artigo da norma nbr 60439-1
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Artigo técnico de painéis elétricos de baixa tensão conforme a norma NBR IEC 60439-1, escrito por Anderson PachecoTRANSCRIPT
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Painéis Elétricos de Baixa Tensão TTA / PTTA -
Conforme NBR IEC 60439-1
Eng⁰. Anderson Pacheco
RESUMO
Este artigo apresenta os elementos que define a NBR IEC 60439-1, como a norma que estabelece as
condições a que devem satisfazer os Conjuntos de Manobra e Controle de Baixa Tensão.
Palavras-chave: Artigo científico. Normalização. NBR IEC 60439-1.
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INTRODUÇÃO
Este documento técnico visa apresentar informações que ofereçam base técnica para o projeto, execução e especificação de painéis elétricos de baixa tensão. As orientações aqui apresentadas são baseadas na
norma da ABNT, a NBR IEC 60439-1. Essa norma estabelece as condições a que devem satisfazer os
Conjuntos de Manobra e Controle de Baixa Tensão. Ou seja, toda fabricação de painéis elétricos de
baixa tensão deve seguir rigorosamente esta norma.
NORMA NBR IEC 60439-1 (Parte 1)
TTA ( Type Tested Assembly ) - Conjunto de manobra e comando de baixa tensão com ensaios
de tipo totalmente testados
O conjunto de manobra e controle com ensaios de tipo totalmente testados (TTA) de Baixa Tensão está
em conformidade com um tipo ou sistema estabelecido, sem desvios que influenciem significativamente
o desempenho em relação àquele conjunto típico verificado que está em conformidade com esta Norma.
PTTA ( Partially Type Tested Assembly) - Conjunto de manobra e comando de baixa tensão com
ensaios de tipo parcialmente testados
Os painéis (PTTA) pode ter extrapolação por meio de cálculos, porém ele é derivado de um
Painel(TTA). O fabricante obrigatoriamente teria que ter realizado ensaios de tipo para poder fazer
extrapolações pertinentes. A extrapolação só é permitido para dois tipos de ensaios:
Limites de elevação da temperatura
Corrente suportável de curto-circuito
A norma foi publicada em 01/05/2003, substituindo a
antiga NBR 6808 que deixou de vigorar. Esta norma é
destinada a conjuntos de manobra e comando de baixa
tensão, montados com todos os dispositivos e
equipamentos, em que a tensão nominal não exceda
1000 VCA / 1500 VCC e as frequências não excedam
1000 Hz.
Conjuntos de Manobra e Controle de Baixa Tensão
define :
conjuntos com ensaios de tipo totalmente
testado (TTA)
conjuntos com ensaios de tipo parcialmente
testado (PTTA)
Figura 1. Painel Sivacon-S4 Siemens
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Ensaios de Tipo
A realização dos ensaios de tipo, para verificar a conformidade com os requisitos da norma, devem ser
de iniciativa do fabricante em um laboratório qualificado para fazer os 7 Ensaios de Tipo exigidos pela
norma:
Nº Características a
serem conferidas
Subseções IEC
60439-1 Ensaio TTA PTTA
1 Limites de elevação da
temperatura 8.2.1
Ensaio de
Tipo
Verificação dos limites de elevação
da temperatura por ensaio
Verificação dos limites de elevação da
temperatura por ensaio ou extrapolação
2 Propriedades dielétricas 8.2.2 Ensaio de
Tipo
Verificação das propriedades
dielétricas por ensaio
Verificação das propriedades dielétricas por
ensaio, de acordo com 8.2.2 ou 8.3.2, ou
verificação de resistência de isolação, de
acordo com 8.3.4 (ver nos 9 e 11)
3 Corrente suportável de
curtocircuito 8.2.3
Ensaio de
Tipo
Verificação da corrente suportável de
curto-circuito por ensaio
Verificação da corrente suportável de curto-
circuito por ensaio ou por extrapolação de
arranjos típicos ensaiados de forma similar
4
Eficácia do circuito de
Proteção
Conexão eficaz entre as
partes condutoras do
CONJUNTO e o
circuito de Proteção
Corrente suportável de
curtocircuito do
circuito de proteção
