Guia Técnico de Painéis de Controle - Schneider Electric · é a radiação eletromagnética da...

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Guia Técnico de Painéis de Controle Como evitar mau funcionamento das máquinas e danos aos eletrônicos provocados por surtos de tensão?

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  • Guia Tcnico de Painis de ControleComo evitar mau funcionamento das mquinas e danos aos eletrnicos provocados por surtos de tenso?

  • 3

    ndiceIntroduo 4-7

    1 Dispositivos de Proteo contra Surtos 8-9 Qual a aparncia de um Dispositivo

    de Proteo contra Surtos (DPS)? 9 Como um DPS funciona? 9

    2 Aplicaes dos Dispositivos de Proteo contra Surtos 10-13 Circuitos de alimentao CA 11 Foco em Regras para cabeamento de

    um DPS CA em um painel de controle de mquina 12

    Circuitos de tenso muito baixa 13

    3 Guia de escolha 14-15 Para selecionar: o DPS de acordo com a tenso do circuito 15

    Para selecionar: contatores e DPS para atenuao dos surtos de chaveamento 15

  • 4

    As mquinas sofrem surtos diEm caso de falha, o diagnstic

    Algumas situaes relevantes

    Os surtos so dificilmente observveis e tm mltiplas consequncias sobre mquinas e processos. Alguns so srios, com riscos de leses s pessoas, enquanto que outros afetam apenas os materiais. Em muitos casos, os usurios tm dificuldades para investigar as causas.

    Paradas inesperadas Paradas de ventilao, elevador ou iluminao,

    causando riscos para as pessoas.

    Paradas de outros equipamentos, causando superaquecimento, resfriamento excessivo, inundaes com danos instalao e ao edifcio.

    Paradas de mquinas, causando perda de produo, etc.

    ComportamentoestranhoOs controles de mquinas algumas vezes tornam-se imprevisveis causando, como piores consequncias, informaes erradas no visor alfanumrico, velocidade excessiva de motores com avaria mecnica.

    Colapso eltrico e eletrnico Os dispositivos eletrnicos geralmente so

    sensveis a surtos provocados pelas linhas de alimentao, sensores e linhas de comunicao.

    A sobretenso pode destruir componentes eletrnicos ou causar fl ashes entre as trilhas de circuitos impressos.

    Em algumas situaes, o colapso pode transformar-se em um incndio.

  • 5

    ariamente. co correto sempre realizado?

    Eles so invisveis e transitrios: os surtos causam mau funcionamento e danos

    A energia proveniente de surtos industriais menor, mas ainda causa inconvenientes.

    A diferena uma questo de energia.

    Exemplo: dano placa-me de um modem provocado por surto atmosfrico atravs de linha de telecomunicao.

    Surtos atmosfricosEm um surto provocado por um raio, a energia grande.

    Ela sufi ciente para destruir componentes eletrnicos e at mesmo vaporizar condutores.

    Surtos industriais > So causados por: chaveamento de

    bancos de capacitores, bobinas de contatores ou outras comutaes de cargas indutivas

    acionamentos de motores.

    > Suas consequncias: superposio de

    rudo em sinais analgicos que geram falsas indicaes (ex.: temperatura errada)

    alterao de dados nas memrias

    menor velocidade de transmisso devido a repeties

    reinicializao do sistema, etc.

    230 V

    Tempo

    Tenso

    Os surtos provocados por raios geram milhares de volts

    Os surtos de chaveamento geram centenas de volts

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    Como so gerados os surtos atmosfricos?

    Onde a proteo deve ser instalada?

    Um raio pode cair prximo a uma edifi cao. O potencial de terra em torno do ponto de impacto aumenta perigosamente.

    Impacto direto de raio no edifcio.

    Raio na rede area de energia eltrica ou linha de telecomunicao. A sobrecorrente e sobretenso podem espalhar-se por diversos quilmetros a partir do ponto de impacto.

