INSTALAÇÕES ELÉTRICAS DE BAIXA TENSÃO | Por Paulo Barreto
PROTEÇÃO DO CONDUTOR NEUTRO A proteção do condutor neutro contra correntes de sobrecarga e de curto-circuito deve se constituir em uma preocupação dos projetistas de instalações elétricas. No entanto, costuma ser negligenciada. Principalmente nos casos de redução da seção do condutor neutro em relação aos condutores de fase.
Duas devem ser as preocupações básicas: primeiro, em caso de redução da seção do neutro, verificar se os dispositivos de proteção contra sobrecarga e curto-circuito dos condutores fase também protegerão o condutor neutro. O critério a ser utilizado é o mesmo da proteção dos condutores de fase. E a outra verificação a ser feita pelo projetista é com relação à presença de correntes harmônicas de terceira ordem e seus múltiplos no condutor neutro.
Para esse segundo caso, é importante, mais uma vez, efetuar duas análises: a primeira, se será possível reduzir o condutor neutro, mesmo na presença dessas correntes harmônicas. E a outra, é que, se a distorção efetiva de correntes harmônicas de terceira ordem e seus múltiplos for superior à prevista no projeto, como se comportará a proteção do condutor neutro? Esta última condição é a mais difícil de ser prevista. No entanto, não é impossível de ocorrer.
A NBR 5410 atual e o projeto de norma que foi para consulta pública possuem diversos requisitos para auxiliar o projetista nessa tarefa, como por exemplo:
5.3.2.2 Proteção do condutor neutro
5.3.2.2.1 Esquemas TT e TN
5.3.2.2.1.1 Quando a seção do condutor neutro for pelo menos igual ou equivalente à dos condutores de fase, não é necessário prever detecção de sobrecorrente no condutor neutro, nem dispositivo de seccionamento nesse condutor.
5.3.2.2.1.2 Quando a seção do condutor neutro for inferior à dos condutores de fase, é necessário prever detecção de sobrecorrente no condutor neutro, adequada à seção desse condutor. Essa detecção deve provocar o seccionamento dos condutores de fase, mas não necessariamente do condutor neutro. No entanto, admite-se omitir a detecção de sobrecorrente no condutor neutro, se as duas condições seguintes forem simultaneamente atendidas:
a) o condutor neutro estiver protegido contra curtos-circuitos pelo dispositivo de proteção dos condutores de fase do circuito;
b) a corrente máxima suscetível de percorrer o condutor
neutro em serviço normal for claramente inferior ao valor da capacidade de condução de corrente desse condutor.
5.3.2.2.3 Correntes harmônicas
Nos casos em que o conteúdo harmônico das correntes de fase de circuitos polifásicos possa causar valores de corrente de neutro superiores à capacidade de condução de corrente deste condutor, deve ser prevista detecção de sobrecarga no condutor neutro. A detecção de sobrecarga deve ser compatível com a natureza da corrente do condutor neutro e deve seccionar os condutores de fase, mas não necessariamente o condutor neutro. Para o seccionamento do neutro ver 5.3.2.2.1.
Tão importante quanto realizar essas verificações e correspondentes implementações na fase de projeto é o projetista ter acesso às informações necessárias para tanto. Nesse caso, é fundamental a presença das informações do espectro harmônico nos diversos equipamentos geradores de tais harmônicos, tais como inversores de frequência, variadores de velocidade, soft starter e demais cargas não lineares.
Assim como o fator de potência de qualquer equipamento já faz parte dos seus dados de placa, assim também deveria ser com os componentes harmônicos. Quem sabe em breve!
SEGURANÇA EM INSTALAÇÕES E SERVIÇOS EM ELETRICIDADE | Por Aguinaldo Bizzo
MEMORIAL DESCRITIVO DO PROJETO DE INSTALAÇÕES ELÉTRICAS NA NR10
A NR10 define a obrigatoriedade de requisitos de segurança desde a concepção dos projetos das instalações elétricas, estabelecendo requisitos mínimos que devem estar contemplados no memorial descritivo, vide item 10,3.9 : O memorial descritivo do projeto deve conter, no mínimo, os seguintes itens de segurança: a) especificação das características relativas à proteção contra choques elétricos, queimaduras e outros riscos adicionais; b) indicação de posição dos dispositivos de manobra dos circuitos elétricos: (Verde – “D”, desligado e Vermelho – “L”, ligado);c) descrição do sistema de identificação de circuitos elétricos e equipamentos, incluindo dispositivos de manobra, de controle, de proteção, de intertravamento, dos condutores e os próprios equipamentos e estruturas, definindo como tais indicações devem ser aplicadas fisicamente nos componentes das instalações; d) recomendações de restrições e advertências quanto ao acesso de pessoas aos componentes das instalações; e) precauções aplicáveis em face das influências externas; f) o princípio funcional dos dispositivos de proteção, constantes do projeto, destinados à segurança das pessoas; g) descrição da compatibilidade dos dispositivos de proteção com a instalação elétrica.
