SEGURANÇA EM INSTALAÇÕES E SERVIÇOS EM ELETRICIDADE – Por Aguinaldo Bizzo
Conforme texto colocado em consulta pública em 2020, vide Aviso da Consulta Pública nº 1/2020, no processo de revisão da Norma Regulamentadora nº 10 (Norma Regulamentadora de Segurança em Instalações e Serviços em Eletricidade), é definido no item 10.10.1.1 que o Equipamento de Proteção Individual é estritamente pessoal, sendo proibido o uso compartilhado entre trabalhadores, mesmo que utilizados em momentos diferentes das atividades.
Qual o impacto dessa exigência nas indústrias, considerando que o uso de EPI para proteção ao risco de choque elétrico, especialmente de luvas isolantes e vestimentas FR Risco 4 para proteção ao risco de arco elétrico, já é uma prática comum?
A proibição do uso de EPI de forma compartilhada já existe na NR6, dessa forma, a proposta contextualiza essa condição de forma específica para trabalhos com eletricidade.
É necessário que as organizações adotem medidas administrativas e de organização adequadas, incluindo
procedimentos quanto ao uso de EPI específicos para proteção ao risco de choque eletrico, especialmente luvas isolantes de borracha BT, considerando condições antropométricas, bem como para Vestimentas AR.
INSTALAÇÕES ELÉTRICAS DE MÉDIA TENSÃO – Por Marcos Rogério
DETERMINAÇÃO DA CORRENTE NOMINAL PRIMÁRIA DE UM TC DE PROTEÇÃO
Em uma recente conversa sobre a definição da corrente nominal do primário (Ipr) de transformadores de corrente (TC) para proteção, discutimos sobre o tipo de cálculo que é hoje utilizado em alguns projetos. Em muitos estudos, aquela corrente é determinada pela expressão: Ipr = Icc/20 baseado no fato de que o ALF – Fator Limite de Exatidão do TC é definido para uma corrente 20xIn. Mas será que essa é a melhor maneira? Deve ser notado que esse tipo de cálculo pode, muitas vezes, levar à escolha de uma Ipr para o TC inviável para a proteção que deve ser oferecida pelo relé função 51/50.
Vejamos um exemplo: seja uma instalação que alimenta um transformador de potência de 300kVA em 13,8kV e com uma corrente eficaz de curto-circuito trifásico de 5kA. Ao determinar a Ipr como apresentado na equação acima, concluiremos que a corrente Ipr do TC deve ser de 5.000/20 = 250A. Ocorre que a corrente nominal do transformador de potência de 300kVA em 13,8kV é de 12,6A! Surge então um problema: considerando que a precisão de um TC de proteção é definida a partir de 10% de Ipr (no caso 25A), como será possível determinar um ajuste eficaz para a unidade função 51 do relé de proteção? A ABNT NBR IEC 61869-2:2021 define fator de segurança (ou de sobrecorrente) – FS como sendo a relação entre a corrente primária limite nominal e a corrente primária nominal, e esse fator, é comumente especificado como sendo 20.
No caso em análise, como a corrente nominal em 13,8kV do transformador de potência 300kVA seria de 12,6A, nossa escolha deveria recair em um TC com Ipr no valor próximo de 125A pois, os 10% de Ipr onde a precisão do TC teria início, seria 12,5A. Definimos então, um TC com relação de transformação 125/5A (RTC=25), classe proteção P, carga nominal 25VA, erro máximo de 10% e FS de 20 vezes: 25VA 125/5A 10P20.
A tabela 1, retirada da mesma norma citada anteriormente, apresenta os valores para a potência aparente do TC e a carga (em ohms), representada pelas impedâncias padronizadas, aplicadas no secundário para as diversas potências nominais dos TC. Verificamos então, que o TC escolhido pode fornecer 25VA com uma impedância no secundário de 1,0 Ω devendo saturar, nessa condição de carga, com uma corrente no primário maior do que 2.500A (125 x 20).
No mesmo subitem da IEC 61869-2:2021, a Nota 1 (apesar de se referir a TC para medição) alerta que se deve prestar atenção ao fato de que o fator de segurança real é afetado pela carga. Quando o valor da carga é significativamente menor que o valor nominal, valores de corrente maiores serão produzidos no secundário no caso de curto-circuito.
Esta afirmação se deve ao fato de que, o que conduz um TC a saturação, é o surgimento de uma tensão em seus terminais secundários, maior do que a especificada para o TC, quando a impedância conectada nesses terminais é percorrida pela corrente de curto-circuito. No nosso exemplo, o TC percorrido no secundário por 20 x 5A com uma impedância de 1,0 Ω, resultaria em uma tensão de saturação acima de 100V.