8.2.4
8.2.4.1
8.2.4.2
Ensaio de
Tipo
Verificação da conexão eficaz entre
as partes condutoras do CONJUNTO
e o circuito de proteção por inspeção
ou por medição da resistência (ensaio
de tipo)
Verificação da corrente suportável de
curto-circuito do circuito de proteção
por ensaio
Verificação da conexão eficaz entre as partes
condutoras expostas do CONJUNTO e o
circuito de proteção por inspeção ou por
medição da resistência
Verificação da corrente suportável de curto-
circuito do circuito de proteção por ensaio ou
projeto apropriado e arranjo do condutor de
proteção (ver 7.4.3.1.1, último parágrafo)
5 Distâncias de isolação e
de escoamento 8.2.5
Ensaio de
Tipo
Verificação das distâncias de
isolação e de escoamento
Verificação das distâncias de isolação e de
escoamento
6 Funcionamento
mecânico 8.2.6
Ensaio de
Tipo
Verificação do funcionamento
mecânico Verificação do funcionamento mecânico
7 Grau de proteção 8.2.7 Ensaio de
Tipo Verificação do grau de proteção Verificação do grau de proteção
Fonte: NBR IEC 60439-1 (Parte 1)
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Ensaios de Rotina
A norma também exige que o fabricante faça quatro ensaios de rotina, que são feitos depois da
fabricação do painel elétrico com o objetivo de detectar falhas nos materiais e na fabricação do mesmo:
1
Conexões dos
condutores,
funcionamento elétrico
8.3.1 Ensaio de
Rotina
Inspeção do CONJUNTO inclusive
inspeção das conexões dos
condutores e, se necessário, ensaio
de funcionamento elétrico
Inspeção do CONJUNTO inclusive inspeção
das conexões dos condutores e, se necessário,
ensaio de funcionamento elétrico
2 Isolação 8.3.2 Ensaio de
Rotina Ensaio dielétrico
Ensaio dielétrico ou verificação da resistência
de isolação de acordo com 8.3.4 (ver nos 2 e
11)
3 Medidas de proteção 8.3.3 Ensaio de
Rotina
Verificação das medidas de proteção
e da continuidade elétrica dos
circuitos de proteção
Verificação das medidas de proteção
4 Resistência de isolação 8.3.4 Ensaio de
Rotina
Verificação da resistência de isolação salvo os
ensaios de acordo com 8.2.2 ou 8.3.2 tenha
sido realizado (ver nos 2 e 9)
Fonte: NBR IEC 60439-1 (Parte 1)
O que deve constar nos relatórios de ensaio
Identificação do laboratório
Identificação do fabricante
Identificação do conjunto ensaiado.
Características principais do conjunto.
Referências das normas aplicadas.
Resultados e constatações dos ensaios.
Documentos (registros, desenhos, fotos,
etc.).
Figura 2. Modelo de um ensaio de painel TTA
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Formas de Separação entre partes ativas dos conjuntos:
O anexo D da norma trata das formas de separação internas, as formas típicas de separação por barreiras
ou divisões são as seguintes:
Critério principal Subcritério Forma
Nenhuma separação
Forma 1
Separação de barramentos das unidades funcionais
Terminais para condutores externos não separados do
barramento Forma 2a
Terminais para condutores externos, separados do barramento Forma 2b
Separação de barramentos das unidades funcionais e separação
de todas as unidades funcionais entre si. Separação dos
terminais para condutores externos das unidades funcionais,
mas não entre elas.
Terminais para condutores externos não separados do
barramento Forma 3a
Terminais para condutores externos separados do barramento Forma 3b
Separação de barramentos das unidades funcionais e separação
de todas as unidades funcionais entre si, inclusive os terminais
para condutores externos que são partes integrantes da unidade
funcional.
Terminais para condutores externos no mesmo compartimento,
bem como a unidade funcional associada. Forma 4a
Terminais para condutores externos não no mesmo
compartimento que a unidade funcional associada, mas em
espaços protegidos ou compartimentos individuais, separados e
fechados.
