O ensaio dos conjuntos de manobra e comando

Quando os ensaios nas condições diferentes ou mais severas são acordados entre o usuário e o fabricante original, este Relatório Técnico pode servir como um guia.

A ABNT IEC/TR 61641 de 12/2019 – Conjuntos de manobra e comando de baixa tensão em invólucro — Guia para o ensaio em condição de arco devido a uma falha interna fornece as orientações sobre os métodos de ensaio dos conjuntos de manobra e comando em condições de arco desenvolvido no ar devido a uma falha interna. O objetivo deste ensaio é avaliar a aptidão do CONJUNTO de limitar o risco de lesões corporais e os danos aos CONJUNTOS, assim como sua capacidade ao serviço contínuo e posterior a um arco devido a uma falha interna. O procedimento de ensaio fornecido neste Relatório Técnico é aplicável somente: aos conjuntos de manobra e comando de baixa tensão fechados, montados sobre o solo ou fixados na parede, de acordo com a NBR IEC 61439-2 (Conjuntos de manobra e comando de potência – CONJUNTOS MCP). Este Relatório Técnico pode ser utilizado como referência para os ensaios de falha por arco de outros produtos, mas as adaptações dos procedimentos de ensaio e dos critérios de aceitação podem ser aplicadas levando em consideração as especificidades destes outros CONJUNTOS ou produtos. Aplica-se ainda se as portas e as tampas do CONJUNTO estiverem fechadas e bem fixadas.

Quando os ensaios nas condições diferentes ou mais severas são acordados entre o usuário e o fabricante original, este Relatório Técnico pode servir como um guia. O procedimento de ensaio indicado neste Relatório Técnico leva em consideração: os efeitos da sobrepressão interna nas tampas, portas, etc.; os efeitos térmicos do arco ou suas origens nos invólucros, assim como os gases quentes e as partículas incandescentes. O procedimento de ensaio fornecido neste Relatório Técnico não abrange: outros efeitos que possam constituir um risco, como os gases tóxicos e os ruídos altos; as condições durante um trabalho de manutenção, a abertura de portas ou outros; acesso à parte superior e inferior do CONJUNTO. Este é um ensaio voluntário feito a critério do fabricante original.

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Como devem ser executados os ensaios de falha por arco?

Qual deve ser a seção do fio de cobre de ignição sem dispositivo de proteção de limitação de corrente?

Como deve ser feita a avaliação do ensaio de falha por arco?

Como deve ser feito o suporte de montagem para os indicadores do ensaio de falha por arco?

A série ABNT NBR IEC 61439 indica as regras e os requisitos para as características da interface, condições de utilização, construção e desempenho e para a verificação dos conjuntos de manobra e comando de baixa tensão, daqui por diante chamados de CONJUNTOS. O principal objetivo destas normas é atingir uma operação segura dos conjuntos de manobra e comando de baixa tensão nas condições de operação normais e anormais, por exemplo, em caso de sobretensões, sobrecargas ou as correntes de curtos-circuitos. Nenhum requisito de característica, de projeto e de verificação é dado no caso de uma falha por arco no interior do CONJUNTO.

Um arco interno, entretanto, pode não ser completamente excluído. Nos raros casos em que eles ocorrem, as falhas por arco interno são geralmente causadas pelo seguinte: materiais condutores inadvertidamente deixados nos CONJUNTOS durante a fabricação, instalação ou manutenção; defeitos de material ou de qualificação do pessoal; entrada de pequenos animais, por exemplo, ratos, cobras, etc.; utilização de um CONJUNTO incorreto para a aplicação, que resulte em superaquecimento e, consequentemente, em falha por arco interno; condições inapropriadas de utilização; operação incorreta; ou  alta de manutenção.

A ocorrência de um arco no interior dos CONJUNTOS está associada a vários fenômenos físicos. Por exemplo, a energia do arco resultante de um arco desenvolvido no ar à pressão atmosférica no interior do invólucro causará uma sobrepressão interna e um superaquecimento local, o que provocará os esforços mecânicos e térmicos no CONJUNTO. Além disso, os materiais envolvidos podem gerar produtos de decomposição quente, seja sob a forma de gases, seja sob a forma de vapores, que podem escapar ao exterior do invólucro.

Devido ao risco de lesões às pessoas, danos e perda da alimentação devido às falhas por arco, existe uma demanda para os CONJUNTOS submetidos aos ensaios contra as falhas por arco, embora se considere que uma falha por arco em um CONJUNTO seja improvável. O objetivo deste Relatório Técnico é fornecer orientações sobre os métodos de ensaio dos CONJUNTOS sob condições de arco desenvolvidas no ar, devido a uma falha interna.

A capacidade de um CONJUNTO de atender aos ensaios de acordo com este Relatório Técnico é somente um aspecto da avaliação do risco potencial associado a uma falha por arco em um CONJUNTO. As competências das pessoas que têm acesso ao CONJUNTO, os equipamentos de proteção individual (EPI) utilizados, os procedimentos de trabalho aplicados e as condições nas quais o CONJUNTO está instalado são outros aspectos a serem considerados.

A possibilidade de uma falha por arco em um CONJUNTO pode ser reduzida pela adição de uma isolação sólida adequada para todos os condutores. Estes CONJUNTOS são classificados na classe de arco I. Este Relatório Técnico não fornece qualquer indicação de desempenho no caso da possibilidade de uma falha por arco em um CONJUNTO de classe de arco I.

As informações gerais sobre o comportamento da falha por arco e as medidas possíveis de proteção do ponto de vista do usuário de um CONJUNTO são fornecidas no ABNT IEC/TR 61439-0:2017, C.3, e também no Anexo A deste Relatório Técnico. De acordo com suas características em condições de arco, os CONJUNTOS podem ser classificados pelo fabricante original em: Classe de arco A – CONJUNTO que oferece uma proteção pessoal nas condições de arco por áreas ensaiadas por arco, conforme os critérios 1 a 5 nas condições de arco definidas em 8.7, e pelas áreas protegidas da formação de arco, se existirem; Classe de arco B – CONJUNTO que oferece uma proteção pessoal e do CONJUNTO nas condições de arco por áreas ensaiadas por arco, conforme os critérios 1 a 6 nas condições de arco definidas em 8.7, e pelas áreas protegidas da formação de arco, se existirem; Classe de arco C – CONJUNTO que oferece uma proteção pessoal e do CONJUNTO nas condições de arco por áreas ensaiadas por arco, conforme os critérios 1 a 7 nas condições de arco com funcionamento limitado definido em 8.7, e pelas áreas protegidas da formação de arco, se existirem; Classe de arco I – CONJUNTO que oferece um risco reduzido de falhas por arco, pois é constituído somente de áreas protegidas à formação de arco.

Adicionalmente, o CONJUNTO é classificado como a seguir, de acordo com o tipo de pessoas que têm acesso à área onde o CONJUNTO é instalado: acesso restrito (disposição-padrão); acesso não restrito (disposição especial). Ao considerar a proteção contra as falhas por arco interno em relação aos CONJUNTOS, convém que a primeira medida de proteção seja, sempre que possível, localizar o CONJUNTO em uma área onde o acesso seja reservado apenas às pessoas autorizadas. A menos que especificamente acordado entre o usuário e o fabricante original, o acesso restrito é aplicável.

O funcionamento dos CONJUNTOS de acordo com a NBR IEC 61439-2 por pessoas comuns não é previsto. No entanto, eles podem ser acessíveis por pessoas comuns, por exemplo, quando eles são instalados em um local de trabalho em geral, sem quaisquer medidas e/ou regras de segurança complementares.

Adicionalmente, os regulamentos de segurança locais devem ser levados em consideração e podem impor requisitos adicionais e/ou mais rigorosos em relação ao acesso, equipamentos de proteção individual (EPI) a serem utilizados e procedimentos de trabalho a serem aplicados.

Para os CONJUNTOS somente com áreas protegidas da formação de arco: Classificação do CONJUNTO – Classe de arco I. Convém que as seguintes características sejam declaradas pelo fabricante original, conforme apropriado, se o CONJUNTO tiver sido ensaiado por falha de arco de acordo com este Relatório Técnico: Tensão nominal de utilização (Ue); Classificação do CONJUNTO (classe de arco A, classe de arco B ou classe de arco C; Para os CONJUNTOS de classe de arco B e de classe de arco C, a identificação das áreas (por exemplo, seção, subseção) onde os efeitos de uma falha por arco interno são limitados.

