DPS elétrica: o que é, tipos e por que usar no sistema fotovoltaico

A DPS elétrica (Dispositivo de Proteção contra Surtos) é o componente responsável por proteger a instalação elétrica contra picos de tensão causados por descargas atmosféricas (diretas ou induzidas), manobras na rede da concessionária e variações transitórias em circuitos com equipamentos indutivos. 

Em sistemas fotovoltaicos, sua função é preservar módulos, inversores, cabos, string boxes e demais componentes contra danos elétricos, sendo especialmente crítica em sistemas instalados em áreas com alta incidência de raios (comuns em regiões rurais, áreas de alta altitude e em edificações com SPDA integrado ao sistema fotovoltaico).

O uso de DPS é obrigatório em sistemas fotovoltaicos, conforme a ABNT NBR 16690:2019 (Instalações elétricas de arranjos fotovoltaicos), com critérios específicos por tipo de arranjo e nível de exposição a descargas atmosféricas. 

Conhecer os tipos, a norma e o dimensionamento correto protege o investimento do cliente final, evita chamados de garantia recorrentes e reduz significativamente o risco de sinistros em campo (queima de inversores, incêndios em string box, danos ao arranjo fotovoltaico).

O que é o DPS elétrico e como ele funciona?

O DPS elétrico é um dispositivo de proteção instalado entre os condutores do circuito (fases e neutro) e o sistema de aterramento. Sua função é limitar as tensões transitórias e desviar as sobrecorrentes que ocorrem durante surtos elétricos, protegendo a instalação contra picos de energia e surtos elétricos que podem causar danos a inversores, módulos, cabos, quadros elétricos e demais componentes do sistema fotovoltaico.

Em condições normais de operação, o DPS opera em alta impedância, funcionando de forma equivalente a um circuito aberto e sem interferir no fluxo normal da instalação. 

Quando ocorre um surto de tensão acima do limite de operação do dispositivo, seus componentes internos (varistores de óxido metálico, tubos de descarga a gás ou diodos supressores, conforme o modelo) reduzem drasticamente a impedância, criando um caminho de baixa resistência que desvia a energia excedente para o terra em microssegundos. Após o surto, o DPS retorna ao estado de alta impedância e restabelece a operação normal.

O DPS pode oferecer proteção em dois modos operacionais complementares: modo comum (entre fases e terra, contra surtos que afetam simultaneamente todos os condutores) e modo diferencial (entre fase e neutro, contra surtos que afetam condutores específicos). Sistemas de proteção bem dimensionados combinam ambos os modos para cobertura completa.

Para o integrador que precisa dimensionar o projeto fotovoltaico e especificar corretamente o DPS, três parâmetros técnicos são centrais na análise:

• Uc (tensão máxima de operação contínua): valor máximo de tensão que o DPS suporta permanentemente sem operar. Para o lado CA, o parâmetro é referenciado como Uc; para o lado CC dos sistemas fotovoltaicos, o parâmetro equivalente é Ucpv, que deve ser maior que a Voc máxima da string em condições de temperatura mínima do local;
• Up (nível de proteção): tensão residual máxima que o DPS deixa passar durante um surto. Quanto menor o Up, melhor a proteção oferecida aos equipamentos conectados. Esse parâmetro precisa ser compatível com a tensão suportável de impulso dos equipamentos protegidos (inversores, principalmente);
• In (corrente nominal de descarga) e Iimp (corrente impulsiva): In é a corrente que o DPS pode conduzir repetidamente sem se danificar (típica para DPS Tipo 2, expressa em kA em forma de onda 8/20 μs); Iimp é a corrente que o DPS suporta em descargas diretas de raio (típica para DPS Tipo 1, em forma de onda 10/350 μs).

Tipos de DPS para sistemas fotovoltaicos

A classificação técnica dos Dispositivos de Proteção contra Surtos é estabelecida pela série ABNT NBR IEC 61643, com normas específicas para diferentes aplicações: a NBR IEC 61643-11 para DPS em redes de baixa tensão em geral, e as NBR IEC 61643-31 e NBR IEC 61643-32 para DPS aplicados especificamente em sistemas fotovoltaicos. 

