Proteção em Instalações Elétricas: Medidas e Normas

PROJETOS ELÉTRICOS Vinicius Puglia 2 3 PROTEÇÃO EM INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Apresentação Esse bloco é responsável por tratar das proteções que uma instalação necessita para segurança das pessoas e equipamentos de determinada instalação De início abordaremos a proteção contra curtoscircuitos e sobrecargas Em seguida veremos também as proteções no que se refere à surtos na rede elétrica e a melhor forma de proteger os equipamentos da instalação Por fim falaremos do choque elétrico e a forma que ele acontece nos nossos corpos tratando consequentemente de algumas medidas protelados pela NR10 para prevenção de acidentes concluindo com as proteções por Extra Baixa Tensão que conhecemos como SELV e PELV 31 Proteção contra curtocircuito e sobrecargas Antes mesmo de adentrar na questão que se refere à proteção do sistema precisamos entender o que é um curtocircuito e uma sobrecarga assim como seus respectivos efeitos no circuito elétrico e ainda na pior hipótese no ser humano Entendese que o curtocircuito elétrico se dá em virtude de uma elevada passagem de corrente elétrica muito ou pouco acima do normal E é justamente esse aumento repentino da tensão no circuito elétrico que ocasiona essa falha Isso faz com que os aparelhos ou instalações que estejam conectadas a esse circuito elétrico parem de funcionar instantaneamente podendo até queimálos Equatorial Pará 2019 Esta definição é dada pela Concessionária Equatorial atuando no Estado do Pará sendo estes problemas muito comuns nas instalações Sabendo que a corrente elétrica procura passar pelo caminho mais curto possível onde a conexão de baixa resistência entre os pólos de um dispositivo eletroeletrônico responsável por causar a passagem de corrente excedendo ocasionando uma série de problemas no sistema elétrico 3 Além de causar incêndio danos materiais e perigo de vida alguns curtoscircuitos podem ser silenciosos e da mesma forma prejudiciais ao circuito elétrico causando falhas nos equipamentos desgaste dos circuitos e altos custos na conta de luz em longo prazo Dessa forma identificar os sinais de um curtocircuito é primordial assim sendo segue alguns indicativos deste problema nos circuitos disjuntores constantemente desarmando cheiro forte de queimado tomadas manchadas na cor preta lâmpadas queimando antes do normal constantes quedas de energia e claro o aumento na conta de energia Tratandose de sobrecarga no circuito elétrico falamos do excesso de equipamentos eletroeletrônicos conectados a uma rede elétrica ao mesmo tempo Por isso a previsão de demanda se torna essencial em determinada instalação Os indícios deste fenômeno são detectados por meio do desarme de disjuntores redução da luminosidade no instante em que é ligado um aparelho de alta potência assim como condutores elétricos cheirando queimado ou mesmo muito quente ressecados ou com rachaduras Quando falamos em proteções contra curtocircuito e sobrecarga é evidente que o equipamento disjuntor estará em evidência O disjuntor atua na intensidade da corrente elétrica dessa forma ao detectar uma sobrecarga o dispositivo de imediato corta o fornecimento de energia do circuito Por este motivo o disjuntor deve ser projetado para possibilitar a passagem de corrente até determinado valor Para cada tipo de circuito haverá um disjuntor específico determinado de acordo com a carga e os aparelhos ligados ao circuito O primeiro passo a ser dado é a quantidade de fases do circuito determinando por exemplo se o disjuntor é monopolar uma fase bipolar duas fases ou tripolar 3 fases Veja abaixo o exemplo de um disjuntor tripolar 4 Fonte MaxxStudio via Shutterstock Figura 31 Disjuntor tripolar É possível também dimensionar um disjuntor de acordo com a situação em que ele estará instalado e os prováveis danos a serem evitados veja Disjuntor magnético Responsável por proteger os equipamentos elétricos contra sobrecargas e curtoscircuitos possuindo uma precisão muito maior Disjuntor térmico Interrompe o circuito elétrico no momento em que