(Parte 2 de 5)

Dependendo da aplicação, os painéis de distribuição podem receber diversas denominações: Nota : Denominações conhecidas usualmente no mercado, não definidas na norma NBR-IEC 60439-1.

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ENTRADA DISTRIBUIÇÃO INTERLIGAÇÃO TRANSFORMAÇÃO SUB-DISTRIBUIÇÃO Figura 13 – Vista interna de um painel de distribuição.

4.2 - CCM – Centro de Controle de Motores

CCM’s são painéis completos (montados) que acomodam equipamentos para Proteção, Seccionamento e Manobra de Cargas. Tem uma função específica nos sistemas de distribuição de energia elétrica em unidades comerciais e industriais. São os painéis onde estão conectados os cabos provenientes das cargas. Apesar de aproximadamente 85 % das cargas industriais serem motores (motivo do nome “Centro de Controle de Motores”), o termo “cargas” é abrangente, podendo significar qualquer equipamento que consuma energia elétrica, como estufas, resistores, etc. A utilização dos CCM´s é destinada a instalações industriais em que apresentam: • grande número de cargas que devam ser comandados;

• deva ser assegurada máxima continuidade de operação;

• for necessário o acesso de pessoal não qualificado;

• for exigido alto nível de segurança para os operadores e pessoas de manutenção.

♦ CCM Compartimentado / Não compartimentado / Fixo / Extraível

estão montados em compartimentos separados dentro do painel. Este CCM pode ser FIXO ou EXTRAÍVEL

Dependendo do grau de separação interno encontrado em um CCM, o mesmo pode receber diferentes denominações físico/comerciais. O CCM NÃO COMPARTIMENTADO apresenta uma placa de montagem única, onde os conjuntos de proteção e manobra de cada carga individual estão montados todos juntos nesta mesma placa. Um CCM COMPARTIMENTADO é aquele onde os equipamentos de proteção, e manobra de cada carga Conjuntos de manobra e comando de baixa tensão 17

dentro das gavetas, minimizando os tempos de parada pois pode-se substituir as gavetas rapidamente

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 No CCM FIXO dentro de cada compartimento é montada uma placa de montagem fixa não removível onde são que alocados os equipamentos para proteção e manobra da partida

Figura 14 – Compartimentos Extraíveis

Figura 15 – Vista externa de um CCM – Cliente: Augusto Velloso – Obra: Integração Centro LUZ CPTM/METRÔ. Conjuntos de manobra e comando de baixa tensão 18

♦ CCM Inteligente

Atualmente, é comum na utilização para acionamentos de motores de: inversores de freqüência, reguladores de potência, sistemas de partida, controladores programáveis, que comandam uma série de parâmetros, sensores ou medidores digitais de grandezas elétricas que podem ser conectados em alguns tipos de rede de comunicação. A estes CCMs, damos o nome de CCMs inteligentes. Com a utilização dos CCM´s inteligentes é possível 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, além de poder reduzir os trabalhos de fiação, necessidades de espaço e tempo de instalação.

O CCM pode ser implementado para receber equipamentos com comunicação em rede dentro das gavetas, possibilitando que o comando e sinalização das partidas sejam conectados ao sistema de controle através de redes de comunicação industrial. As redes de comunicação são conectadas através das tomadas de comando, possibilitando que as gavetas sejam operadas remotamente quando as mesmas estiverem nas posições de “TESTE” e “INSERIDA”. Utilizada em conjunto com a fiação de comando, facilmente pode-se implementar estratégias de acionamento do tipo LOCAL / REMOTO.

Os CCMs 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.

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Figura 16 – Vista interna de uma gaveta com escravo para rede AS-I e instalações com CLP.

4.3 – Painéis de Controle

Painéis de controle são conjuntos montados com equipamentos de controle digital (ex: Controladores Lógicos Programáveis – CLP’s) ou, simplesmente com contatores e relês com a função de controlar e intertravar um determinado processo ou aplicação. Os painéis de controle geralmente têm a função específica de alocar este tipo de equipamento. Em grandes aplicações, os painéis de controle são encontrados como uma ou mais colunas de conjuntos fechados, podendo estar ou não fisicamente conectados às colunas dos painéis que contém equipamentos de potência. Os equipamentos de controle também podem ser instalados em compartimentos de painéis de distribuição e CCM’s, por exemplo. Devido aos efeitos da compatibilidade eletromagnética (EMC) e perturbações nas redes de alimentação, não é recomendável que se tenha equipamentos de controle e potência instalados dentro de um mesmo compartimento em um conjunto. Entretanto, em sistemas pequenos, é comum encontrarmos este fato, tornando-se necessário neste caso, um cuidado redobrado no projeto de alocação de componentes e de cabos de potência e controle dos mesmos. Existem vários requisitos técnicos que precisam ser observados de modo a minimizarmos as influências por parte de ruídos e EMC, tanto aos equipamentos do próprio conjunto quanto aos equipamentos instalados próximos ao mesmo.

