrotechnik (Associação Austríaca para a Electrotecnia), Áustria Underwriters Laboratories Inc., EUA

Eidgenössisches Starkstrominspektorat (Instituto Federal de Inspecção de Correntes Fortes), Suíça Underwriters Laboratories Inc., EUA

VDE (Associação de Eletrotécnia, Eletrónica e Tecnologias da Informação), Alemanha Associação Alemã de Engenheiros Electrotécnicos, segurança testada

5 anos de garantia

(39)

-K at al og _2 01 0_ N eu er _S ta nd / pt / 16 /0 6/ 20 11 (L LE xp or t_ 01 28 0)

Explanação dos pictogramas

Classes de proteção contra descargas atmosféricas

Dispositivo de proteção conforme DIN EN 61643-11 ou IEC 61643-11

Dispositivo de proteção combinada do tipo 1 e tipo 2 Dispositivo de proteção combinada do tipo 1 e tipo 2 Dispositivo de proteção conforme DIN EN 61643-11 ou IEC 61643-11

Dispositivo de proteção conforme DIN EN 61643-11 ou IEC 61643-11

Zonas de proteção contra descargas atmosféricas

Transição de LPZ 0 para 1 Transição de LPZ 0 para 1 Transição de LPZ 0 a 2. Transição de LPZ 0 a 2. Transição de LPZ 0 a 3. Transição de LPZ 0 a 3. Transição de LPZ 1 para 2 Transição de LPZ 1 para 2 Transição de LPZ 1 a 3. Transição de LPZ 1 a 3. Transição de LPZ 2 para 3 Transição de LPZ 2 para 3

Aplicações

Sinalização remota Sinalização remota

Sinalização remota com monitorização do fusível Sinalização remota com monitorização do fusível Sinalização acústica

Sinalização acústica

Rede Digital Integrada de Serviços, aplicações RDIS Rede Digital Integrada de Serviços, aplicações RDIS Digital Subscriber Line, aplicações DSL

Digital Subscriber Line, aplicações DSL Telecomunicações analógicas

Telecomunicações analógicas Categoria 5 TwisterPair Categoria 5 TwisterPair

Rendimento de canal de acordo com o norma americana EIA/TIA

Sistemas de medição, de controlo e de regulação Sistemas de medição, de controlo e de regulação Aplicações TV Aplicações TV Aplicações SAT-TV Aplicações SAT-TV Base Multibase Base Multibase LifeControl LifeControl

Dispositivo de proteção de segurança intrinseca para áreas protegidas contra explosão

Rendimento de canal conforme ISO / IEC 11801 Rendimento de canal conforme ISO / IEC 11801 Power over Ethernet

Power over Ethernet Sistema 230/400 V Sistema 230/400 V Grau de proteção IP 54 Grau de proteção IP 54 Grau de proteção IP 65 Grau de proteção IP 65

Materiais metálicos

Alumínio Aço inoxidável 1.4301 Aço inoxidável 1.4401 Aço inoxidável 1.4404 Aço inoxidável 1.4571 Cobre Latão Aço

Ferro maleável fundido Zinco fundido sobre pressão

Materiais plásticos

Plástico reforçado com fibra de vidro GFK P Petrolato Poliamida Policarbonato Polietileno Polipropileno Poliestireno