    Um raio pode cair nas proximidades de uma linha de energia eltrica: a radiao eletromagntica da corrente da descarga atmosfrica que produz uma corrente elevada e uma sobretenso na rede de alimentao de energia eltrica.

    Para-raios? Ele s fornece proteo contra incndios para a edifi cao ao forar a sobretenso a fl uir para a terra utilizando um condutor seguro. A proteo reforada contra surtos na distribuio eltrica fortemente recomendada.

    A proteo dos equipamentos contra surtos pode ser:

    coletiva, em painis principais e distantes

    individual, em cada painel de controle de mquinas.

    Aterramentoda instalao

    Em todos os casos, a sobretenso fl uir da linha de energia ou de telecomunicao para a terra, ou no sentido contrrio, dependendo de qual condutor seja afetado pela descarga atmosfrica.

  • 7

    Como so gerados os surtos industriais?

    Onde a proteo deve ser instalada?

    Correntes de chamada elevadas, durante o chaveamento de capacitores.

    Sobretenses elevadas, durante a ativao simultnea de mltiplas bobinas de contatores.

    Quadro de distribuio

    Banco de capacitores

    Linhas de energia poludas por surtos.

    Harmnicas, geradas por inversores de frequncia.

    Reduo das perturbaes por meio de:

    contatores especfi cos para capacitores com resistores de atenuao integrados

    fi ltros de bobinas para contatores.

    Quadro de distribuio

    Banco de capacitores

    Filtros de indutores/capacitores reduzem a distoro harmnica na linha de alimentao causada por alguns inversores de frequncia.

    Proteo por DPS na derivao especial do barramento a montante (Canalis) ou nos painis de controle.

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    1

    Dispositivos de Proteo contra Surtos (DPS)

  • 9

    L U = Un

    Carga a ser protegida

    230

    VC

    A

    Carga a ser protegida

    > 2

    30 V

    CA

    , mas

    no

    des

    trut

    iva

    L U > Un

    Tecnologia de cartuchoO DPS composto por um varistor ou um tubo de gs.

    Varistor: sua resistncia diminui quando a tenso aumenta.

    Tubo de gs: um arco condutor surge entre os eletrodos acima de uma determinada tenso.Como um DPS funciona?

    Qual a aparncia de um Dispositivo de Proteo contra Surtos (DPS)?

    Tecnologia combinada:

    O disjuntor de desconexo integrado isola automaticamente o DPS quando seus cartuchos precisam ser substitudos.

    Desta forma, o desconector oferece continuidade do servio para o restante da instalao.

    DPS verso cartucho:

    Com varistores integrados em cartuchos conectveis, para facilitar a manuteno.

    O DPS atua como uma vlvula:

    Ele est fechado (alta impedncia) quando a tenso normal (U = Un).

    Ele aberto (condutor) em caso de surto.

    O que acontece quando a tenso principal excede a tenso mxima permanente" (Uc do DPS)? A corrente de surto desviada diretamente terra e, assim, o pico de tenso reduzido para um valor no perigoso para a instalao eltrica, a qual cabeada em paralelo.

    Aps um determinado nmero de surtos, dependendo da sua intensidade, o varistor ser curto-circuitado e precisar ser substitudo. A informao geralmente fornecida por um indicador mecnico disponvel no frontal do cartucho.

    Desconector

    DPS

    Um desconector um disjuntor dedicado que isola o circuito do DPS quando o cartucho do varistor chega ao fi m da sua vida til ou durante a manuteno.

    Zoom:

    iQuick PRD 3P+N Verso cartucho iPRD 3P+N

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    Aplicaes dos Dispositivos de Proteo contra Surtos

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    Implementao O DPS e seu desconector so conectados entre o disjuntor de entrada (geralmente ao bloco de distribuio) e o barramento terra.

    Uma vez que o surto de tenso estar limitado entre esses dois pontos, os circuitos da mquina estaro protegidos.