Forma 4b
Fonte: NBR IEC 60439-1 (Parte 1)
Desenhos das formas de Separação entre partes ativas dos conjuntos:
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Figura 3. Formas de Separação
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ABNT NBR IEC 60439-3 (Parte 3)
Conjuntos de Manobra e Controle de Baixa Tensão Instalação em locais acessíveis a pessoas não
qualificadas durante a sua utilização.O Conjuntos de Manobra e Controle de Baixa Tensão define :
Conjuntos com ensaios de tipo totalmente testado (TTA)
Ensaios de tipo
A realização dos ensaios de tipo, para verificar a conformidade com os requisitos da norma, deve ser de
iniciativa do fabricante em um laboratório qualificado para fazer os ensaios de Tipo:
Limites de Elevação de Temperatura
Propriedades Dielétricas
Corrente Suportável de Curto-circuito
Eficácia do Circuito de Proteção
Distâncias de Isolamento e Escoamento
Funcionamento Mecânico
Grau de Proteção
Construção e marcação
Resistencia aos impactos mecânicos
Resistência à ferrugem e à umidade
Resistência dos materiais isolantes ao calor
Resistencia dos materiais isolantes ao calor anormal e ao fogo
Resistência mecânica dos meios de fixação dos invólucros
Ensaios de Rotina
A norma também exige que o fabricante faça quatro ensaios de rotina, que são feitos depois da
fabricação do painel elétrico com o objetivo de detectar falhas nos materiais e na fabricação do mesmo:
Conexões dos condutores, funcionamento elétrico
Isolação
Medidas de proteção
Resistência de Isolação
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PAINEIS ELÉTRICOS DE BAIXA TENSÃO
Painéis Elétricos são destinados à conexão com sistemas de energia elétrica, para o acionamento,
proteção e controle de equipamentos. Abaixo segue os principais tipos de painéis elétricos:
Distribuição para Circuitos de Iluminação e Potência (Aplicações Domésticas); Sistemas de Controle;
Bancos de Capacitores;
Centros de Controle de Motores; Acionamentos de Drives
Distribuição e Sub-Distribuição;
Distribuição para Circuitos de Iluminação e Potência (Aplicações Domésticas);
Painéis montados com equipamentos para Proteção, Seccionamento e Manobra de circuitos iluminação
e Força. São destinados a serem utilizados para uso interno, para aplicações domesticas ou outros locais onde pessoas não qualificadas tenha acesso. São usados em corrente alternada onde a tensão não exceda 300V. Os circuitos de saída devem ter proteção contra curto-circuito, e corrente nominal de cada um não pode exceder 125A, com uma corrente total de entrada de até 250A.
Figura 4. Modelo de um Painel QDF/ QDL
Figura 5. Componentes de um Painel QDF / QDL
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Painéis de Controle Painéis de controle são montados com equipamentos de controle, como CLP´s Controladores Lógicos
Programáveis ou contatores e relês com a função de controlar e intertravar um determinado processo ou
aplicação. Os painéis de controle podem estar ou não fisicamente conectados às colunas dos painéis que
contém equipamentos de potência.
Figura 6. Vista interna de Painéis de Controle com PLC
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Bancos de Capacitores
Painéis de banco de capacitores são montados com equipamentos de controle e acionamento de estágios
pré-estabelecidos, podem ser manuais ou automáticos, quando são automáticos são manobrados
automaticamente por uma unidade eletrônica de controle reativos, sensibilizada por sinais de corrente e
tensão da carga a ser corrigida, mantendo o fator de potência do sistema onde estão conectados carga e
banco, dentro da faixa pré-estabelecida (0.92). Cada estágio será composto por um ou mais capacitores
trifásicos, sendo a composição dos estágios conforme a necessidade de potência da instalação. Cada
estágio deverá possuir proteção contra curto-circuito. A inserção ou retirada dos estágios será feita
através de contatores tripolares, dimensionados de forma a suportar os valores de amplitude e frequência
da corrente de ligamento, sem prejuízo da vida útil em números de manobras.
Figura 7. Vista Interna da parte frontal de um
Painel automático de banco de Capacitores
Figura 8. Vista externa de um Painel Automático
de banco de Capacitores
Figura 9. Vista Interna da parte traseira de um
Painel automático de banco de Capacitores
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CCM - Centro de Controle de Motores
São painéis conhecidos pela sigla CCM, em inglês, motor control center (MCC), é um sistema de
manobra e comando de motores elétricos de baixa tensão (até 1000 volts) ou de média tensão (acima de
1000 volts). O CCM podem ser acionado via I/O ou podem ter à necessidade de ter comunicação com outros sistemas de controle com relés de proteção com interface de rede industrial de dados em diversos
padrões como, por exemplo, Ethernet, Profibus, DeviceNet ou, Modbus. Os CCM´s pode ser
Compartimentado ou Não compartimentado, podem ser Fixo ou Extraível.