detecta uma elevação na temperatura fora do normal Tal disjuntor é bastante utilizado em prevenção contra incêndios Disjuntor termomagnético Ele combina a proteção térmica com a magnética sendo muito utilizado em instalações elétricas residenciais e comerciais As vantagens deste disjuntor é que pode ser usado para manobras de acionamento e desacionamento de circuitos proteção contra aquecimentos sobrecargas e curtos circuitos Além dos disjuntores mencionados acima temos também o Dispositivo Diferencial Residual conhecido como DR é um disjuntor de segurança muito usado em instalações elétricas Sua função é detectar pequenas fugas de corrente nos circuitos elétricos para que desta forma acione o desligamento imediato da alimentação evitando assim a continuidade da corrente elétrica no circuito 5 Estas fugas podem se originar de várias formas como fios desencapados o simples tocar acidentalmente nos fios energizados uso de equipamentos eletroeletrônicos em áreas molhadas equipamentos em que a energia elétrica entra em contato com a carcaça ou até mesmo elementos que possam ser colocados na tomada por uma criança por exemplo O DR também conhecido como interruptor diferencial residual faz o desligamento de qualquer circuito que apresenta uma corrente de fuga entre 15 e 30 mA Apesar de ter a sensação de choque em caso de contato da fase com o corpo humano não há risco de vida caso o circuito seja protegido por esse dispositivo Veja no exemplo abaixo a imagem deste dispositivo Fonte Siemens httpsnewsiemenscombrptprodutosenergiaprodutosbaixa tensaodispositivosmodularesdispositivosparainfraestruturaeindustriahtml Figura 32 Dispositivo DR 32 Proteção contra surtos Surtos elétricos são perturbações que acontecem na rede elétrica fazendo com que a tensão aumente de tal forma que ultrapasse os limites admissíveis de determinado equipamento Ela surge de uma onda transitória de tensão em outras palavras a corrente varia em uma taxa elevada em um curto período de tempo Dentre as coisas 6 deste fenômeno podemos atribuir o acionamento mútuo de motores elétricos na mesma rede apagões de energia chaveamentos e descargas atmosféricas Dentre estas causas a descarga atmosférica é a de menor frequência porém a que pode causar o maior dano No momento que um raio atinge diretamente uma linha de alimentação ou um equipamento grande parte da sua corrente será conduzida por ali passando por todos os pontos e equipamentos da qual estiver ligado o circuito surgindo assim um surto conduzido no sistema Além de o raio atingir diretamente o sistema o campo eletromagnético de uma descarga elétrica é tão potente que correntes podem ser induzidas pelo ar em quaisquer elementos metálicos incluindo os condutores de energia e sinal de um sistema em um raio de até 2 km de distância do ponto de impacto originando dessa forma um surto induzido O surto conduzido pode causar danos como incêndios choques elétricos explosão dos condutores e queima de equipamentos Já o surto induzido é de menor magnitude no entanto causando a degradação precoce ou mesmo a queima dos equipamentos Na intenção de prevenir acidentes e incêndios evitar a queima de aparelhos eletrônicos garantindo a funcionalidade de equipamentos de forma a resguardar a saúde de todos envolvidos em uma instalação é usado o DPS Esta sigla significa Dispositivo de Proteção contra Surtos equipamentos dos quais possibilitam a detecção de sobretensões transitórias na rede elétrica desviandoas para o sistema de aterramento É possível diferenciálas em três classificações veja Classe I dispositivos com capacidade para drenagem de correntes parciais de um raio para áreas urbanas periféricas e rurais que ficam expostas a descargas atmosféricas diretas sendo instalados nos quadros primários de distribuição Classe II dispositivos que drenam correntes induzidas em edificações com efeitos indiretos de descarga atmosférica Usados normalmente nas cidades urbanas sendo instalados nos quadros secundários de distribuição 7 Classe III dispositivos instalados próximos a equipamentos ligados à rede elétrica