Ênfase para o item que se refere às influências externas, que segundo glossário na NR10, “são variáveis que devem ser consideradas na definição e seleção de medidas de proteção para segurança das pessoas e desempenho dos componentes da instalação.”
Oriunda das NBR5410- BT e NBR14039- MT, que estabelecem uma classificação e uma codificação das influências externas que devem ser consideradas na concepção e na execução das instalações elétricas, trata-se de um Inventário com todas as condições exteriores a que podem estar sujeitos os diversos componentes da instalação. Essas normas possuem uma subseção que estabelece uma classificação e uma codificação das influências externas que devem ser consideradas na concepção e na execução das instalações elétricas, sendo, A- Meio Ambiente, B – Utilização e C – Construção das Edificações.
Ocorre, que, predominam projetos onde o memorial descritivo das instalações elétricas não evidencia “quais influências externas” foram consideradas para definição e seleção das medidas de controle para perigos e riscos elétricos, ou seja, são documentos “de gênero”, que não atendem os requisitos da NR10. Grande parte desses projetos são feitos por empresas contratadas, e, infelizmente, constata-se que muitos profissionais que elaboram esses projetos desconhecem conceitos técnicos específicos sobre “influências externas”, e, principalmente, a interface do memorial descritivo com as prescrições estabelecidas na NR10.
É fundamental que a elaboração de projetos de instalações elétricas seja precedida de análise das influências externas existentes nos ambientes de trabalho, uma vez que a especificação dos materiais e componentes de uma instalação deve ser baseada nas circunstâncias em que eles deverão operar. Assim, precauções quanto às influências externas devem ser apontadas para servir de advertência, na eventual alteração e uso das instalações, e para que a instalação não venha a ser exposta a influências que não foram consideradas na sua concepção, impactando, dentre outros fatores, na segurança das pessoas expostas ao perigo eletricidade.
As instalações elétricas devem ser executadas a partir de projeto elétrico específico que assegure condições de segurança e saúde dos trabalhadores e usuários, sendo que a existência de um capítulo especificamente dedicado a aspectos de segurança nos projetos elétricos, evidencia o entendimento maior de que a segurança nas instalações elétricas é fator primordial, cuja preocupação deve ser contemplada nos estudos e levantamentos iniciais e se concretizadas na sua concepção, desde a fase de projeto.
Assim, temos um grande desafio no processo de atualização da NR10, onde a definição de requisitos intrínsecos de segurança devem ser contemplados de forma obrigatória no memorial descritivo das instalações elétricas. Especialmente, no que se refere a análise das influências externas existentes nos ambientes de trabalho, de forma que as instalações elétricas efetivamente sejam construídas de forma segura considerando a realidade laboral praticada pelos profissionais que executam atividades de operação e manutenção das instalações elétricas, bem como outras pessoas que realizam atividades com interface com o perigo da eletricidade.
Profissionais que elaboram projetos de instalações elétricas devem capacitados adequadamente, inclusive quanto às premissas estabelecidas na NR10 e nas demais normas, especialmente a NR1 – Gerenciamento de Risco Ocupacionais, uma vez que medidas de controle de engenharia devem ser priorizadas na proteção a riscos elétricos, impactando diretamente na classificação do nível de risco das atividades no Inventário de perigos e riscos elétricos do PGR – Programa de Gerenciamento de Riscos.
As Organizações devem elaborar especificações técnicas de projetos contemplando requisitos específicos a serem considerados no projeto das instalações elétricas, ou seja, não somente definirem escopos de gênero.
INSTALAÇÕES ELÉTRICAS DE MÉDIA TENSÃO | Por Marcos Rogério
TC DE PROTEÇÃO A MONTANTE OU A JUSANTE DO DISJUNTOR?
Tenho observado muitas discussões e ponderações entre os profissionais responsáveis pelos projetos das instalações elétricas no sentido de qual deve ser a escolha para a posição da instalação dos TC de proteção que alimentam relés de sobrecorrente, se a montante ou a jusante do respectivo disjuntor.
