Sistemas de distribuição e proteção contra contato indireto e fuga a terra

Sistemas de distribuição e proteção contra   contato indireto e fuga a terra Produtos para Eletrificação Proteção contra fuga a terra A perda de isolamento entre condutores normalmente vivos e partes condutivas expostas pode gerar uma falha, que é geralmente chamada de fuga a terra, causando danos às instalações elétricas e, acima de tudo, risco às pessoas. As principais causas da perda de isolamento são:   − Deterioração, por tempo, por propriedades dielétricas  (rachaduras nas borrachas isolantes, etc.)   − Quebra mecânica (por exemplo, corte de um cabo no chão  causado por uma escavadeira)   − Ambientes particularmente agressivos (presença de poei- ras, umidade, poluição, etc.)   − Sobretensões de origem atmosférica, ou devido à comutação   − Ação de roedores Os principais efeitos da corrente de fuga a terra são:   − Energização de partes condutivas expostas   − Arcos elétricos localizados e consequentes superaqueci- mentos   − Interferências nos sistemas de telecomunicações   − Fenômeno de erosão nos eletrodos de terra  Proteção contra contato indireto Efeitos da corrente no corpo humanoA norma IEC 60479-1 “Efeitos da corrente em seres humanos e animais”, é um guia sobre os efeitos da corrente que flui através do corpo humano, utilizada para a definição dos re-quisitos de segurança em eletricidade. Esta norma mostra, em um diagrama de tempo-corrente, quatro zonas (figura 1), ao qual têm sido relacionados os efeitos fisiológicos da corrente alternada (15 a 100 Hz), passando através do corpo humano. Tais zonas são ilustradas na tabela 1. Proteção contra contato indireto por desconexão auto-mática do circuito A norma IEC 60364 prescreve a desconexão automática da fonte de alimentação para proteção contra contato indireto. O dispositivo de proteção deve ser automaticamente desco-nectado da alimentação, no caso de uma falha entre a parte viva e a parte condutiva exposta, ou um condutor de prote-ção. Uma tensão de toque superior a 50 Va.c. (25 V em am-bientes especiais) não persiste por um tempo suficiente para causar um risco de efeito fisiológico nocivo em uma pessoa em contato com partes condutivas acessíveis. Esta medida de proteção requer a coordenação entre a liga-ção do sistema a terra e as características dos condutores de proteção e dispositivos. Os dispositivos apropriados para a desconexão automática da alimentação e capazes de detectar as correntes de fuga a terra são:   − Disjuntores automáticos com relés termomagnéticos   − Disjuntores automáticos com relé eletrônico microproces- sado   − Disjuntores automáticos com relé eletrônico microprocessa- do, com proteção integrada contra fuga a terra (função G)   − Disjuntores termomagnéticos ou eletrônicos, com relé de  correntes residuais integrado   − Disjuntores puramente de corrente residual   − Relés de corrente residual Figura 1: Zonas de tempo-corrente dos efeitos da corrente alternada no corpo humano Zona Efeitos 1 geralmente não há reação 2 geralmente não há efeitos fisiológicos prejudiciais 3 geralmente não é esperado nenhum dano orgânico. Proba-bilidade de contrações musculares e dificuldade em respirar; distúrbios reversíveis na formação e condução dos impulsos no coração, incluindo a fibrilação atrial e parada cardíaca transitória sem fibrilação ventricular, aumentando com a magnitude da corrente e o tempo 4 Além dos efeitos da zona 3, a probabilidade de fibrilação ventricular aumenta até cerca de 5% (curva C2), 50% (curva C3) e acima de 50% para além da curva C3. Efeitos fisiopatológicos, como parada cardíaca, parada respiratória e graves queimaduras podem ocorrer, aumentando com a magnitude da corrente e o tempo Tabela 1: Efeitos da corrente alternada no corpo humano Sistemas de distribuição e proteção contra contato indireto e fuga à terra  1