CCM NÃO COMPARTIMENTADO é montado em uma placa única, onde os conjuntos de proteção e
manobra de cada carga individual estão montados todos juntos.
Figura 10. Vista Interna de um CCM Não Compartimentado
Figura 11. Vista Interna de um CCM Não Compartimentado
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CCM COMPARTIMENTADO é aquele onde os equipamentos de proteção, e manobra de cada carga
estão montados em compartimentos separados dentro do painel. Este CCM pode ser FIXO ou EXTRAÍVEL .
No CCM EXTRAÍVEL dentro de cada compartimento é montada uma gaveta que pode ser removida
do painel sem o auxílio de ferramenta. Os equipamentos para proteção e manobra da partida são montados dentro das gavetas, minimizando os tempos de parada pois pode-se substituir as gavetas
rapidamente.
No CCM FIXO dentro de cada compartimento é montada uma placa de montagem fixa não removível
onde são alocados os equipamentos para proteção e manobra da partida
Figura 12. Vista externa de um CCM compartimentado
Figura 13. Vista Interna de um CCM
compartimentado extraível
Figura 14. Vista de uma gaveta extraída
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CCM Inteligente
São Painéis que acionam e protegem motores com equipamentos eletrônicos em rede, estes equipamentos podem ser inversores de frequência, chaves de partidas (soft-starter) e relês eletrônicos.
Através das redes de comunicação industrial ( Profibus, DeviceNet, Ethernet e etc) é possível ter acesso
à total potencialidade de diagnóstico, parametrização e medições que os equipamentos com
comunicação oferecem. As vantagens vão desde redução de 80% de fiação dentro do painel e a possibilidade de receber antecipadamente um alarme de problemas potenciais, eliminar desligamentos
desnecessários, isolar falhas de modo a reduzir o tempo de parada e distribuir ou equalizar as cargas
enquanto o problema está sendo solucionado. Os CCM´s são conjuntos essenciais para a produção, e com o avanço da tecnologia e a necessidade de
monitoramento e controle da produção, a utilização de redes é uma solução que possibilita reduzir
tempo de parada de horas para minutos, com melhores e mais completos diagnósticos que localizam
com precisão os pontos problemáticos durante o processo de produção, de modo que se possa saber o que e onde interferir e corrigir.
Figura 15. Vista de um CCM Inteligente com comunicação ethernet
Figura 15. Vista de uma gaveta com um relê
eletrônico E-1 da Rockwell Automation Figura 16. Vista de uma gaveta com
inversor de frequência da Rockwell Automation
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Painéis para Acionamentos - Drives
Conjuntos montados com equipamentos específicos para controle de velocidade de motores, junto com os equipamentos de alimentação, proteção e controle dos mesmos. Os drives trabalham com altas
frequências internas, sendo um dos grandes emissores de poluição eletromagnética e um dos grandes
geradores de harmônicas nas redes industriais. Outra característica é a de necessitarem de requisitos
específicos com relação à dissipação térmica gerada pelo seu funcionamento. Por este motivo, a instalação de um Drive (softstart/ inversor de freqüência / conversor de freqüência etc.) precisa seguir
uma série de requisitos técnicos para garantir seu funcionamento correto e minimizar as influências
causadas por ele. As características dos Painéis para Drives não são especificamente relativas à estrutura (chaparia, barramentos, etc), mas sim relativos à correta aplicação dos conceitos de engenharia para esta
aplicação.
