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Uma viagem pelas instalações elétricas.Conceitos & aplicações
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Eng. Diógenes Toscano
A segurança das Pessoas através de Painéis de
Baixa Tensão resistentes Arco-Interno
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Agenda
Introdução
Fenômeno Arco
Segurança das Pessoas e Instalações
Painéis Elétricos como Equipamento de Proteção Coletiva-EPC
Conclusões
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Introdução
Como aumentar a segurança das instalações e das pessoas;
Como os equipamentos elétricos podem eliminar ou diminuir os riscos elétricos;
Segurança intrínseca aos equipamentos;
Uso de painéis como equipamento de segurança coletiva (EPC);
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Agenda
Introdução
Fenômeno do Arco
Segurança das Pessoas e Instalações
Painéis Elétricos como Equipamento de Proteção Coletiva-EPC
Conclusões
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Fenômeno do Arco
Definição :
O arco é o resultado de uma rápida liberação de energia devido a uma falha entre uma fase a outra ou com o neutro ou terra. Durante o Arco o ar se torna o condutor.
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Fenômeno do Arco
Comportamento :
A partir da ionização do ar, em um ponto específico do Painel Elétrico, o ar que até então é um meio isolante, perde suas características dielétricas, passando de isolante a condutor, dando início ao arco elétrico.
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Fenômeno do Arco
Compressão
Expansão
Emissão
Térmica
Fases :
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Quando Ocorre Arco ?
Com o operador em frente a porta fechada, 10%
Sem o operador estar próximo , 25%
Com o operador trabalhando no Painel , 65%
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Fenômeno do Arco
23
8
6 6
1
0
5
10
15
20
25
480V-1KV 15KV 5KV >15KV 6:9KV
% incidentes por nível de tensão
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Fenômeno Arco
Causas típicas para Ignição Arco :
Esquecimento de ferramentas após manutenção;
Poluição excessiva ou degradação dos meios isolantes;
Operação indevida;
Operação do sistema de proteção defeituosa;
Componente defeituoso;
Manutenção Inadequada
Entrada de pequenos animais .
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Fenômeno do Arco
Danos Resultantes :
Mais de 80% de todos os acidentes elétricos são resultado de arco elétrico e combustão de roupas inflamáveis; Queimaduras fatais poderão ocorrer a distância de 3m A pressão pode chegar até 4bar A temperatura do Arco pode alcançar 19.000°C, isto representa quatro vezes a temperatura do sol;
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Fenômeno do Arco
Pessoas e
equipamentos
sofrem
danos menores
Pessoas e equipamentos
estão
sujeitos a riscos maiores
Grandes danos aos
equipamentos e ferimentos as
pessoas
0 100 200 500 ms
I²t, kA² s
Os danos causados pelo arco voltaico dependem da corrente de arco e do tempo
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Como mitigar as consequências do Arco ?
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Agenda
Introdução
Fenômeno do Arco
Segurança das Pessoas e Instalações
Painéis Elétricos como Equipamento de Proteção Coletiva-EPC
Conclusões
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A segurança das Pessoas e Instalações
Painéis elétricos devem estar em conformidade construtiva e também em conformidadeem termos de ensaio de tipo e de rotina. Isso aumenta a segurança global da instalaçãoe das pessoas.
Conceitos:
Painéis TTA: possui todos os ensaios de tipo e de rotina previstos em norma;
Painéis PTTA: possui todos os ensaios de tipo com algum desvio;
Na Média Tensão,embora os ensaios sejam quase os mesmos, não se usa
o termo TTA.
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A segurança das Pessoas e Instalações
Normas brasileiras que envolvem painéis elétricos:
NBR IEC 60439-1 – Painéis de Baixa Tensão NBR IEC 60439-2 – Barramentos Blindados de Baixa Tensão NBR IEC 62271-200 – Painéis de Média Tensão NBR IEC 60529 – Invólucros elétricos e grau de proteção
Ensaios de tipo obrigatórios, segundo as normas: Dielétricos; Elevação de temperatura; Corrente de curta duração; Poder de fechamento e interrupção; Funcionamento mecânico; Grau de proteção; Distâncias de isolamento e escoamento; Eficácia do circuito de proteção; Ensaio de arco.