    Circuitos de alimentao CA1

    A impedncia do circuito do desconector + DPS deve ser a mais baixa possvel. As ligaes dos cabos devem ser as mais curtas possveis para assegurar o menor pico de tenso residual durante o fl uxo de corrente. 50 cm de cabo por fase asseguram uma tenso residual 500 V, o que aceitvel.

    Dica do especialista

    Placa do painel de controle

    Disjuntor de entrada

    Desconector

    DPS

    Circuitos de controle da mquina e de energia

    Corrente de descarga

    Quais meios de proteo selecionar?

    Barramento terra

    Bloco de distribuio

    Escolha de...

    Desconector do DPSrea muito exposta ou edifi cao equipada com um para-raios (mesmo no caso de uma linha de energia subterrnea).

    > Risco muito alto

    Classe I Classe I+II

    DPS Classe I / I+II

    De preferncia instalar o DPS no quadro principal.

    Graas tecnologia combinada, a seleo de um desconector separado no mais necessria.

    Contra surtos residuais regenerados automaticamente que surgem ao longo de 20-30 metros de um cabo conectado a um quadro j protegido.

    > Risco muito alto e normal

    Classe III

    DPS Classe III

    Como um complemento de um DPS Classe I+II ou Classe II. A ser posicionado prximo carga a ser protegida.

    Edifi cao com rede eltrica area total ou parcial.

    > Risco normal

    Classe II

    DPS Classe II

    Sozinho ou como complemento de um DPS classe I. Instale o DPS no quadro principal ou no quadro secundrio

    Tipos de DPS CA de acordo com o risco

    escolhido na oferta indicada pelo fabricante do DPS, visando assegurar a sua coordenao eltrica com a proteo a montante conhecida ou presumida. Assim, o acionamento durante raios ser evitado.

  • Foco em...

    Painel de Controle - Guia Tcnico Como evitar mau funcionamento das mquinas e danos aos eletrnicos provocados por surtos de tenso?

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    Regras para cabeamento de um DPS CA em um painel de controle de mquina

    Exemplo em um:

    Painel metlico Prisma PlusExemplo em um:

    Quadro Pragma de plstico

    rea para compontentes de proteo e controle

    Barramento terra primrio

    Barramento terra secundrio

    EntradaBloco de distribuio DPS

    Terra

    12

    3

    Entrada

    Terra

    1

    O chassi metlico utilizado como um condutor

    Conecte o cabo com uma arruela de presso para garantir um contato perfeito.

    Essa soluo s possvel com painis que atendam norma ABNT NBR IEC 60439-1.

    1

    iQuick PRD 40r 3P+N(ref. A9L16294)

    Coordenao eltrica perfeita entre o desconector e o DPS.

    Cabeamento mais rpido. A segurana mantida uma vez que o

    desconector ativado em caso de cartucho defeituoso ou ausente.

    Desconexo rpida do DPS antes do teste dieltrico da distribuio ou placa de controle.

    Os Dispositivos de Proteo contra Surtos da Schneider Electric para aplicaes CAA tecnologia iQuick PRD 40r oferece desempenhos melhores do que a tecnologia tradicional.

    L3 (cabo de terra do DPS) 5 cm

    L2 (ligao interna) 0 cm

    L1 (cabo L mais longo) 12 cm

    1

    2

    3

    L1 + L2 + L3 < 50 cm

  • 13

    ENTRADA SADA

    ENTRADA SADA

    iPRI

    iPRI

    Sensor eletrnico

    Cabo blindado

    DPS em srieControlador lgico programvel

    SADAENTRADA

    1

    2

    3

    DPS iPRI de 4 canais protegendo as entradas de um controlador:

    Princpio de cabeamento de um DPS para uso em srie.

    4 sensores binrios com polaridade comum so protegidos por um DPS iPRI de 4 canais.

