aguinaldo_bizzo2

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A R C O E L É T R I C O A R C O E L É T R I C O INTRODUÇÃO A INTRODUÇÃO A www.idealwork.com.br INTRODUÇÃO A INTRODUÇÃO A ANÁLISE DE ARCO ANÁLISE DE ARCO ELÉTRICO ELÉTRICO CONCEITOS E CONCEITOS E APLICAÇÃO APLICAÇÃO Eng. Aguinaldo Bizzo de Almeida Eng. Aguinaldo Bizzo de Almeida

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Page 1: aguinaldo_bizzo2

A R C O E L É T R I C OA R C O E L É T R I C O

INTRODUÇÃO A INTRODUÇÃO A

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INTRODUÇÃO A INTRODUÇÃO A

ANÁLISE DE ARCO ANÁLISE DE ARCO

ELÉTRICO ELÉTRICO

CONCEITOS E CONCEITOS E

APLICAÇÃOAPLICAÇÃO

Eng. Aguinaldo Bizzo de AlmeidaEng. Aguinaldo Bizzo de Almeida

Page 2: aguinaldo_bizzo2

• Mais de 80% de todos os acidentes elétricos industriaissão resultado de arco elétrico e combustão de roupas inflamáveis.

Risco ao Arco Elétrico – NR10

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• A temperatura do Arco pode alcançar 19.000°Cisto representa quatro vezes a temperatura do solo

• Queimaduras fatais poderão ocorrer a distância de 3m.

Page 3: aguinaldo_bizzo2

Probabilidades de acidentes com arco elétrico (NFPA 70 E)

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Page 4: aguinaldo_bizzo2

Definição de Arco interno:

Arco elétrico de falta que pode aparecer entre fases ou, entre fases e terra, em parte com circuito principal de um equipamento de distribuição de energia.

Comportamento:

Arco interno

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Comportamento:

A partir da ionização do ar, em umponto específico do cubículo, o arque até então é um meio isolante,perde suas característicasdielétricas, passando de isolante acondutor, dando início ao arcoelétrico.

Page 5: aguinaldo_bizzo2

Conceitos Básicos de Exposiçãoao Arco Elétrico

� Energia de exposição é expressa em cal/cm2

� 1 cal/cm2 é igual a exposição de um dedo na

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� 1 cal/cm é igual a exposição de um dedo na brasa do cigarro por 1 segundo

� A exposição a uma energia de 1 ou 2 cal/cm2

causará queimaduras de segundo grau na pele humana.

Page 6: aguinaldo_bizzo2

Consequências de umafalta interna

1. Sobreaquecimento significante (temperatura no centro do the arco @ 10.000°C)

2. Produção de gases quentes e partículas em chamas

3. Aumento da pressão interna

consequências de um arcodevido a uma falta interna

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4. Deterioração e projeção de partes e peças para fora do painel

5. Material fundido é projeto a altas velocidade e pode facilmente penetrar na pele

6. A pressão chega a 9000 kgf / m2

7. Pressão sonora chega a 140 dB

Page 7: aguinaldo_bizzo2

1. Aquecimento de uma conexão mal apertada

2. Esquecimento de ferramentas após manutenção

3. Poluição excessiva ou degradação dos meios isolantes

Origem de um arcodevido a umafalta interna

Origem de uma falta interna

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meios isolantes

4. Operação indevida

5. Sobretensões devido a descarga atmosférica

6. Operação do sistema de proteção defeituosa

7. Componente defeituoso

8. Intrusão de itens externos

Page 8: aguinaldo_bizzo2

Fases do Arco interno

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1- COMPRESSÃO - Pressão interna aumenta com energia liberada pelo arco;

2- EXPANSÃO - Acúmulo de gases sob pressão dentro do compartimento;

3- EMISSÃO - Abertura de “flaps”, com despressurização do compartimento;

4- TÉRMICA - Emissão de gases e partículas para meio ambiente - degradação interna;