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Figura 17 – Painel de Controle com CLP – CLIENTE: Water Process – Obra: ETE Gerdau.

4.4 – 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 freqüências 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. Os principais cuidados que devem ser tomados ao se instalar um Drive em um painel são:

Correta disposição de componentes na placa de montagem, de modo a garantir as dissipações de calor de cada equipamento no interior do painel. Correta disposição dos cabos de comando e potência. Correta seleção de filtros de entrada e saída. Correta especificação das proteções elétricas dos Drives. Correto cálculo da dissipação térmica, de modo a verificar a necessidade de arrefecimento ou ventilação

Conjuntos de manobra e comando de baixa tensão 21 forçada do painel

Figura 18 – Painel com Inversor de Freqüência – Cliente – Ampla Engº - Obra: Cargill.

5. PROJETO E CONSTRUÇÃO DE UM CONJUNTO 5.1 – Projeto Eletromecânico

“Os conjuntos devem ser construídos somente com materiais capazes de resistir esforços mecânicos, elétricos e térmicos, bem como aos efeitos da umidade, que provavelmente serão encontrados em serviço normal. A proteção contra corrosão deve ser assegurada pelo uso de materiais apropriados ou pela aplicação de camadas protetoras equivalentes em superfície exposta, levando em conta as condições pretendidas de uso e manutenção. Os dispositivos e os circuitos de um conjunto devem ser dispostos de maneira que facilite a sua operação e manutenção e, ao mesmo tempo, que assegure o grau necessário de segurança.” NBR IEC 60439-1

5.1.1 - Distâncias de isolação e de escoamento

As distâncias de isolação e escoamento encontradas na construção física de um conjunto definem os níveis de tensão a que este conjunto pode ser submetido, sem apresentar falhas como uma descarga disruptiva não intencional. O ensaio de Verificação de Propriedades Dielétricas e Verificação das Distâncias de Isolação e

Conjuntos de manobra e comando de baixa tensão 2

Escoamento tem a função de assegurar que o conjunto foi projetado e construído de acordo com as tensões nominais de isolação declaradas pelo fabricante.

♦ Distância de isolação

Distância entre duas partes condutoras em linha reta, o menor caminho entre estas partes condutoras. Está relacionado com a Tensão Nominal de Impulso (Uimp) a que o conjunto pode ser submetido.

♦ Distância de escoamento

Menor distância ao longo da superfície de um material isolante entre duas partes condutoras. Uma junção entre duas partes de material isolante é considerada como parte da superfície. Está relacionado à Tensão Nominal de Isolação do conjunto.

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5.1.2 - Separação interna dos conjuntos por barreiras ou divisões

Os conjuntos podem ser divididos internamente em compartimentos separados ou espaços protegidos fechados, por meio de divisões ou barreiras (metálica ou não metálica), de forma a obtermos as seguintes características :

• proteção contra contato com partes perigosas que pertençam a compartimentos adjacentes.

• proteção contra a passagem de corpos estranhos sólidos de uma unidade de um conjunto para uma unidade adjacente.

Desta forma podemos classificar os conjuntos conforme a sua separação interna, como se segue:

Critério principal Subcritério Forma Nenhuma separação Forma 1

Terminais para condutores externos não separados do barramento

Forma 2a Separação de barramentos das unidades funcionais

Terminais para condutores externos, separados do barramento Forma 2b

Terminais para condutores externos não separados do barramento

Forma 3a 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 separados do barramento Forma 3b

Terminais para condutores externos no mesmo compartimento, bem como a unidade funcional associada

Forma 4a 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 não no mesmo compartimento que a unidade funcional associada, mas em espaços protegidos ou compartimentos individuais, separados e fechados

Forma 4b

Tabela 1 - Formas típicas de separação por barreiras ou divisões

A forma de separação e graus mais elevados de proteção devem ser discutidos entre o fabricante e o Conjuntos de manobra e comando de baixa tensão 24 usuário. Simbologia para representação das formas de separação entre partes ativas dos conjuntos funcionais.