2  Sistemas de distribuição e proteção contra contato indireto e fuga à terra Sendo que o princípio de funcionamento do relé de corrente residual consiste em detectar a corrente de fuga a terra, atra-vés de um transformador toroidal, incluindo todos os condu-tores vivos e o neutro, se distribuído. Uma primeira classificação dos disjuntores de corrente resi-dual é possível, de acordo com a sua sensibilidade para os tipos de corrente de falta: Tipos padrões Tipo AC: monitora circuitos de corrente alternada. Tipo A: monitora circuitos de corrente alternada e pulsante.Tipo B: monitora circuitos de corrente alternada, pulsante e contínua. Especiais Tipo P-R: monitora circuitos de corrente alternada e pulsante, como função de alta imunidade, onde não de desliga o sistema em caso de interferência de correntes parasitas.Tipo A-S: monitora circuitos de corrente alternada e pulsante, com a função de seletividade. Classificação dos sistemas elétricos de distribuição   Sistema de distribuição Aplicação principal Valor típico das   correntes de falta Observações TT Instalações domésticas e  semelhantes; pequenas  indústrias com alimenta- ção em baixa tensão. 10÷100 A Sistemas de distribuição TT são usados  quando a distribuição do condutor de prote- ção (PE) é impossível e quando é aconselhá- vel deixar para o usuário a responsabilidade  de proteção contra contato indireto. TN indústrias e grandes ins- talações com alimentação  em média tensão. valores semelhantes aos da falta monofásica Sistemas de distribuição TN são os sistemas  através dos quais a alimentação é distribuída  aos usuários que possuem sua própria  subestação de transformação; nestes casos,  o condutor de proteção pode ser facilmente  assegurado. IT Indústrias químicas e  petroquímicas, ou seja,  plantas cuja a continuida- de de serviço é funda- mental μA ÷ 2A depende do  tamanho da instalação; no caso de fuga a terra  duplo, a corrente de falta  apresenta valores típicos  de sistemas TT ou TN,  dependendo da conexão  das partes condutivas  com a terra Este tipo de sistema é particularmente apro- priado para os casos em que a continuidade  de serviço deve ser assegurada, uma vez  que a presença de uma primeira falha não  provoca altas correntes e/ou correntes peri- gosas para as pessoas.

Sistemas de distribuição e proteção contra contato indireto e fuga à terra  3 Proteção contra contato indireto em sistemas de distribuição Para cada sistema de distribuição, a norma IEC 60364 per-mite o uso de algumas soluções de dispositivos de proteção para desconexão automática do circuito, de acordo com as tabelas de tempo máximo de desconexão para circuitos fi-nais, que não excede 32 A e com outros parâmetros normati-zados para circuitos cuja corrente nominal exceda 32 A.  É importante ver as recomendações da norma para cada sis-tema de distribuição e suas respectivas notas de observação. Além disso, é válido ressaltar que nas instalações de siste-ma IT, como a continuidade de serviço é uma premissa, um dispositivo de monitorização de isolamento deve ser forneci-do, para indicar a presença de uma condição anormal após a ocorrência de uma falha. Em suma, no que diz respeito aos sistemas IT, as normas:   − Não exigem a desconexão automática do circuito de ali- mentação, quando uma falha ocorre   − Prescreve a desconexão automática da alimentação do cir- cuito se ocorrer uma segunda falha (quando a primeira não é extinta), através da aplicação de prescrições análogas aos sistemas TT ou TN, dependendo do tipo de ligação a terra das partes condutivas expostas   − Exige um acompanhamento de isolação do terra da rede,  para que a ocorrência de qualquer falha seja sinalizada Soluções ABB SACE para proteção contra fuga a terra Na maioria dos sistemas elétricos, uma proteção confiável e segura é realizada combinando as funções de proteção con-tra sobrecorrente com aquelas contra fuga a terra, juntamente com um eficaz sistema de aterramento. Esta opção permite obter, além de proteção contra contato indireto, também uma proteção confiável e oportuna contra fuga a terra de pequeno valor onde a prevenção de risco de incêndio seja absolutamente necessária. A escolha adequada dos dispositivos de proteção deve per-mitir também, a realização do disparo seletivo contra fuga a terra, além de contra sobrecorrentes. A fim de cumprir os requisitos para uma proteção adequada contra fuga a terra, a ABB SACE projetou as seguintes cate-gorias de produtos: Minidisjuntores   − RCBOs (Dispositivo de Corrente Diferencial) série DS9 com  corrente nominal de 6 A até 40 A   − RCBOs (Dispositivo de Corrente Diferencial) DS200 com  corrente nominal de 6 A até 63 A   − RCBOs (Dispositivo de Corrente Diferencial) DS800 com  125 A de corrente nominal   − Blocos RCD (blocos de corrente residual) DDA 200, para  serem acoplados os disjuntores termomagnéticos da linha S200 com corrente nominal de 0,5 A a 63 A   − Blocos RCD (blocos de corrente residual) DDA 60, DDA 70,  DDA 90, para serem acoplados com disjuntores termo-magnéticos do linha S290 com corrente nominal de 80 A a  100 A curva característica C   − Blocos RCD (blocos de corrente residual) DDA 800, para  serem acoplados com disjuntores termomagnéticos das linhas S800N e S800S com corrente nominal até 100 A. Estes blocos estão disponíveis em dois tamanhos: 63 A e 100 A   − RCCBs (disjuntores de corrente residual) linha F200 com  corrente nominal de 16 A a 125 A Disjuntores caixa moldada   − RC221 relé de corrente residual, para ser acoplado com  disjuntores Tmax T1, T2, T3 com correntes nominais de  16 A a 250 A   − RC222 relé de corrente residual para ser acoplado com  disjuntores Tmax T1, T2, T3, T4, T5, com correntes ininter-ruptas de 16 A a 400 A   − RC223 relé de corrente residual para ser acoplado a  disjuntores Tmax T3 com correntes nominais até 225 A (que é o limite de corrente máximo ajustável no disjuntor), bem como com o disjuntor Tmax T4 com correntes nomi-nais até 250 A   − Relés eletrônicos PR222DS/P, PR223DS/P, PR223 EF LSIG  para disjuntores Tmax T4, T5, T6 com correntes ininterrup-tas de 100 A a 1000 A   − Relés eletrônicos PR331, PR332 LSIG para o disjuntor  Tmax T7 com correntes ininterruptas de 800 A a 1600 A   − PR332 relé eletrônico com proteção de corrente residual  integrada para o disjuntor Tmax T7 com correntes ininter-ruptas de 800 A a 1600 A Disjuntores caixa aberta     − Relés eletrônicos tipo PR331, PR332, PR333 LSIG para o  disjuntor Emax X1 com correntes nominais de 630 A até 1600 A   − Disjuntores caixa aberta equipados com relé eletrônico tipo  PR121, PR122, PR123 LSIG, para disjuntores Emax E1 a E6 com correntes ininterruptas de 400 A a 6300 A   − PR332 relé eletrônico com proteção de corrente residual  integrada, para disjuntor Emax X1 com correntes ininter-ruptas de 630 A até 1600 A   − PR122 relé eletrônico com proteção de corrente residual  integrada para disjuntores Emax E1 a E6 com correntes nominais de 400 A a 6300 A Relé de corrente residual com transformador externo   − RCQ: relé eletrônico de corrente residual   − RD2: monitor de corrente residual para fixação em trilho  DIN Proteção por função G ou proteção por corrente residual? Conforme descrito nos capítulos anteriores, a ABB SACE oferece duas tipologias de produtos para proteção contra fuga a terra:   − Proteção de corrente residual para ser acoplada com os  disjuntores   − Proteção contra fuga a terra, função G, integrada com o  relé eletrônico dos disjuntores A proteção de corrente residual utiliza um toroide de material ferromagnético, através do qual os condutores do circuito passam; na presença de uma fuga a terra, a soma vetorial das correntes que flui nos condutores é diferente de zero e, quando é maior que o limite do conjunto, causa o disparo da proteção. Os relés de corrente residual da ABB SACE per-mitem o ajuste do disparo 30 mA a 30 A, com intervalos de 

