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quarta-feira, 22 de junho de 2011

CURSO DE NR 10 - BÁSICO MODULO 4 - MEDIDAS DE CONTROLE DO RISCO ELÉTRICO - PARTE 2


Equipotencialização

A equipotencialização é o ato de tomar-se medidas para fazer com que dois ou mais corpos condutores de eletricidade possuam a menor diferencial de potencial elétrico entre eles.
A equipotencialização é usada como forma de proteção elétrica de equipamentos e principalmente de pessoas, evitando que, em caso de uma falta em um equipamento elétrico, ele não venha a causar choque elétrico em um indivíduo que inadvertidamente toque o mesmo, pois o condutor de equipotencialização, também conhecido como condutor de proteção elétrica ou fio terra, "escoa" tensão que haveria no equipamento onde a falta ocorreu, na forma de corrente elétrica para a terra, fazendo com que a diferença de potencial entre a pessoa e a parte energizada do equipamento esteja dentro dos valores suportáveis para aquela condição. É a pratica de unificar convenientemente os eletrodos de aterramento criando assim um sistema único de aterramento.

Condições de eqüipotencialização:

  • Interligação de todos os aterramentos de uma mesma edificação, sejam eles o do quadro de distribuição principal de energia;
  • O quadro geral de baixa tensão, o distribuidor geral de rede telefônica, o da rede de comunicação de dados, etc., deverão ser convenientemente interligados, formando um só sistema.
  • Todas as massas metálicas de edificação, como ferragens estruturais, grades, guarda – corpos, corrimãos, portões, bases de antenas, bem como carcaças metálicas dos equipamentos elétricos;
  • Todas as tubulações metálicas da edificação, como rede de hidrantes, eletrodutos e outros;
  • Os aterramentos devem ser realizados em anel fechado, malha, ou preferencialmente pelas ferragens estruturais das fundações da edificação, quando esta for eletricamente contínua;
  • Todos os terminais terra existente nos equipamentos, deverão estar interligados ao aterramento, aos condutores de proteção PE que, obviamente, deverão estar distribuídos por toda a instalação da edificação;
Todos os ETI`S ( equipamentos de tecnologia de informações) devem ser protegidos por DPS`S (dispositivos de proteção contra surtos), constituídos por varistores centelhadores, diodos especiais, ou associações deles; 

  • Todos os terminais terra dos DPS`S devem ser ligados ao BEP (barramento de eqüipotencialização) através da ligação da massa dos ETI`S pelo condutor de proteção PE;          
  • No QDP, ou no quadro do secundário do transformador, dependendo da configuração da instalação elétrica de baixa tensão, deve ser instalado um DPS (dispositivo de proteção contra surtos) de características nominais mais elevadas  que possibilite uma coordenação eficaz nos quadros de alimentação dos circuitos terminais que alimentam os ETI`S.
Nestes casos podem ser utilizados vários recursos que otimizem o custo da instalação, como, por exemplo, o aproveitamento de bandejamento dos cabos, hidrantes, caso, seja garantido sua continuidade elétrica em parâmetros aceitáveis.
Para que a interligação ocorra de maneira correta e eficaz, deve-se instalar próximo ao QDP, para instalações de energia da edificação, uma barra de cobre, distanciada da parede por isoladores.
Cabe esclarecer que por qualquer motivo alguma tubulação metálica não poder ser diretamente interligada ao BEP, por exemplo, por corrosão galvânica, esta interligação deverá ser realizada de forma indireta via centelhador.

Nota: o sistema de aterramento geralmente adotado como garantia da equipotencialização e seccionamento automático da alimentação é o esquema TT, isto é, o aterramento das massas é distinto e independente 
do aterramento da fonte de alimentação.

CENTELHADORES A GÁS

São constituídos de dois/ três eletrodos dentro de um tubo de vidro ou material cerâmica, separado por uma dist. de +/- 1mm, volume cheio de gás( argônio,..)
Quando ocorre um surto, aumenta os numeros de  ions, e acelera os movimentos de elétrons, até avalanche que conduz a disrupção do gás.
Uma vez ocorre condução, os valores de tensão cai para valores de glow (luminescente).
Se a fonte fornecer corrente crescente o arco se estabelece.
Se a fonte não conseguir continuar a corrente, e a tensão ficar abaixo do arco, o efeito se extingue.