Page 9: aguinaldo_bizzo2

ATIVIDADES PREDOMINANTESARCO ELÉTRICO

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ARCO ELÉTRICO

SUBSTITUICAO FUSIVEIS NH

Page 10: aguinaldo_bizzo2

Acidente BT voltímetro

ATIVIDADES DE MEDIÇÃO ELÉTRICA

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Page 11: aguinaldo_bizzo2

ACIDENTE – INDÚSTRIAPREDOMINÂNCIA EM BT

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Page 12: aguinaldo_bizzo2

SETOR ELÉTRICO – DISTRIBUIÇÃO

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Page 13: aguinaldo_bizzo2

SETOR ELÉTRICO – DISTRIBUIÇÃOAtividades comerciais

www.idealwork.com.br1998 – Acidente com Aguinaldo Bizzo

Page 14: aguinaldo_bizzo2

Acidente – corte medidor – medição coletiva

ACIDENTE CONCESSIONARIA - BT

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Page 15: aguinaldo_bizzo2

DESCRIÇÃO DO ACIDENTE

Após abrir as chaves laterais A e Cinstaladas no poste

ACIDENTE CONCESSIONARIA MT

CHAVE PARTIDA

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instaladas no posteCO16523/K02-835, iniciou aoperação da abertura da chavedo centro “B”, a qual se rompeu(o suporte rompeu na curva dapeça “L “ menor), ficandopendurada e tocando a cruzeta,provocando forte descargaelétrica na estrutura do poste,conseqüentemente atingindo oempregado.

Page 16: aguinaldo_bizzo2

Acidente MT – Linha aérea 13,8 kv

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Page 17: aguinaldo_bizzo2

Proteger as pessoas:

� Efeitos Térmicos

� Efeitos Dinâmicos

MEDIDA DE CONTROLE INTRINSECA MÉDIDAS DE ENGENHARIA - PROJETO

EX: AQUISIÇÃO DE PAINÉIS ENSAIADOS A PROVA DE ARCO INTERNO

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� Efeitos Dinâmicos

� Proteger as Instalações

• Se realiza a simulação em volta do painel

• Se instalam indicadores inflamáveis em posição vertical e horizontal para simular a presença de operadores

Page 18: aguinaldo_bizzo2

� Classificação Geral: IAC (internal arc classified)

� Acessibilidade:

Definição da IEC62271-200 para cubículos resistentes a arco interno - MT

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- A: Restrita a pessoas autorizadas – 300 mm – 4,3 cal\cm2

- B: Irrestrita. Acesso público- 100 mm - 2,0 cal\cm2

- Para indentificação de lados acessíveis deverá ser acrescidao código: F (frontal), L (lateral), R (traseiro)

� Todos os compartimentos contendo circuito de potênciadevem ser ensaidos contra o arco.

Page 19: aguinaldo_bizzo2

Teste contra arco interno

� Chaminés específicas para direcionamento do gás pela parte superior

� Testado nos compartimentos:

o Disjuntor

o Barramento

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o Barramento

o Cabos

� Nível:

o 31,5kA

o 1s

� Ensaio arco interno

Page 20: aguinaldo_bizzo2

1o. Critério: portas e tampas não deverão se abrir

2o. Critério: Partes que podem representar perigo não devem ser projetadas para fora do painel

3o. Critério: Não deverão ser provocadas pelo arco aberturas ou fendas acessíveis

4o. Critério: Indicadores verticais não deverão ser

Descrição do Ensaio de Arco Interno

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4o. Critério: Indicadores verticais não deverão ser inflamados

5o. Critério: Indicadores horizontais não poderão ser inflamados pelos gases quentes

6o. Critério: O sistema de aterramento não deverá ser afetado

* O critério 5 depende da altura do teto aonde os gases serão refletidos ( mínimo 3,6m do piso)

Page 21: aguinaldo_bizzo2

Requisitos da NBR IEC 60439-1 - BT

� A Norma é de uso voluntário

– A legislação do país é que torna a norma de uso

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torna a norma de uso obrigatório.

– Exemplos: NR-10, Portaria 456 da ANEEL, Código do Consumidor e Códigos de Obras Municipais.