Se a duração do arco for limitada por um dispositivo de limitação de corrente (instalado no interior ou a montante do CONJUNTO) e/ou um dispositivo de limitação de falha por arco que não limite a corrente de arco, convém indicar as seguintes características adicionais: corrente de curto-circuito admissível nas condições de arco (Ip arco); duração do arco admissível (tarco – valor da duração máxima do arco que não é autoextinguível e que não é limitado por nenhum dispositivo de limitação de corrente, como declarado pelo fabricante original, para uma corrente de curto-circuito presumida e uma tensão nominal de utilização Ue fornecida nos bornes de entrada do CONJUNTO e para a qual os requisitos deste Relatório Técnico sejam atendidos). A corrente admissível nas condições de arco pode ser inferior à corrente nominal de curta duração admissível (Icw).

Se a duração e a corrente do arco estiverem limitadas por um dispositivo de proteção de limitação de corrente (instalado no interior ou a montante do CONJUNTO) e/ou por um dispositivo de limitação de falha por arco com limitação da corrente de arco: corrente de curto-circuito condicional admissível nas condições de arco (Ipc arco). Convém indicar no relatório de ensaio as características e os ajustes dos dispositivos de limitação de corrente (por exemplo, corrente nominal, capacidade de interrupção, corrente de interrupção limitada, I2t dos fusíveis e dos disjuntores com limitação de corrente) ou do dispositivo de limitação de falha por arco necessário para a proteção do circuito.

A corrente de curto-circuito condicional admissível nas condições de arco pode ser inferior à corrente nominal de curto-circuito condicional (Icc). Se a duração do arco for limitada porque o projeto do CONJUNTO é de maneira que o arco seja autoextinguível sem funcionamento de qualquer dispositivo de proteção (ver 8.6.3): corrente de curto-circuito admissível em condições de arco autoextinguível (Ips arco). Diferentes combinações de características podem ser indicadas para diferentes partes do CONJUNTO.

Uma parte de um circuito com uma área protegida à formação de arco é considerada área, se as seguintes condições forem atendidas: todas as partes vivas de cada circuito principal são protegidas separadamente por uma isolação sólida ou por barreiras isolantes; a isolação é conforme os requisitos elétricos, térmicos e mecânicos, como definidos na NBR IEC 61439-2; os materiais isolantes e os meios de construção da área protegida isolada atendem aos requisitos de ensaio dielétrico descrito em 6.2; a isolação sólida fornece uma proteção do invólucro, de maneira que corpos estranhos não possam fazer contato com os condutores sob tensão, de acordo com IP4X da NBR IEC 60529; as barreiras isolantes fornecem uma proteção contra qualquer contato com os condutores sob tensão, de acordo com IP3XD da NBR IEC 60529.

Para o ensaio dielétrico das áreas protegidas da formação de arco, convém que as amostras representativas das áreas protegidas da formação de arco sejam submetidas aos ensaios dielétricos suportáveis à frequência industrial pelo fabricante original, aplicando uma folha metálica colocada na superfície externa da isolação, cobrindo os condutores sob tensão e sobre as juntas e aberturas na isolação. Para este ensaio, convém que a tensão de ensaio seja igual a 1,5 vez os valores indicados na NBR IEC 61439-1:2016, Tabela 8.

Convém que a tensão de ensaio seja de acordo com a NBR IEC 61439-1:2016, 10.9.2.2. Convém que a tensão à frequência industrial no momento da aplicação não exceda 50 % do valor total do ensaio. Convém então ser progressivamente aumentado até o valor total, durante 25 0 + s. Os critérios de aceitação são de acordo com a NBR IEC 61439-1:2016, 10.9.2.4.

Para o ensaio IP das áreas protegidas à formação de arco, convém verificar se a isolação sólida satisfaz o grau de proteção IP4X e se as barreiras isolantes satisfazem o nível de proteção IP3XD, de acordo com a NBR IEC 60529. Para a seleção das amostras de ensaio e validade dos ensaios para outros projetos similares (possibilidades de derivação), convém realizar os ensaios de arco em CONJUNTOS representativos.

Devido à variedade de tipos, de valores nominais e de combinações possíveis de unidades funcionais e de componentes, não é possível, na prática, fazer os ensaios de arco em todas as disposições dos CONJUNTOS. O desempenho de uma disposição particular pode ser justificado pelos resultados dos ensaios de um projeto comparável. Convém que o ensaio seja realizado em todas as unidades funcionais representativas na disposição considerada mais desfavorável do CONJUNTO.

Convém que os CONJUNTOS ou unidades funcionais protegidas por dispositivos de limitação de corrente sejam ensaiados com dispositivo que tenham os valores de características de limitação (I2t, Ipk) mais elevados para a corrente de curto-circuito presumida e na tensão nominal de utilização. A validade dos resultados de um ensaio realizado em uma unidade funcional de um projeto específico de um CONJUNTO pode ser estendida para um projeto similar, desde que o ensaio original seja idêntico ou mais estressante, e que esta outra unidade funcional possa ser considerada idêntica àquela ensaiada nos seguintes aspectos: dimensões; estrutura e rigidez do invólucro; arquitetura das divisórias; desempenho do dispositivo de alívio de pressão, se existir; sistema de isolação; tratamento de superfície do interior do invólucro e das divisórias internas, por exemplo, um tratamento de uma superfície não condutora ou de uma superfície metálica.

Um ensaio realizado em uma corrente de curto-circuito, tensão nominal de utilização e duração específicas abrange: as correntes de curto-circuito iguais ou inferiores; uma tensão nominal de utilização igual ou inferior, e; uma duração igual ou inferior. Convém que um CONJUNTO destinado a ser utilizado em corrente contínua seja ensaiado em corrente contínua. Não é recomendada uma substituição por um ensaio em corrente alternada, porque o comportamento do arco e dos dispositivos de proteção associados difere consideravelmente.

IEC TS 63081: a caracterização dos materiais ultrassônicos

Essa especificação técnica, editada em 2019 pela International Electrotechnical Commission (IEC), define as principais quantidades relevantes para a caracterização de materiais ultrassônicos e especifica os métodos para medição direta de muitos parâmetros importantes desses materiais. Aplicável a todas as medições de propriedades de materiais acústicos passivos sob condições de acionamento que não estão sujeitas a propagação acústica não linear.

A IEC TS 63081:2019 – Ultrasonics – Methods for the characterization of the ultrasonic properties of materials define as principais quantidades relevantes para a caracterização de materiais ultrassônicos e especifica os métodos para medição direta de muitos parâmetros importantes desses materiais. Este documento é aplicável a todas as medições de propriedades de materiais acústicos passivos sob condições de acionamento que não estão sujeitas a propagação acústica não linear. Embora existam propriedades de materiais que possam ser de interesse em um regime de tração não linear, elas estão atualmente fora do escopo deste documento.

Conteúdo da norma

PREFÁCIO……………………….. 4

INTRODUÇÃO….. ……………… 6

1 Escopo… ………………………. 7

2 Referências normativas…………. ….. 7

3 Termos e definições…………….. …… 7

4 Lista de símbolos………. ………….. 10

5 Visão geral………… ………………… 12

5.1 Princípios gerais……………….. 12

5.2 Preparação da amostra………………. 12

5.2.1 Amostras de fluidos…………….. .12

5.2.2 Amostras sólidas………………… .13

5.2.3 Geometria da amostra…………. 13

5.2.4 Estabilização da amostra………….. 13

5.3 Transdutores fonte e receptor………………. 14

5.4 Medições de transmissão versus reflexão… ……… 14

5.5 Sinal de excitação do transdutor………………………. 15

5.5.1 Dependência de frequência de quantidades…………. 15

5.5.2 Métodos CW e quase-CW…………………………… 15

5.5.3 Pulsos modulados em frequência e espectrometria de retardo de tempo…………… 16

5.5.4 Métodos de impulso…………………… 18

6 Medição de perda de inserção…………….. 19

7 Medições longitudinais da velocidade das ondas…………………… 22

7.1 Geral…………….. …………… 22

7.2 Transdutores imersos em material fluido…………… 22

7.3 Transdutores e amostra imersos em um fluido de acoplamento……… .23

8 Medições do coeficiente de absorção……………. 24

8.1 Amostra única através do método de transmissão…………. 24

8.2 Amostra dupla através do método de transmissão……….. 26

9 Medição de redução de eco (ER)………………………. 27

9.1 Incidência normal…………………………….. .27

9.2 Incidência oblíqua………………………. 29

10 Medição do coeficiente de retrodispersão……………………. 29

Bibliografia……………… ………………….. 31

Figura 1 – Esquema mostrando o espalhamento difrativo entre a fonte e o receptor dos transdutores……………… ………………….. 14