CENTELHADORES A AR.

São 2 tipos:
1-Tipo aberto
São protetores tipo carvão porém anti econômico capacidade de condução baixa.
2- Tipo encapsulados
São eletrodos de latão dentro de um tubo de vidro com abertura para ambiente
São defensores de uma linha pois suporta alta corrente

VARISTORES

São resistores cuja a resistência varia de acordo com a tensão aplicada vdr.( voltage dependant resistor)
 I = Kva a= função não linear.

Principais problemas causados pela falta de eqüipotencialização em aterramento.

  • Riscos de choque que podem provocar danos fisiológicos ás pessoas e animais. No caso de isolação de um dos equipamentos vir a ser rompida, gerando assim uma diferença de potencial entre a carcaça do equipamento em relação ao aterramento, ou á carcaça de outro equipamento com isolação danificado e outro equipamento ou aterramento.
  • Risco de rompimento de isolação em equipamentos de tecnologia da informação e similares que necessitem de interligações para intercâmbio de dados e em equipamentos eletrônicos suscetíveis a interferência.
Seccionamento automático da alimentação.

No sistema de proteção contra choques elétricos por seccionamento automático da alimentação, as massas devem ser ligadas a condutores de proteção, compondo uma “rede de aterramento”, e um dispositivo de proteção deve seccionar automaticamente a alimentação do circuito por ele protegido, sempre quer uma falta entre parte viva e massa der origem a uma tensão de contato perigosa.
O tempo máximo admissível de seccionamento é dado em função da tensão fase-terra – Uo, em esquemas de ligação de aterramento TN, e em função da tensão fase-fase em esquemas de aterramento IT, sendo também classificado em função da seletividade (situação 1 e situação 2). 


Tempos de seccionamento máximos em esquema TN

Uo(V)
Tempo de seccionamento
Situação 1
Situação 2 (áreas externas)
115, 120, 127
0,8
0,35
220
0,4
0,2
277
0,4
0,20
254
0,4
1,20
400
0,2
0,05



1. Uo é a tensão nominal entre a fase e o neutro, valor eficaz em corrente alternada;
2. As situações 1 e 2 estão definidas no anexo C da NBR 5410/2004.

Tempos de seccionamento máximos na esquema IT (segunda falta).

Tensão nominal do circuito
Tempo de seccionamento (s)
        U(V)                      Uo(v)
Neutro não distribuído
Neutro distribuído
Situação 1
Situação 2
Situação 1
Situação 2
208, 220, 230      115, 120, 127
0,8
0,4
6
1
380, 400              220, 230
0,4
0,2
0,8
0,5
440, 480              254, 277  
0,4
0,2
0,8
0,5
690                      400
0,2
0,06
0,4
0,2



Dispositivos de proteção a corrente diferencial – residual – DR.
Independente do esquema de aterramento, TN, TT ou IT, o uso de proteção DR mais particularmente de alta sensibilidade, tornou-se obrigatório em alguns casos:
  • Circuitos que sirvam a pontos situados em locais contendo banheiros ou chuveiros;
  • Circuitos que alimentem tomadas de corrente situadas em áreas externas;
  • Circuitos de tomadas de corrente, situadas em áreas internas que possam vir a alimentar equipamentos no exterior;
  • Circuitos de tomadas de corrente de cozinha, copas, lavandeiras, áreas de serviços, garagens e, no geral, de todos locais internos molhados, em uso normal ou sujeitos a lavagens.

Dispositivos de proteção

Dispositivo de proteção operado por corrente
Tem por finalidade desligar da rede de fornecimento de energia elétrica, o equipamento ou instalação que ele protege, na ocorrência de uma corrente de fuga que exceda determinado valor, sua atuação deve ser rápida, menor do que 0,2 segundos (Ex.: DDR).