Page 22: aguinaldo_bizzo2

Requisitos da NBR IEC 60439-1 BT

� Os 7 Ensaios de Tipo

– Limites de Elevação de Temperatura– Propriedades Dielétricas

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Propriedades Dielétricas– Corrente Suportável de Curto-

circuito– Eficácia do Circuito de Proteção– Distâncias de Isolamento e

Escoamento– Funcionamento Mecânico– Grau de Proteção

Page 23: aguinaldo_bizzo2

Métodos Para Reduçãoda Energia Incidente

� Especificar painéis resistente a arco interno

� Não violar a compartimentação do painel para execução de manobras

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� Possuir dispositivos de inserção e extração com porta fechada

� Controle Remoto de disjuntores

� Sistemas de Aterramento através de Alta Resistência tanto na baixa como na média tensão (< 17,5KV)

Page 24: aguinaldo_bizzo2

PROTEÇÃO VESTIMENTA

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Page 25: aguinaldo_bizzo2

1 - Competência de Pessoas – NBR5410 e NBR 14039

CRITÉRIOS PARA ANÁLISE DAS

MEDIDAS APLICÁVEIS

código classificação características Aplicações e exemplos

BA1

Comuns

Pessoas inadvertidas

BA2 crianças Crianças que encontram nos Crianças em creche

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BA2

crianças Crianças que encontram nos locais que lhe são destinados

Crianças em creche

BA3 Incapacitados Pessoas que não dispõem de completa capacidade física ou

intelectual

Asilos, hospicios, hospitais

BA4 Advertidas Pessoas suficientemente informadas ou supervisionadas por pessoas qualificadas de modo a lhes permitir evitar os perigos da eletricidade

Locais de serviços elétricos

Operadores Mecânicos

BA5

qualificadas

Pessoas que tem conhecimentos técnicos ou experiência suficiente para

evitar os perigos da eletricidade

Locais de serviços elétricos fechados

Engenheiros Tecnicos

Page 26: aguinaldo_bizzo2

2 - NR 10: TENSÃO DE TRABALHO

1. EXTRA BAIXA TENSÃO

2. BAIXA TENSÃO

CRITÉRIOS PARA ANÁLISE DAS

MEDIDAS APLICÁVEIS

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2. BAIXA TENSÃO

3. MÉDIA TENSÃO

4. ALTA TENSÃO

Page 27: aguinaldo_bizzo2

3 - NR 10: TIPO DE TRABALHO

A) CIRCUITO ENERGIZADO

B) CICRCUITO DEZENERGIZADO 10.5.1

C) CIRCUITO DESLIGADO10.5.4

CRITÉRIOS PARA ANÁLISE DAS

MEDIDAS APLICÁVEIS

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1. CONTATO DiretoIndireto

1. POTENCIAL

2. DISTÂNCIA

4. PROXIMIDADE

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4 – CARACTERÍSTICAS DA INSTALAÇÃO

� SEGREGAÇÃO

CRITÉRIOS PARA ANÁLISE DAS

MEDIDAS APLICÁVEIS

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� SEGREGAÇÃO

� DELIMITAÇÃO DE ÁREA

� SINALIZAÇÃO

� CARACTERÍSTICAS DOS COMPONENTES

� ACESSO A ZONA DE RISCO OU ZONA CONTROLADA

Page 29: aguinaldo_bizzo2

RESPONSABILIDADES

10.13.1. AS RESPONSABILIDADESQUANTO AO CUMPRIMENTO DESTA NR SÃO

SOLIDÁRIAS AOSCONTRATANTES E CONTRATADOS

ENVOLVIDOS.

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10.13.2. É DE RESPONSABILIDADEDOS CONTRATANTES MANTER

OS TRABALHADORES INFORMADOSSOBRE OS RISCOS A QUE ESTÃO

EXPOSTOS, INSTRUINDO-OS QUANTOAOS PROCEDIMENTOS E MEDIDASDE CONTROLE CONTRA RISCOSELÉTRICOS A SEREM ADOTADOS.