4  Sistemas de distribuição e proteção contra contato indireto e fuga à terra tempo de 0 (instantâneo) a 5 s (consulte o catálogo técnico para obter mais detalhes). O princípio de funcionamento da função G é semelhante ao da proteção de corrente residual, mas a soma vetorial das correntes é processada por um microprocessador e não há nenhum transformador toroidal. Os relés de função G da ABB SACE tornam possível parametrizar o limite de disparo de 0.2 a uma vez a corrente nominal do disjuntor acoplado e os in-tervalos de tempos de 0,1 a 1 s (para mais detalhes, consulte o técnico catálogo). A decisão de quais proteções escolher, deve ser feita ana-lisando cuidadosamente não só o sistema de distribuição, mas também, o valor da corrente de curto circuito. De acordo com as prescrições da norma implica que o disjuntor deve ser capaz de detectar e extinguir uma falha de corrente dentro do tempo necessário, para evitar os efeitos nocivos da corrente. Conclusão   Nenhum dos sistemas de distribuição (TT, TN, IT) apresenta, por si só, segurança contra contatos diretos e indiretos. São necessários meios de proteção que os completem e que são normatizados e obrigatórios para o funcionamento adequado de cada um. Para optar por um dos sistemas é necessário considerar o tipo de aplicação que terá, com ou sem conti-nuidade de serviço, sendo assim, importante saber qual será a atividade que se desenvolverá no local da instalação e a natureza daquela rede. Nestas condições, amplia-se a segu-rança de pessoas e bens com o mínimo de falhas possível. A escolha inadequada dos dispositivos de desconexão auto-mática pode colocar em risco os bens existentes no local da instalação e pessoas que estejam nesse local. A ABB SACE fornece diversos dispositivos de desconexão automática que atendem às normas e proporcionam uma gama grande de soluções de proteção contra fuga a terra e contato indireto, além das proteções convencionais como, por exemplo, so-brecarga e curto-circuito.

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