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Vai uma Ajudinha: Qual é o motivo das desconexões imprevistas dos diferenciais e como podemos evitá-las?

O aumento de componentes eletrónicos e variadores de frequência em ambientes industriais e terciários tem causado um aumento notável das desconexões de disjuntores diferenciais. Este problema pode, de facto, afetar qualquer casa ou instalação elétrica que partilhe o mesmo posto de transformação com equipamentos de consumo de grandes dimensões (por exemplo equipamentos de refrigeração numa loja, máquinas de elevação nas oficinas mecânicas, etc.).

Embora os disjuntores possam disparar por vários motivos, e seja provável que nunca possamos descobrir com certeza qual foi o motivo do disparo, se este for causado por distúrbios no mesmo posto de transformação, uma das causas mais comuns é o chamado disparo “por simpatia”. Este consiste na abertura simultânea e em cadeia de vários dispositivos diferenciais que protegem diversas saídas em paralelo, a montante ou a jusante de um ponto numa instalação.

Falámos deste problema com Guillermo Escrivá, Professor Titular do Departamento de Engenharia Elétrica da Universidade Politécnica de Valência, neste novo artigo da série “Vai uma Ajudinha”, dirigida especialmente a si, profissional eletricista.

Como ocorrem as desconexões “por simpatia”?

As desconexões “por simpatia” devem-se sobretudo a correntes de fuga que ocorrem através das capacidades (conectadas especificamente, como filtros de condensadores, ou que aparecem na cablagem de circuitos) em instalações de baixa tensão com muitos recetores eletrónicos, ou que sejam muito extensas. As capacidades dos circuitos de filtragem dos recetores eletrónicos costumam ser maiores do que as de isolamento dos cabos, e por isso os filtros capacitivos costumam ser a principal causa destas desconexões por “simpatia”, causando o disparo simultâneo de vários diferenciais de circuitos diferentes.

Estas capacidades geram dois tipos de efeitos:

  1. Fugas permanentes, que dependem da impedância que essas capacidades apresentam em relação à terra (especialmente em instalações TT), variando em função da frequência e que devem ser consideradas para a seleção da sensibilidade nominal dos disjuntores diferenciais e/ou mesmo para divisão do circuito.
  2. Fugas à terra transitórias de curta duração, causadas principalmente por breves transitórios nas tensões de alimentação. Todas as capacidades de terra ou massa distribuídas numa instalação levam a uma corrente de fuga à terra transitória a cada mudança repentina de tensão. Esta corrente de fuga transitória é a principal causa de desconexões incómodas.

Contudo, deve notar-se que os harmónicos – cada vez mais presentes em ambientes eletrificados –, por si só, não causam o disparo dos diferenciais. De qualquer forma, existe o risco de não disparo do diferencial causado por correntes harmónicas de alta frequência que podem não ser detetadas corretamente por um diferencial de corrente do tipo AC, colocando em risco a segurança das pessoas e da instalação.

Medidas a tomar para evitar as desconexões inesperadas

Para evitar estes problemas, é altamente recomendável tomar as seguintes precauções quando se projeta uma instalação:

  • Limitar, na medida do possível, o número de recetores eletrónicos que incluam filtros capacitivos conectados a terra sob cada diferencial. Por exemplo, em circuitos para alimentação de tomadas informáticas, deve limitar-se o número de computadores sob cada diferencial.
  • Utilizar linhas independentes para os recetores eletrónicos para evitar que, com o disparo do seu diferencial, ocorram cortes de alimentação noutros recetores.

Para além disso, em instalações já existentes, também é possível aplicar as seguintes medidas para aumentar a fiabilidade do abastecimento e a segurança da instalação:

  • Para levar a cabo a proteção à cabeça dos circuitos de potência, o relé diferencial com toro separado Vigirex RHU da Schneider Electric é a solução que atualmente permite alcançar a máxima continuidade de serviço. Permite a proteção de circuitos que alimentam equipamentos eletrónicos, como variadores de frequência, ou com um grande número de equipamentos com fontes comutadas, como computadores ou iluminação LED, pois oferece a máxima autoproteção contra as desconexões incómodas e permite escolher um tempo de atraso adequado para garantir a seletividade.
  • Para reduzir ou eliminar o número de desconexões inesperadas nas instalações, é aconselhável substituir os dispositivos diferenciais que causem problemas por dispositivos especializados de última geração da Schneider Electric: a gama de proteção diferencial super imunizada Acti9 e Vigirex RH.

Em instalações com muitos equipamentos eletrónicos, como é habitual nas indústrias atuais e em algumas instalações do setor terciário, também é necessário projetar adequadamente a instalação elétrica, definindo os diferenciais em cada nível, e tendo em atenção:

  • A sensibilidade dos diferenciais: selecionando-a de acordo com os recetores que sejam alimentados pelo referido dispositivo, considerando as fugas permanentes e transitórias que possam ocorrer.
  • Tempo de disparo: selecionando a temporização adequado para cada dispositivo. Geralmente, o atraso do disjuntor diferencial a montante deve ser maior do que o tempo total de funcionamento do disjuntor diferencial a jusante.
  • Tipo de dispositivo: é necessário instalar diferenciais super imunizados para evitar desconexões inesperadas em fugas transitórias que possam ocorrer em circuitos com um grande número de equipamentos eletrónicos.

A tecnologia super imunizada Acti9

 

A problemática das desconexões “por simpatia” é muito comum em diferenciais de montagem em calha DIN e classe AC convencionais. Com a gama Schneider Electric Acti 9 super imunizada, este risco é minimizado graças ao circuito de acumulação de energia. Este permite superar sem desconexões a grande maioria das sobretensões transitórias causadas por descargas atmosféricas, para além de evitar as desconexões “por simpatia” devido às fugas transitórias nas tensões de alimentação mencionadas acima; causadas ​​por manobras da rede e transmitidas, como as anteriores, pelos filtros capacitivos ligados à terra dos recetores eletrónicos e pelas próprias capacidades de terra das instalações.

Para além disso, todos os diferenciais Schneider Electric da família Acti9, tanto do tipo AC quanto do tipo A padrão, possuem um bloco de imunização ou autoproteção básica contra as sobretensões transitórias, conforme é exigido pelas normas de proteção diferencial correspondentes, a norma UNE-EN 61008 para os Interruptores Diferenciais e a norma UNE-EN 61009 para Disjuntores Diferenciais (magnetotérmicos com proteção diferencial incorporada ou com bloco diferencial adaptável tipo Vigi).


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