EMC e Segurança para Instalações: Parte 2

Aug 19, 2023

Nota do Editor: Neste artigo, as palavras "ground", "grounded" ou "grounding" são usadas de forma intercambiável com "earth", "earthed" ou "earthing".

A primeira parte deste artigo apresentou os primeiros sistemas de ligação equipotencial/aterramento de proteção, que tinham apenas requisitos para segurança humana. Ele mostrou como - à medida que a eletrônica se tornou mais comum e mais interconectada e os acionamentos de motores de velocidade variável aumentaram em potência - essas estruturas iniciais se desenvolveram em redes de ligação (BNs) para proteger a eletrônica de danos devido a falhas de isolamento e surtos de raios. A criação de BNs em todo o site é cara, portanto, naqueles primeiros dias, era comum fornecer apenas BNs para as partes de um site onde o equipamento eletrônico foi instalado. Isso levou ao desenvolvimento da rede de ligação isolada (IBN), que é onde esta Parte 2 começa.

Redes de ligação isolada (IBNs)

Um IBN é um BN isolado do restante do sistema de ligação equipotencial de proteção, exceto em um único ponto de conexão (SPC) (consulte a Figura 1).

Figura 1: Um esboço de duas redes de ligação isolada (IBNs)

A ideia do IBN é que quando ocorrem correntes de falha ou descargas atmosféricas no restante do prédio (ou veículo), seu isolamento impede que essas correntes fluam pela bela baixa impedância criada dentro do IBN, ajudando a proteger os equipamentos nele contidos.

A orientação usual é que - com todas as suas fontes de alimentação isoladas no(s) gabinete(s) de distribuição do IBN e quaisquer fontes de alimentação ininterrupta (UPSs) desligadas e, em seguida, seu SPC temporariamente desconectado - um IBN deve ser capaz de suportar uma tensão de pelo menos 10kVDC em relação ao restante do sistema de ligação equipotencial de proteção do edifício por pelo menos um minuto, sem qualquer corrente fluindo em "caminhos furtivos", incluindo descargas corona, arcos ou faíscas, uma vez que as capacitâncias parasitas do IBN tenham sido carregadas.

(Não é necessário dizer que, se um IBN for construído onde possivelmente haja uma atmosfera potencialmente inflamável ou explosiva, seu isolamento nunca deve ser testado com altas tensões, conforme descrito acima! Além disso, lembre-se sempre de reconectar os SPCs após testes bem-sucedidos de resistência à tensão, e não reconecte as fontes de alimentação principais a nenhum equipamento dentro de um IBN até que seu SPC tenha sido devidamente reconectado.)

Nunca confie em simplesmente desligar os itens do equipamento dentro de um IBN individualmente antes de testar seu isolamento conforme brevemente descrito acima. Isso ocorre porque todos os itens de equipamentos eletrônicos são equipados com filtros EMI/RFI que "vazam" miliamperes de correntes parasitas no condutor de aterramento de proteção em seus condutores principais, e não são necessários muitos desses itens para que essas correntes de fuga se tornem letais níveis. Os filtros EMI em inversores de velocidade variável (VSDs) de alta potência e outros conversores de energia de comutação podem vazar individualmente centenas de mA, até mesmo Amps, em seu aterramento de proteção.

Esses filtros geralmente são colocados antes da chave liga/desliga da rede elétrica, portanto, permanecem energizados e com fuga de corrente quando o equipamento aparentemente foi desligado por meio de seus próprios controles. É por isso que, antes de testar o isolamento de tensão de um IBN, todas as suas principais fontes de alimentação (pode haver mais de uma) devem ser isoladas no(s) gabinete(s) de distribuição de energia do IBN e quaisquer fontes de alimentação ininterrupta (UPSs) dentro do IBN desligado.1

Antigamente, cada prédio comercial ou industrial tinha um gerente elétrico dedicado, um engenheiro eletricista qualificado que assegurava que ninguém comprometesse seu sistema de ligação equipotencial de proteção ou fizesse qualquer outra coisa que pudesse causar incêndios, choques, falta de confiabilidade, etc., e também supervisionava qualquer/todas as atualizações e modificações. Esses profissionais experientes mantinham os desenhos elétricos e os conheciam como a palma da mão.

Mas hoje em dia é muito mais comum não contratar um gerente elétrico. Em vez disso, subcontratados devidamente qualificados são contratados quando atualizações e modificações são feitas ou para inspeções anuais. Claro, eles podem não estar familiarizados com a instalação elétrica de um determinado edifício ou sua história. E, se minha experiência servir de guia, os proprietários ou operadores do prédio podem não ter assegurado que seus desenhos elétricos foram mantidos atualizados e podem nem saber onde estão ou qual subcontratado os teve por último!