protegendo aparelhos ligados à rede elétrica linha telefônica e de dados Veja na imagem abaixo um exemplo deste dispositivo Fonte Siemens httpsassetsnewsiemenscomsiemensassetsapiuuid8699385a9e3e4bc08f67 e68bf80939d2catalogodpsset17pdf Figura 33 Dispositivo DPS Este processo de desvio ao sistema de aterramento é um processo rápido de modo a ocorrer em uma fração de segundo sendo este o motivo do disjuntor não detectar esta fuga da corrente Exemplificando melhor seu funcionamento acontece na espécie do fechamento de um curto entre fase e terra sem que prejudique a instalação elétrica é claro Sua instalação ocorre antes do disjuntor geral assegurando assim a segurança do sistema pois mesmo com a falha do DPS o disjuntor geral pode desarmar Entretanto é possível também inserir o DPS depois do disjuntor geral pois nessa posição a falha do primeiro desative o segundo ocasionando a interrupção da alimentação de todo circuito ficando desligado até a substituição do DPS 8 33 Choque elétrico SELV e PELV O choque elétrico pode ser descrito como a corrente elétrica usando nosso corpo como condutor O corpo humano por sua vez é um condutor elétrico quando posto em contato com uma fonte de energia elétrica a tendência é que a corrente flua por ele como se fosse um cabo usado em instalações elétricas O grande problema é que nosso corpo não está preparado para receber tensões por isso há a desorganização do arranjo fisiológico dos elementos químicos celular causando um enorme desconforto físico O que vai definir a gravidade de seu impacto no indivíduo são a intensidade e o tempo de duração que a eletricidade permanecerá no corpo Segundo informações do órgão DATASUS no período entre janeiro de 2008 a junho de 2010 foram computados 4140 internações e 100 mortes por meio da exposição às correntes ou mesmo linhas de transmissão elétrica no Brasil A taxa de mortalidade do período em questão está em 242 Agora a questão que cerca este assunto está na proteção nos cuidados necessários para que não ocorra um choque elétrico A NR10 é uma norma regulamentadora que atua como principal via de diretrizes que visa proteger os colaboradores que trabalham com energia elétrica em suas atividades de campo Esta norma objetiva prevenir acidentes e preservar a vida integridade e segurança daqueles que lidam com essa área Para exemplificar a NR10 tem algumas medidas de controle e prevenção de acidentes que devem ser asseguradas pelo engenheiro no projeto da instalação ou mesmo após o projeto contanto que o profissional responsável pela instalação elétrica se atente em algumas diretrizes importantes tais como Desenergizar todo o circuito antes de operálo a fim de eliminar qualquer sinal de eletricidade em instalações ou equipamentos Aterrar o circuito como medida de segurança para que toda e qualquer descarga elétrica siga o caminho do solo 9 As instalações das quais ficam expostas deve estar de difícil acesso às pessoas comuns do edifício a fim de evitar que pessoas não qualificadas possam ter contato fácil com a instalação Muitas vezes o choque elétrico pode ser de baixa intensidade porém uma possível queda de uma escada ou andaime pode ser muito mais danoso Assim sendo para operação em instalações em altura a NR35 orienta quanto às diretrizes para trabalhos deste tipo 331 SELV e PELV A proteção por Extra Baixa Tensão está prevista no tópico 1028 da norma NR10 que trata de proteção coletiva A norma trata de serviços executados devem ser previstos e implantados prioritariamente medidas de proteção coletivas aplicáveis mediante procedimentos às atividades a serem desenvolvidas para garantir a segurança e saúde dos trabalhadores Esta NR estabelece que as medidas de proteção coletivas priorizem a desenergização elétrica e na impossibilidade deste cenário exige o emprego da tensão de segurança É aí onde entra a extra baixa tensão sendo uma tensão inferior à 50 V em CA corrente alternada ou 120 V em CC corrente contínua seja entre fases ou entre fase e terra Originando daí a sigla SELV que em inglês vem de Separated ExtraLow Voltage trazida para nossa