Figura 2 – Ilustração de um sistema TDS típico………………….. 17

Figura 3 – Desenvolvimento e processamento de sinal para uma frequência compensada de um sinal modulado…………….. 17

Figura 4 – Dispersão do pulso nos meios absorventes…………………. 19

Figura 5 – O espalhamento difrativo adicional encontrado nas medidas da transmissão direta………………. 21

Figura 6 – Transdutores de origem e recebimento imersos em um meio fluido a ser caracterizado………………… 22

Figura 7 – Fonte, receptor e amostra, todos imersos em um fluido de acoplamento…………….. 24

Figura 8 – Vários ecos claramente separados no tempo……… 25

Figura 9 – Fenômenos múltiplos de reflexão e transmissão que ocorrem nas superfícies de uma amostra……………………….. 26

Figura 10 – Apresentação esquemática de uma configuração de medição usada para determinar a redução de eco de um material de ensaio…….. 27

Muitas normas de medição ultrassônica contêm requisitos para as propriedades dos materiais acústicos a serem usados na construção dos equipamentos de medição contidos nesses documentos. A seguir, exemplos de tais padrões. A IEC 61161 especifica o fator de reflexão de amplitude e a absorção de energia acústica para alvos refletores e alvos absorventes e especifica o coeficiente de transmissão de amplitude para películas antifluxo. A IEC 61391-1 discute o coeficiente de reflexão. A IEC 61689 define redução de eco e especifica limites para seus valores. Os termos reflexão e perda de transmissão também são usadas, e valores especificados. A IEC TS 62306 especifica a perda de transmissão e a redução da amplitude de reflexão. A IEC 62359 especifica o coeficiente de reflexão e absorção. A IEC 60601-2-37 especifica o coeficiente de refletância e absorção.

Como a lista acima sugere, uma ampla variedade de termos é usada para especificar as propriedades de um material acústico, e esses termos não são usados consistentemente nos documentos IEC. Além disso, existe um grau de duplicação com vários nomes para a mesma quantidade. Isso é ainda mais confuso, pois não há documento no portfólio de ultrassom IEC que defina os métodos pelos quais essas propriedades são medidas.

Este documento procura solucionar as deficiências, fornecendo: uma definição clara e inequívoca das principais quantidades de interesse durante a caracterização dos materiais; uma discussão de termos semelhantes e como eles podem se relacionar com as principais quantidades; métodos experimentais recomendados para determinar os valores das principais quantidades.

 

A imunidade de eletroeletrônicos a perturbações eletromagnéticas

O objetivo desta norma é estabelecer uma referência comum para avaliação da imunidade funcional do equipamento eletroeletrônico quando sujeito a perturbações conduzidas, induzidas por campos de RF.

A NBR IEC 61000-4-6 de 12/2019 – Compatibilidade eletromagnética (EMC) – Parte 4-6: Técnicas de medição e ensaio — Imunidade a perturbação conduzida, induzida por campos de radiofrequência está relacionada aos requisitos de imunidade conduzida de equipamentos eletroeletrônicos a perturbações eletromagnéticas provenientes de transmissores intencionais de radiofrequência na faixa de 150 kHz a 80 MHz. Exclui-se do escopo desta publicação o equipamento que não tenha no mínimo um fio e/ou cabo condutor (como de alimentação de energia, linha de sinal ou conexão de terra), por meio do qual os campos perturbadores possam ser captados pelo equipamento.

Os métodos de ensaio são definidos nesta parte da NBR IEC 61000-4 para avaliar o efeito que os sinais perturbadores conduzidos, induzidos pela radiação eletromagnética, têm sobre o equipamento em questão. A simulação e medição destas perturbações conduzidas não são adequadamente exatas para a determinação quantitativa de efeitos. Os métodos de ensaio definidos são estruturados com o objetivo básico de estabelecer repetibilidade adequada em várias instalações laboratoriais para análise quantitativa de efeitos.

O objetivo desta norma é estabelecer uma referência comum para avaliação da imunidade funcional do equipamento eletroeletrônico quando sujeito a perturbações conduzidas, induzidas por campos de RF. O método de ensaio documentado nesta parte descreve um método consistente de avaliação de imunidade de um equipamento ou sistema contra um fenômeno definido. Como descrito no Guia IEC 107, esta é uma publicação básica de EMC para uso pelos comitês da IEC. Como também declarado no Guia 107, os comitês de produto da IEC são responsáveis por determinar se esta norma é ou não aplicável, e se aplicável, eles são responsáveis por determinar o nível de ensaio apropriado e critério de desempenho.

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Qual o parâmetro principal da combinação do dispositivo de acoplamento e desacoplamento?

O que são as redes de acoplamento e desacoplamento (CDN)?

Quais as funções dos dispositivos de injeção tipo alicate?

O que são as redes de desacoplamento?

A fonte de perturbação coberta por esta parte da ABNT NBR IEC 61000-4 é basicamente um campo eletromagnético, proveniente de um transmissor de RF intencional, que pode atuar ao longo de todo o comprimento dos cabos conectados ao equipamento instalado. As dimensões do equipamento perturbado, principalmente uma subparte de um sistema maior, são supostamente pequenas se comparadas com o comprimento de onda do sinal interferente.

Os condutores que entram e saem do equipamento sob ensaio – ESE (isto é, de alimentação, linhas de comunicação, cabos de interface) comportam-se como redes de antenas receptoras passivas e caminhos de condução do sinal tanto para sinais intencionais como não intencionais. Entre estas redes de cabos, o equipamento suscetível está sujeito ao fluxo de correntes através do equipamento.

Assume-se que sistemas de cabos conectados a um equipamento estejam em modos ressonantes (dipolo aberto ou dobrado de λ/4, λ/2), e como tal são representados por dispositivos de acoplamento e desacoplamento com impedância em modo comum de 150 Ω com relação ao plano de referência de terra. Onde possível, o ESE é ensaiado através de sua conexão entre duas impedâncias de 150 Ω em modo comum: uma fornecida pela fonte de RF e a outra fornecida pelo caminho de retorno de corrente.

A fonte de perturbação coberta por esta parte é basicamente um campo eletromagnético, proveniente de um transmissor de RF intencional, que pode atuar ao longo de todo o comprimento dos cabos conectados ao equipamento instalado. As dimensões do equipamento perturbado, principalmente uma subparte de um sistema maior, são supostamente pequenas se comparadas com o comprimento de onda do sinal interferente.

O gerador de ensaio inclui todos os equipamentos e componentes utilizados para fornecer, na porta de entrada de cada dispositivo de acoplamento, o sinal perturbador no nível e no ponto requerido. Um arranjo típico inclui os elementos seguintes que podem ser separados ou integrados em um ou vários instrumentos de ensaio: geradores de RF, G1, capazes de cobrir a faixa de passagem de interesse e de serem modulados em amplitude por uma onda senoidal de 1 kHz, com um índice de modulação de 80 %.

Eles devem possuir um controle manual (por exemplo, frequência, amplitude, índice de modulação) ou no caso de sintetizadores, devem ser programáveis nos tamanhos de passo dependentes da frequência e tempos de permanência na frequência. O atenuador T1 (tipicamente 0 dB … 40dB), de faixa de frequência adequada para controlar o nível de saída da fonte perturbadora. T1 é opcional e pode estar incluído no gerador de RF. A chave de RF S1, por meio do qual o sinal de RF pode ser ligado ou desligado durante o ensaio de imunidade do ESE. S1 é opcional e pode ser incluída no gerador de RF.

