A determinação do ruído acústico no ar em aspiradores de pó a seco

Essa norma, editada em 2020 pela International Electrotechnical Commission (IEC), é aplicável para a determinação do ruído acústico do ar de aspiradores de pó operados por rede elétrica e sem fio para uso doméstico ou em condições semelhantes às de uso doméstico. Esta parte da IEC 60704 não se aplica a aspiradores de pó para fins industriais ou profissionais.

A IEC 60704-2-1:2020 – Household and similar electrical appliances – Test code for the determination of airborne acoustical noise – Part 2-1: Particular requirements for dry vacuum cleaners é aplicável para a determinação do ruído acústico do ar de aspiradores de pó operados por rede elétrica e sem fio para uso doméstico ou em condições semelhantes às de uso doméstico. Esta parte da IEC 60704 não se aplica a aspiradores de pó para fins industriais ou profissionais.

Esta edição inclui as seguintes alterações técnicas significativas em relação à edição anterior: o escopo do produto é estendido para aspiradores de pó sem fio e semelhantes; foram acrescentadas as definições de cabeça de limpeza, bico ativo e tapete de teste padrão Wilton; a especificação do tapete de teste padrão Wilton foi removida, sendo feita uma referência à IEC/TS 62885-1; foram adicionados os requisitos específicos de equipamento e pré-condicionamento; e se abordou o tema envelhecimento do tapete de teste. Esta Parte 2-1 complementa ou modifica as cláusulas correspondentes na IEC 60704-1: 2010.

Conteúdo da norma

PREFÁCIO…………………… 3

INTRODUÇÃO……………… 5

1 Escopo e objeto…………. 6

1.1 Escopo………………. 6

1.1.1 Geral………….. 6

1.1.2 Tipos de ruído………….. … 6

1.1.3 Tamanho da fonte…………. 6

1.2 Objeto…….. ………………. 6

1.3 Incerteza de medição…….. 7

2 Referências normativas………….. 8

3 Termos e definições…………… 8

4 Métodos de medição e ambientes acústicos ……………….. 9

5 Instrumentação……………. 9

5.1 Instrumentação para medição de dados acústicos………. 9

6 Operação e localização dos aparelhos em ensaio …………… 9

6.1 Equipar e pré-condicionar os aparelhos……………………….9

6.2 Fornecimento de energia elétrica e de água ou gás …… 11

7 Medição dos níveis de pressão sonora…………………….. 14

8 Cálculo de pressão sonora e níveis de potência sonora…… 14

9 Informações a serem registradas ………………………….. 14

10 Informações a serem relatadas …………………………. 14

Anexos …………………….. ………………………. 18

Anexo A (normativo) Tabela de ensaio padrão………………… 18

Bibliografia………………….. 19

Figura 101 – Aparelho com cabeça de limpeza conectada diretamente………………..16

Figura 102 – Aparelho com a cabeça de limpeza conectada por mangueira e tubo de conexão …… 17

Tabela 101 – Desvios padrão dos níveis de potência sonora determinados em tapetes …………………. 7

Tabela 102 – Desvios padrão dos níveis de potência sonora determinados em pisos duros …………….. 7

Tabela 103 – Desvios padrão para declaração e verificação para aspiradores de pó para tapetes…………………. 7

Tabela 104 – Desvios padrão para declaração e verificação para aspiradores de pó para pisos duros…………….. 8

As condições de medição especificadas nesta parte da IEC 60704 fornecem precisão suficiente na determinação do ruído emitido e na comparação dos resultados das medições feitas por diferentes laboratórios, enquanto simula, tanto quanto possível, o uso prático de aspiradores de pó. Recomenda-se considerar a determinação dos níveis de ruído como parte de um procedimento de teste abrangente que cobre muitos aspectos das propriedades e desempenho dos aspiradores de pó domésticos. Conforme declarado na introdução à IEC 60704-1, este código de teste se refere apenas ao ruído transportado pelo ar.

Os dispositivos de controle eletrônicos dos módulos de LED

Deve-se conhecer os requisitos particulares de segurança para os dispositivos de controle eletrônicos para utilização em cc ou ca, fornecendo até 1.000 V (ca 50 Hz ou 60 Hz) e com frequência de saída que pode desviar da frequência de alimentação, associada aos módulos LED.

A NBR IEC 61347-2-13 de 12/2020 – Dispositivo de controle eletrônico da lâmpada – Parte 2-13: Requisitos particulares para dispositivos de controle eletrônicos alimentados em cc ou ca para os módulos de LED especifica os requisitos particulares de segurança para os dispositivos de controle eletrônicos para utilização em cc ou ca, fornecendo até 1.000 V (ca 50 Hz ou 60 Hz) e com frequência de saída que pode desviar da frequência de alimentação, associada aos módulos LED. Os dispositivos de controle para os módulos LED especificados nesta norma são projetados para fornecer uma tensão ou corrente constante na SELV ou em tensões mais elevadas. Os desvios dos tipos de tensão e corrente padrão não excluem o dispositivo desta norma.

Os anexos da IEC 61347-1, que são aplicáveis de acordo com esta Parte 2-13, e que usam a palavra lâmpada, ficam entendidos e também compreendidos como módulos de LED. Os requisitos particulares para o dispositivo de controle SELV estão no Anexo I. Os requisitos de desempenho são cobertos pela IEC 62384. Os dispositivos de controle providos de plugue, que fazem parte da luminária, são cobertos pelos requisitos adicionais da norma da luminária como se fossem dispositivos de controle integrado.

A segunda edição da IEC 61347-2-13 foi publicada em conjunto com a IEC 61347-1. A formatação em partes publicadas separadamente possibilita futuras alterações e revisões. Requisitos adicionais serão adicionados quando necessários.

Esta norma e as partes que compõem a IEC 61347-2, referentes a qualquer uma das seções da IEC 61347-1, especificam a extensão à qual cada seção é aplicável e a ordem em que os ensaios são realizados; elas também incluem requisitos adicionais, se necessários. Todas as partes que compõem a IEC 61347-2 são autossuficientes e, portanto, não incluem referência umas das outras.

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O que é um diodo emissor de luz?

O que é um fator de saída de emergência?

Qual é o pulso de tensão para sistemas centrais a bateria?

Qual é o ensaio para determinar se uma parte condutora é uma parte viva que pode causar um choque elétrico?

O dispositivo de controle eletrônico para módulos de LED é uma unidade inserida entre a alimentação e um ou mais módulos de LED, que serve para fornecer ao (s) módulo (s) de LED a tensão ou corrente nominal. A unidade pode ser constituída por um ou mais componentes separados, e pode incluir meios para variar a luminosidade, corrigir o fator de potência e suprimir a radiointerferência e funções de controle adicional. O dispositivo de controle é constituído por uma fonte de alimentação e uma unidade de controle. O dispositivo de controle pode estar parcial ou totalmente integrado no módulo de LED.

O requisito da IEC 61347-1, Seção 4, se aplica, juntamente com os seguintes requisitos adicionais. O dispositivo de controle que fornece o SELV deve atender aos requisitos do Anexo I. Isto inclui a resistência de isolamento, a rigidez dielétrica e as distâncias de escoamento e separação entre os circuitos primário e secundário.

Se uma separação, isolação ou autotransformador for usado, ele deve estar de acordo com as partes pertinentes da IEC 61558. Se, no entanto, forem usados fios de enrolamento isolados para o dispositivo de controle com uma tensão de entrada de até 300 V, a tensão do ensaio de rigidez dielétrica é limitada a 3 kV para matéria-prima. Os requisitos da IEC 61347-1, Seção 5, se aplicam, com o seguinte requisito adicional descrito a seguir.

O seguinte número de corpos de prova deve ser submetido aos ensaios: uma unidade para os ensaios das Seções 6 a 12 e 15 a 20; uma unidade para os ensaios da Seção 14 (unidades ou componentes adicionais, quando necessário, podem ser requeridos em consulta ao fabricante). Os controladores são classificados de acordo com o método de instalação fornecido na IEC 61347-1, Seção 6, e de acordo com a proteção contra choque elétrico como: dispositivo de controle não isolado; dispositivo de controle de separação; dispositivo de controle isolado; dispositivo de controle SELV.

O dispositivo de controle, que não seja do tipo integrado, deve ser marcado de forma clara e durável, de acordo com os requisitos da IEC 61347-1, 7.2, com as seguintes marcações obrigatórias: itens a), b) c), d), e), f), k), l), m) t) e u) da IEC 61347-1, 7.1, em conjunto com: para tipos de tensão constantes: potência nominal de saída Pnominal e tensão nominal de saída Unominal; para tipos de corrente constante: potência nominal de saída Pnominal e corrente nominal de saída Inominal; se aplicável: uma indicação de que dispositivo de controle é adequado para operação somente com módulos de LED.

Se o dispositivo de controle contiver um SELV, transformador isolado e separado, o dispositivo de controle deve ser ensaiado de acordo com a IEC 61347-1, Seções L.6 e L.7, onde os requisitos para dispositivos de controle que fornecem SELV são válidos também para o dispositivo de controle separado e isolado. Para o dispositivo de controle SELV, a tensão de saída não pode exceder os limites indicados na IEC 61347-1, 10.4, durante os ensaios de 15.1 e 15.2 desta norma.

Para a operação normal, os requisitos da IEC 61347-1, Seção L.6, se aplicam, em conjunto com os seguintes requisitos adicionais. Para dispositivos de controles internos e integrados, os ensaios devem ser realizados em condições tais que o conversor seja levado a tC, conforme alcançado em operação normal com tensão nominal de alimentação.

Para a operação anormal, aplicam-se os requisitos da IEC 61347-1, Seção L.7. Além disso, se pertinente, o seguinte ensaio deve ser realizado em qualquer tensão entre 90% e 110% da tensão de alimentação nominal, com o dispositivo de controle operando de acordo com as instruções do fabricante (incluindo dissipadores de calor, se especificado) por 1 h.

Conectar o dobro de módulos de LED ou carga equivalente para a qual o dispositivo de controle é projetado: em paralelo aos terminais de saída, para os modelos de tensão de saída constante; em série aos terminais de saída, para os modelos de corrente de saída constante. Durante e no final dos ensaios acima especificados, o dispositivo de controle não pode apresentar qualquer defeito que comprometa a segurança, nem deve ser produzida(o) fumaça ou qualquer gás inflamável.

Em condições de operação normal e qualquer outra condição de carga, o que significa incluir condições anormais, a tensão nos terminais de saída não pode ultrapassar a tensão máxima de operação para a qual o controlador foi especificado (Uout). O ensaio deve ser realizado com o controlador alimentado com tensão nominal e carregado na condição de carga máxima com módulos LED.

O número de módulos LED depende dos parâmetros elétricos máximos declarados. Então a carga é modificada de modo a encontrar a condição na qual a tensão entre os terminais atinja os seus valores máximos. A carga pode ser modificada conectando outros módulos LED (ou resistor, caso o resultado não seja influenciado por este tipo de carga) em série ou em paralelo para alterar a impedância total da carga.

Normalmente a tensão sobe pela adição de LED em série. Na maioria dos casos, a maior tensão é alcançada na condição sem carga. A conformidade é verificada medindo a máxima tensão de saída entre os terminais e a máxima tensão de saída entre os terminais e o terra para cada condição de carga. A tensão entre os terminais e o terra não precisa ser medida, caso o dispositivo de controle providencie a isolação entre o primário e o secundário.