A aplicação prática desses dispositivos em instalações elétricas segue também as diretrizes da ABNT NBR 5410 (Instalações elétricas de baixa tensão) e, no caso específico do lado CC do sistema fotovoltaico, da ABNT NBR 16690:2019 (Instalações elétricas de arranjos fotovoltaicos).

Em projetos fotovoltaicos, a especificação correta deve considerar tanto o lado de corrente contínua (CC) quanto o lado de corrente alternada (CA), o tipo de exposição da instalação a descargas atmosféricas e as diretrizes complementares das normas aplicáveis. Os DPS são classificados em três tipos principais, cada um com função específica na cadeia de proteção do sistema.

DPS Tipo 1: proteção contra descarga direta

O DPS Tipo 1 é indicado para proteção contra surtos provocados por descargas atmosféricas diretas, com ondas de ensaio na forma 10/350 µs e correntes impulsivas (Iimp) tipicamente entre 12,5 kA e 50 kA, conforme o modelo. Sua instalação é obrigatória na entrada do ramal de alimentação em edificações que contam com SPDA (Sistema de Proteção contra Descargas Atmosféricas), em ramais aéreos expostos a descargas diretas e em áreas com alta incidência de raios.

Em sistemas fotovoltaicos com SPDA integrado ao arranjo (comum em edificações comerciais e industriais), o DPS Tipo 1 também pode ser necessário no lado CC, protegendo o arranjo fotovoltaico contra correntes de descarga que possam ser induzidas ou conduzidas pelo SPDA.

DPS Tipo 2: proteção contra sobretensões induzidas

O DPS Tipo 2 protege contra sobretensões causadas por descargas atmosféricas próximas (que não atingem diretamente a instalação, mas induzem tensões elevadas nos circuitos) e por distúrbios na rede da concessionária (manobras, chaveamentos, variações transitórias). A onda de ensaio é 8/20 µs, com corrente nominal de descarga (In) tipicamente entre 5 kA e 20 kA.

É o tipo mais comum em sistemas fotovoltaicos residenciais e comerciais, especialmente no lado CC (integrado à string box) e no lado CA (após o inversor, no quadro de distribuição). Em sistemas sem SPDA e sem exposição a descargas diretas, o DPS Tipo 2 pode atuar como proteção principal. Em sistemas com SPDA, atua como proteção secundária, complementando a atuação do DPS Tipo 1.

DPS Tipo 3: proteção fina para equipamentos sensíveis

O DPS Tipo 3 é indicado para proteção fina de equipamentos sensíveis, instalado próximo ao ponto de uso. Utiliza onda de ensaio combinada (1,2/50 µs para tensão e 8/20 µs para corrente) e opera com correntes menores que os tipos 1 e 2. Em sistemas fotovoltaicos, seu uso é menos frequente, geralmente restrito à proteção específica de eletrônicos particularmente sensíveis (dataloggers, sistemas de monitoramento críticos), sempre em cascata com um DPS Tipo 2 a montante.

Onde usar DPS DC e DPS CA?

O DPS CC (para corrente contínua) protege o lado de corrente contínua do sistema fotovoltaico, instalado entre os módulos e o inversor, tipicamente integrado a uma string box ou posicionado próximo à entrada do MPPT do inversor. O parâmetro crítico é o Ucpv, que deve ser superior à Voc máxima da string em condições de temperatura mínima da região.

Já o DPS CA protege o lado de corrente alternada, na saída do inversor em direção ao quadro elétrico e à rede da concessionária. O parâmetro Uc é dimensionado conforme a tensão nominal do sistema (127V, 220V ou 380V, conforme aplicação).

Cada circuito exige um DPS específico para sua natureza elétrica, e essa distinção não é opcional: utilizar DPS CA em circuito CC é erro técnico grave, com risco real de incêndio na string box. 

O DPS CA não é projetado para extinguir o arco elétrico característico da corrente contínua (que não passa por zero como a CA), o que pode fazer o dispositivo falhar em condição de curto e originar incêndio. A especificação correta é regulada pela NBR IEC 61643-31 para DPS fotovoltaicos e pela NBR 16690:2019 para a instalação em sistemas de arranjos fotovoltaicos.