Page 30: aguinaldo_bizzo2

Metodologia para Cálculo de Energia Incidente - Arc Flash Risk

Para a avaliação do cálculo de energia incidente , os seguintes organismos apresentam normas, metodologia ou orientação sobre cálculos:

� NEC 2002 – National Electric Code

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� NFPA 70E 2004 – National fire protection association

� OSHA / CFR 1910 – Ocupacional Safety Health

� IEEE 1584 2002 – Interbational Electrical Electronics Enginneer

Page 31: aguinaldo_bizzo2

Metodologia para Cálculoda Energia Incidente

1. Ralph Lee ���� Metódo da Máxima Energia Incidente (Teórico)

2. NFPA 70E ���� Aproximação para Baixa Tensão do

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2. NFPA 70E ���� Aproximação para Baixa Tensão do método Teórico

3. IEEE 1584 ���� Modelo baseado em ensaios normalizados

4. DUKE Energy ���� Transferência de Calor

5. Arc PRO ���� Transferência de Calor mais condições de contorno específicas

Page 32: aguinaldo_bizzo2

O modelo de Ralph Lee baseia-se na máxima energia de arco

incidente, conforme equação abaixo.

...793 tVIE

bf=

Método de Ralph Lee

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2

...793

D

tVIE

bf

i =

Ei �Energia máxima Incidente [cal/cm2]D � Distância de trabalho do ponto do arco elétrico[in]t � Tempo de duração [s]Ibf � Corrente de Curto – Circuito [kA] sólida (Bolted)

Page 33: aguinaldo_bizzo2

Aplicações do Modelo de Ralph Lee

Por ser um modelo teórico ele sempre pode ser utilizado, na verdade quando nos outros métodos as condições de contorno não são respeitadas, a equação de Ralph Lee é utilizada.

Por se um método teórico as energias calculadas são muito elevadas.

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muito elevadas.

Não é levado em consideração:

� O sistema de aterramento

� O nível de tensão

� As condições da tarefa

� A tecnologia usada nas instalações

Page 34: aguinaldo_bizzo2

Método NFPA 70 E simplificado

Na nova Norma NFPA 70E – 2004 é proposto algumas atividades relacionadas com uma tabela de grau de risco a arco elétrico.

Tal tabela traz valores padrões para determinadas funções.

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Page 35: aguinaldo_bizzo2

No caso da não utilização das tabelas com valores padrões, poderá ser calculado o valor da energia incidente conforme:

]8938,0.0076,0.0016,0.[..527 29593,1+−=

IItDE

� Para tensões inferiores a 0,60 kV com correntes entre 16 – 50 kA aberto:

Método NFPA 70 E – Aberto (Open)

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]8938,0.0076,0.0016,0.[..527 29593,1+−=

bfbfi IItDE

Ei ����Energia máxima Incidente [cal/cm2]

D ���� Distância de trabalho do ponto do arco elétrico[in]

t ���� Tempo de duração [s]

Ibf ���� Corrente de Curto – Circuito [kA] sólida (Bolted) 16 kA – 50 kA

Page 36: aguinaldo_bizzo2

No caso da não utilização das tabelas com valores padrões, poderá ser calculado o valor da energia incidente conforme:

� Para tensões inferiores a 0,60 kV com correntes entre 16 – 50 kA fechado

Método NFPA 70 E – Caixa (Box)

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]9675,5.3453,0.0093,0.[..7,1038 24738,1+−=

bfbfi IItDE

Ei ����Energia máxima Incidente [cal/cm2]

D ���� Distância de trabalho do ponto do arco elétrico[in]

t ���� Tempo de duração [s]

Ibf ���� Corrente de Curto – Circuito [kA] sólida (Bolted) 16 kA – 50 kA

Page 37: aguinaldo_bizzo2

Método NFPA 70 E fora dascondições estabelecidas

� Caso Contrário (Ralph Lee)

2

...793

D

tVIE

bf

i =

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2D

Ei =

Ei ����Energia máxima Incidente [cal/cm2]

D ���� Distância de trabalho do ponto do arco elétrico[in]

t ���� Tempo de duração [s]

Ibf ���� Corrente de Curto – Circuito [kA] sólida (Bolted) 16 kA – 50 kA

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Limitações do Método NFPA 70E

As equações descritas anteriormente atende a faixa de baixa tensão (até 600V) com correntes de curto circuito pequenas (16 kA – 50 kA).