Os amplificadores de potência de faixa larga, AP, podem ser necessários, a fim de amplificar o sinal se a potência de saída do gerador de RF for insuficiente. Os filtros passa-baixa (FPB) e/ou filtros passa-alta (FPA) podem ser necessários parar evitar interferência causada por harmônicas ou sub-harmônicas em alguns tipos de equipamentos sob ensaio, por exemplo, receptores de RF. Quando requerido, eles devem ser inseridos entre o amplificador de potência de faixa larga, AP, e o atenuador T2.

O atenuador T2, (fixo ≥ 6 dB), com potências nominais suficientes. T2 é fornecido para reduzir o VSWR ao amplificador de potência causado pela incompatibilidade do dispositivo de acoplamento. T2 pode ser incluído em um dispositivo de acoplamento e desacoplamento, e pode ser deixado fora do circuito se a impedância de saída do amplificador de potência de faixa larga permanecer dentro das especificações em quaisquer condições de carga.

Os dispositivos de acoplamento e desacoplamento devem ser utilizados para o acoplamento apropriado do sinal perturbador (ao longo de toda a faixa de frequência, com impedância de modo comum definida na porta do ESE) nos vários cabos conectados ao ESE e para impedir que os sinais aplicados afetem outros dispositivos, equipamentos e sistemas que não estejam submetidos ao ensaio. Os dispositivos de acoplamento e desacoplamento podem ser combinados em uma única caixa (uma CDN ou um alicate EM) ou podem consistir das várias partes.

Os dispositivos de acoplamento e desacoplamento preferenciais são as CDN, isso por razões de reprodutibilidade de ensaio e de proteção dos EA. O parâmetro principal das redes de acoplamento e desacoplamento, a impedância de modo comum vista na porta de conexão do ESE. Se CDN não são aplicáveis ou disponíveis no mercado, outros métodos de injeção podem ser utilizados.

Embora os requisitos nesta norma sejam especificados para a faixa de frequência de 150 kHz até 80 MHz, a faixa de frequência aplicável depende da instalação normal e das condições de operação do equipamento a ser ensaiado. Por exemplo: um equipamento pequeno, alimentado por bateria, com dimensão total menor que 0,4 m e sem quaisquer cabos metálicos conectados a ele, não precisa ser ensaiado abaixo de 80 MHz, porque é pouco provável que a energia de RF induzida resultante do campo EM perturbador prejudique o dispositivo.

Em geral, a frequência final será 80 MHz. Em alguns casos, onde equipamento de pequenas dimensões for considerado (dimensão < λ/4), normas específicas de produtos podem prescrever que a frequência final seja estendida até um máximo de 230 MHz. Os dispositivos de acoplamento e desacoplamento, neste caso, devem então atender ao parâmetro de impedância de modo comum, visto na porta do ESE.

Quando este método de ensaio for utilizado até frequências mais altas, os resultados são influenciados por: dimensões do equipamento, tipo (s) de cabo (s) de interconexão utilizado (s), e disponibilidade de CDN especiais etc. Recomenda-se que diretrizes adicionais para aplicação apropriada do ensaio sejam fornecidas nas normas específicas dos produtos.

A frequência inicial depende da capacidade do equipamento, incluindo seus cabos de conexão, de receber uma grande quantidade de energia de RF do campo EM perturbador. Três situações diferentes são consideradas. Equipamento alimentado por bateria (dimensão < λ/4) que não tem conexão à terra nem a qualquer outro equipamento e que não é utilizado durante carregamento de bateria não necessita ser ensaiado de acordo com esta norma. Para equipamento alimentado por bateria (dimensão ≥ λ/4), seu tamanho, incluindo o comprimento máximo dos cabos conectados, determina a frequência inicial.

Equipamento conectado à rede de energia elétrica, mas não conectado a quaisquer outros equipamentos ou cabos. A fonte de alimentação é fornecida através de um dispositivo de acoplamento e desacoplamento e o equipamento é carregado por uma mão artificial. A frequência inicial é 150 kHz. Equipamento conectado à rede de energia elétrica que também é conectada através de cabos de telecomunicações ou de controle e de Entrada/Saída, para outros equipamentos isolados ou não isolados.

A verificação de malhas elétricas e de instrumentação

As atividades de inspeção e de verificação das medições e controles, em conjunto com os respectivos sistemas de controle, utilizados para monitorar estes dispositivos (sistemas de automação tais como CLP e SDCD) são denominadas como “verificação de malha” (“loop-check”).

 

A NBR IEC 62382 de 12/2019 – Sistemas de controle de processos industriais — Verificação de malhas de elétrica e de instrumentação descreve as etapas recomendadas para executar as atividades de verificação de malhas, as quais incluem as atividades entre a completação ou conclusão da montagem da malha (incluindo a instalação e as verificações ponto a ponto) e o início do comissionamento a frio. Esta norma é aplicável tanto para a montagem de sistemas elétricos e de instrumentação (E&I) de novas plantas como para a revisão e ampliação (isto é, revamp) de sistemas em instalações existentes (incluindo equipamentos e sistemas como CLP, BAS, SDCD, painéis de monitoração e controle e instrumentação de campo).

Esta norma não inclui as verificações detalhadas dos sistemas de distribuição de potência, com exceção daqueles que estão relacionados com as atividades das malhas que estão sendo verificadas (como malhas contendo conversores de frequência ou soft-starters de motores elétricos ou alimentação de força para transmissores a quatro fios). Para aplicações na indústria farmacêutica ou em outras indústrias altamente especializadas, orientações e recomendações adicionais (por exemplo, as boas práticas de automação da manufatura – GAMP – Good automated manufacturing practice) e definições podem ser aplicáveis, de acordo com normas aplicáveis existentes, como, por exemplo, a GMP Compliance 21 CFR (FDA) e a Standard Operating Procedure of the European Medicines Agem (SOP/INSP/2003).

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Quais são as abreviaturas usadas nessa norma?

Quais são os componentes de uma malha?

Quais são as verificações funcionais relacionadas aos dispositivos de campo?

Quais são os documentos e folhas de testes a ser preparados?

As atividades de inspeção e de verificação das medições e controles, em conjunto com os respectivos sistemas de controle, utilizados para monitorar estes dispositivos (sistemas de automação tais como CLP e SDCD) são denominadas como “verificação de malha” (“loop-check”). Na indústria, diversos métodos e filosofias são utilizados para verificar os sistemas de instrumentação, de elétrica e de controle após a conclusão das atividades de montagem eletromecânica, tanto nos casos de novos projetos como nos casos de modificação de instalações existentes.

Esta norma foi elaborada para proporcionar um melhor entendimento das atividades que compõem as verificações de malha, bem como proporcionar uma metodologia padronizada para a execução destas verificações de malhas.

Os seus Anexos apresentam formulários que podem ser utilizados nos procedimentos de verificação de malhas. Os usuários desta norma podem copiar estes formulários para as suas próprias aplicações, de acordo com as quantidades requeridas pelos projetos envolvidos.

As verificações de malha ocorrem, de maneira ideal, na fase de pré-comissionamento (condicionamento) do cronograma indicado na figura abaixo. Entretanto, é usual que as verificações de malha sejam iniciadas quando da conclusão de qualquer malha específica e sua colocação sob responsabilidade da equipe de verificação, mesmo que ainda durante a fase de “montagem”. A verificação de malha pode se sobrepor, de forma substancial, com a fase de “montagem”.

As atividades de verificação de malha possuem as seguintes características: em um projeto, elas são executadas após as fases de montagem de elétrica e de instrumentação (E&I) e do TAF do SDCD ou do CLP; elas são as últimas verificações sistemáticas antes da completação mecânica, para assegurar que todos os documentos de elétrica e instrumentação (E&I) (como folhas de dados de malhas, etc.) estejam disponíveis e correspondam à sua revisão mais recente; todos os equipamentos e componentes fornecidos da instrumentação estejam de acordo com as especificações do projeto, caso não tenham sidos verificados durante o TAF ou em procedimentos de avaliação da qualidade durante o recebimento dos equipamentos e componentes; a instalação tenha sido executada de acordo com os documentos de engenharia, códigos aplicáveis e requisitos legais; a funcionalidade da malha esteja correta.