Vantagens de ter um DPS elétrico

Conforme você viu, em um sistema fotovoltaico, um surto de tensão pode danificar componentes caros, interromper a geração de energia e gerar chamados de manutenção que poderiam ser evitados. 

Por isso, o DPS elétrico atua como uma proteção estratégica: ele ajuda a preservar o investimento do cliente, aumenta a confiabilidade da instalação e reduz riscos operacionais para o integrador. Veja os benefícios:

• Proteção contra surtos de tensão: reduz o risco de danos causados por descargas atmosféricas, oscilações da rede e eventos transitórios;
• Aumento da vida útil dos equipamentos: ajuda a preservar inversores, módulos, quadros elétricos e demais componentes sensíveis do sistema;
• Prevenção de incêndios elétricos: contribui para evitar falhas severas provocadas por sobretensões e aquecimento anormal de componentes;
• Menos chamados de manutenção: diminui a ocorrência de falhas relacionadas a surtos elétricos, reduzindo retrabalho para o integrador;
• Mais segurança para o cliente final: garante uma instalação mais protegida, confiável e alinhada às boas práticas do setor fotovoltaico;
• Conformidade técnica do projeto: auxilia no atendimento às normas aplicáveis e reforça a qualidade da instalação entregue.

O uso de DPS é obrigatório? O que diz a NBR 16690

Sim. A ABNT NBR 16690:2019, que trata das instalações elétricas de arranjos fotovoltaicos, exige o uso de DPS no lado de corrente contínua (CC) do sistema, conforme critérios técnicos específicos: nível ceráunico da região (índice de densidade de descargas atmosféricas por km²/ano), presença de SPDA na edificação, comprimento dos condutores CC entre módulos e inversor, tensão máxima do sistema e localização da instalação (urbana, rural, litorânea ou de altitude).

Na prática, esses critérios fazem com que o DPS CC seja obrigatório na grande maioria dos sistemas fotovoltaicos brasileiros, especialmente em regiões com alta incidência de descargas atmosféricas (Centro-Oeste, Norte e áreas rurais em geral) ou em edificações com SPDA integrado. 

Sua instalação típica ocorre entre os módulos e o inversor, protegendo os equipamentos mais sensíveis do sistema (o inversor, principalmente) contra surtos que podem chegar pelo arranjo fotovoltaico.

No lado de corrente alternada (CA), a obrigatoriedade é definida pela ABNT NBR 5410 (Instalações elétricas de baixa tensão), que classifica a exposição das instalações a descargas atmosféricas em quatro categorias:

• AQ1: exposição desprezível, sem obrigatoriedade de DPS;
• AQ2: exposição indireta (com sistema de para-raios ou linha aérea protegida), com DPS obrigatório;
• AQ3: exposição direta a descargas atmosféricas, com DPS obrigatório.

Para os casos AQ2 e AQ3, comuns na maior parte do território brasileiro, o DPS CA é obrigatório na entrada da instalação e na saída do inversor em direção ao quadro de distribuição.

Além do cumprimento normativo, atender à especificação correta de DPS impacta diretamente três frentes práticas para o integrador e o cliente final.

• A primeira é a segurança operacional do sistema. DPS bem especificado, reduz significativamente o risco de queima do inversor, que é o principal sinistro em sistemas fotovoltaicos, e previne incêndios em string boxes, especialmente em cenários de uso indevido de DPS CA no lado CC.
• A segunda é a validade das garantias dos equipamentos. Muitos fabricantes de inversores exigem instalação em conformidade com as normas técnicas aplicáveis para manter a cobertura contra danos elétricos, o que torna a especificação correta do DPS parte da proteção jurídica do integrador em caso de sinistro.
• A terceira é a conformidade da documentação técnica do projeto. A ART do engenheiro responsável precisa refletir a conformidade normativa da instalação, incluindo a especificação e instalação correta dos DPS, sob pena de responsabilização técnica em caso de vistoria da concessionária ou de sinistro.

Como dimensionar o DPS para o sistema solar?