Princípio de funcionamento:



A detecção dessa diferença de corrente  é feita por um núcleo ferromagnético que envolve os condutores (menos o condutor PE) e que tem um enrolamento, que em condições normais não é sede de nenhuma corrente.
Se houver uma diferença entre as correntes de entrada e saída, surgirá uma tensão entre os terminais desse enrolamento que acionará um eletroímã que por sua vez abrirá o circuito principal.
A corrente convencional de atuação do DR é representada por:
  I ∆n.

Elementos que compõem um DR.

  • Um TC de detecção, toroidal, sobre o qual são enrolados, de forma idêntica, cada um dos condutores do circuito e que acomoda também o enrolamento de detecção, responsável pela medição das diferenças entre as correntes condutoras;
  • Um elemento de processamento do sinal e que comanda o dispositivo do DR, geralmente designado relé diferencial ou relé reversível. 
Os dispositivos DR, podem ser do tipo com ou sem fonte auxiliar, que pode ser á própria rede de alimentação.
DR com fonte auxiliar, caso não atuem, automaticamente, por falha de fonte auxiliar é admitido somente se uma das duas condições for satisfeita: 
  • A proteção contra contatos indiretos for assegurada por outro meio no caso da falha da fonte auxiliar;
  • Os dispositivos forem instalados em instalações operadas, testadas e mantidas por profissionais advertidos ou qualificados.
Esquema TN – pode ser protegido por um dispositivo DR, o mesmo ocorrendo em circuitos terminais. Nesse caso as massas não precisam ser ligadas ao condutor de proteção de esquema TN, desde que sejam ligadas a um eletrodo de aterramento com resistência compatível com a corrente de atuação do dispositivo DR
Esquema TT – se uma instalação for protegida por um único dispositivo DR, este deve ser colocado na origem da instalação, a menos que a parte da instalação compreendida entre a origem e o dispositivo, não possua qualquer massa e satisfaça a medida de proteção pelo emprego de equipamentos de classe ll (50 a 1.500  V) ou pela aplicação de isolação suplementar .
Esquema IT – quando a proteção for assegurada por um dispositivo DR e o seccionamento, á primeira falha falta não for cogitado, a corrente diferencial - residual de não atuação do dispositivo deve ser no mínimo igual á corrente que circula quando uma primeira falta franca á terra, afete um condutor - fase
Aplicação de um DR.
  • Uso obrigatório de DR de alta sensibilidade – menor que 30 mA: Na proteção complementar contra choques elétricos em circuitos de contato constante ou eventual com á água;
  • Uso de DR de alta sensibilidade – menor que 30 mA, como alternativa, na proteção de equipamentos situados próximos a piscina;
  • Uso previsto de DR de baixa sensibilidade – menor que 500 mA: Um dos meios para limitar as correntes de falta/fuga á terra em locais que processem ou armazenem materiais inflamáveis.:
A proteção diferencial – residual pode ser realizada através de:
  • Interruptores diferenciais;
  • Disjuntores com proteção diferencial – residual incorporada;
  • Tomadas com interruptor e DR incorporado;
  • Blocos diferenciais acopláveis e disjuntores em caixa moldada ou a disjuntores modulares;
  • Peças avulsas  (relé DR e transformador de corrente toroidal) que são associadas apenas a um elemento de sinalização e/ou alarme.


Proteção por extra baixa tensão

É comum o emprego da tensão de 24 V para condição de trabalho desfavoráveis, com trabalho em ambientes úmidos.
Tais condições são favoráveis a choque elétrico nestes tipos de ambiente, pois a resistência do corpo humano é diminuída e a isolação elétrica dos equipamentos fica comprometida. Equipamentos de solda empregados em espaços confinados, como solda em tanques, requerem que as tensões empregadas sejam baixas.

A proteção por extra baixa tensão consiste em empregar uma fonte de baixa tensão ou uma isolação elétrica confiável, se a tensão extra baixa for obtida de circuitos de alta – tensão.