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A segurança das Pessoas e Instalações
Equipamentos concebidos, produzidos e testados conforme requisitos denorma aumentam a segurança das pessoas e das instalações.
Conformidade construtiva e de ensaios garantem:
segurança às pessoas; não acesso às partes energizadas; suportabilidade aos níveis de curto-circuito; suportabilidade aos níveis de arco-elétrico; suportabilidade às exigências dielétricas; suportabilidade às elevações de temperatura; suportabilidade à interrupção e fechamento em curto-circuito.
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A segurança das Pessoas e Instalações
Exemplo de como se faz a ignição de um Arco em um Painel elétrico para teste
Testes em BT conforme IEC 61641 e AS 3439-1:
O fio simula uma chave ou algo que poderia dar inicio ao arco , ao se
iniciar o arco fio se evapora e o arco se propaga na direção inversa a sua
fonte de alimentação
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A segurança das Pessoas e Instalações
Como construir um Painel resistente a Arco ?
- A experiência e o know-how são partes primordiais para se ter sucesso em testar um Painel resistente a Arco interno . Quanto maior o valor do curto circuito maior o risco .
Mecanicamente podemos através da engenharia fazer todos os cálculos para ter certeza da pressão gerada no momento do curto ?
- Além destes cálculos existem variáveis que estão ligadas a qualidade de sua produção, montagem e procedimentos associados que garantem o sucesso de seu teste .
Testes em BT conforme IEC 61641 e AS 3439-1:
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A segurança das Pessoas e Instalações
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 (tecido de algodão) verticais e horizontais não deverão
ser inflamados;
5º Critério: O sistema de aterramento não deverá ser afetado;
6º Critério: Confinar o arco à área definida onde se iniciou e não haver
nenhuma propagação às outras áreas.
Obs: Critério 4 depende da altura do teto onde os gases serão refletidos (mínimo 4m do piso).
Critérios de aceitação em BT conforme IEC 61641 e AS 3439-1:
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ENSAIO ARCO-INTERNO BLOKSET
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Agenda
Introdução
Fenômeno do Arco
Segurança das Pessoas e Instalações
Painéis Elétricos como Equipamento de Proteção Coletiva-EPC
Conclusões
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Painéis Elétricos como equipamento de proteção coletiva-EPC
O que propor ?
Painel baixa tensão RESISTENTE AO ARCO ELÉTRICO
- Barramento Horizontal e Vertical
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Painéis Elétricos como equipamento de proteção coletiva-EPC
O que propor ?
Painel baixa tensão RESISTENTE AO ARCO-
ELETRICO e compartimentado isola os danos e
oferece maior segurança ao operador;
NR10 item 10.4Segurança na Construção,
Montagem, Operação e Manutenção
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Painéis Elétricos como equipamento de proteção coletiva-EPC
O que propor ?
Inserção e extração da gaveta com porta fechada
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Painéis Elétricos como equipamento de proteção coletiva-EPC
O que propor ?
Area: 14,3cm x 42,2cm = 603cm²
Pressure= 1Bar x cm² 603Kgf
201 Kgf201 Kgf
Area: 29,3cm x 42,2cm = 1236cm²
Pressure= 1Bar x cm² 1236Kgf
309 Kgf
309 Kgf
Painel baixa tensão RESISTENTE AO ARCO ELÉTRICO
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Conclusões
Os equipamentos elétricos funcionam como equipamento de proteção coletiva, por isso aumentam a segurança global para pessoas;
Os painéis elétricos podem prover segurança intrínseca, através de concepção construtiva, projeto e acessórios;
Para aquisição dos painéis resistentes a arco –interno , é fundamental explicitar na especificação técnica esta exigência