O dimensionamento do DPS deve considerar as características elétricas do sistema, o nível de exposição a surtos, a posição dos equipamentos protegidos e as normas técnicas aplicáveis.

Em um sistema fotovoltaico on-grid, essa análise precisa contemplar tanto o lado CC (entre módulos e inversor) quanto o lado CA (após o inversor, até o quadro geral). Na prática, o integrador deve observar os seguintes parâmetros:

• Voc corrigida do arranjo fotovoltaico: a tensão máxima que o DPS CC precisa suportar (Ucpv) é definida pela Voc da string em condição de temperatura mínima do local, e não pela Voc nominal (STC) do módulo. Como a Voc aumenta em baixas temperaturas, essa correção pode elevar a Voc real em 10% a 15% acima do valor de datasheet, dependendo da região e do coeficiente de temperatura do módulo;
• Tensão nominal da rede CA: o Uc do DPS CA é dimensionado conforme a tensão do sistema (127V ou 220V para sistemas monofásicos residenciais, 220V/380V para sistemas trifásicos comerciais e industriais), com margem de segurança conforme critérios da NBR IEC 61643-11;
• Nível de exposição da instalação a descargas atmosféricas: a classificação AQ conforme a NBR 5410 (AQ1, AQ2, AQ3) e o gerenciamento de risco da NBR 5419-2 orientam o tipo de DPS necessário (Tipo 1 para exposição direta, Tipo 2 para exposição indireta) e sua capacidade de descarga;
• Comprimento dos condutores entre DPS e equipamento protegido: o DPS deve estar o mais próximo possível dos equipamentos que protege (idealmente até 10 metros, conforme diretrizes técnicas). Distâncias maiores podem exigir DPS adicionais em cascata para manter a proteção efetiva;
• Configuração do inversor e número de MPPTs: sistemas com múltiplos MPPTs podem exigir DPS específico para cada entrada CC, especialmente em inversores comerciais e industriais com strings de tensão diferente por MPPT;
• Potência do sistema: sistemas de maior potência (comerciais, industriais, usinas) frequentemente exigem DPS com maior capacidade de descarga (Imax mais elevada), diferente dos DPS residenciais convencionais.

Em sistemas híbridos ou com backup, como os montados com kit anti-apagão, o dimensionamento do DPS deve contemplar também o circuito das baterias e a proteção específica dos componentes eletrônicos do sistema de gerenciamento de energia.

Como instalar o DPS no sistema fotovoltaico?

A instalação do DPS deve seguir o projeto elétrico, as normas aplicáveis e as especificações dos fabricantes dos equipamentos. Os principais pontos de atenção na instalação:

1. DPS CC entre o arranjo fotovoltaico e o inversor: o lado de corrente contínua deve contar com no mínimo um DPS, tipicamente integrado à string box ou instalado próximo à entrada CC do inversor. Em arranjos IT (não aterrados, configuração mais comum em sistemas fotovoltaicos brasileiros), a proteção deve cobrir ambos os polos (positivo e negativo) em relação ao terra;
2. DPS CA entre o inversor e o quadro de distribuição: o lado de corrente alternada também deve ser protegido com DPS específico para a tensão da instalação, tipicamente integrado ao quadro de distribuição CA do sistema fotovoltaico;
3. Coordenação em cascata quando necessário: em projetos com maior exigência de proteção (edificações com SPDA, áreas de alta incidência de descargas), pode ser necessária a combinação de DPS Tipo 1 (proteção contra descarga direta), Tipo 2 (proteção contra sobretensões induzidas) e, eventualmente, Tipo 3 (proteção fina). A coordenação exige compatibilidade entre os tempos de resposta e níveis de proteção (Up) dos DPS instalados em série;
4. Dispositivo de desconexão associado: DPS Tipo 1 e Tipo 2 devem ter dispositivo de proteção contra sobrecorrente associado (fusível ou disjuntor específico), permitindo substituição segura do DPS ao fim da vida útil ou após um surto significativo;
5. Conexão eficiente ao aterramento: o DPS só atua corretamente quando integrado a sistema de aterramento adequado, conforme diretrizes da NBR 5419 e NBR 5410. Fatores críticos incluem resistência de aterramento dentro dos limites normativos, condutor de aterramento com bitola adequada e comprimento mínimo do condutor DPS-terra (idealmente menor que 50 cm);
6. Inspeção visual periódica: DPS modernos apresentam indicador visual (janela colorida) que muda de cor quando o dispositivo está esgotado após um surto significativo. A inspeção periódica desse indicador faz parte da manutenção do sistema e permite substituição preventiva do componente esgotado.