Estas atividades de verificação de malha preveem que: em um projeto, seja efetuada a verificação da qualidade do projeto para a área de E&I e para os equipamentos e dispositivos de instrumentação, bem como para a sua instalação; a base para a fase de comissionamento, a qual consiste nas seguintes fases: comissionamento a frio; fase durante a qual são executados os testes funcionais dos equipamentos e das instalações, utilizando materiais e produtos como água ou substâncias inertes; comissionamento a quente (partida do processo) fase durante a qual são executadas as atividades associadas aos testes e à operação dos equipamentos, utilizando os processos químicos atuais (partida inicial do processo).

As principais atividades nas fases de comissionamento a frio e a quente são as verificações de ajuste e de sintonia das malhas de instrumentação dos sistemas de controle. A verificação de malha inclui os elementos de uma “malha simples” (“single loop”) (malha contendo apenas sensor ou atuador). O componente de hardware: os instrumentos ou componentes instalados no campo ou em seu local de destino final; os equipamentos nas salas de elétrica e de instrumentação (E&I); a funcionalidade com base em fiação física (hardware) entre as malhas com sensores e os atuadores (se aplicável); cartões de entrada ou saída do sistema de controle de processo (SCP) (se aplicável).

Os componentes básicos de software (incluindo as telas gráficas, os alarmes de nível básico e os pontos de atuação, intertravamentos básicos e controles analógicos básicos), de forma a testar os dispositivos de campo. Os testes e verificações de malha utilizam as telas ou gráficos básicos do sistema de controle. Notar que as entradas e saídas primárias podem ser conectadas não somente ao SDCD, mas também ao sistema de ESD, CLP, controladores singelos ou outros subsistemas de controle. Todas as telas são visualizas no SDCD.

As verificações de malha reais envolvem as três fases seguintes (ver detalhes na Seção 6). Deve-se verificar a documentação das malhas em relação a estarem completas e consistentes, incluindo todos os documentos da instalação ou TAF. Realizar a inspeção visual dos dispositivos das malhas em relação à correta instalação e identificação (tagueamento). Deve-se verificar as funcionalidades. Um dispositivo de teste é utilizado para simular todos os componentes da malha (incluindo hardware, fiação e software).

Este dispositivo de teste verifica que todos os componentes e dispositivos estão funcionando corretamente e as leituras no SDCD, no CLP ou no painel de controle estão corretas. Durante a verificação de malhas, três tipos de deficiências podem ser encontrados: falhas de instalação estão relacionadas a discrepâncias ao hardware especificado ou métodos de instalação inadequados (instalação incorreta, instrumentos incorretos, etc.). Convém que a empreiteira responsável pela montagem corrija estes problemas.

As falhas de configuração estão relacionadas a discrepâncias às especificações do software original. Convém que a empreiteira responsável pela programação ou a empresa de engenharia de E&I corrija estes problemas. As falhas de projeto de engenharia de E&I são suspeitas, pois essas ocorrências de falhas de projeto de engenharia acontecem quando, apesar da instalação ter sido correta, com os instrumentos corretos, a funcionalidade desejada puder não ser obtida (por exemplo, falha no diagrama de fiação etc.). Convém que a empresa contratada para o projeto de engenharia de E&I corrija estes problemas.

Deficiências adicionais podem estar relacionadas com o projeto de processo, mas este tipo de falha pode ser determinado somente após o processo de partida. A verificação de malha não consiste na execução de: atividades de testes possíveis de serem executadas sem que a montagem tenha sido concluída; testes de software utilizando ferramentas de simulação; outros testes de aceitação de fábrica, executados nas fábricas ou locais das empreiteiras ou fábricas dos vendedores; outras atividades de verificação de software (TAF etc.); inspeções de montagem e mecânicas, executadas durante a fase de montagem; testes dos cabos durante a montagem (Hipot, Megger etc.); verificações ponto a ponto das fiações; são excluídos os testes dos trabalhos internos das unidades pacotes e conjunto pré-montados (como subunidades de processo, grandes máquinas, analisadores complexos etc.); somente os testes de I/O dos equipamentos são incluídos nas verificações de malha; atividades pertencentes à fase de comissionamento: sintonia das malhas, esquemas de instrumentos e controle (por exemplo, calibração dos transmissores de nível por meio de enchimento dos tanques; verificação dos esquemas complexos de controle, sintonia dos esquemas contínuos de controle, etc.).

A verificação da documentação consiste em algumas atividades. Convém que a verificação de malha confirme que toda a documentação relacionada àquela malha esteja disponível, consistente e devidamente identificada (tag), nos casos de malhas relacionadas aos sistemas de segurança, da qualidade ou ambientais. A documentação pertinente deve no mínimo conter um diagrama da malha e a especificação contendo todos os dados necessários para a calibração e requisitos funcionais, para que a operação da malha possa ser corretamente verificada (folha de dados da malha).

As inspeções visuais consistem em algumas atividades. Convém que as instalações sejam inspecionadas visualmente de acordo com a documentação do projeto, de forma a assegurar que os instrumentos corretos tenham sido devidamente instalados e que as instalações estejam de acordo com as especificações de hardware e com os diagramas e circuitos de malha. As válvulas e os medidores de vazão são verificados em relação à instalação correta e à direção da vazão.

IEC 60335-2-95: a segurança de acionamentos elétricos de portas de garagem residenciais

Essa norma internacional, editada em 2019 pela International Electrotechnical Commission (IEC), especifica a segurança de acionamentos elétricos para portas de garagem para uso residencial que abrem e fecham na direção vertical, a tensão nominal dos acionamentos não sendo superior a 250 V para aparelhos monofásicos e 480 V para outros aparelhos. Também abrange os riscos associados ao movimento dessas portas de garagem acionadas eletricamente.

A IEC 60335-2-95:2019 – Household and similar electrical appliances – Safety – Part 2-95: Particular requirements for drives for vertically moving garage doors for residential use especifica a segurança de acionamentos elétricos para portas de garagem para uso residencial que abrem e fecham na direção vertical, a tensão nominal dos acionamentos não sendo superior a 250 V para aparelhos monofásicos e 480 V para outros aparelhos. Também abrange os riscos associados ao movimento dessas portas de garagem acionadas eletricamente.

A unidade pode ser fornecida com uma porta de garagem. Esta norma também se aplica a dispositivos de proteção de armadilha para uso com essas unidades. Não cobre os riscos relacionados aos mecanismos da própria porta. Na medida do possível, esta norma lida com os riscos comuns apresentados pelos aparelhos encontrados por todas as pessoas dentro e fora de casa.

No entanto, em geral, não leva em consideração o uso do aparelho por crianças pequenas, mas reconhece que as crianças podem estar nas proximidades da porta da garagem. Chama-se atenção para o fato de que em muitos países requisitos adicionais são especificados pelas autoridades nacionais responsáveis pela proteção do trabalho e autoridades similares.

Esta norma não se aplica a guias para persianas, toldos, persianas e equipamentos similares (IEC 60335-2-97); para portões, portas e janelas (IEC 60335-2-103); para fins comerciais e industriais; destinado a ser usado em locais onde prevalecem condições especiais, como a presença de uma atmosfera corrosiva ou explosiva (poeira, vapor ou gás). Esta quarta edição cancela e substitui a terceira edição publicada em 2011, a alteração 1: 2015 e a alteração 2: 2017.

Esta edição constitui uma revisão técnica e inclui algumas alterações técnicas significativas em relação à edição anterior. O texto foi alinhado com a edição 5.2 da Parte 1; a referência às normas IEC 60335-2-97 e IEC 60335-2-103 foi revisada para indicar corretamente seus títulos (Cláusula 1); as instruções específicas foram revisadas para separá-las das informações a serem fornecidas (7.12); os critérios de conformidade para os ensaios de 19.11.2 e 19.11.3 foram modificados (19.13); os ensaios para aparelhos da classe III e partes de construções da classe III foram modificados (25.8, 25.15). Esta parte 2 deve ser usada em conjunto com a última edição da IEC 60335-1 e suas emendas. Foi estabelecido com base na quinta edição (2010) dessa norma.