O ensaio de chama de agulha para avaliar o perigo de incêndio por simulação

Saiba como deve ser executado o ensaio de chama de agulha para simular o efeito de uma pequena chama que pode surgir de condições de falha, a fim de avaliar o perigo de incêndio por simulação.

A NBR IEC 60695-11-5 de 12/2020 – Ensaios relativos ao risco de fogo – Parte 11-5: Ensaio de chama — Método de ensaio de chama de agulha — Aparelhagem, dispositivo de ensaio de verificação e orientações especifica o ensaio de chama de agulha para simular o efeito de uma pequena chama que pode surgir de condições de falha, a fim de avaliar o perigo de incêndio por simulação. Os resultados deste ensaio podem ser utilizados como elementos de avaliação de perigo de incêndio, levando em consideração todos os fatores que são pertinentes para uma avaliação de perigo de incêndio em uma utilização final específica.

Esta norma é aplicável aos equipamentos eletrotécnicos, seus subconjuntos e componentes, assim como aos materiais isolantes elétricos sólidos ou outros materiais combustíveis. Esta publicação básica de segurança é destinada a ser utilizada pelas Comissões de Estudo na elaboração de normas, de acordo com os princípios estabelecidos nos Guia IEC 104 e Guia ISO IEC 51.

Uma das responsabilidades de uma Comissão de Estudo é, onde aplicável, utilizar as publicações básicas de segurança na elaboração de suas publicações. Os requisitos, os métodos ou as condições de ensaio desta publicação básica de segurança serão aplicáveis somente se especificamente referenciados ou incluídos nas publicações correspondentes.

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Como deve ser feita a avaliação dos resultados do ensaio?

Qual é o princípio da verificação da chama de ensaio?

Qual deve ser o procedimento para o ensaio?

Qual deve ser a disposição do ensaio de verificação?

O melhor método para ensaiar os produtos eletrotécnicos, no que diz respeito aos ensaios de fogo, é reproduzir exatamente as condições que ocorrem na prática. Na maioria dos casos isto não é possível. Portanto, por razões práticas, os ensaios de produtos eletrotécnicos, no que diz respeito aos perigos de fogo, são melhor efetuados pela simulação, tão próxima quanto possível, do que ocorre realmente na prática.

As partes de um equipamento eletrotécnico podem ser expostas a um esforço térmico excessivo devido aos efeitos elétricos, o que pode gerar uma deterioração que pode prejudicar a segurança do equipamento. Convém que estas partes não sejam afetadas de maneira anormal pelo calor ou pelo fogo gerado no interior do equipamento.

As partes de material isolante ou de outro material combustível que podem propagar as chamas ao interior do equipamento podem entrar em ignição pelas chamas produzidas por falha de um componente. As chamas também podem ocorrer em certas condições, por exemplo, um trilhamento devido a uma corrente de falha, componentes ou partes de componentes em sobrecarga e mau contato; estas chamas podem também ocorrer nas partes combustíveis em suas proximidades.

Esta parte é destinada a ser utilizada para medir e descrever as propriedades dos materiais, dos produtos ou das montagens em resposta ao calor e às chamas em condições controladas de laboratório. Ela não é destinada a ser utilizada para descrever ou avaliar o perigo de incêndio ou de risco de incêndio dos materiais, dos produtos ou das montagens nas condições de fogo reais.

Esta norma pode envolver os materiais, as operações e os equipamentos que ofereçam perigos. Não tem o propósito de abranger todos os problemas de segurança associados com a sua utilização. É de responsabilidade de o usuário desta norma estabelecer as práticas de saúde e de segurança apropriadas e determinar a aplicabilidade das limitações regulamentares antes de utilizá-la.

O ensaio é realizado para verificar se, nas condições, a chama de ensaio não produz ignição das partes ou, no caso de ignição, se as partes combustíveis inflamadas pela chama de ensaio queimam em um tempo limitado ou queimam em uma extensão limitada, sem propagar o fogo por chamas ou partículas inflamadas ou incandescentes caindo da amostra em ensaio. A chama de ensaio, aplicada na amostra de ensaio, imita uma chama que pode surgir de um componente que está próximo da amostra de ensaio na aplicação real.

Esta chama pode ter ocorrido, por exemplo, por causa de uma falha elétrica. A especificação de produto aplicável deve especificar, se aplicável, a duração da aplicação da chama de ensaio e os critérios de aceitação.

Para a aparelhagem de ensaio, o queimador para produzir a chama de ensaio deve consistir em um tubo com pelo menos 35 mm de comprimento, com diâmetro interno de 0,5 mm ± 0,1 mm e diâmetro externo não excedendo 0,9 mm. O tubo especificado na ISO 9626:2016 (0,8 mm de parede normal ou parede fina) atende a estes requisitos.

O queimador é alimentado com gás butano ou propano, com pureza de pelo menos 95%. Com o eixo do queimador na posição vertical, inflamar a alimentação de gás e regular o fluxo de gás, de maneira a assegurar que a altura total da chama seja de 12 mm ± 1 mm, quando ela for observada sob luminosidade reduzida contra um fundo preto, e que a chama seja simétrica.

Aguardar pelo menos 5 min para permitir que o queimador atinja as condições de equilíbrio. Não pode ser admitido ar no tubo do queimador. A chama deve ser verificada utilizando a aparelhagem e o método detalhado no Anexo A. Uma válvula de controle é requerida para regular o fluxo de gás, para assegurar que a altura total da chama esteja dentro das tolerâncias requeridas.

A capela de laboratório/câmara deve ter um volume interno de pelo menos 0,5 m³. A câmara deve proporcionar um ambiente livre de correntes de ar, ao mesmo tempo em que permite uma circulação térmica normal do ar em torno da amostra em ensaio. A câmara deve permitir a observação do ensaio em andamento.

As superfícies internas das paredes devem ser na cor preta. Em caso de dúvida, o nível de luz registrado deve ser inferior a 20 lx, utilizando um luxímetro, voltado para a parte traseira da câmara e posicionado no lugar da amostra de ensaio. Por razões de segurança e comodidade, é desejável que esta capela/câmara (que pode ser completamente fechada) seja equipada com um dispositivo de extração, como um exaustor, para retirar os produtos da combustão, que podem ser tóxicos.

O exaustor, se utilizado, deve ser desligado durante o ensaio e ligado imediatamente após as cronometragens. Pode ser necessário um dispositivo antirretorno. É considerado útil colocar um espelho na câmara, para ter uma visão da parte posterior da amostra.

Para avaliar a possibilidade de propagação do fogo, por exemplo, por partículas inflamadas ou incandescentes que podem cair da amostra, um anteparo do material ou dos componentes que normalmente circundam a amostra ou estão situados abaixo dela deve ser colocado sob a amostra, a uma distância igual àquela existente entre a amostra e o material, ou os componentes que a circundam, quando montada como em uso normal.

Se a amostra for um subconjunto ou um componente do equipamento e for ensaiada separadamente, considerando que os materiais e as distâncias ao redor sejam desconhecidos, uma placa plana e lisa de madeira, com aproximadamente 10 mm de espessura, recoberta com uma única camada de papel de seda (3.13), deve ser posicionada a uma distância de 200 mm ± 5 mm abaixo do local onde a chama é aplicada na amostra. Se a amostra for um equipamento completo autoportante, ela deve ser colocada em sua posição normal de utilização, sobre uma placa de madeira recoberta com papel de seda, ultrapassando pelo menos 100 mm além da base da amostra em todas as direções.

Se a amostra for um equipamento completo destinado a ser montado em parede, ela deve ser fixada em sua posição normal de utilização, a 200 mm ± 5 mm acima da placa de madeira recoberta com papel de seda. O cronômetro deve ter resolução de pelo menos 0,5 s. Se possível, a amostra de ensaio deve ser um equipamento completo, um subconjunto ou um componente.

Se for necessário retirar partes do invólucro ou cortar um pedaço conveniente para realizar o ensaio, devem-se tomar precauções para assegurar que as condições de ensaio não sejam significativamente diferentes das que ocorrem em condições normais de utilização, no que diz respeito à forma, ventilação, efeito das solicitações térmicas e possíveis ocorrências de chamas, ou de partículas incandescentes ou inflamadas que caem nas proximidades da amostra.

Se a amostra de ensaio for uma parte apropriada, retirada de um elemento maior, devem-se tomar precauções para assegurar que, neste caso particular, a chama de ensaio não seja aplicada de maneira incorreta, por exemplo, em uma borda obtida pelo corte. Se não for possível realizar o ensaio em um subconjunto ou componente quando ele estiver no interior do equipamento, o ensaio é realizado em uma amostra retirada do equipamento.

Os valores preferenciais da duração da aplicação (ta) da chama de ensaio são os seguintes: 5 s, 10 s, 15 s, 20 s, 30 s, 60 s e 120 s. A tolerância para todos os valores é de 0 − 1 s. Convém que a duração da aplicação da chama de ensaio seja escolhida em função das características do produto acabado. Ver o Anexo C, que fornece um exemplo de sistema de classificação para o ensaio de chama da agulha.

Salvo prescrição contrária na especificação particular, a amostra de ensaio e a placa de madeira recoberta com papel de seda devem ser condicionadas por pelo menos 24 h em uma atmosfera com temperatura entre 15 °C e 35 °C e umidade relativa entre 45 % e 75 %, antes do início do ensaio. Uma vez retiradas da atmosfera de condicionamento, as amostras de ensaio devem ser ensaiadas em um intervalo de 1 h (ver ISO 291).

Salvo especificação contrária, todas as amostras de ensaio devem ser ensaiadas nas condições atmosféricas normalizadas de ensaio descritas a seguir: temperatura: 15 °C a 35 °C; e umidade relativa: ≤ 75 %. Devem ser tomadas precauções para preservar a saúde do pessoal que realiza os ensaios contra: os riscos de explosão ou fogo; a inalação de fumaça e/ou produtos tóxicos; os resíduos tóxicos.

Salvo prescrição contrária na especificação particular, a amostra de ensaio deve ser colocada na posição de utilização normal, de forma que a ocorrência da ignição seja a mais provável. Os dispositivos de fixação da amostra de ensaio não podem ter influência sobre os efeitos da chama de ensaio ou sobre a propagação das chamas, a não ser aquelas influências que podem ocorrer em condições normais de utilização.

A chama de ensaio deve ser aplicada à parte da superfície da amostra de ensaio que é mais provável de ser afetada pela chama proveniente do uso normal ou de uma falha. A duração da aplicação da chama de ensaio deve ser definida na especificação particular. Com o eixo central do tubo do queimador na posição vertical, colocar o queimador distanciado da amostra de ensaio e regular o queimador (ver 5.1) para produzir uma chama de ensaio nominal normalizada de 12 mm.

Aguardar pelo menos 5 min para permitir que o queimador atinja as condições de equilíbrio. Girar o queimador de forma que o tubo do queimador seja posicionado a um ângulo de 45° ± 5° em relação à vertical ao longo de toda a duração do ensaio. A chama de ensaio deve ser posicionada de maneira que a ponta da chama esteja em contato com a superfície da amostra de ensaio.