    2 sensores analgicos ou linhas de dados sem polaridade comum so protegidos por um DPS iPRI de 4 canais.

    iPRI 4 canais (ref. A9L16339)

    Instale o DPS no painel de controle, prximo do bloco de terminais do sensor.

    Dica do especialista

    Circuitos de tenso muito baixa

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    Guia de escolha

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    Para selecionar: O DPS de acordo com a tenso do circuito

    Contatores e supressores para atenuao de surtos de chaveamentoContatores para bancos de capacitores

    Os capacitores so chaveados em 2 fases:

    Fase 1: contatos auxiliares fechados, os resistores de atenuao (cabos brancos resistivos) limitam a corrente de chamada.

    Fase 2: menos de 1 segundo depois, os contatos principais so fechados, encurtando os resistores de atenuao. A corrente total fl ui.

    Mdulos supressores para bobinas de contator

    A bobina do contator gera transientes durante o chaveamento. Eles podem ser absorvidos por um mdulo supressor ligado em paralelo.

    Vrios tipos de supressores (RC, varistores, diodos volantes) para escolher de acordo com a tenso CA ou CC e aumento aceitvel do tempo de abertura do contator.

    Gama LC1D.K: contatores de 3 polos para chaveamento de capacitores

    Classe I + II (+ desconector) Classe II Classe IIIAlto risco. Para uma nica mquina em um abrigo isolado e exposto (bomba, turbina elica...).

    Icc mx.: 10 kA

    Risco normal, para proteo da mquina.

    Icc mx.: 10 kA

    Para proteo complementar da mquina quando uma proteo global Classe I ou II j fornecida pela distribuio eltrica.

    Icc mx.: 10 kA

    C120N - 80 A iPRF1 12.5r iQuick PRD 20r Derivao de proteo contra surtos comum

    iQuick PRD 8r Derivao de proteo contra surtos comum

    1P+N (ref. A9L16632)3P (ref. A9L16633)3P+N (ref. A9L16634)

    1P+N (ref. A9L16295)3P (ref. A9L16296)3P+N (ref. A9L16297)

    Canalis KN (ref. KNBQPRD)Canalis KS (ref. KSBQPRD)

    1P+N (ref. A9L16298)3P (ref. A9L16299)3P+N (ref. A9l16300)

    Canalis KN (ref. KNBQPF)Canalis KS (ref. KSBQPF)

    Alimentao CA

    Tenso muito baixa CA/CC

    Gama de DPS para cabos de alimentao, de sensores ou de dados que passam junto a condutores de alta tenso ou ao ar livre.

    Gama de DPS para linha de telecomunicao analgica, compatvel com ADSL.

    Tenso mxima permanente: 53 VCC 37 VCACorrente de linha mxima: 300 mA

    Tenso mxima permanente:180 VCC 130 VCA

    iPRI iPRC4 canais (ref. A9L16339) 1 canais (ref. A9L16337)

    Alta tenso CC

    DPS CC para gerador fotovoltaico

    Tenso mxima permanente:600 VCC para 16434 1000 VCC para 16436.PRD40r 600CC PRD40r 1000CC

    (ref. 16434) (ref. 16436)

    LA4D.., LAD4 mdulos supressores para contatores TeSys D

  • CPTG002_BR_03-2015

    2

    012

    - S

    chne

    ider

    Ele

    ctric

    - A

    ll rig

    hts

    rese

    rved

    .

    Make the most of your energywww.schneider-electric.com.br

    Links teisEntendendo os princpios de proteo, projetando sistemas de proteo

    http://www.electrical-installation.org/wiki/Protection_against_voltage_surges_in_LV

    Escolhendo o DPS adequado

    http://www.schneider-electric.com.br

    Documentos teisProjetando uma rede de distribuio de acordo com as normas IEC

    Schneider Electric Brasil LtdaAv. das Naes Unidas, 18.60504753-100 - Santo Amaro - So Paulo - SP Tel.: 0800 7289 110www.schneider-electric.com.br

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