Figura 17. Vista interna e externa de inversor de frequência de 400CV –
Schneider Electric
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Painéis de Distribuição e Sub-Distribuição
Painéis montados que acomodam equipamentos para Proteção, Seccionamento e Manobra de energia elétrica. As aplicações vão desde painéis de pequeno porte, como aqueles utilizados nas entradas das
residências, até painéis de grande porte, como painéis auto-portantes formados por diversas
colunas,sendo parte integrante dos sistemas de distribuição de energia em residenciais (prédios,
shoppingcenter, hospitais, etc.) e industriais. Em uma instalação elétrica de grande porte é comum encontrarmos vários níveis de painéis de
distribuição, desde o transformador até as cargas. Muitas vezes existe um painel de distribuição
principal conectado diretamente ao transformador, com o objetivo de alimentar vários outros painéis de distribuição (Sub-Distribuição), e estes alimentar painéis sucessivos até o nível das cargas. A
complexidade e o projeto dos sistema de distribuição estão diretamente relacionados com as
necessidades inerentes a cada aplicação ou instalação, industrial ou comercial. Os painéis de
distribuição pode ser Compartimentado ou Não compartimentado, podem ser Fixo ou Extraível.
QGBT NÃO COMPARTIMENTADO é montado em uma placa única, onde os conjuntos de proteção
e manobra de cada carga individual estão montados todos juntos.
Figura 18. Vista externa de um QGBT não compartimentado
Figura 19. Vista externa de um QGBT não
compartimentado
Figura 18. Vista traseira de um QGBT não
compartimentado
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QGBT COMPARTIMENTADO é aquele onde os equipamentos de proteção, e manobra de cada carga
estão montados em compartimentos separados dentro do painel. Este QGBT pode ser FIXO ou EXTRAÍVEL .
QGBT EXTRAÍVEL dentro de cada compartimento é montada uma gaveta que pode ser removida do
painel sem o auxílio de ferramenta. Os equipamentos para proteção e manobra da carga são montados dentro das gavetas, minimizando os tempos de parada pois pode-se substituir as gavetas rapidamente.
QGBT FIXO dentro de cada compartimento é montada uma placa de montagem fixa não removível onde são alocados os equipamentos para proteção e manobra da carga
Figura 19. Vista externa de um QGBT Compartimentado fixo
Figura 20. Vista interna de um QGBT Compartimentado fixo
Figura 19. Quadro de Sub-Distribuição
Figura 20. Quadro de Sub-Distribuição
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Diferença de NBR e NR
A NR é a sigla de Norma Regulamentadora estabelecida pelo Ministério do Trabalho e Emprego, com
caráter obrigatório. A regulamentação torna a norma de uso obrigatório.
NR-10 em 10.1.2: “Nas instalações e serviços em eletricidade, devem ser observadas no projeto,
execução, operação, manutenção, reforma e ampliação, as normas técnicas estabelecidas pelos órgãos
oficiais competentes e, na falta destas, as normas internacionais vigentes”.
Portaria nº 456/00 – ANEEL/MME - Art. 3º - 1a: “Efetivado o pedido de fornecimento à
concessionária, esta cientificará o interessado quanto a obrigatoriedade de observância, nas instalações
elétricas da unidade consumidora, das normas... Oficiais... da Associação Brasileira de Normas
Técnicas – ABNT e das normas e padrões da concessionária, postos a disposição do interessado”.
Lei Federal nº 8078/90 – Código de Defesa do consumidor - Art. 39 - VIII: “É vedado ao
fornecedor de produtos ou serviços, colocar no mercado de consumo, qualquer produto ou serviço em
desacordo com as normas expedidas pelos órgãos oficiais competentes ou, se normas específicas não
existirem, pela Associação Brasileira de Normas Técnicas - ABNT ou outra entidade credenciada pelo
Conselho Nacional de Metrologia, Normalização e Qualidade Industrial - CONMETRO ”.
REFERENCIA
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NNBBRR 6600443399--11: conjuntos com ensaios
de tipo totalmente testados (TTA) e conjuntos com ensaios de tipo parcialmente testados (PTTA).
Válida a partir de 30/06/2003.
SIEMENS LTDA - Avenida Engenheiro João F G Molina, 1745, Engordadouro Jundiaí-SP.
Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT) é o órgão
responsável pela normalização técnica no país, fornecendo a base
necessária ao desenvolvimento tecnológico brasileiro.
ABNT NBR é a sigla de Norma Brasileira aprovada pela ABNT, de
caráter voluntário, e fundamentada no consenso da sociedade. Torna-se
obrigatória quando essa condição é estabelecida pelo poder público.