Se a amostra de ensaio estiver colocada verticalmente acima da chama de ensaio, um espaçamento de 8 mm ± 1 mm deve ser mantido entre o centro da ponta do queimador e a parte restante da amostra, durante o ensaio, ignorando qualquer filete de material derretido. Se a amostra estiver colocada horizontalmente em relação à chama de ensaio, um espaçamento de 5 mm ± 1 mm deve ser mantido entre o centro da ponta do queimador e a parte restante da amostra durante o ensaio.

A chama de ensaio é retirada após o tempo especificado de aplicação da chama (ta) (ver Seção 7). Se a especificação particular exigir, o ensaio é realizado em mais de um ponto da mesma amostra de ensaio e, neste caso, cuidados devem ser tomados para assegurar que qualquer deterioração causada pelo ensaio precedente não afete o resultado do ensaio a ser realizado. Salvo prescrição contrária na especificação particular, o ensaio é realizado em três amostras de ensaio.

IEEE C57.12.01: os requisitos dos transformadores de potência

Essa norma, editada pela IEEE em 2020, trata dos requisitos elétricos, mecânicos e de segurança de transformadores de distribuição do tipo seco ventilado, não ventilado e selado e transformadores de energia ou autotransformadores (monofásicos e polifásicos, com uma tensão de 601 V ou superior no enrolamento de tensão mais alta) são descritos neste documento.

A IEEE C57.12.01:2020 – IEEE Standard for General Requirements for Dry-Type Distribution and Power Transformers trata dos requisitos elétricos, mecânicos e de segurança de transformadores distribuição do tipo seco ventilado, não ventilado e selado e transformadores de energia ou autotransformadores (monofásicos e polifásicos, com uma tensão de 601 V ou superior no enrolamento de tensão mais alta) são descritos neste documento. Descreve os requisitos elétricos e mecânicos de transformadores de potência ou autotransformadores de distribuição e autotransformadores monofásicos e polifásicos ventilados, não ventilados e selados do tipo seco, com uma tensão de 601 V ou superior no enrolamento de tensão mais alta.

Esta norma se aplica a todos os transformadores do tipo seco, incluindo aqueles com enrolamentos fundidos sólidos e/ou encapsulados em resina, exceto os transformadores de instrumentos; os reguladores de tensão de indução e etapa; os transformadores de forno a arco; os transformadores retificadores; os transformadores especializados e de uso geral; os transformadores de minas; os transformadores de ensaios; e os transformadores de soldagem. Tem como objetivo servir de base para o estabelecimento de desempenho, requisitos de intercambialidade dos equipamentos descritos e para auxiliar na seleção adequada de tais equipamentos.

Conteúdo da norma

1 Visão geral 12

1.1 Escopo 12

1.2 Objetivo 12

1.3 Uso de palavras 13

2 Referências normativas 13

3 Definições 14

4 Condições de serviço 14

4.1 Condições usuais de serviço 14

4.2 Condições de serviço incomuns 15

5 Dados de classificação 18

5.1 Classes de resfriamento de transformadores 18

5.2 Frequência 19

5,3 Fases 19

5,4 Quilovolts-amperes nominais 20

5,5 Tensão nominal e enrolamentos 21

5,6 Conexões 21

5.7 Polaridade, deslocamento angular e marcas terminais 21

5,8 Impedância 22

5,9 Perdas totais 22

5.10 Níveis de isolamento 23

5.11 Aumento de temperatura e capacidade do sistema de isolamento 27

5.12 Placas de identificação 30

6 Construção 34

6.1 Requisitos de pressão do tanque 34

6.2 Acabamento do tanque ou gabinete 34

6.3 Provisões de manuseio 34

6.4 Acessórios para transformadores 35

6.5 Terminais 35

6.6 Aterramento 35

6,7 Remessa 35

7 Características de curto-circuito 35

7.1 Geral 35

7.2 Categorias de transformadores 35

7.3 Duração da corrente de curto-circuito e magnitude 36

7.4 Dados de sequência zero do sistema 39

7.5 Condições de aplicação que requerem consideração especial 39

7.6 Componentes 39

7,7 Base de classificação em quilovolts-ampere de um enrolamento 39

7.8 Efeitos da temperatura nos enrolamentos do transformador durante condições de curto-circuito 40

7.9 Limites de temperatura do transformador para condições de curto-circuito 40

7.10 Cálculo da temperatura do enrolamento durante um curto-circuito 40

8 Ensaio e cálculos 42

8.1 Geral 42

8.2 Classificações de teste 43

8.3 Rotina, projeto e outros testes para transformadores 43

8.4 Cálculos 44

8.5 Conversão de frequência dos parâmetros de desempenho do transformador (50/60 Hz) 44

9 Tolerâncias 44

9.1 Razão 44

9.2 Impedância 44

9.3 Perdas 45

10 Conexão de transformadores para embarque 45

Anexo A (informativo) Bibliografia 46

Anexo B (informativo) Isolamento em alta altitude 47

Essa norma é o resultado de um esforço que abrange os interesses de usuários, fabricantes e outros dedicados a produzir normas de consenso voluntário para transformadores do tipo seco. Esta norma foi publicada pela primeira vez em 1979 e foi revisada e atualizada em 1989, 1998, 2005 e 2015. Na versão atual da norma, as classificações de resfriamento foram revisadas para se correlacionar com as encontradas nas normas IEC e IEEE C57.12.00 e a descrição dos transformadores conectados Scott T foi aprimorada.

Além disso, as tensões máximas do sistema foram adicionadas para complementar as tensões nominais do sistema na Tabela 3 e as classes de tensão de 0,25 kV e 0,6 kV foram removidas porque estão fora do escopo. O método e protocolo de teste de descarga parcial (PD) foram movidos para IEEE Std C57.12.91 e um cálculo térmico alternativo de curto-circuito foi adicionado a partir da IEC.

Os ensaios dielétricos discutidos nesta norma consistem em testes de baixa e alta frequência. Os ensaios de baixa frequência incluem tensões induzidas de até duas vezes a voltagem nominal, que têm como objetivo verificar a integridade dos sistemas de isolamento entre espiras e camada a camada. Os testes de potencial aplicados verificam a integridade dos principais sistemas de isolamento ao aterramento e entre enrolamentos separados. Os testes de alta frequência incluem uma onda de 1,2 × 50 µs e uma onda cortada para verificar a integridade dos enrolamentos elétricos para resistir a raios e certas comutações transientes.

É importante consultar a NEMA ST 20 [B10] 1 e o National Electrical Code® (NEC®) (NFPA 70) 2,3 [B11], pois essas normas se referem a este padrão. A NEMA ST 20 é uma norma para transformadores do tipo com enrolamentos primários conectados a circuitos de distribuição secundária com tensões de 600 V e abaixo, geralmente instalados e usados de acordo com o Código Elétrico Nacional. NEMA ST 20 é referenciado nesta introdução para informações sobre tensões de 600 V e aplicações abaixo apenas.

Esta revisão foi desenvolvida pelo Grupo de Trabalho de Requisitos Gerais para Distribuição do Tipo Seco e Transformadores de Força do Subcomitê de Transformadores do Tipo Seco do Comitê de Transformadores do IEEE da Sociedade de Energia e Potência IEEE. Para os fins deste documento, os seguintes termos e definições se aplicam. O IEEE Standards Dictionary Online deve ser consultado para termos não definidos nesta cláusula. A terminologia padrão do transformador, que está disponível no IEEE Std C57.12.80,12, também se aplica.

A temperatura de referência, salvo indicação em contrário, deve ser definida como 20 ° C mais o aumento médio nominal do enrolamento. Para transformadores de enrolamento múltiplo que têm mais de uma elevação média nominal do enrolamento, a maior elevação média do enrolamento deve ser usada para determinar a temperatura de referência; temperatura de referência para perdas sem carga: As perdas sem carga dos transformadores de distribuição e potência devem ser determinadas com base em uma temperatura de referência a 20 °C.

A detecção de descargas parciais e anomalias mecânicas em subestações

Conheça quais são os ensaios de emissão acústica (EA) para detectar e localizar descargas parciais e anomalias mecânicas (DPAM) em subestação isolada a gás. Não se aplica aos sistemas acústicos com disparo (trigger) elétrico de descargas parciais (DP). 

A NBR 16926 de 11/2020 – Ensaios nãos destrutivos – Emissão acústica – Detecção e localização de descargas parciais e anomalias mecânicas (DPAM) em subestação isolada a gás descreve o método de ensaio de emissão acústica (EA) para detectar e localizar descargas parciais e anomalias mecânicas (DPAM) em subestação isolada a gás. Não se aplica aos sistemas acústicos com disparo (trigger) elétrico de descargas parciais (DP). Embora destinada à utilização em campo, esta norma também pode ser utilizada em ambiente de fábrica e laboratórios.

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O que deve conter o relatório de ensaio?

Quais as características dos sensores para EA?

Quais devem ser os tipos de filtros?

Quais as capacidades dos sistemas de medição de EA portáteis?

As descargas parciais (DP) são as descargas elétricas que curto-circuitam parte da isolação entre dois eletrodos, que podem ocorrer adjacentemente ou não ao eletrodo ou à outra parte da isolação. A emissão acústica (EA) é um fenômeno físico pelo qual as ondas elásticas transientes são geradas pela liberação rápida de energia de fontes localizadas em um material.

EA é o termo utilizado para chamar o fenômeno, as ondas geradas e o método de ensaio não destrutivo. Outros termos utilizados na literatura de EA incluem: emissão de ondas de tensão mecânica, atividade microssísmica e emissão, entre outros.

A pessoa que executa o ensaio de emissão acústica deve atender aos requisitos da NBR NM ISO 9712. A estrutura a ser ensaiada deve estar conectada a um ponto de aterramento de baixa resistência. Todo o pessoal deve ser mantido a uma distância segura da estrutura sob ensaio, durante as operações de energização ou desenergização.

Durante a instalação dos sensores, da verificação do desempenho do sistema de EA e desinstalação dos sensores, a pessoa qualificada deve obedecer às distâncias de segurança referentes às partes energizadas. O proprietário e o executante do ensaio devem avaliar, em conjunto, as condições gerais das estruturas e do ambiente, buscando meios para minimizar os riscos inerentes ao ensaio. O proprietário deve providenciar a liberação formal para a realização do ensaio.

Para uma descrição mais detalhada dos componentes de um sistema de medição de EA e de suas características, consultar a NBR 15360. Os requisitos de desempenho do sistema de medição de EA encontram-se descritos no Anexo A.

Como procedimento de ensaio de emissão acústica, apesar de os dados de EA serem úteis por si só, sua importância se torna ainda maior quando em conjunto com dados de análises do gás isolante. As estruturas são monitoradas quando em funcionamento, o que requer precauções de segurança, conforme especificado na Seção 5.

A área em torno das estruturas sob ensaio pode ser sinalizada de forma a evitar a interferência humana, introduzindo sinais indesejados nos resultados do ensaio. Antes da montagem do sistema de medição de EA, uma inspeção visual das estruturas a serem ensaiadas deve ser realizada, para assegurar que estejam livres de qualquer condição proibitiva para o ensaio ou que afete adversamente os resultados.