A subseção 5.3.4.1, Nota 2 da ABNT NBR 14039:2021 prescreve, para os transformadores de instrumentos que alimentam relés de proteção de sobrecorrente secundários o seguinte:
[…] “Os transformadores para instrumentos conectados aos relés secundários devem ser instalados sempre a montante do disjuntor ou chave a ser atuado(a), garantindo assim a proteção contra falhas do próprio dispositivo.” (grifo nosso)
Encontramos na Seção 5.9 da IEEE Std C37.110-2023 a seguinte
recomendação:
[…] “A disponibilidade da proteção contra falha do disjuntor pode determinar qual lado do disjuntor é melhor para a localização do TC. No caso de TC independente, uma falta que ocorra entre o disjuntor e o conjunto do TC pode não ser detectada pela proteção principal. Todas as condições de falhas possíveis devem ser normalmente consideradas e a localização do TC é selecionada para a eliminação geral mais rápida de uma falta, para evitar pontos cegos na proteção e para avaliar o desempenho geral do sistema de proteção.”
Um importante aspecto que deve ser adicionalmente considerado é o fato de que a ABNT NBR IEC 62271-200:2007 não determina uma posição preferencial para o TC de proteção, se a montante ou a jusante do disjuntor. Ela obviamente deixa essa decisão a cargo do engenheiro especialista em proteção.
Encontramos em 1.3 da IEEE Std 242-2001 a seguinte instrução:
“A proteção do sistema é uma das características mais básicas e essenciais de um sistema elétrico e deve ser considerada concomitantemente com todas as outras características essenciais. Muitas vezes, a proteção do sistema é considerada depois que todas as outras características do projeto foram determinadas e o projeto do sistema básico foi estabelecido. Tal abordagem pode resultar em um sistema insatisfatório que não pode ser adequadamente protegido, exceto por um gasto desproporcionalmente alto. O engenheiro de proteção deve examinar minuciosamente a questão da proteção do sistema em cada estágio do planejamento e incorporar no sistema final um plano de proteção totalmente integrado que seja eficaz, e flexível para crescer com o sistema.”
Alguns profissionais argumentam que, no caso de um curtocircuito a montante do disjuntor (ou em seu interior) e estando o TC a jusante, isso não seria um problema para a proteção, porque a proteção da distribuidora (instalada no ponto de entrega e, portanto, a montante da instalação) desligaria a energização do circuito. Entretanto, devemos notar que, na maioria dos casos, a proteção instalada pela empresa distribuidora da energia é executada por fusíveis que não são limitadores de corrente. Nesse caso, o tempo de desligamento da corrente na ocorrência de um curto-circuito seria muito maior que o recomendável, não só pelo maior tempo de operação inerente à própria curva do fusível, mas também pela necessidade da existência de um intervalo de tempo de coordenação entre a curva de atuação do relé de proteção (que neste caso estaria a jusante do disjuntor) e a curva de atuação do fusível (tipicamente 0,25 s).
A situação acima, contribuiria para um significativo aumento do valor da energia incidente do arco elétrico neste ponto da instalação! Mesmo no caso em que a distribuidora prevê a utilização de religador na entrada da instalação em substituição ao fusível, a instrução da mesma é para que a função ANSI 50 (instantâneo) fique bloqueada e, portanto, mesmo com o uso do religador, a proteção a montante para um curto-circuito no disjuntor com o TC a jusante ocorreria em um tempo muito longo (ajuste da função ANSI 51), ocasionando o mesmo inconveniente do aumento da energia incidente do arco elétrico descrito acima.
Uma possível mudança na redação em uma revisão da ABNT NBR
14039:2021 poderia ser:
“O projetista do sistema de proteção deverá definir a posição dos transformadores para instrumentos conectados aos relés de proteção, se a montante ou a jusante do disjuntor que deverá ser atuado.
Nota É recomendável que os transformadores para instrumentos conectados aos relés de proteção sejam instalados a montante do disjuntor a fim de garantir a proteção em caso de falha do próprio disjuntor.”
Este é com certeza um assunto apaixonante e que desperta várias considerações, entretanto, devemos manter em mente o que preconiza a IEEE Std C37.110-2023, já citada anteriormente neste texto: “Todas as condições de falhas possíveis devem ser normalmente consideradas e a localização do TC é selecionada para a eliminação geral mais rápida de uma falta, para evitar pontos cegos na proteção e para avaliar o desempenho geral do sistema de proteção.” (grifo nosso)