Conteúdo da norma

PREFÁCIO…………………….. 3

INTRODUÇÃO. ……………… 6

1 Escopo ………………………. 7

2 Referências normativas……….. ….. 7

3 Termos e definições…………… …… 7

4 Requisito geral………………….. ……. 8

5 Condições gerais para os ensaios………… 8

6 Classificação…………………… …………….. 9

7 Marcação e instruções……………………… .. 9

8 Proteção contra acesso a partes vivas…………. 11

9 Partida de aparelhos a motor…………………. 11

10 Entrada e corrente de energia……………….. .. 11

11 Aquecimento……………. ………………….. 12

12 Vazio…………. ……………………….. 12

13 Corrente de vazamento e força elétrica à temperatura operacional……………….. 12

14 Sobretensões transitórias………………. .12

15 Resistência à umidade………………………. …… 12

16 Corrente de fuga e força elétrica…………………. 12

17 Proteção contra sobrecarga de transformadores e circuitos associados……………… 13

18 Resistência……… ………………. 13

19 Operação anormal…………… …… 13

20 Estabilidade e riscos mecânicos……………….. 13

21 Resistência mecânica………………………… ….. 18

22 Construção…………………….. ……………. 18

23 Fiação interna……………………. …………… 19

24 Componentes………………. ……………. 19

25 Conexão de alimentação e cabos flexíveis externos…………….. 20

26 Terminais para condutores externos………………….. 20

27 Provisão para aterramento…………………… …. 20

28 Parafusos e conexões……………………………. 20

29 Folgas, distâncias de fluência e isolamento sólido.. ……….. 20

30 Resistência ao calor e ao fogo………………………………. 20

31 Resistência à ferrugem………………………….. ….. 20

32 Radiação, toxicidade e perigos similares…………….. 21

Anexos……………………….. ………………………. 24

Anexo R (normativo) Avaliação de software……………….. 25

Bibliografia…………………………. ………………….. 26

Figura 101 – Exemplos de tipos de portas de garagem………………….. 22

Figura 102 – Exemplo de aviso de pictograma contra aprisionamento de crianças………. 23

Foi assumido na redação desta norma que a execução de suas disposições é confiada a pessoas adequadamente qualificadas e experientes. Esta norma reconhece o nível internacionalmente aceito de proteção contra riscos como elétricos, mecânicos, térmicos, incêndio e radiação de aparelhos quando operados como em uso normal, levando em consideração as instruções do fabricante.

Também abrange situações anormais que podem ser esperadas na prática e leva em consideração a maneira pela qual os fenômenos eletromagnéticos podem afetar a operação segura dos aparelhos. Esta norma leva em consideração os requisitos da IEC 60364, tanto quanto possível, para que haja compatibilidade com as regras de fiação quando o aparelho está conectado à rede elétrica.

No entanto, as regras nacionais de fiação podem diferir. Se um dispositivo dentro do escopo desta norma também incorporar funções cobertas por outra parte 2 da IEC 60335, a parte relevante 2 será aplicada a cada função separadamente, na medida do razoável. Se aplicável, a influência de uma função na outra é levada em consideração. Quando um padrão da parte 2 não inclui requisitos adicionais para cobrir os riscos tratados na parte 1, a parte 1 se aplica.

Isso significa que os comitês técnicos responsáveis pelas normas da parte 2 determinaram que não é necessário especificar requisitos específicos para o aparelho em questão, além dos requisitos gerais. Essa norma é pertencente da família de produtos que trata da segurança de aparelhos e tem precedência sobre os padrões horizontais e genéricos que abrangem o mesmo assunto. Normas horizontais e genéricas que cobrem um risco não são aplicáveis, pois foram levadas em consideração no desenvolvimento dos requisitos gerais e particulares da série de normas IEC 60335.

Por exemplo, no caso de requisitos de temperatura para superfícies em muitos aparelhos, as normas genéricas, como a ISO 13732-1 para superfícies quentes, não são aplicáveis além dos padrões da Parte 1 ou da Parte 2. Um aparelho que esteja em conformidade com o texto desta norma não será necessariamente considerado em conformidade com os princípios de segurança da norma se, quando examinado e testado, for encontrado outros recursos que prejudiquem o nível de segurança coberto por esses requisitos. Um aparelho que utilize materiais ou possua formas de construção diferentes daquelas detalhadas nos requisitos desta norma pode ser examinado e ensaiado de acordo com a intenção dos requisitos e, se considerado substancialmente equivalente, pode ser considerado em conformidade com a norma.

 

A concentração de gases livres em óleo vegetal isolante

Os equipamentos elétricos (transformadores e reatores) podem ser preenchidos com óleo vegetal isolante e isolados com papel ou papelão, ambos celulósicos.

A NBR 16788 de 09/2019 – Óleo vegetal isolante – Interpretação da análise dos gases dissolvidos de transformadores em operação, imersos em óleo vegetal isolante descreve como a concentração de gases livres e dissolvidos no óleo vegetal isolante pode ser interpretada para diagnosticar as condições de equipamentos elétricos (transformadores e reatores) em serviço. Os gases dissolvidos em amostras de óleo vegetal isolante podem ser extraídos e analisados de acordo com a NBR 7070 ou outra metodologia normatizada.

Esta norma é aplicável a equipamentos elétricos (transformadores e reatores) preenchidos com óleo vegetal isolante e isolados com papel ou papelão, ambos celulósicos. Não se aplica a ésteres sintéticos. Em todos os casos avaliados por esta norma, que indicam a possibilidade/tendência às falhas, as indicações obtidas são orientativas e as ações resultantes podem ser estabelecidas pelo usuário.

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Quais são as abreviaturas usadas nessa norma?

Como ocorre a produção de CO2, CO e C2H4?

Como deve ser feita a escolha das porcentagens de normalidade?

Como deve ser feita a aplicação para gases livres em relés de gases?

A análise de gases dissolvidos (AGD) é uma das ferramentas de diagnóstico utilizada para a detecção e avaliação de falhas em equipamentos elétricos (transformadores e reatores) imersos em óleo vegetal isolante. Os gases gerados no óleo vegetal isolante em condições de falha são os mesmos gerados no óleo mineral isolante. No entanto, as proporções e taxas de geração de gás, bem como a solubilidade dos gases formados no óleo vegetal isolante podem ser diferentes comparativamente ao óleo mineral isolante.

A NBR 7070, que é o método de ensaio utilizado para óleo mineral isolante, é aplicável aos óleos vegetais isolantes. Como os coeficientes de solubilidade dos gases no óleo vegetal são diferentes, bem como as quantidades de gases gerados, tanto o método de análise cromatográfica quanto o método de interpretação necessitam de ajustes para este tipo de óleo. No entanto, a infraestrutura laboratorial é a mesma utilizada para óleo mineral isolante. Para o método de amostragem de óleos vegetais isolantes, consultar a NBR 8840.

As diferenças na estrutura química do óleo vegetal isolante em relação ao óleo mineral isolante (ver Anexo A) interferem na quantidade e na forma como alguns gases são gerados, consequentemente, para obter um diagnóstico adequado da condição de operação de um transformador imerso em óleo vegetal isolante, as metodologias de interpretação dos resultados de AGD não serão necessariamente as mesmas aplicadas ao óleo mineral isolante.

Em algumas AGD em amostras de óleo vegetal isolante poli-insaturado (Anexo A) foi observado um pico “suspeito” (não identificado) com tempo de retenção próximo ao tempo do gás acetileno (C2H2). Às vezes esse pico não é mais do que uma elevação da linha de base que se estabiliza rapidamente, podendo facilmente ser distinguido do gás acetileno (figura abaixo). Em outros casos, o pico parece ser genuíno (mais que uma elevação da linha de base) e evolui tão próximo do gás acetileno que pode ser confundido com o acetileno (figura abaixo).

Como a presença de pequenas quantidades de acetileno sugere um exame mais minucioso do transformador, uma avaliação mais profunda deve ser realizada nestes casos, evitando que picos de acetileno sejam atribuídos erroneamente a “picos suspeitos”, principalmente em baixas concentrações ou no início de operação do transformador. Foi observado que esses “picos suspeitos” podem aparecer, desde que entre uma análise e outra não tenha sido feita uma limpeza correta da coluna. Devido à estrutura química do óleo vegetal isolante, é necessário realizar várias corridas em branco (corridas sem injeção de amostra), após uma amostra e outra, para eliminar toda a contaminação que fica retida na coluna.