Para uma correta montagem para o ensaio, os sensores de EA devem ser instalados considerando-se as características de projeto e de operação e/ou o histórico das estruturas a serem ensaiadas. A conexão dos sensores de EA ao restante do sistema de medição de EA deve ser feita por meio de cabos coaxiais.

O encaminhamento dos cabos deve ser escolhido de forma a minimizar a interferência eletromagnética induzida sobre eles. Deve-se cuidar para não criar obstáculos à operacionalidade normal do sistema. Após o acoplamento do sensor, caso necessário, realizar a verificação do funcionamento do sistema de medição, não havendo necessidade de mencionar o valor a ser detectado.

Nos casos de avaliações iniciais, quando ainda não existirem indicações da presença de DPAM em regiões específicas, os sensores de EA devem ser montados nas estruturas a serem ensaiadas, utilizando distâncias de até 3 m. O acoplante utilizado deve assegurar uma transmissão eficiente do sinal de EA da superfície da estrutura para o sensor.

O excesso de acoplante não é danoso, enquanto que acoplante insuficiente pode reduzir a capacidade de detecção do sensor. É necessária uma boa fixação do sensor, com pressão suficiente, para garantir que nenhum sinal seja gerado devido à sua movimentação na superfície da estrutura.

A técnica de medição é sob demanda e pontual, não dependendo das variáveis operativas do sistema elétrico. A técnica de monitoramento depende das condições operacionais da estrutura sob ensaio e deve ser estabelecida caso a caso. Quando necessário, variar as condições de operação da estrutura sob ensaio, de forma a auxiliar a caracterização das fontes de EA, como, por exemplo, variações de corrente e tensão.

A pessoa qualificada para a realização do ensaio deve analisar, previamente, as condições operacionais dos equipamentos, de forma a assegurar que o período de monitoramento compreenda as alterações mais representativas do funcionamento destes equipamentos. A configuração inicial do sistema de medição de EA deve ser estabelecida de tal forma que os ajustes de sensibilidade auxiliem na obtenção de um padrão de EA. A configuração pode ser otimizada durante o ensaio.

Uma localização aproximada de uma ou mais fontes de EA pode ser obtida com o correto posicionamento dos sensores, de forma a abranger todo o equipamento. Um reposicionamento de sensores auxilia na acurácia da localização da região onde a atividade de EA é detectada com maior intensidade.

Os sistemas eletrônicos e de automação para residências e/ou edificações

A série NBR IEC 63044 de 11/2020 – Sistemas eletrônicos para residências e edificações (HBES) e sistemas de automação e controle de edificações (BACS) define os requisitos aplicáveis a todos os sistemas eletrônicos para residências e/ou edificações (HBES) e aos sistemas de automação e controle de edificações (BACS), bem como especifica os requisitos gerais referentes a estes sistemas de produtos. 

A NBR IEC 63044-1 de 11/2020 – Sistemas eletrônicos para residências e edificações (HBES) e sistemas de automação e controle de edificações (BACS) – Parte 1: Requisitos gerais é aplicável a todos os sistemas eletrônicos para residências e/ou edificações (HBES) e aos sistemas de automação e controle de edificações (BACS), bem como especifica os requisitos gerais referentes a estes sistemas de produtos. É aplicável (mas não limitado) a estações de operação e outros dispositivos de interface homem-sistema, dispositivos para as funções de gestão, dispositivos de comando, estações de automação e controladores específicos para uma aplicação, dispositivos de campo e suas interfaces, e cabeamento e interconexão dos dispositivos utilizados na rede HBES/BACS dedicada. Fornece uma visão de conjunto da série NBR IEC 63044. Para permitir a integração de um amplo espectro de aplicações, a série NBR IEC 63044 abrange os seguintes elementos: segurança elétrica, segurança funcional, condições ambientais, requisitos de EMC e as regras e topologias de instalação e de cabeamento. A NBR IEC 63044 é uma série de normas de família de produtos.

A NBR IEC 63044-3 de 11/2020 – Sistemas eletrônicos para residências e edificações (HBES) e sistemas de automação e controle de edificações (BACS) – Parte 3: Requisitos de segurança elétrica fornece os requisitos de segurança elétrica relativos à rede HBES/BACS, além das normas de segurança de produtos aplicáveis aos dispositivos HBES/BACS. Também é aplicável aos dispositivos utilizados em uma rede HBES/BACS para os quais não existe uma norma de segurança de produto HBES/BACS específica. Adicionalmente, especifica os requisitos de segurança relativos à interface dos equipamentos destinados a serem conectados a uma rede HBES/BACS. Não é aplicável às interfaces com outras redes.

Uma rede TIC dedicada, abrangida pela IEC 62949, é um exemplo de outras redes. Este documento é aplicável a: estações de operação e outros dispositivos de interface homem-sistema, dispositivos para as funções de gestão, dispositivos de comando, estações de automação e controladores específicos para uma aplicação, dispositivos de campo e suas interfaces, e cabeamento e interconexão dos dispositivos utilizados na rede HBES/BACS dedicada. Este documento abrange os requisitos e critérios de conformidade a seguir: proteção contra os perigos no dispositivo; proteção contra as sobretensões na rede; proteção contra a corrente de toque; proteção contra os perigos provocados por diferentes tipos de circuitos; proteção do cabeamento de comunicação contra as temperaturas excessivas provocadas por uma corrente excessiva.

A NBR IEC 63044-5-1 de 11/2020 – Sistemas eletrônicos para residências e edificações (HBES) e sistemas de automação e controle de edificações (BACS) – Parte 5-1: Requisitos gerais de EMC, condições e montagem de ensaios é uma norma da família de produtos que estabelece o nível mínimo de desempenho EMC para a rede HBES/BACS, além das normas EMC de produtos aplicáveis aos dispositivos HBES/BACS. A NBR IEC 63044-5-2 de 11/2020 – Sistemas eletrônicos para residências e edificações (HBES) e sistemas de automação e controle de edificações (BACS) – Parte 5-2: Requisitos EMC para HBES/BACS a serem utilizados nos ambientes residenciais, comerciais e industriais leves especifica os requisitos EMC para HBES/BACS a serem instalados em ambientes residenciais, comerciais e industriais leves, de acordo com a definição indicada na IEC 61000-6-1. A NBR IEC 63044-5-3 de 11/2020 – Sistemas eletrônicos para residências e edificações (HBES) e sistemas de automação e controle de edificações (BACS) – Parte 5-3: Requisitos EMC para HBES/BACS a serem utilizados em ambientes industriais especifica os requisitos EMC para os HBES/BACS a serem instalados em ambientes industriais, de acordo com a definição indicada na IEC 61000-6-2.

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Quais são as aplicações e dos grupos de aplicações de serviços relativos aos sistemas HBES/BACS?

Como deve ser feita a proteção contra corrente de toque?

Como evitar o somatório das correntes de toque?

Como deve ser executada a proteção do cabeamento de comunicação contra temperaturas excessivas?

Quais são os requisitos de imunidade EMC para as portas de rede HBES/BACS?

A IEC 63044-2 fornece as condições ambientais para todos os dispositivos conectados aos sistemas HBES/BACS e define os requisitos gerais para os dispositivos que funcionam em locais protegidos contra as intempéries, ambientes marinhos, durante o uso portátil, bem como durante o armazenamento e transporte. A NBR IEC 63044-3 fornece os requisitos de segurança elétrica relativos à rede HBES/BACS, adicionalmente às normas de segurança de produtos aplicáveis aos dispositivos HBES/BACS. Também é aplicável aos dispositivos utilizados em uma rede HBES/BACS, para a qual não existe uma norma específica de segurança de produto HBES/BACS.

Adicionalmente, a NBR IEC 63044-3 especifica os requisitos de segurança relativos à interface dos equipamentos destinados a serem conectados a uma rede HBES/BACS. Ela não é aplicável a outras interfaces com outras redes. Um exemplo de outras redes é uma rede TIC dedicada, abrangida pela IEC 62949.

A IEC 63044-4 define os requisitos relativos à segurança funcional, aplicáveis aos produtos e sistemas HBES/BACS. Os requisitos também podem ser aplicáveis às funções distribuídas de qualquer equipamento conectado em um sistema de automação de residências ou de edificações, se não existir uma norma de segurança funcional específica para este equipamento ou este sistema. A IEC 63044-4 não especifica os requisitos de segurança funcional para os sistemas relacionados à segurança.

Esta norma da família de produtos define o nível mínimo de desempenho EMC para a rede HBES/BACS, adicionalmente às normas EMC de produtos aplicáveis aos dispositivos HBES/BACS. Ela também é aplicável aos dispositivos utilizados em uma rede HBES/BACS, para a qual não existe uma norma EMC específica de produto HBES/BACS específica.

Adicionalmente, a IEC 63044-5 especifica os requisitos EMC para a interface dos equipamentos destinados a serem conectados a uma rede HBES/BACS. Ela não é aplicável às interfaces com outras redes. A NBR IEC 63044-5-1 fornece os requisitos de desempenho gerais e as montagens de ensaio. A NBR IEC 63044-5-2 especifica os requisitos EMC relativos aos sistemas HBES/BACS a serem instalados em um ambiente residencial, comercial e industrial leve, de acordo com a definição indicada na IEC 61000-6-1.

A NBR IEC 63044-5-3 especifica os requisitos EMC relativos aos sistemas HBES/BACS a serem instalados em um ambiente industrial, de acordo com a definição indicada na IEC 61000-6-2. A expressão ambiente industrial abrange os locais de escritório que podem estar presentes em edificações industriais. Os sistemas de automação industrial não se enquadram no escopo da NBR IEC 63044-5-3.

A IEC 63044-6 especifica os requisitos HBES específicos adicionais, referentes às regras gerais para o planejamento e a instalação dos sistemas HBES/BACS. As redes elétricas não se enquadram no escopo da IEC 63044-6. A tabela abaixo fornece uma visão geral dos sistemas eletrônicos para residências e edificações (HBES) e para os sistemas de automação e controle de edificações (BACS).

Pode-se acrescentar que a Série NBR IEC 63044 trata do desenvolvimento e dos ensaios dos sistemas eletrônicos para residências e edificações (HBES) e dos sistemas de automação e controle de edificações (BACS). Este documento trata dos requisitos de segurança elétrica para os HBES/BACS. Este documento é baseado na filosofia de que um dispositivo considerado eletricamente seguro, de acordo com uma norma de segurança de produto apropriado, também permanece seguro quando for conectado a uma rede.

Este documento especifica, adicionalmente à norma do produto específico, os requisitos de segurança elétrica necessários para que um dispositivo HBES/BACS conectado a uma rede permaneça seguro nas condições normais e de primeira falta da rede HBES/BACS e, ao mesmo tempo, nas condições normais e condições de primeira falta de um ou mais dispositivos HBES/BACS conectados à rede HBES/BACS.

Esta disposição compreende a proteção contra as sobretensões na rede, a proteção contra os perigos provocados pela conexão de diferentes tipos de circuito, a limitação da corrente de toque a uma rede e a proteção do cabeamento de comunicação contra as temperaturas excessivas. A rede HBES/BACS corresponde a qualquer interconexão entre os produtos HBES/BACS. As redes HBES/BACS podem ser uma rede TIC com as interfaces classificadas de acordo com a IEC 62949, ou uma rede dedicada classificada como um circuito de alimentação principal, ELV, FELV, SELV ou PELV.