língua é Extra Baixa Tensão Separada O SELV possui uma segurança derivada da baixa tensão elétrica em um sistema eletricamente separado do aterramento de outros circuitos e de maneira que a ocorrência de uma única falha não resulte em risco de choque elétrico Já no caso PELV que do inglês provem de Protected ExtraLow Voltage em português significa Extra Baixa Tensão Protegida sistema este que possuem as mesmas características do SELV com somente a diferença de não ser eletricamente separado do aterramento Tais conceitos de SELV como de PELV geralmente são adotados em ocasiões em que o risco de choque elétrico é iminente como por exemplo nas situações de áreas de estacionamentos iluminações de piscinas camping banheiras e etc 10 Dependendo diretamente da tensão nominal do sistema e das condições de uso seja em SELV ou PELV suas funções no sistema podem limitar da tensão do circuito realizar uma isolação básica assim como o uso de barreiras ou até invólucros que atendam minimamente as exigências da norma NBR 54102004 Veja algumas especificações abaixo que apresentam as condições de um sistema SELVPELV Deve ser inacessível para a o sistema de extra baixa tensão entrar em contato com um sistema de baixa voltagem Para isso a instalação deve ter os terminais protegidos contra o surgimento de uma baixa voltagem Não pode existir nenhuma conexão seja entre as partes vivas do sistema SELV e a terra seja entre o sistema de proteção contra correntes de baixa voltagem O perigo nessa situação é que o aterramento ou outro sistema possam apresentar aumento na voltagem da tensão em condições de falha e essa tensão ser absorvida no sistema SELV É necessário possuir uma separação física entre os condutores do sistema Plugs e soquetes do SELV não devem ser interligáveis com aqueles do sistema isso previne que o sistema SELV seja acidentalmente conectado a um sistema de baixa voltagem Plugs e soquetes não podem possuir uma proteção de conexão Isso previne a mistura de aparelhos SELV e FELV Acopladores de suporte para luminárias com sistema para aterramento não poderão ser utilizados Conclusão Este bloco possui uma grande importância no conhecer de um engenheiro pois trata de saúde e segurança evidenciando os riscos e as maneiras de evitálo Iniciando pelos curtoscircuitos e sobrecargas em instalações abordando as suas causas definições e também os indícios das quais eles submetem a instalação elétrica Em seguida 11 tratamos dos surtos elétricos inerentes as instalações elétricas evidenciando o grande dano que uma descarga atmosférica pode ter em um circuito seja de forma direta ou indireta Fechamos o bloco vendo a respeito do choque elétrico descrito como uma corrente elétrica usando nosso corpo como condutor exemplificando também algumas medidas de controle e prevenção de acidentes regidos pela NR10 Por fim vimos sobre a proteção por Extra Baixa Tensão conhecida como SELV Extra Baixa Tensão Separada e Extra Baixa Tensão Protegida abrangendo seus conceitos e especificações dentro de um sistema elétrico REFERÊNCIAS DATASUS Morbidade Hospitalar do SUS por Causas Externas Disponível em httptabnetdatasusgovbr Acesso em 18 maio 2022 EQUATORIAL Energia Você sabe o que é um curtocircuito Assessoria de imprensa Equatorial Pará 2019 Disponível em httpspaequatorialenergiacombr201908vocesabeoqueeumcurto circuito Acesso em 18 maio 2022 SIEMENS Dispositivo DR Disponível em httpsnewsiemenscombrptprodutosenergiaprodutosbaixa tensaodispositivosmodularesdispositivosparainfraestruturaeindustriahtml Acesso em 18 maio 2022 SIEMENS Dispositivo DPS Disponível em httpsassetsnewsiemenscomsiemensassetsapiuuid8699385a9e3e4bc08f67 e68bf80939d2catalogodpsset17pdf Acesso em 18 maio 2022 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS COMPLEMENTARES GEBRAN A P RIZZATO F A P Instalações elétricas prediais Porto Alegre Bookman 2017 ebook Minha Biblioteca 12 KANASHIRO N M NERY N Instalações elétricas industriais 2 ed São Paulo Érica 2014 ebook Minha Biblioteca SAMED M M A Fundamentos de instalações elétricas 1 ed Curitiba InterSaberes 2017 ebook Pearson