Conforme literaturas específicas, como o documento do IEEE Std C57.155, 2014, as diferenças mais significativas na geração de gases em óleo vegetal isolante são as seguintes: gás etano é gerado em óleo vegetal isolante contendo ácido linolênico (poli-insaturado) sem que necessariamente exista uma condição de falha; gases metano, etano e etileno, gerados em condição de sobreaquecimento, são formados, comparativamente ao óleo mineral isolante, em volumes maiores, em temperaturas menores e, em proporções diferentes; gases dióxido de carbono e monóxido de carbono são gerados em condições de sobreaquecimento do óleo vegetal isolante, sem que necessariamente envolva falha/degradação térmica do papel isolante.

O óleo vegetal isolante (OVI), também denominado de éster natural isolante (ENI), é constituído por moléculas de triacilgliceróis (triglicerídeos) (ver Figuras A.1 e A.2 – disponíveis na norma), caracterizadas pela ligação de éster, sendo formulado a partir de óleo extraído de fontes renováveis, como sementes/grãos, e aditivos para melhoria de desempenho, atendendo à NBR 15422. Essa formulação, combinada à ausência de estruturas naftênicas e aromáticas presentes no óleo mineral isolante (ver Figura A.3 – disponível na norma), mostra claramente que o óleo vegetal isolante possui composição química notavelmente diferente quando comparado ao óleo mineral isolante.

O estresse térmico e elétrico são as duas principais causas da formação de gás dentro de um transformador em funcionamento. O aquecimento decorrente de condições como sobrecarga, resistência excessiva dos condutores e dispersão do fluxo magnético podem gerar gases a partir da decomposição térmica do líquido isolante e da isolação sólida. Os gases também são gerados a partir da decomposição do líquido e da isolação sólida exposta à descarga elétrica.

Eventos de baixa energia e descargas parciais geram pouco ou nenhum aquecimento, mas, com o aumento progressivo da energia das descargas há também um aumento progressivo na energia térmica liberada. Ainda que a formação de alguns gases seja favorecida, dependendo da temperatura e da energia liberada no defeito, na prática, misturas de gases são quase sempre obtidas. Qualquer formação de gases em serviço, mesmo mínima, resulta de alguma forma de estresse, mesmo que suave, como o envelhecimento devido à temperatura de operação.

De qualquer forma, enquanto a formação de gases estiver abaixo de certos valores típicos, isto não pode ser considerado como uma indicação de defeito, mas preferencialmente como uma “formação de gás típica”. A observação por comparação dos níveis de geração de gases de transformadores com mesmo projeto, fabricante e construído com materiais de mesma época de fabricação também fornece indicações de defeitos.

As etapas fundamentais da decomposição térmica do óleo vegetal isolante envolve a ruptura das ligações de carbono-hidrogênio (C-H) e carbono–carbono (C-C), formando “radicais livres”. Estes radicais livres podem se combinar para formar os gases hidrogênio (H2), metano (CH4), etano (C2H6) etc., ou se recombinar para formar novas moléculas condensáveis. Os processos adicionais de decomposição e rearranjo levam à formação de gases como etileno (C2H4) e acetileno (C2H2).

O stray gassing consiste da geração “espontânea” de gases a partir do líquido isolante em um transformador operando em condições normais e de sobrecarga, sem a ocorrência de uma falha ou defeito. O ensaio laboratorial para medir a formação de gás por stray gassing utilizando o método ASTM D 7150. Um stray gassing característico ocorre nos óleos vegetais isolantes que contêm ácido linolênico. Ácidos graxos insaturados podem formar hidroperóxidos como um dos subprodutos de sua oxidação (ver Figura B.1 na norma). Estes hidroperóxidos podem reagir com porções de clivagem de ácidos graxos da molécula do éster. Ácidos graxos linolênicos formam hidroperóxidos que podem reagir, com pouca energia térmica, para produzir etano.

Os óleos vegetais isolantes à base de soja e canola contêm quantidades maiores deste ácido comparativamente a outros óleos vegetais e podem apresentar, de forma rotineira, volumes mensuráveis de etano gerados a partir de transformadores em condições normais de operação. A exposição ao oxigênio, à luz e ao calor afeta os volumes de etano observados, demandando assim atenção especial na armazenagem e no manuseio do fluido, assim como das amostras em laboratório.

A geração de etano a partir do stray gassing pode ser considerável, mas, a partir de medições de transformadores em operação, foi observado que sua concentração se estabiliza ao longo do tempo de energização do equipamento. A concentração de etano pode atingir várias centenas de μL/L, sem que se observe um aumento considerável nos outros gases combustíveis. O fenômeno do stray gassing pode requerer monitoramento adicional até a estabilização do etano, possibilitando então o estabelecimento de uma linha de base de tendência para este gás. As proporções relativas ou relações dos gases gerados no óleo vegetal isolante pela descarga parcial são semelhantes àquelas geradas no óleo mineral isolante. Mas, em condições idênticas, a quantidade de gases de falha medida no óleo vegetal isolante é cerca de dez vezes menor que a obtida para óleo mineral isolante.

Quando suficientemente aquecido, o óleo vegetal isolante gera gases provenientes das seguintes situações: da decomposição da cadeia hidrocarbônica (ver Anexo C); da decomposição térmica dos grupos funcionais ésteres (ver Figura A.2 na norma) e dos grupos funcionais dos ácidos dissociados; do stray gassing. A quantidade total de gás gerado tende a ser duas ou mais vezes maior comparativamente ao óleo mineral isolante (IEEE Std C57.155, 2014. O aquecimento excessivo do isolamento celulósico de transformadores imersos em líquido isolante resulta na geração de monóxido de carbono (CO) e dióxido de carbono (CO2).

A relação CO2/CO é dependente da temperatura e para os óleos vegetais isolantes é tipicamente semelhante à do óleo mineral isolante. Hidrocarbonetos gasosos não são normalmente gerados em quantidades consideráveis pelo isolamento celulósico. Consequentemente, a inexistência destes gases pode ajudar a diferenciar o sobreaquecimento do óleo vegetal isolante do sobreaquecimento do isolamento celulósico, em temperaturas menores que 400 °C a 450 °C. Acima dessa faixa de temperatura, a geração de óxidos de carbono a partir do óleo vegetal isolante irá provavelmente mascarar aquela gerada a partir da celulose.

Como o papel começa a se degradar em temperaturas menores que os fluidos isolantes, transformadores operando em condições normais de temperatura apresentam CO2 e CO dissolvidos no óleo decorrentes do envelhecimento normal do papel. A relação CO2/CO é ocasionalmente usada como indicação da decomposição térmica da celulose, sendo essa relação normalmente maior que sete. Para aumentar o fator de certeza da relação CO2/CO, os valores absolutos de CO2 e CO devem exceder 5.000 μL/L (5 000 ppm) e 500 μL/L (500 ppm), respectivamente. À medida que aumenta a quantidade de CO, a relação CO2/CO diminui, podendo indicar uma anomalia que esteja causando a degradação do isolamento celulósico.

Um grande aumento na taxa de geração de CO2/CO deve ser investigado como possível sobreaquecimento da celulose ou sobreaquecimento de alta temperatura no óleo vegetal isolante. Para avaliar a hipótese de sobreaquecimento de alta temperatura no óleo vegetal isolante, recomenda-se a avaliação conjunta do índice de neutralização (ou acidez) e da concentração de etileno, como ferramentas complementares para interpretação da origem desses gases. Informações adicionais podem ser encontradas em 5.2.1 e 5.2.2.

Gases combustíveis e outros compostos são gerados como subprodutos das reações de pirólise e de decomposição térmica do óleo vegetal isolante. Os subprodutos dessas reações estão descritos nas seções 5.2.1 a 5.2.3. Uma das principais reações da pirólise do óleo vegetal isolante consiste da decomposição do triacilglicerol em ácidos graxos livres e outros compostos não gasosos (hidrocarbonetos). Embora esta reação não gere produtos gasosos, cada um dos produtos pode reagir posteriormente produzindo gases (CO2, CO, C2H4 e H2). Um aumento no índice de neutralização do óleo vegetal isolante pode ser observado a partir destas reações, indicando que os gases a seguir descritos podem ser oriundos da pirólise do fluido.

A fabricação dos cabos ópticos compactos

Na fabricação dos cabos ópticos compactos, devem ser observados processos de modo que os cabos prontos satisfaçam os requisitos técnicos estabelecidos nas normas técnicas.