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A especificação correta de DPS em sistemas fotovoltaicos exige atenção técnica a múltiplos parâmetros: Ucpv compatível com a Voc corrigida da string, In ou Iimp adequados ao nível de exposição a descargas atmosféricas, coordenação em cascata quando aplicável e conformidade com a ABNT NBR 16690:2019 e a série ABNT NBR IEC 61643.

Cada um desses pontos tem impacto direto na segurança operacional do sistema e na proteção contra sinistros graves, como queima de inversores e incêndios em string boxes, além de afetar a validade das garantias oferecidas pelos fabricantes de inversores.

A Aldo Solar, maior distribuidora de energia solar do Brasil e com mais de 40 anos de história, oferece ao integrador parceiro três frentes de valor para a proteção do sistema fotovoltaico:

• Portfólio completo de DPS certificados: modelos de fabricantes reconhecidos no mercado, com opções para o lado CC (integrados a string boxes ou avulsos) e para o lado CA, cobrindo diferentes faixas de potência do sistema e níveis de exposição a descargas atmosféricas;
• Suporte técnico especializado na especificação: orientação sobre a escolha do DPS adequado ao projeto (Tipo 1, 2 ou 3), verificação de compatibilidade com o inversor especificado e validação dos parâmetros elétricos conforme as normas aplicáveis;
• Ecossistema integrado de componentes de proteção: DPS especificados em conjunto com string boxes, disjuntores CC e CA, condutores adequados e demais componentes do sistema, garantindo compatibilidade entre todos os elementos da cadeia de proteção.

Para o integrador que trabalha com projetos residenciais, comerciais ou industriais, essa combinação simplifica a especificação técnica, reduz o risco de erro na compra e entrega ao cliente final um sistema fotovoltaico com proteção elétrica alinhada às normas técnicas brasileiras.

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Perguntas frequentes sobre DPS elétrica

O que são as classes de um DPS?

As classes, também chamadas de tipos conforme a nomenclatura atual da ABNT NBR IEC 61643, indicam o nível de proteção do dispositivo. O Tipo 1 (Classe I) protege contra descargas atmosféricas diretas, sendo obrigatório em edificações com SPDA. O Tipo 2 (Classe II) protege contra sobretensões induzidas e é o mais comum em sistemas fotovoltaicos. O Tipo 3 (Classe III) faz proteção fina de equipamentos sensíveis, sempre em cascata com um Tipo 2.

O que é um surto elétrico?

Surto elétrico é uma elevação rápida e transitória da tensão, com duração de microssegundos a milissegundos, mas com valores que podem chegar a milhares de volts. As causas mais comuns são descargas atmosféricas (diretas ou induzidas), manobras na rede da concessionária e falhas no sistema elétrico. Apesar da curta duração, um surto pode queimar inversores, danificar módulos e até provocar incêndios em quadros elétricos.

Qual a diferença entre disjuntor, DPS e DR?

São dispositivos complementares que devem coexistir no mesmo circuito. O disjuntor protege contra sobrecarga e curto-circuito. O DPS protege contra surtos elétricos (elevações rápidas de tensão), desviando a energia excedente para o terra. O DR (Dispositivo Diferencial Residual) protege contra choques elétricos por corrente de fuga.

Qual a importância do DPS?

O DPS protege inversores, módulos e demais equipamentos contra surtos, sendo obrigatório em sistemas fotovoltaicos pela ABNT NBR 16690:2019. Sistemas sem DPS ou com dimensionamento incorreto, ficam expostos ao principal sinistro do segmento (queima de inversores), a incêndios em string boxes e à perda de garantia dos equipamentos.