É bem utilizado em instalações comerciais ou industriais de pequeno

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É bem utilizado em instalações comerciais ou industriais de pequeno porte, caso a tensão seja superior , ou o nível de curto circuito, a equação teórica de Ralph Lee é substituída.

Existem aproximações para o uso de fusíveis e/ou disjuntores.

Para instalação de pequenos consumidores aonde a corrente de curto-circuito na secundária é da ordem de 5 kA, este método não é válido.

Page 39: aguinaldo_bizzo2

NFPA 70E simplificado

Correlação entre o grau de risco da tarefa( Obtido nas diversa tabelas da Norma NFPA 70E) e o índice de energia incidente

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Page 40: aguinaldo_bizzo2

• Para tensões inferiores a 0,60 kV com correntes entre 16 – 50 kA aberto:

• Para tensões inferiores a 0,60 kV com correntes entre 16 – 50 kA fechado

]8938,0.0076,0.0016,0.[..527 29593,1+−=

bfbfi IItDE

NFPA 70E - 2004

O cálculo baseado na NFPA 70E estima a energia

máxima incidente baseado no valor teórico máxima da potência dissipada por uma falta a arco, baseada nas equações de Ralph Lee.

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• Para valores acima dos limites estabelecidos (>0,60 kV e >50kA)

• Ei ����Energia máxima Incidente [cal/cm2]

• D ���� Distância do arco elétrico[in]

• t ���� Tempo de duração [s]

• Ibf ���� Corrente de Curto –Circuito [kA] dentro dos limites de 16 – 50 kA

]9675,5.3453,0.0093,0.[..7,1038 24738,1+−=

bfbfi IItDE

2

...793

D

tVIE

bf

i =

Page 41: aguinaldo_bizzo2

IEEE 1584

O cálculo da energia incidente na IEEE é baseado em equações empíricas através de análise estatística das medições obtidas em diversos testes de laboratório.

O método do IEEE tende a ser mais realista do que o método conservativo (Ralph Lee) não levando a uma proteção excessiva do trabalhador.

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Condições de contorno que devem ser respeitadas

Condições de contorno que devem ser respeitadas

Page 42: aguinaldo_bizzo2

Metodologia IEEE 1584 - 2002

No caso da metodologia do IEEE, o processo de obtenção dos níveis de energia incidente são obtidos através de ensaios com diversos tipos de equipamento.

Como a variedade e os tipos de equipamentos são muitos , foram escolhidos dois valores padrão para o ensaio:

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� Tempo de atuação – 0,2 segundos

�Distância do operador em relação ao arco elétrico – 610 mm

Com esses dois valores se calcula a energia normalizada, baseado em ensaios e efetuando a obtenção da curva de tendência, e após se refere as condições particulares do caso estudado .

A metodologia IEEE é válida dentro de alguns limites estabelecidos.

Page 43: aguinaldo_bizzo2

)log(.00304,0)log(..5588,0..000526.0.0966,0)log(.662,0(10 bfbfbf IIVGVIK

aI−++++

=

I � Corrente de curto – circuito franca [kA] x

Cálculo da Energia Incidente conforme IEEE 1584

• Para tensões até 1 kV

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Ibf � Corrente de curto – circuito franca [kA]V � Tensão [kV]G � Distância entre condutores[mm]Ia � Corrente de arco [kA]

Cálculo da Energia Normalizada:

].0011,0)log(.081,1[ 2110GIKK

NaE

+++

=

EN�Energia normalizada [J/cm2]G � Distância entre condutores[mm]Ia � Corrente de arco [kA]

x

ND

tEE

=

610.