A tensão extra baixa é obtida através de transformadores isoladores como de baterias e geradores.
Se situa abaixo de 50 V.
Certos critérios devem ser observados quanto ao uso deste tipo de proteção, como por exemplo:
  • Não aterrar o circuito de extra baixa tensão;
  • Não fazer ligações condutoras com circuitos de maior tensão;
  • Não dispor os condutores de um circuito de extra baixa tensão em locais que contenham condutores de tensões mais elevadas.
Do ponto de vista de segurança, este método é excelente, pois aqui o fator de segurança é multiplicado por 3, ou seja, multiplica-se pelos 3 fatores: A isolação funcional, a isolação do sistema, no caso de transformadores, e a redução da tensão.
Contudo do ponto de vista pratico, este método tem suas desvantagens, como: Necessidade de uma instalação elétrica de baixa tensão e , freqüentemente, construção de equipamentos  de dimensões relativamente grandes quando comparados com equipamentos que utilizam tensões mais altas para o seu funcionamento.  

Resistência de isolamento

Tensão nominal do circuito
Tensão de ensaio em corrente contínua(V)
Resistência de isolamento, mínimo em megohms
Extra  baixa tensão
Maior ou igual a 250
0,25


Extra baixa tensão: SELV e PELV

Defini-se como:

A. SELV (do inglês “separated extra-low voltage”): Sistema de extra baixa tensão que é eletricamente separada da terra de outros sistemas e de tal modo que a ocorrência de uma única falta não resulta em risco de choque elétrico.

B. PELV (do inglês “protected extra-low voltage”): Sistema de extra baixa tensão que não é eletricamente separado da terra mas que preenche, de modo equivalente, todos os requisitos de um SELV.

Barreiras e invólucros

Proteção por barreiras e invólucros.
Quando a isolação das partes vivas for inviável ou não for conveniente para o funcionamento adequado da instalação. Estas partes devem estar protegidas contra o contato por barreiras ou invólucros. Estas barreiras ou invólucros devem satisfazer a NBR 6146, norma que define condições exigíveis aos graus de proteção providos por invólucros de equipamentos elétricos e especifica os ensaios de tipo para verificação das várias classes de invólucros.
As condições exigíveis pela NBR 6146 estão descritas no ANEXO 2. As partes vivas devem estar no interior de invólucros ou atrás de barreiras que confiram pelo menos o grau de proteção IP3X. As superfícies superiores das barreiras ou dos invólucros horizontais que sejam facilmente acessíveis devem atender pelo menos ao grau de proteção IP4X. As barreiras e invólucros devem ser fixados de forma segura e possuir robustez e durabilidade suficientes para manter os graus de proteção e a apropriada separação das partes vivas nas condições normais de serviço, levando-se em conta as condições de influências externas relevantes.
A supressão das barreiras, a abertura dos invólucros ou coberturas ou a retirada de partes dos invólucros ou coberturas não deve ser possível a não ser:
a) com a utilização de uma chave ou de uma ferramenta; e
b) após a desenergização das partes vivas protegidas por essas barreiras, invólucros ou coberturas, não podendo ser restabelecida a tensão enquanto não forem recolocadas as barreiras, invólucros ou coberturas; ou
NOTA: Esta prescrição é atendida com utilização de intertravamento mecânico e/ou elétrico.
c) que haja interposta uma segunda barreira ou isolação que não possa ser retirada sem a desenergização das partes vivas protegidas por essas barreiras, e que impeça qualquer contato com as partes vivas.
A supressão das barreiras, a abertura dos invólucros ou coberturas ou a retirada de partes dos invólucros ou coberturas não deve ser possível a não ser:
a) com a utilização de uma chave ou de uma ferramenta; e
b) após a desenergização das partes vivas protegidas por essas barreiras, invólucros ou coberturas, não podendo ser restabelecida a tensão enquanto não forem recolocadas as barreiras, invólucros ou coberturas; ou
NOTA: Esta prescrição é atendida com utilização de intertravamento mecânico e/ou elétrico.
c) que haja interposta uma segunda barreira ou isolação que não possa ser retirada sem a desenergização das partes vivas protegidas por essas barreiras, e que impeça qualquer contato com as partes vivas.