Para os produtos HBES/BACS conectados a uma rede TIC, os requisitos da IEC 62949 são aplicáveis. Para os produtos HBES/BACS conectados a uma rede HBES/BACS dedicada, os requisitos relativos à separação elétrica entre o dispositivo e o circuito da rede são especificados (ver a tabela acima). Estas especificações das separações elétricas seguem o princípio das publicações básicas de segurança das IEC 60664-1 e IEC 61140, juntamente com os requisitos de instalação da IEC 60364. Os compromissos descritos a seguir são utilizados.

De acordo com os princípios da IEC 60664-1, a tensão de impulso nominal para a separação deve ser a mais elevada da tensão de impulso na rede e da tensão de impulso nominal do circuito do dispositivo a ser conectado à rede. As categorias de sobretensão consideradas pela IEC 60664-1 se referem às sobretensões provenientes diretamente da rede elétrica principal pela alimentação.

As sobretensões provenientes de outras fontes (por exemplo, por acoplamentos capacitivos) não são especificadas na IEC 60664-1. A IEC 60664-1 recomenda que as comissões de estudos especifiquem as categorias de sobretensão ou as tensões de impulso nominais, conforme apropriado. Para os objetivos deste documento, as seguintes tensões de impulso foram especificadas.

Para as redes com separação galvânica da rede elétrica principal (circuito FELV, SELV ou PELV), a sobretensão de impulso proveniente do lado da rede da separação foi limitada a 2,5 kV para as redes instaladas de maneira permanente e a 1,5 kV para as redes destacáveis. Todos os sistemas HBES/BACS, as mídias e os dispositivos, bem como a sua instalação, devem assegurar um funcionamento seguro por uma proteção contra os perigos mecânicos, químicos, ambientais e outros perigos, e uma proteção contra os choques elétricos, queimaduras e incêndio, durante uma utilização normal, assim como nas condições anormais especificadas.

O conjunto dos sistemas HBES/BACS, as mídias e os dispositivos, bem como a sua instalação, devem assegurar um funcionamento seguro por uma proteção contra os choques elétricos, queimaduras e incêndio, durante uma utilização normal, assim como nas condições de primeira falta. Para os produtos conectados a uma rede HBES/BACS dedicada, conforme classificada, a proteção contra os choques elétricos é aplicável. A tabela abaixo especifica a separação elétrica requerida entre o circuito do dispositivo e o circuito da rede HBES/BACS, e se eles são aplicáveis adicionalmente à norma do produto.

A tabela abaixo também pode ser utilizada como guia para a separação entre os diferentes circuitos no interior de um dispositivo, caso a norma do produto aplicável não especifique estes requisitos. As informações aplicáveis relativas à classificação de segurança das portas de acesso (categoria de sobretensão e tipo de circuito) e todas as restrições aplicáveis (por exemplo, a topologia da rede) devem ser mencionadas na documentação do fabricante.

IEC 60352-5: os requisitos das conexões sem solda ou de pressão

Essa norma, editada pela International Electrotechnical Commission (IEC) em 2020, é aplicável a conexões sem solda para uso em equipamentos e componentes elétricos e eletrônicos. A conexão de pressão consiste em uma terminação com uma zona de pressão adequada que é inserida em um orifício de uma placa. As informações sobre materiais e dados da experiência industrial estão incluídas além dos procedimentos de ensaio para fornecer conexões eletricamente estáveis sob condições ambientais especificadas.

A IEC 60352-5:2020 – Solderless connections – Part 5: Press-in connections – General requirements, test methods and practical guidance é aplicável a conexões sem solda ou de pressão para uso em equipamentos e componentes elétricos e eletrônicos. A conexão de pressão consiste em uma terminação com uma zona de pressão adequada que é inserida em um orifício de uma placa. As informações sobre materiais e dados da experiência industrial estão incluídas além dos procedimentos de ensaio para fornecer conexões eletricamente estáveis sob condições ambientais especificadas.

O objetivo deste documento é determinar a adequação das conexões de pressão sob condições mecânicas, elétricas e atmosféricas, conforme especificado pelo fabricante da terminação de pressão, e fornecer um meio de comparar os resultados dos ensaios quando as ferramentas usadas para fazer as conexões são de diferentes designs ou fabricação. Esta quinta edição cancela e substitui a quarta edição publicada em 2012. Esta edição constitui uma revisão técnica.

Assim, inclui algumas alterações significativas em relação à edição anterior. Foi revisado o escopo removendo a expressão … equipamentos de telecomunicações e em dispositivos eletrônicos que empregam técnicas semelhantes e substituindo-a por … equipamentos e componentes elétricos e eletrônicos no primeiro parágrafo. Foi adicionado os termos e definições para placa, orifício e placa de metal para reconhecer que as terminações prensadas estão sendo usadas em muitos materiais de cartão não impressos.

Foram feitas algumas alterações editoriais para esclarecer a diferença entre os dois cronogramas de provas para qualificação e aplicação e realizada uma modificação do limite superior da espessura do cobre do furo passante para refletir as tendências reais do mercado e práticas de fabricação. Foi removido o ensaio de flexão, pois ele é muito específico para aplicações de tecnologia de pressão não mais comuns.

Foram adicionados gráficos para documentar a força de pressão para dentro e para fora, uma vez que esta é uma prática de ensaio comum e fornece uma visão mais detalhada do desempenho mecânico da zona de contato. Foi estabelecida uma redução do número de corpos-de-prova necessários, visto que no esquema do ensaio anterior muitos corpos-de-prova eram descartados. Houve uma nova redação em 4.5 para terminações trincadas e tortas e a Figura 7b foi adicionada para mostrar os locais de conexão V e A quando a terminação de pressão não se projeta através do lado inferior da placa.

Conteúdo da norma

PREFÁCIO…………………… 4

INTRODUÇÃO……………… 6

1 Escopo………………………. 7

2 Referências normativas…… 7

3 Termos e definições……… 8

4 Requisitos………….. 10

4.1 Geral…………… 10

4.2 Ferramentas……………… 10

4.2.1 Geral…………….. 10

4.2.2 Avaliação de ferramentas…………. 10

4.3 Terminações de pressão………………… 10

4.3.1 Materiais……………….. 10

4.3.2 Dimensões da zona de pressão…………………….. 10

4.3.3 Acabamentos da superfície ……………………….. 10

4.4 Placas de ensaio………………………… 11

4.4.1 Geral………………………… 11

4.4.2 Materiais…………. ……. 11

4.4.3 Espessura das placas de ensaio………………. 11

4.4.4 Furo………………………………. 11

4.4.5 Furo de passagem………………..12

4.5 Conexões de pressão……………….. 13

4.6 Especificação do fabricante ………… 14

5 Ensaios………………………………. 15

5.1 Observações gerais……………… … 15

5.1.1 Geral………….. ……… 15

5.1.2 Condições padrão para ensaio ……….. 15

5.1.3 Montagem das amostras………………………… 15

5.2 Métodos de ensaio e medição………………….. 16

5.2.1 Exame geral ……………………..16

5.2.2 Ensaios mecânicos ………………… 16

5.2.3 Medições de resistência de contato…………… 19

5.2.4 Ensaios climáticos………………………………… 20

5.3 Cronogramas de ensaio……………….. 21

5.3.1 Geral…………………………… ……… 21

5.3.2 Cronograma de ensaio de qualificação………………… 21

5.3.3 Fluxograma………………… 23

5.3.4 Cronograma de ensaio de aplicativo …………………. 24

5.4 Relatório de ensaio …………………….. ……….. 25

5.4.1 Relatório de ensaio de qualificação…………………… 25

5.4.2 Relatório de ensaio de aplicação……………………….. 26

Anexo A (informativo) Orientação prática………………….. 27

A.1 Geral…………………………… 27

A.2 Capacidade de condução de corrente …………………. 27

A.3 Informação da ferramenta ………… …… 27

A.3.1 Ferramenta de inserção de terminação……………….. 27

A.3.2 Bloco de suporte ………………………………. 27

A.3.3 Ferramenta de remoção de terminação…………………… 28

A.4 Informações para terminação e conexões de pressão…………. 28

A.4.1 Geral………………………. 28

A.4.2 Recursos de projeto………………………….. 28

A.4.3 Materiais e acabamentos de superfície……………………. 29

A.4.4 Terminações de pressão com elementos de contato do conector……………….. 29

A.5 Informações do cartão impresso ……………………………… 29

A.5.1 Geral……………………… ……… 29

A.5.2 Furo de passagem ……………………….. 30

A.5.3 Dimensionamento do furo …………………….. 30

A.5.4 Fabricação do furo, exemplo com furação para FR4…………….. 31

A.5.5 Fabricação do orifício com materiais diferentes de FR4……………… 31

A.6 Informações de conexão de entrada ……………………. 31

A.6.1 Geral…………… ……… 31

A.6.2 Conexão de pressão………………………………. 31

A.6.3 Reparo de conexões de pressão……………… 32

A.6.4 Combinação de conexões de pressão e conexões soldadas…………. 33

A.6.5 Efeitos de corrosão eletrolítica bimetálica………….. 33

Bibliografia………………………… 34

Essa parte inclui requisitos e ensaios relevantes (normativos), bem como uma orientação prática no Anexo A (informativo) para conexões de pressão. Dois cronogramas de ensaio são fornecidos. O cronograma de ensaio de qualificação se aplica a conexões individuais de pressão para demonstrar a adequação da zona de pressão.

Essas conexões de pressão são ensaiadas de acordo com a especificação fornecida pelo fabricante da terminação de pressão (ver 4.6) levando em consideração os requisitos da Cláusula 4. A qualificação é independente da aplicação da zona de pressão em um componente.

O cronograma de ensaio de aplicação se aplica a conexões de pressão que fazem parte de um componente e já estão qualificadas para o cronograma de ensaio de qualificação. As sequências de ensaio enfocam o desempenho da conexão de pressão que é afetada pela implementação em um componente.

Os requisitos e ensaios se aplicam a todos os elementos envolvidos na fabricação de uma conexão de pressão: a terminação de pressão, que pode ser parte de um componente (por exemplo, um conector multipolar); a placa, a placa impressa ou MID (dispositivo de interconexão moldado) – (dimensões dos orifícios de passagem) para os quais a terminação é adequada; e a (s) ferramenta (s) necessária (s) para produzir a conexão de pressão. Como o fabricante da terminação de pressão deve fornecer a parte principal das informações necessárias para a qualificação, a palavra fabricante é usada em todo este documento para simplificar e indicar o fabricante da terminação de pressão.

Os fabricantes dos outros itens que desempenham um papel na qualificação das conexões de pressão são especificados, se necessário, como o fabricante da placa ou fabricante da (s) ferramenta (s). A orientação prática no Anexo A (informativo) serve como um guia para o acabamento exigido em 4.1. Chama-se a atenção para o fato de que algumas indústrias (por exemplo, automotiva, aeronáutica e aeroespacial, nuclear, militar) podem ter padrões de mão de obra e/ou qualidade específicos para determinados requisitos, que estão fora do escopo deste documento. O Guia IEC 109 defende a necessidade de minimizar o impacto de um produto no ambiente natural ao longo de seu ciclo de vida.