2,0.0,1.184,4

Page 44: aguinaldo_bizzo2

))log(.983,00042,0(10 bfI

aI+

=

Cálculo da Energia Normalizada

Cálculo da Energia Incidenteconforme IEEE 1584

• Para tensões acima de 1 kV até 15 kV

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].0011,0)log(.081,1[ 2110GIKK

NaE

+++

=

Cálculo da Energia Normalizada

x

ND

tEE

=

610.

2,0.5,1.184,4

Cálculo da Energia Incidente

Page 45: aguinaldo_bizzo2

Limitações do Método IEEE 1584 2002

As limitações do método IEEE – 1584 está quando os valores para cálculo excedem os valores limites da tabela abaixo

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Neste caso a equação teórica de Ralph Lee deverá ser adotada. A aplicação deste método , em particular , é bem específico para industrias aonde a tensão não

exceda os 15 kV e as características constritivas dos equipamentos não ultrapassem as distâncias máximas entre os eletrodos.

Não é um método para uso em Concessionária

de Energia e SE de Alta Tensão

Page 46: aguinaldo_bizzo2

Duke Energy – Método de Cálculo

O Heat Flux usa o modelo de energia de arco elétrico incidente transmitida. No modelamento para cálculo a tensão de arco tem valores orientativos da ordem de 500-550V / 0,30 m a uma corrente de 1000 A.

O fato importante é que no modelamento a tensão de arco independe da tensão de alimentação, porém deverá haver uma tensão suficientemente elevada para permitir re-ignição e manutenção do arco.

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A energia transferida para o trabalhador se dará de três maneiras:

- Condução

- Convecção

- Irradiação

Sendo a maior parte , no caso do arco elétrico , é devido a irradiação.

Page 47: aguinaldo_bizzo2

Duke Energy – Método de Cálculo

O programa usa as mesmas considerações das equações de transferência de calor através da irradiação.

Abaixo segue o modelo usado :

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Page 48: aguinaldo_bizzo2

Aplicação do Heat Flux

O programa Heat Flux apresenta bom comportamento com valores calculados aonde o tipo de instalação é ao ar livre, barramentos, linhas aéreas, cabos e SE.

Este tipo de características reflete bastante as instalações de concessionárias de Energia Elétrica.

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� Valores de contorno da ordem de 0,2 a 100 kA

� Baseia –se na irradiação de calor pelo arco elétrico

� Leva em consideração tensão , corrente e diâmetro do arco elétrico

Page 49: aguinaldo_bizzo2

Heat Flux

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Este tipo de características reflete as instalaçõesde concessionárias de Energia Elétrica

Page 50: aguinaldo_bizzo2

ARC PRO

O Arcpro usa o modelo de energia de arco elétrico incidente transmitida via as equações de transferência de calor.

Na nova norma OHSA proposta,

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Na nova norma OHSA proposta, o programa Arcpro já é citado para atendimento nos perfis de Média Tensão , Alta Tensão e Extra Alta Tensão.

E o método que mais se aproxima da realidade do Sistema Elétrico de Potência

Page 51: aguinaldo_bizzo2

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Page 52: aguinaldo_bizzo2

Comparação entre os métodosexemplos de cálculo:

CENÁRIO 1 – INDUSTRIA

� Centro de Controle de Motores CCM (Gaveta 500 x 500 x 500) :

� 440V� 40 kA curto-circuito

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� 40 kA curto-circuito� 0,2 s tempo de atuação da proteção� 0,5 m distância do operador a fonte

(50cm de gaveta )� 32 mm distância entre os barramentos� Sistema solidamente aterrado (TN-S)� Resultados obtidos:

Page 53: aguinaldo_bizzo2

CENÁRIO

Painel de Distribuição Baixa Tensão Aberto Barramento Exposto):

440V; 40 kA curto-circuito; 0,2 s tempo de atuação da proteção; 0,4 m distância do operador a fonte;

32 mm distância entre os

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32 mm distância entre os barramentos; Sistema solidamente aterrado (TN-S)

� Resultados obtidos:

NFPA-70E Ei = 9 cal/cm2 IEEE 1584 Ei = 6,16 cal/cm2

Page 54: aguinaldo_bizzo2

COMPARAÇÃO MÉTODOS BT

Local: Painéis elétricos de Baixa tensão e CCM – 440 V

Atividade desenvolvida: Manutenção em painéis de comando

Parâmetros

Tensão

(kV)

Icc

(kA)

Tempo de

atuação da

proteção

Distância de

Operação da fonte

(mm)

Distância

Fase-fase

(mm)

Local

A: Aberto

F: Fechado

Freqüência

R: Rotineira

E: Esporádica

0,44 35 0,1 500 32 F R

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MÉTODOCal/cm2

BT (oa)*Cal/cm2

BT (cb)*Cal/cm2

MT (oa)*Cal/cm2

MT (cb)*Cal/cm2

AT RISCO

IEEE 1584 NA 5,48 NA NA NA 2

NFPA 70E NA 6,80 NA NA NA 2

ARC PRO NA 3,2 NA NA NA 2

HEAT FLUX NA 2,32 NA NA NA 2

Page 55: aguinaldo_bizzo2

Comparação entre os métodos

para um painel MT:

Painel de Distribuição Média Tensão Porta Aberta (Barramento Enclausurado)

� 13.800V

� 30 kA curto-circuito

� 0,1 s tempo de atuação da proteção

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� 0,1 s tempo de atuação da proteção

� 0,6 m distância do operador a fonte

� 160 mm distância entre os barramentos

(Baseado no NBI do Painel 95 kV)

� Sistema solidamente aterrado (TN-S)

Page 56: aguinaldo_bizzo2

COMPARAÇÃO MÉTODOS MT

Local: Cubículos em Média Tensão – 13,8KV

Atividade desenvolvida: Manutenção e manobras em disjuntores e chaves seccionadora

Parâmetros

Tensão

(kV)

Icc

(kA)

Tempo de

atuação da

proteção

Distância de

Operação da fonte

(mm)

Distância

Fase-fase

(mm)

Local

A: Aberto

F: Fechado

Freqüência

R: Rotineira

E: Esporádica

13,8kV 25 0,2 500 153 F R

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MÉTODOCal/cm2

BT (oa)*Cal/cm2

BT (cb)*Cal/cm2

MT (oa)*Cal/cm2

MT (cb)*Cal/cm2

AT RISCO

IEEE 1584 NA NA NA 12,9 NA 3

NFPA 70E NA NA 2,6 138 NA inaplicavel

ARC PRO NA NA NA 12,6 NA 3

HEAT FLUX NA NA NA 11,31 NA 3

Page 57: aguinaldo_bizzo2

EXEMPLO – LINHA VIVA – CEMIG – BHSE 15

ARCPRO: Table of Heat vs. Distance

(radial distance from midpoint of arc)

Current (kA): 4,87Duration (cycles): 41 ( 700 ms )Arc Gap (in.): 25Source Voltage (V): 13800Electrode Material: Stainless

SteelDistance to Arc (in.): 20Calculation type: Fast

Arc Voltage (V): 890

•ARCPRO: Table of Heat vs. Distance

• (radial distance from midpoint of arc)

•Current (kA): 12,9•Duration (cycles): 6 ( 100 ms )•Arc Gap (in.): 25•Source Voltage (V): 13800•Electrode Material: Stainless Steel•Distance to Arc (in.): 20•Calculation type: Fast

•ARCPRO: Table of Heat vs. Distance• (radial distance from midpoint of arc)

•Current (kA): 3,36•Duration (cycles): 45 ( 750 ms )•Arc Gap (in.): 25•Source Voltage (V): 13800•Electrode Material: Stainless Steel•Distance to Arc (in.): 20•Calculation type: Fast

•Arc Voltage (V): 836

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Arc Voltage (V): 890Arc Energy (kcal): 520

Distance Heat Flux Heat Energy

(in.) (cal/s/cm^2) (cal/cm^2)