Figura 19 – Legenda das formas de separação.

Figura 20 – Formas de separação. 5.1.3 - Grau de proteção do conjunto

Conjuntos de manobra e comando de baixa tensão 25

Os graus de proteção proporcionados pelos painéis elétricos têm como objetivo:

• proteção de pessoas contra contato com partes sob tensão e contra contato com partes em movimento dentro do invólucro,

• proteção do painel contra a penetração de corpos sólidos estranhos,

• proteção do painel contra os efeitos prejudiciais da penetração de líquidos.

A designação utilizada para indicar o grau de proteção é formada pelas letras IP, seguidas de dois algarismos característicos que significam a conformidade com as condições de proteção exigida pelo projeto do painel.

O primeiro algarismo característico indica o grau de proteção proporcionado pelo invólucro à pessoas e também às partes do interior do painéis contra objetos sólidos (0 a 6 ou X, quando omitido).

Tabela 2 - Graus de proteção Conjuntos de manobra e comando de baixa tensão 26

O segundo algarismo característico indica o grau de proteção proporcionado pelo invólucro contra efeitos prejudiciais da penetração de líquidos (0 a 8 ou X, quando omitido).

Tabela 3 - Graus de proteção

Poderão ser utilizadas identificações auxiliares, com adição de duas letras, uma adicional e outra suplementar, após os dois algarismos acima descritos.

C – Ferramenta;

1º Letra adicional opcional (A,B,C,D): Indica uma classificação de meios para a proteção de pessoas contra acesso a partes perigosas: A – Costas e mão; B – Dedo; D – Fio.

2º Letra suplementar opcional (H,M,S,W): Indica uma classificação de meios para proteção de equipamentos apresentando informações suplementares para especificar o produto H – Aparelhagem de Alta tensão; M – Teste com água em movimento ; S – Teste com água parada; W – Condição do tempo.

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Com a união dos algarismos descritos, podemos formar a tabela abaixo com as utilizações mais comuns dos graus de proteção.

1IP 10IP 11IP 12IP 13 2IP 20IP 21IP 22IP 23 3IP 30IP 31IP 32IP 33IP 34 4IP 40IP 41IP 42IP 43IP 44IP 45IP 46 5IP 54IP 55IP 56 6IP 65IP 66IP 67IP 68

1º Numeral Característico

Grau de Proteção contra pessoas e objetos sólidos

Grau de Proteção contra o ingresso prejudicial da água 2º Numeral Característico

Tabela 4 - Graus de proteção

Segunda a norma NBRIEC 60439-1, o grau de proteção de um conjunto fechado deve ser pelo menos IP2X, depois de instalado conforme as instruções do fabricante. Para conjuntos de uso ao tempo, que não têm nenhuma proteção suplementar, o segundo número característico deve ser pelo menos 3.

Se o grau de proteção de uma parte do conjunto, por exemplo, na face de serviço, difere daquele da parte principal, o fabricante deve indicar o grau de proteção daquela parte, separadamente. Exemplo: IP00, face de serviço IP20.

Medidas para levar em conta a umidade atmosférica

No caso de um conjunto para instalação ao tempo e no caso de um conjunto para instalação abrigada destinada ao uso em locais com umidade alta e temperaturas com grandes variações, devem ser feitos arranjos apropriados (ventilação e/ou aquecimento interno, furos de dreno, etc.) para prevenir condensação prejudicial dentro do conjunto. Porém, o grau de proteção especificado deve ser mantido o mesmo por todo o tempo.

5.2 – Características Elétricas de um Circuito ou Conjuntos Um conjunto é definido pelas seguintes características elétricas:

5.2.1 - Tensão nominal de operação

A tensão nominal de operação (Ue) de um circuito de um conjunto é o valor de tensão que, combinada com a corrente nominal deste circuito, determina sua utilização. Para circuitos polifásicos, é a tensão entre fases.

5.2.2 - Tensão nominal de isolamento (Ui)

A tensão nominal de isolamento (Ui) é o valor da tensão para o qual as tensões de ensaio dielétricas e distâncias de escoamento são referidas. A tensão nominal de operação máxima de qualquer circuito do conjunto não deve exceder sua tensão nominal de isolamento.

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