Os sistemas de comunicação para a automação dos sistemas de potência

Deve-se entender as orientações destinadas a leitores familiarizados com as redes de comunicação e/ou com os sistemas com base na série IEC 61850 e particularmente aos fornecedores e usuários de equipamentos de proteção e controle para subestações, fornecedores e usuários de equipamentos para redes e para integradores de sistemas.

A NBR 16932 de 11/2020 – Redes e sistemas de comunicação para automação de sistemas de potência — Orientações sobre engenharia de rede é destinada a leitores familiarizados com as redes de comunicação e/ou com os sistemas com base na série IEC 61850 e particularmente aos fornecedores e usuários de equipamentos de proteção e controle para subestações, fornecedores e usuários de equipamentos para redes e para integradores de sistemas. Esta norma tem como foco a engenharia de detalhamento de projeto de redes de automação local, aplicáveis aos requisitos de automação de sistemas elétricos de potência com base na IEC 61850.

Esta norma apresenta as vantagens e desvantagens de diferentes abordagens de topologia de redes, redundância, sincronismo de relógios, etc., de modo que o projetista da rede possa tomar decisões adequadas e orientadas. Além disso, apresenta possíveis melhorias tanto para a automação de subestações quanto de equipamentos da rede. Aborda os aspectos mais críticos e importantes da IEC 61850, como as funções de proteção relacionadas com os desligamentos (trips) por meio da rede de comunicação.

Aborda também, em particular, as transferências multicast de grandes de volume de dados de valores amostrados (SV – Sampled Values) provenientes de Merging Units (MU). Também aborda as técnicas de sincronismo de tempo de alta precisão e os protocolos de transporte garantido de dados contínuo ou sem interrupção (seamless), por meio das redes de comunicação em eventos de falha, que se trata de uma característica fundamental para o conceito do barramento de processo.

Esta norma não representa um tutorial sobre as redes de comunicação ou sobre a IEC 61850. Em vez disso, este documento faz referência e resume outras normas e publicações. Diversas publicações detalham as características da tecnologia Ethernet, mas não abordam as redes de automação aplicadas à automação de sistemas elétricos de potência. Desta forma, muitas tecnologias e opções não são abordadas nessa norma, uma vez que essas não foram consideradas pertinentes para projeto de redes de sistemas elétricos de potência à prova de futuro. Não aborda os detalhes de segurança das redes. Os requisitos para a segurança cibernética de redes de automação são abordados na Série IEC 62351 – Power systems management and associated information exchange – Data and communications security.

Especificamente para a automação de sistemas elétricos de potência, existe a IEC/TS 62351-6 – Power systems management and associated information exchange – Data and communications security – Part 6: Security for IEC 61850. Esta norma não aborda a comunicação de subestação para subestação e comunicação entre uma subestação e o centro de controle. A comunicação entre subestações envolve tecnologias de WAN, além da tecnologia Ethernet.

Para a comunicação entre subestações que utilizem exclusivamente o protocolo Internet, outras orientações estão sendo elaboradas pelo IEC TC 57, especialmente nos documentos IEC/TR 61850-90-1, IEC/TR 61850-90-2 e IEC/TR 61850-90-5, os quais serão abordados nas orientações para engenharia de WAN, apresentadas na IEC/TR 61850-90-12. Esta norma não dispensa o responsável pela integração do sistema de uma análise das configurações para a aplicação real, que é a base para um sistema confiável.

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Qual é a simbologia para redes?

O que representa o barramento de estação e barramento de processo?

Qual é o fluxo de engenharia de projeto?

O que deve ser feito em relação às questões ambientais?

Quais são as expectativas sobre a confiabilidade, disponibilidade e manutenabilidade?

O crescente sucesso na aplicação da série IEC 61850 requer orientações sobre engenharia de redes Ethernet. A série IEC 61850 especifica os requisitos básicos para as redes de comunicação para automação de sistemas elétricos de potência, mas não como alcançá-los. Em vez disso, a série IEC 61850 tem como foco o modelamento e intercâmbio de dados, não focando nos detalhes das interconexões físicas, as quais, no entanto, são necessárias para a completa interoperabilidade.

Esta norma apresenta definições, orientações e especificações para a engenharia de redes para a automação de sistemas elétricos de potência com base na IEC 61850. Esta norma aborda temas como tecnologia Ethernet, topologias de redes, redundância, tempos de resposta no tráfego (latência) e qualidade do serviço, gerenciamento de tráfego por comunicação multicast e VLAN (Virtual LAN), sincronismo de tempo com base na rede e testes da rede.

Esta norma não aborda os temas relacionados com a segurança cibernética das redes de comunicação. Tem como base as normas existentes sobre semântica, serviços, protocolos, linguagem de configuração de sistemas e arquitetura de redes de comunicação. Este documento tem como base os trabalhos executados pelos Grupos de Trabalho WG 10 do IEC/TC 57 (Power system IED communication and associated data models) e WG 15 da IEC TC 57 (Data and communications security), sobre as IEC 61918 (Industrial communication networks – Installation of communication networks in industrial premises), IEC 62439 (Industrial communication networks – High-availability automation networks) e IEC 61588 (Precision clock synchronization protocol for networked measurement and control systems), sobre os trabalhos executados pelo Grupo de Trabalho IEEE 802.1, o UCA International Users Group 9-2LE e o IEEE Power System Relaying Committee (PSRC), bem como em contribuições feitas por outras diversas empresas.

O conteúdo desta norma foi elaborado de modo coordenado com os Grupos de Trabalho que elaboram as normas das séries IEC 62439 e IEC 62351 e com o IEEE PSRC. É reconhecida a necessidade de qualificação, treinamento e competências pessoais dos profissionais envolvidos com projetos de automação de sistemas elétricos de potência com base na série IEC 61850, em assuntos relacionados não somente com os aspectos de proteção, medição, controle e intertravamentos, mas também com aspectos relacionados com as redes de comunicação, incluindo topologias de redes, tempos de resposta (latência), configuração de VLAN (Virtual LAN), configuração de parâmetros de aplicação dos protocolos MMS (Manufacturing Message Specification), GOOSE (Generic Object Oriented Substation Event) e SV (Sampled Values), serviços de sincronismo de tempo por meio de Ethernet, segurança cibernética (cyber-security) e atividades de Testes de Aceitação em Fábrica (TAF), montagem, comissionamento e Testes de Aceitação em Campo (TAC) de sistemas de supervisão e controle para automação de sistemas elétricos de potência.

A IEC 61850-5 especifica três diferentes níveis de aplicação (estação, bay e processo) e a alocação lógica de funções e interfaces. Esta parte é repetida aqui por conveniência. A figura abaixo apresenta estes tipos de tráfegos e fluxos de dados. A nuvem indicada na figura simboliza uma WAN fora da subestação. O significado das interfaces é detalhado na tabela abaixo.

Pode-se dizer que os protocolos são divididos entre a camada de tempo real de elevada precisão (hard real-time), suportando os serviços de valores amostrados, GOOSE e PTP, e uma camada de tempo real de baixa precisão (soft real-time), suportando o sincronismo de tempo por meio da rede SNTP, a comunicação MMS e os serviços auxiliares indicados na IEC 61850-8-1. Estes protocolos dependem dos serviços da camada MAC, que podem suportar VLAN e prioridades 802.1Q, redundância e possivelmente segurança de dados (não mostrada nesta norma).

A IEC 61850-8-1 e a IEC 61850-9-2 especificam três tipos de tráfegos. O tráfego de mensagens MMS, especificado na IEC 61850-8-1, o qual permite que um cliente MMS, como o sistema SCADA, um servidor OPC ou um gateway acesse verticalmente todos os objetos dos IED. Esse tráfego flui tanto no barramento de estação (station bus) quanto no barramento do processo (process bus), no entanto alguns IED do barramento de processo não suportam MMS.

O tráfego de mensagens GOOSE, especificado na IEC 61850-8-1, o qual permite que os IED troquem dados horizontalmente entre os bays ou verticalmente entre o nível de processo e o nível de bay, especificamente para os sinais de estado e sinais de desligamento (trip) e frequentemente para intertravamentos. Este tráfego flui normalmente sobre o barramento de estação e/ou o barramento do processo.

O tráfego de mensagens SV, especificado na IEC 61850-9-2, o qual transporta valores amostrados de sinais de corrente e tensão. Esse tráfego flui normalmente sobre o barramento de processo, mas pode também trafegar sobre o barramento de estação, por exemplo, para a proteção de barramento e para medição de fasores. O protocolo MMS é um protocolo do tipo cliente/servidor que opera na camada de rede (camada 3).

Dessa forma, este protocolo opera com os endereços IP e pode trafegar por meio de roteadores. Em um de seus modos de operação, o cliente MMS (geralmente o sistema SCADA ou um gateway) envia uma solicitação para um dado específico para o servidor MMS de um IED, identificado pelo seu endereço IP. O servidor retorna o dado solicitado em uma mensagem de resposta para o endereço IP do cliente. Em outro modo de operação, o cliente pode instruir o servidor a enviar uma notificação espontaneamente no caso de ocorrência de um evento.

Para assegurar que nenhum evento seja perdido, o protocolo MMS se baseia no protocolo TCP para a detecção e recuperação de erros. Um servidor MMS pode suportar diversos clientes simultaneamente, sendo cada cliente tratado de maneira individual. As mensagens GOOSE são trocadas na camada 2 (camada de link), se beneficiando da funcionalidade multicast proporcionada pelas redes com padrão Ethernet.

A comunicação GOOSE consiste em uma transmissão rápida de mensagens com base na ocorrência de eventos e em uma transmissão cíclica lenta. No caso da ocorrência de uma condição de evento pré-configurada, um IED envia imediatamente uma mensagem GOOSE, que transporta os valores das variáveis a serem comunicadas na ocorrência deste evento.

Uma vez que as mensagens GOOSE são do tipo multicast, elas não são confirmadas pelo seu dispositivo de destino. De modo a evitar a ocorrência de erros transitórios, a mesma mensagem GOOSE é retransmitida diversas vezes em sequência, em intervalos de tempo T1, depois T2 e depois T3 (especificado pela aplicação). Para confirmar a presença da fonte das mensagens, as mensagens GOOSE são retransmitidas em uma baixa taxa T0.

Uma vez que as mensagens GOOSE operam na camada 2, elas não deixam a LAN e podem não transpor os roteadores. Estas mensagens são identificadas pelo endereço MAC de sua fonte e por um identificador (cabeçalho) na mensagem. O protocolo GOOSE opera com base no princípio publicador/assinante (publisher/subscriber). Os novos valores recebidos substituem os valores anteriores, ao invés de serem enfileirados (queuing), no caso de um valor anterior não ter sido processado a tempo.

Entretanto, a sobrescrita não é obrigatória, de modo que o enfileiramento também pode ser utilizado. O protocolo de valores amostrados (SV), especificado na IEC 61850-9-2, é utilizado principalmente para transmitir valores analógicos amostrados (corrente e tensão), oriundos de sensores para os IED. O protocolo SV, de modo similar ao protocolo GOOSE, utiliza a camada 2 multicast, as mensagens são identificadas pelo endereço MAC de seu emissor (e possivelmente pela identificação VLAN ID) e um identificador (cabeçalho incluído no corpo da mensagem)

A IEC 61850-9-2 também prevê a transmissão unicast de mensagens SV, mas isto é raramente utilizado. De modo similar às mensagens GOOSE, não existe um protocolo de retransmissão de mensagens SV: um valor amostrado que for perdido é sobrescrito pelo próximo valor que chegar com sucesso. As mensagens do tipo SV, diferentemente das mensagens GOOSE, são transmitidas unicamente de forma cíclica, em elevada frequência.