A NBR 16791 de 10/2019 – Cabo óptico compacto para instalação interna — Especificação especifica os requisitos para a fabricação dos cabos ópticos compactos para instalação interna. Estes cabos são indicados para instalações internas em redes FTTx, interligando o ponto de transição entre rede interna e externa ao ponto de terminação óptico. A NBR 16792 de 10/2019 – Cabo óptico compacto de acesso ao assinante para vão até 80 m – Especificação especifica os requisitos para a fabricação dos cabos ópticos compactos de acesso ao assinante. Estes cabos são indicados para instalações externas ou internas, interligando o terminal de acesso de fibras.

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Como pode ser definido um cabo óptico compacto?

Como deve ser feita a identificação das fibras ópticas?

Quais os ensaios térmicos a serem executados?

Quais são a classificação e a discriminação dos ensaios?

Na fabricação dos cabos ópticos compactos, devem ser observados processos de modo que os cabos prontos satisfaçam os requisitos técnicos estabelecidos nesta norma. Os cabos devem ter características geométricas e mecânicas tais que permitam sua instalação sem uso de guia, sendo empurrados ao longo da tubulação. Estes cabos devem ter características geométricas e mecânicas tais que permitam a sua conectorização.

Os cabos ópticos compactos são designados pelo seguinte código: CFOI – X – W – Z – CA – K, onde CFOI é o cabo de fibra óptica para aplicação interna; X é o tipo de fibra óptica, conforme a tabela abaixo; W é o tipo de cabo e de elemento de tração, conforme a tabela abaixo; Z é o número de fibras ópticas, conforme a tabela abaixo; CA é a classe do coeficiente de atrito, conforme a tabela abaixo; K é o grau de proteção do cabo quanto ao comportamento frente à chama, conforme apresentado na tabela abaixo e estabelecido em 5.4.

Os materiais utilizados na fabricação dos cabos ópticos compactos internos devem ser compatíveis entre si. Os materiais utilizados na fabricação dos cabos ópticos compactos com função estrutural devem ter suas características contínuas ao longo de todo o seu comprimento.

As fibras ópticas tipo multimodo índice gradual utilizadas na fabricação dos cabos devem estar conforme a NBR 13487. As fibras ópticas tipo monomodo de dispersão normal utilizadas na fabricação dos cabos devem estar conforme a NBR 13488. As fibras ópticas tipo monomodo com dispersão deslocada e não nula utilizadas na fabricação dos cabos devem estar conforme a NBR 14604.

As fibras ópticas tipo monomodo de baixa sensibilidade à curvatura utilizadas na fabricação dos cabos devem estar conforme a NBR 16028. Não são permitidas emendas nas fibras ópticas durante o processo de fabricação do cabo. O núcleo do cabo óptico compacto para instalação interna deve ser constituído por uma unidade básica formada por fibras ópticas com revestimento primário. A unidade básica deve ser constituída por até 12 fibras identificadas conforme 4.6.

A identificação das fibras ópticas deve ser feita utilizando código de cores, sendo recomendado que as cores da pintura apresentem tonalidade, luminosidade e saturação iguais ou mais elevadas que o valor do padrão Munsell. A marcação deve ser feita com algarismos de altura, forma, espaçamento e método de gravação ou impressão tais que se obtenha legibilidade perfeita e permanente. Não são permitidas marcações ilegíveis adjacentes.

Na medida da marcação do comprimento ao longo do eixo do cabo, é tolerada uma variação para menos de até 0,5%, não havendo restrição de tolerância para mais. A marcação inicial deve ser feita em contraste com a cor da capa do cabo, sendo preferencialmente azul ou preta para cabos de cores claras, e branca para cabos de cores escuras. Se a marcação não satisfizer os requisitos anteriores, é permitida a remarcação na cor amarela.

A remarcação deve ser feita de forma a não se sobrepor à marcação inicial defeituosa. Não é permitida qualquer outra remarcação além da citada. Cada lance de cabo deve ser fornecido acondicionado com diâmetro mínimo de 40 vezes a dimensão externa do cabo. Quando fornecido em carretel, as extremidades do cabo devem estar solidamente presas à sua estrutura, de modo a não permitir que o cabo se solte durante o transporte.

Cada lance de cabo óptico deve ter um comprimento nominal de 500 m, podendo, a pedido do comprador, ser fornecido em comprimento específico. A tolerância de cada lance deve ser de + 3%, não sendo admitidos comprimentos inferiores ao especificado. A embalagem deve conter uma marcação, com caracteres de tamanho conveniente, perfeitamente legíveis e indeléveis, com as seguintes informações: nome do comprador; nome do fabricante; designação do cabo; comprimento real do cabo, expresso em metros (m); massa bruta e massa líquida, expressas em quilogramas (kg); identificação de remarcação, quando aplicável.

As fibras ópticas tipo multimodo índice gradual utilizadas na fabricação dos cabos devem estar conforme a NBR 13487. As fibras ópticas tipo monomodo de dispersão normal utilizadas na fabricação dos cabos devem estar conforme a NBR 13488. As fibras ópticas tipo monomodo com dispersão deslocada e não nula utilizadas na fabricação dos cabos devem estar conforme a NBR 14604.

As fibras ópticas tipo monomodo de baixa sensibilidade à curvatura utilizadas na fabricação dos cabos devem estar conforme a NBR 16028. Não são permitidas emendas nas fibras ópticas durante o processo de fabricação do cabo. O núcleo do cabo óptico compacto de acesso ao assinante deve ser constituído por uma unidade básica formada por fibras ópticas com revestimento primário ou elementos ópticos.

A unidade básica deve ser constituída por até 12 fibras identificadas conforme 4.6. Na medida da marcação do comprimento ao longo do eixo do cabo, é tolerada uma variação para menos de até 0,5%, não havendo restrição de tolerância para mais. A marcação inicial deve ser feita em contraste com a cor da capa do cabo, sendo preferencialmente azul ou preta para cabos de cores claras, e branca para cabos de cores escuras. Se a marcação não satisfizer os requisitos anteriores, é permitida a remarcação na cor amarela.

A remarcação deve ser feita de forma a não se sobrepor à marcação inicial defeituosa. Não é permitida qualquer outra remarcação além da citada. Cada lance de cabo pode ser fornecido acondicionado em um carretel com diâmetro mínimo do tambor de 40 vezes o diâmetro do cabo. Quando fornecido em carretel, as extremidades do cabo devem estar solidamente presas à estrutura, de modo a não permitir que o cabo se solte durante o transporte.

Cada lance de cabo óptico compacto de acesso ao assinante deve ter um comprimento nominal de 500 m, podendo, a pedido do comprador, ser fornecido em comprimento específico. A tolerância de cada lance deve ser de + 3%, não sendo admitidos comprimentos inferiores ao especificado. Quando fornecido em carretel, este deve conter uma marcação, com caracteres de tamanho conveniente, perfeitamente legíveis e indeléveis, com as seguintes informações: nome do comprador; nome do fabricante; designação do cabo; comprimento real do cabo no carretel, expresso em metros (m); massa bruta e massa líquida, expressas em quilogramas (kg); identificação de remarcação, quando aplicável.

Outros tipos de embalagem e identificação externa podem ser aplicados, devendo ser objeto de acordo entre comprador e fornecedor. O transporte, armazenamento e utilização das bobinas dos cabos ópticos compactos de acesso ao assinante devem ser feitos conforme a NBR 7310. O cabo óptico compacto de acesso ao assinante deve ser submetido ao intemperismo durante 720 h conforme a ASTM G 155, método A.

Após o ensaio, ao serem verificados a resistência à tração e o alongamento à ruptura do revestimento externo, conforme a NBR 9141, os valores obtidos não podem diferir em mais de 25% dos valores obtidos inicialmente. Para os cabos em que a remoção do revestimento externo seja inviável, deve ser realizado o ensaio de curvatura após o ensaio de intemperismo. Após o ensaio, a amostra não pode apresentar trincas ou fissuras no revestimento externo.

O cabo óptico compacto de acesso ao assinante, após ser submetido ao ensaio de penetração de umidade, conforme a NBR 9136, durante um período de 24 h, não pode apresentar vazamento de água pelas extremidades. O ensaio deve ser realizado nas partes do cabo que possuem proteção contra a penetração de umidade.