0,4 1509 10315 109 74,310 45,7 31,215 25,0 17,1

* 20 15,5 10,6

•Arc Voltage (V): 1044•Arc Energy (kcal): 266

•Distance Heat Flux Heat Energy

• (in.) (cal/s/cm^2) (cal/cm^2)

• 0,4 5733 573• 5 419 41,9• 10 176 17,6• 15 96,3 9,63

•* 20 59,8 5,98

•Arc Voltage (V): 836•Arc Energy (kcal): 402

•Distance Heat Flux Heat Energy

• (in.) (cal/s/cm^2) (cal/cm^2)

• 0,4 1035 776

• 5 74,0 55,5

• 10 31,1 23,3

• 15 17,0 12,8

•* 20 10,6 7,92

Page 58: aguinaldo_bizzo2

Linha Viva – contato direto - CPFL

•ARCPRO: Table of Heat vs. Distance• (radial distance from midpoint of arc)

•Current (kA): 10•Duration (cycles): 9 ( 150 ms )•Arc Gap (in.): 30•Source Voltage (V): 13800•Electrode Material: Stainless Steel•Distance to Arc (in.): 18•Calculation type: Fast

•ARCPRO: Table of Heat vs. Distance• (radial distance from midpoint of arc)

•Current (kA): 1•Duration (cycles): 60 ( 1 seg )•Arc Gap (in.): 30•Source Voltage (V): 13800•Electrode Material: Stainless Steel•Distance to Arc (in.): 18•Calculation type: Fast

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•Arc Voltage (V): 1220•Arc Energy (kcal): 386

•Distance Heat Flux Heat Energy• (in.) (cal/s/cm^2) (cal/cm^2)• 0,4 4588 688• 5 342 51,3• 10 150 22,5• 15 84,9 12,7

•* 18 64,1 9,61• 20 54,1 8,11

•Arc Voltage (V): 841•Arc Energy (kcal): 150

•Distance Heat Flux Heat Energy• (in.) (cal/s/cm^2) (cal/cm^2)• 0,4 214 214• 5 13,9 13,9• 10 6,11 6,11• 15 3,46 3,46

•* 18 2,61 2,61• 20 2,20 2,20

Page 59: aguinaldo_bizzo2

RATIFICAÇÃO RISCO 2 SETORELÉTRICO DISTRIBUIÇÃO

Local: Rede de distribuição em AT – 13,8kV

Atividade desenvolvida: Substituição de isoladores em regime de Linha Viva

Parâmetros

Tensão IccTempo de

atuação da

Distância de

Operação da fonte

Distância

Fase-fase

Local

A: Aberto

Freqüência

R: Rotineira

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(kV) (kA)atuação da

proteção

Operação da fonte

(mm)

Fase-fase

(mm)

A: Aberto

F: Fechado

R: Rotineira

E: Esporádica

13,8 10 0,15s 450 300 A RMÉTODOCal/cm2

BT (oa)*Cal/cm2

BT (cb)*Cal/cm2

MT (oa)*Cal/cm2

MT (cb)*Cal/cm2

AT RISCO

IEEE 1584 NA NA NA NA NA -

NFPA 70E NA NA 52,3 NA NA > 4

ARC PRO NA NA 7,29 NA NA 2

HEAT FLUX NA NA 6,77 NA NA 2

Page 60: aguinaldo_bizzo2

COMPARATIVO - MÉTODOS

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Page 61: aguinaldo_bizzo2

CONCLUSÃO

� DEVE-SE EFETUAR ANÁLISE DE RISCOS ESPECÍFICA PARA EXPOSIÇÃO AO RISCO DE ARCO ELÉTRICO

� INSTALAÇÕES EXISTENTES NÃO PROJETADAS PARA PROTEÇÃO AO RISCO DE ARCO ELÉTRICO

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PROTEÇÃO AO RISCO DE ARCO ELÉTRICO

NECESSIDADE DA PROTEÇÃO POR EPI

� NOVOS PROJETOS DEVEM CONSIDERAR MEDIDAS DE PROTEÇÃO INTRÍNSECAS PARA PROTEÇÃO AO RISCO DE ARCO ELÉTRICO