O padrão UCA 61850-9-2 LE especifica um período de 250 μs para sistemas elétricos de potência com frequência de 50 Hz e de 208,3 μs para sistemas elétricos de potência com frequência de 60 Hz. Com um tamanho típico de 160 octetos, uma mensagem SV leva cerca de 12 μs a 100 Mbit/s (6% da largura de banda a 4.800 mensagens SV por segundo). Convém que o período inclua o tamanho máximo de mensagem FTP de 123 μs a 100 Mbit/s (60 % da largura de banda a 4.800 mensagens SV por segundo), limitando assim a quantidade de emissores de mensagens SV conectados em um barramento a cerca de seis emissores.

Dessa forma, as mensagens do tipo SV devem ser mantidas pequenas. Para evitar engarrafamentos espúrios de mensagens SV, convém que todas as fontes de SV sobre o mesmo barramento operem no mesmo período e, preferencialmente, possuam um esquema de divisão multiplex. Caso um frame IEC 61850 não seja recebido em um tempo adequado, ele perde a sua utilidade e caso seja recebido de forma tardia, pode representar uma situação pior que a sua perda. Atrasos, em especial jitters, também afetam o sincronismo do relógio de tempo.

Três medidas são observadas. A latência da rede de comunicação, que é o atraso de tempo entre o momento em que o dado está pronto para a transmissão e o momento em que ele é completamente recebido em seus destinos. Este é o pior atraso de todas as associações possíveis. A taxa de transferência, que é a quantidade de dados que podem ser transportados por unidade de tempo, mantendo a determinada qualidade de serviço, para qualquer associação, e sob o caso de condições mais desfavoráveis.

A confiabilidade que é a probabilidade que um frame seja perdido em função de congestionamento da rede, e não causado por uma falha física na rede de comunicação. De fato, as falhas decorrentes de falhas físicas podem ser tratadas por meio de redundâncias, porém uma sobrecarga de tráfego pode afetar ambos os caminhos redundantes. Para o atendimento destes requisitos de desempenho, o termo dependabilidade tem sido tradicionalmente utilizado para a proteção da comunicação de dados, embora o termo QoS (Quality of Service) seja mais comumente utilizado no momento na área de comunicação, motivo pelo qual é o termo utilizado.

O tempo de envio requerido depende de cada caso de aplicação, sendo a aplicação mais rigorosa da ordem de poucos milissegundos, requerida para funções de proteção por meio da rede de comunicação. Por exemplo, a IEC 60834-1 requer que 99,99% dos comandos de esquemas de proteção de intertravamento sejam enviados dentro de 10 ms. O projeto adequado de uma rede de comunicação a ser utilizada com os protocolos especificados na IEC 61850 requer o conhecimento dos requisitos da aplicação, além de conhecimento sobre os tempos de resposta por meio de diversos elementos e dispositivos da rede.

A conformidade das canaletas e eletrodutos não circulares

Deve-se compreender os requisitos e os ensaios para os sistemas de canaletas (SC) e os sistemas de eletrodutos não circulares (SENC), destinados à acomodação de condutores isolados, cabos e eventuais dispositivos elétricos e, se necessário, à sua separação para a proteção elétrica, nas instalações elétricas e/ou de sistemas de comunicação.

A NBR IEC 61084-1 de 11/2020 – Sistemas de canaletas e eletrodutos não circulares para instalações elétricas – Parte 1: Requisitos gerais especifica os requisitos e os ensaios para os sistemas de canaletas (SC) e os sistemas de eletrodutos não circulares (SENC), destinados à acomodação de condutores isolados, cabos e eventuais dispositivos elétricos e, se necessário, à sua separação para a proteção elétrica, nas instalações elétricas e/ou de sistemas de comunicação. A tensão máxima destas instalações é de 1.000 V em corrente alternada e de 1.500 V em corrente contínua. Esta norma não é aplicável aos sistemas de eletrodutos circulares, sistemas de bandejas, sistemas de leitos para cabos (sistema escada), sistemas de linhas elétricas pré-fabricadas ou equipamentos abrangidos por outras normas. Esta parte da série NBR IEC 61084 é destinada a ser utilizada juntamente com as suas partes correspondentes.

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Como deve se comportar as conexões mecânicas?

Quais são os valores de torque para o ensaio das conexões com parafuso?

O que deve ser feito em relação ao acesso às partes vivas?

O que deve fazer a retenção do cabo?

Quais as forças e torques a serem aplicados na ancoragem do cabo?

Os sistemas de canaletas (SC) e de eletrodutos não circulares (SENC) devem ser projetados e construídos de maneira que, se necessário, proporcionem uma proteção mecânica segura aos condutores isolados, cabos e outros equipamentos possíveis que eles contenham. Se necessário, o sistema deve também assegurar uma proteção elétrica apropriada. Além disso, os componentes do sistema devem resistir aos esforços prováveis de ocorrer na temperatura mínima classificada de armazenamento e de transporte, de instalação e utilização, na temperatura máxima de utilização e nas práticas recomendadas de instalação e de utilização.

O equipamento associado a um componente do sistema ou nele incorporado, mas que não seja um componente do sistema, deve somente atender à norma correspondente deste equipamento, se existir. No entanto, pode ser necessário incorporar este equipamento em uma disposição de ensaio, com o objetivo de submeter ao ensaio sua interface com o SC/SENC. A conformidade é verificada pela realização de todos os ensaios especificados. Os ensaios previstos nesta norma são os ensaios de tipo.

As amostras de componentes do sistema, daqui em diante, são chamadas de amostras. Salvo especificação contrária, os ensaios são realizados considerando a classificação e as funções declaradas do sistema, com SC/SENC montados e instalados como em uso normal, de acordo com as instruções do fabricante. Os ensaios nos componentes não metálicos do sistema ou nos componentes compostos do sistema devem ser realizados após 168 h de sua fabricação. Durante este período, as amostras podem ser envelhecidas, se necessário.

Salvo especificação contrária, os ensaios são realizados a uma temperatura ambiente de 20 °C ± 5 °C. Para um determinado ensaio, as amostras de comprimento de canaletas ou de comprimento de eletrodutos não circulares são coletadas em diferentes comprimentos. Salvo especificação contrária, todos os ensaios são realizados em amostras novas. Quando tratamentos tóxicos ou perigosos são utilizados, devem ser tomadas precauções para proteger a pessoa que realiza o ensaio.

Salvo especificação contrária, três amostras são submetidas aos ensaios e os requisitos são atendidos, se todos os ensaios forem atendidos. Se somente uma das amostras não atender a um ensaio devido a um defeito de montagem ou de fabricação, este ensaio e todos os anteriores que possam ter influenciado os resultados do ensaio devem ser repetidos, e os ensaios seguintes devem ser realizados na ordem requerida em um outro lote de amostras, e então todas as amostras devem atender os requisitos.

O solicitante, quando submeter um lote de amostras, também pode fornecer um lote adicional de amostras, que pode ser utilizado em caso de falha de uma das amostras. O laboratório deve, então, sem pedido adicional, ensaiar o lote adicional de amostras, e somente rejeitará se uma falha adicional ocorrer. Se o lote adicional de amostras não for fornecido inicialmente, a falha de uma amostra implicará em rejeição.

O grau de proteção IP4X ou qualquer grau de proteção mais elevado não pode ser declarado quando ele depender de uma junção de extremidade ou da precisão do corte do comprimento da canaleta ou do comprimento do eletroduto não circular ou das tampas de acesso, sem fornecer os acessórios de encaminhamento apropriados, ou dos meios de montagem apropriados ou dos meios de vedação adicionais pré-fabricados de fábrica. O grau de proteção IPX1 ou qualquer grau de proteção mais elevado não pode ser declarado quando ele depender de uma junção de extremidade ou da precisão do corte do comprimento da canaleta ou do comprimento do eletroduto não circular ou das tampas de acesso, sem fornecer os acessórios de encaminhamento apropriados, ou dos meios de montagem apropriados ou dos meios de vedação adicionais pré-fabricados de fábrica.

O grau de proteção IPXX-D não pode ser declarado quando ele depender de uma junção de extremidade ou da precisão do corte do comprimento da canaleta ou do comprimento do eletroduto não circular ou das tampas de acesso, sem fornecer os acessórios de encaminhamento apropriados, ou dos meios de montagem apropriados ou dos meios de vedação adicionais pré-fabricados de fábrica. Cada componente do sistema deve ser marcado com o nome ou a marca comercial, ou a marca de identificação do fabricante ou do vendedor responsável; uma marcação de identificação do produto que pode ser, por exemplo, uma referência de catálogo, um símbolo ou similar.

Se os componentes do sistema, que não o comprimento de canaleta, o comprimento de eletrodutos não circulares ou o suporte de montagem de dispositivos elétricos, forem fornecidos em uma embalagem e se não for possível ter as duas marcações legíveis devido ao pequeno tamanho do produto: se somente uma marcação legível for possível de ser realizada no produto, que seja suficiente marcar na menor embalagem fornecida o nome ou a marca comercial, ou a marca de identificação do fabricante ou do vendedor responsável; se nenhuma marcação legível for possível de ser realizada no produto, que seja suficiente colocar as duas marcações na menor embalagem fornecida.

Os bornes para a conexão do terra de proteção devem ser marcados de acordo com os símbolos abrangidos pela IEC 60417. Esta marcação não pode ser colocada em parafusos ou em qualquer outra parte facilmente removível. Um componente do sistema propagante de chama deve ser claramente identificado como sendo propagante de chama, no componente do sistema e na menor embalagem ou rótulo fornecido.

Quando não for possível realizar este meio de identificação nos componentes pequenos do sistema, devido às pequenas dimensões do produto, que seja suficiente colocar este meio de identificação na menor embalagem fornecida. A conformidade é verificada por inspeção utilizando somente uma amostra. A marcação deve ser durável e facilmente legível.

A conformidade é verificada por inspeção, com visão normal ou corrigida sem ampliação adicional, por meio de fricção manual, por 15 s, com um pedaço de algodão embebido em água, e novamente por 15 s, com um pedaço de algodão embebido em uma solução a 95% de n-hexano (número de registro CAS (Chemical Abstracts Service) 110-54-3). O n-hexano a 95% (número de registro CAS (Chemical Abstracts Service) 110-54-3) está disponível em uma variedade de fornecedores de produtos químicos como um solvente de cromatografia líquida de alta pressão ou solvente de HPLC (High Pressure Liquid Chromatography).

Quando o líquido especificado for utilizado para o ensaio, devem ser tomadas precauções para proteger os técnicos do laboratório, conforme especificado na folha de dados de segurança do material, fornecida pelo fornecedor de produtos químicos. A marcação a laser, feita diretamente no produto, e a marcação realizada por moldagem, ou estampagem, ou gravação (entalhe em relevo), não estão sujeitas a este ensaio. Os produtos, conforme a edição anterior da norma, não precisam ser ensaiados novamente, pois este requisito não afeta a segurança do produto.