Podemos dizer que a impedância existente em um circuito secundário de um TC de proteção é composta: 1) pela própria impedância do secundário do TC; 2) pela impedância dos cabos que interligam o secundário do TC ao relé de proteção (tipicamente 10m – ida e volta); e 3) pela impedância apresentada pelo relé, que, sendo do tipo microprocessado, será muito baixa.
No livro Analyzing and applying current Transformers o autor Stanley Zocholl sugere que, quando a impedância do secundário do TC não é conhecida, deve-se utilizar o valor 0,005 Ω/espira para determinar aquele valor para TC com o Ipr pequeno (para Ipr grande ele sugere 0,0025 Ω/espira). Temos então, 0,005 x 25 = 125 mΩ; a impedância dos cabos como sendo 0,02 x 10m/2,5mm2 = 80 mΩ e a impedância do relé como sendo 0,007 x 2 (Fase + Neutro) = 14mΩ; resulta em 219 mΩ.
Para verificar a ocorrência de saturação c.a. no TC escolhido, vamos utilizar como pior caso, uma Icc = 10kA. Deste modo teremos: tensão no secundário (Vs) = (Iccmax /RTC) x Zcarga real, então:
Vs = (10.000/25) x 0,219 = 87,6V < 100V
Portanto, podemos garantir que utilizando um TC 25VA 125/5 A 10P20 teremos o relé de proteção recebendo a corrente de curtocircuito sem perigo de saturação até um nível de 10kA. Além disso, como utilizamos uma relação 125/5 A, a menor corrente que poderá ser enviada ao relé com a precisão especificada será 12,5 A.
INSTALAÇÕES ELÉTRICAS DE BAIXA TENSÃO – Por Paulo Barreto
3 – INFLUÊNCIAS EXTERNAS
Este é um assunto pouco considerado nos projetos de instalações elétricas e que tem influência direta, por exemplo, na especificação dos componentes, na escolha do tipo de linha elétrica e nas medidas de proteção contra choques elétricos. Tanto é que, em 100% dos casos de análise de projeto que fazemos, existe alguma irregularidade.
A omissão da análise das influências externas nos diversos ambientes de qualquer empreendimento pode colocar em risco a segurança das pessoas, da edificação e a integridade de alguns componentes da instalação elétrica.
Ao contrário do que se possa imaginar pela simples análise semântica, o termo “externa” não se refere ao meio externo de uma edificação, mas sim, ao meio que circunda o componente elétrico ou está presente naquele ambiente.
Independentemente do que está prescrito em norma, uma simples análise de engenharia já permite que o profissional identifique alguns desses aspectos. Por exemplo, se uma caixa de passagem será instalada na área externa de uma edificação (sujeita a sol e chuva) é natural pensar que ela não será a mesma que se instala na sala de uma residência.
Como subsídio a essa questão, a norma apresenta 22 grupos de influências externas, com 113 níveis de classificação, divididos da seguinte forma:
• Temperatura ambiente (AA) – 8 níveis;
• Condições climáticas do ambiente (AB) – 8 níveis;
• Altitude (AC) – 2 níveis;
• Presença de água (AD) – 8 níveis;
• Presença de corpos sólidos (AE) – 6 níveis;
• Presença de substâncias corrosivas ou poluentes (AF) – 4 níveis;
• Solicitações mecânicas – impactos (AG) – 3 níveis;
• Solicitações mecânicas – vibrações (AH) – 3 níveis;
• Presença de flora e mofo (AK) – 2 níveis;
• Presença de fauna (AL) – 2 níveis;
• Influências eletromagnéticas, eletrostáticas ou ionizantes (AM) – 36 níveis;
• Radiação solar (AN) – 3 níveis;
• Descargas atmosféricas (AQ) – 3 níveis;
• Movimentação do ar (AR) – 3 níveis;
• Vento (AS) – 3 níveis;
• Competência das pessoas (BA) – 5 níveis;
• Resistência elétrica do corpo humano (BB) – 4 níveis;
• Contato das pessoas com o potencial da terra (BC) – 4 níveis;
• Condições de fuga das pessoas em emergências (BD) – 4 níveis;
• Natureza dos materiais processados ou armazenados (BE) – 4 níveis;
• Materiais de construção (CA) – 2 níveis;
• Estrutura das edificações (CB) – 4 níveis.
Cabe ao projetista observar cada situação existente nos diversos ambientes do seu projeto e adotar a classificação que melhor a representa. Isso irá auxiliar sobremaneira a escolha e a especificação de cada componente elétrico (interruptor, tomada, quadro, caixa de passagem, condutor, conduto etc.).