A superfície de marcação a ser ensaiada deve estar seca antes de friccionar a marcação com a solução solvente a 95 % de n-hexano. A fricção deve começar imediatamente após ser embebido o pedaço de algodão, aplicando uma força de compressão de (5 ± 1) N, com uma cadência de aproximadamente um ciclo por segundo (um ciclo compreende um movimento para a frente e para trás ao longo da extensão da marcação). Para marcações superiores a 20 mm, a fricção pode ser limitada a uma parte da marcação, por uma extensão de pelo menos 20 mm de comprimento.

A força de compressão é aplicada por meio de um pistão de ensaio que é envolvido com algodão composto por lã de algodão, revestido com um pedaço de gaze de algodão de uso médico. O pistão de ensaio deve ser fabricado em um material elástico, inerte aos líquidos de ensaio, e que tenha uma dureza Shore-A de 47 ± 5 (por exemplo, borracha sintética). Quando não for possível realizar o ensaio nas amostras devido ao formato/dimensões do produto, um pedaço adequado com as mesmas características do produto pode ser submetido ao ensaio.

O ensaio deve ser realizado em uma amostra. Se a amostra não atender o ensaio, o ensaio deve ser repetido em duas novas amostras, que devem todas as duas atender os requisitos. Após o ensaio, a marcação deve estar legível. A marcação pode ser realizada, por exemplo, por moldagem, estampagem, gravação, impressão, etiquetas adesivas ou transferência de imagem por água (hidrografia).

O fabricante deve fornecer, em sua documentação, todas as informações necessárias para a instalação e utilização correta e segura. Elas devem compreender os componentes do sistema; a função dos componentes do sistema e os seus conjuntos; a classificação do sistema de acordo com a Seção 6; a impedância linear, em Ω/m, do comprimento da canaleta ou do comprimento de eletroduto não circular do sistema, declarado de acordo com 6.5.1; a tensão nominal do SC/SENC, declarada de acordo com 6.6.2; a área útil do SC/SENC utilizável para os cabos, em mm². Certos componentes do sistema, quando são montados, podem reduzir a área útil utilizável para os cabos.

Deve-se incluir as instruções necessárias para obter a classificação e as funções declaradas do sistema. Estas instruções devem incluir o posicionamento recomendado de instalação para os SC/SENC, para assegurar que a classificação IP declarada seja mantida após a instalação. A conformidade é verificada por inspeção.

Os parâmetros do solo para projetos de aterramentos elétricos

Saiba quais são os métodos de sondagem geoelétrica e as técnicas de determinação do modelo geoelétrico 1D correspondente (camadas horizontais, planas e paralelas).

A NBR 7117-1 de 11/2020 – Parâmetros do solo para projetos de aterramentos elétricos – Parte 1: Medição da resistividade e modelagem geoelétrica apresenta os métodos de sondagem geoelétrica e as técnicas de determinação do modelo geoelétrico 1D correspondente (camadas horizontais, planas e paralelas). Não se aplica às estruturas geoelétricas complexas, associadas aos modelos 2D ou 3D, mas fornece subsídios para aplicação em projetos de aterramento elétrico. A sua aplicabilidade, especialmente para instalações de grande porte, pode requerer suporte especializado na área de geofísica, em virtude da complexidade dos diferentes métodos de sondagem geoelétrica e das técnicas de inversão necessárias para a construção de modelos geoelétricos equivalentes de grandes áreas. Podem se enquadrar na categoria de sistemas de aterramento de instalações de grande porte os parques eólicos, parques fotovoltaicos, complexos hidrelétricos, plantas industriais e subestações com área superior a 20.000 m².

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Quais são as curvas de variação da resistividade do solo com a umidade, salinidade e temperatura?

Qual é a configuração genérica de medição da resistividade do solo por meio de quatro eletrodos alinhados?

O que é o arranjo de Wenner?

Qual é o número e a localização das linhas de medição (SEV)?

Como executar a inversão da curva de resistividades aparentes?

O aterramento é a ligação intencional da parte eletricamente condutiva à terra e o condutor de aterramento é o condutor ou elemento metálico que faz a ligação elétrica entre uma parte de uma instalação aterrada e o eletrodo de aterramento. A constituição básica do solo envolve, além de pedregulhos e cascalho, diferentes proporções de uma mistura de três tipos de sedimentos – areia, silte e argila, listados por ordem decrescente de granulometria.

O solo, do ponto de vista da engenharia elétrica, é o meio onde as correntes elétricas podem fluir, geralmente associadas à operação das redes de energia elétrica, ou é o meio em que é enterrado um eletrodo de aterramento, neste caso abrangendo todo o volume desse meio eletricamente influenciado pelo sistema de aterramento.

O solo tem uma estrutura heterogênea com resistividade que varia no tempo e no espaço, vertical e horizontalmente. A faixa de resistividade dos materiais que compõem o solo é apresentada na tabela abaixo, em função da composição mineral, nível da umidade, salinidade e grau de compactação.

Os valores de resistividade do solo podem ser assim classificados: o solo de baixa-resistividade – ρ < 250 Ωm; o solo de média-resistividade – 250 Ωm < ρ < 1.000 Ωm; e o solo de alta-resistividade – ρ > 1.000 Ωm. Do ponto de vista da engenharia elétrica pode-se subdividir o solo em uma estrutura básica de três camadas: camada superficial – seca ou com baixo conteúdo de água (não saturado), com matéria orgânica e resistividade média; solo saturado – abaixo do nível do freático, constituído por rochas fraturadas e/ou alteradas, onde os poros e fissuras das rochas encontram-se saturados com água e sais dissolvidos, que agem como eletrólitos fracos, resultando em resistividades mais baixas; e embasamento rochoso – camada de sedimentos muito compactados ou de rochas cristalinas não fragmentadas, com resistividade média (no caso de rochas porosas ou fissuradas, saturadas com água) ou elevada (no caso de rochas ígneas íntegras, como basaltos, granitos e gnaisses).

Pode-se acrescentar que a expressão medição da resistividade do solo é equivocada, pois este parâmetro não é diretamente medido, nem mesmo em laboratório. O procedimento para a medição deste parâmetro é a chamada sondagem geoelétrica, que vem a ser um tipo de sondagem geofísica. As sondagens mecânicas investigam a estrutura de subsuperfície a partir da perfuração de poços e da coleta de amostras do subsolo.

As sondagens geoelétricas medem correntes elétricas, campos elétricos e campos magnéticos na superfície do solo. Estes parâmetros são submetidos a um processo matemático chamado de inversão que infere o modelo geoelétrico correspondente. As campanhas de sondagens geoelétricas podem ser assim classificadas: método – associado à fonte dos campos que são medidos – elétrico ou eletromagnético; técnica – associada aos procedimentos e equipamentos – eletrorresistividade, magnetotelúrica (MT), eletromagnética no domínio do tempo (TDEM), perfilagem de poços; arranjo – associado à configuração de medição – dipolo-dipolo, Schlumberger, Wenner, etc.

Todos os métodos de sondagem geoelétrica têm como produto final, após o processamento dos parâmetros medidos, uma curva de resistividades aparentes, que não caracteriza um parâmetro físico do meio, mas um perfil de resistividades em profundidade visto da superfície do solo, que é dependente da estrutura geoelétrica prospectada e da técnica de medição utilizada. Um processo matemático, chamado de inversão, infere o modelo geoelétrico correspondente à curva de resistividades aparentes do solo.

As técnicas de sondagem geoelétrica para projetos de aterramento elétrico são medições volumétricas. Abrangem grandes volumes de solo e visam a prospecção de uma média do parâmetro de resistividade dentro deste volume, em princípio o mesmo volume visto pelos eletrodos de aterramento a serem dimensionados. Outras técnicas, que medem por amostragem ou que medem a resistência de um eletrodo auxiliar, não são adequadas para a modelagem de volumes de solo compatíveis com as dimensões das malhas de aterramento típicas, que ocupam áreas de dezenas a milhares de metros quadrados.

Os projetos de aterramento que necessitem de modelos geoelétricos mais profundos, devido à alta resistividade do solo ou a uma malha de aterramento com mais de 20.000 m, podem ter as campanhas geoelétricas complementadas com as técnicas eletromagnéticas apresentadas no Anexo A. Dessa forma, o desempenho de um sistema de aterramento pode ser medido ou calculado com base em parâmetros específicos, como a resistência de aterramento, as tensões de passo e toque e a curva de potenciais na superfície do solo.

Os gradientes de potenciais na superfície do solo, dentro da área abrangida pelo eletrodo ou adjacentes a ele, são função, principalmente, da estrutura geoelétrica das camadas mais rasas do solo. Por outro lado, a resistência do eletrodo depende não somente das camadas rasas do solo, mas também do embasamento rochoso, cuja profundidade é dependente da geologia local. A profundidade do solo relevante para a definição do desempenho elétrico de um eletrodo de aterramento e, portanto, do modelo geoelétrico mais adequado, é função das dimensões do eletrodo e das resistividades das camadas de subsuperfície.

O modelo geoelétrico mais simples é o unidimensional (1D), que é constituído por camadas horizontais paralelas, sendo cada uma caracterizada pela sua espessura (e) e pelo valor de resistividade (r). Este modelo está associado aos solos formados por processos geológicos sedimentares. Os projetos de aterramento de grandes plantas de geração de energia (hidroelétricas, parques eólicos e fotovoltaicos) requerem modelos de solo mais profundos, da ordem de centenas de metros, que podem ser obtidos pela combinação de técnicas de eletrorresistividade com sondagens eletromagnéticas (AMT ou TDEM).

O projeto dos eletrodos de sistemas de transmissão de alta-tensão em corrente contínua (HVDC High Voltage Direct Current) requer a construção de modelos geoelétricos profundos, que, dependendo da tectônica regional, podem exigir a modelagem de toda a crosta terrestre (cerca de 40 km de profundidade). O Anexo A apresenta os princípios básicos dos métodos de sondagem geoelétrica complementares ao método da eletrorresistividade.

As sondagens elétricas verticais (SEV) são técnicas de sondagem geoelétrica que investigam a distribuição vertical do parâmetro de resistividade, visto de um ponto na superfície do solo, e que são expressas pela curva de resistividades aparentes. As técnicas elétricas são adequadas para a prospecção das camadas rasas do solo, atingindo profundidades de até algumas dezenas de metros.

É o método de medição mais tradicionalmente utilizado no âmbito da engenharia elétrica, e baseia-se na injeção de correntes elétricas no solo, por meio de dois eletrodos de corrente, e na utilização de dois eletrodos de potencial para a medição das diferenças de potenciais produzidas no solo pela circulação da corrente injetada. As SEV empregam uma fonte de tensão contínua ou de baixa frequência, e utilizam arranjos de quatro eletrodos simétricos e alinhados, cravados no solo a pequenas profundidades.

Por meio dos dois eletrodos de corrente, circula uma corrente I no solo, e os dois eletrodos de potencial medem um ΔV no solo, por meio de um potenciômetro ou de um voltímetro de alta impedância. A resistividade do solo é proporcional a ΔV/I, sendo o fator de proporcionalidade uma função do arranjo empregado. A partir da relação entre a tensão medida e a corrente injetada, e de um fator k, que depende apenas da configuração utilizada de eletrodos de medição.