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7242019 Ed 118 Fasciculo Cap XI Equipamentos Para Subestacoes de TampD
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Apoio
Equipamentosparasubestaccedilotildeesde
TampD
Por Sergio Feitoza Costa
Capiacutetulo XI
Caacutelculo da elevaccedilatildeo de temperatura em
invoacutelucros pela IEC 60890
Nesta seacuterie de artigos satildeo apresentados
conceitos de engenharia para o projeto
e especificaccedilatildeo de equipamentos de
subestaccedilotildees de transmissatildeo e distribuiccedilatildeo
O primeiro asciacuteculo cobriu aspectos dos
estudos do sistema eleacutetrico que servem de
base para as especificaccedilotildees teacutecnicas dos
equipamentos O segundo cobriu conceitos
sobre curtos-circuitos ampacidades
sobrecargas e contatos eleacutetricos O terceiro
asciacuteculo abordou o tema ldquoTeacutecnicas de
ensaios de alta potecircncia laboratoacuterios de
ensaios e principais ensaiosrdquo No quarto
asciacuteculo cobriu-se o tema ldquoEstudos
eleacutetricos de sobretensotildees coordenaccedilatildeo de
isolamento e impactos de campos eleacutetricos
e magneacuteticosrdquo No quinto asciacuteculo o tema
abordado oi a recente brochura CIGREacute 602
sobre simulaccedilatildeo de arcos O tema do sexto
asciacuteculo oram as especificaccedilotildees teacutecnicas
de disjuntores secionadores paineacuteis epara raios eitas por concessionarias de
energia O seacutetimo descreveu distancias de
seguranccedila e sistemas de proteccedilatildeo contra
incecircndios em subestaccedilotildees O oitavo oi
sobre a utura IEC62271-307 O nono oi
sobre teacutecnicas para reormar equipamentos
de subestaccedilotildees e adiar investimentos O
deacutecimo abordou novas tecnologias para o
setor eleacutetrico Este 11ordm trataraacute do caacutelculo
da elevaccedilatildeo de temperatura em invoacutelucros
pela IEC 60890
I983150983156983154983151983140983157983271983267983151
No projeto de produtos eleacutetricos os
requisitos principais a atender satildeo (a) as
temperaturas que natildeo podem ser excedidas
em uso normal (b) a capacidade de suportar
as orccedilas eletrodinacircmicas de curto-circuito
que podem danificar barramentos e
isoladores (c) suportar a sobrepressatildeo dos
arcos internos (d) as solicitaccedilotildees dieleacutetricasagraves sobretensotildees de impulso ou a tensatildeo
de requecircncia nominal (e) as solicitaccedilotildees
mecacircnicas causadas por operaccedilotildees
repetitivas e () a capacidade de evitar a
penetraccedilatildeo de agua e poeiras no invoacutelucro
Como os equipamentos satildeo cada vez
menores e as correntes cada vez mais altas
eacute muito mais diiacutecil atender a alguns destes
requisitos mantendo a seguranccedila das pessoas
e instalaccedilotildees e otimizando o projeto para o uso
miacutenimo de cobre alumiacutenio suportes das barrase outros componentes Um dos principais
aspectos eacute o de elevaccedilotildees de temperatura
Conorme mostrado no asciacuteculo 2 desta
seacuterie os resultados do ensaio de elevaccedilatildeo de
temperatura satildeo influenciados pela corrente
aplicada tipo de materiais as resistecircncias de
contato a temperatura do fluido a geometria
dos condutores o volume interno liacutequido
do compartimento e a existecircncia ou natildeo de
aberturas de ventilaccedilatildeo As resistecircncias de
contato e a aacuterea e velocidade de ventilaccedilatildeo
impactam ortemente no resultado do
ensaio Se a resistecircncia e estes dados natildeo
estatildeo registrados no relatoacuterio de ensaio o
ensaio natildeo tem reprodutibilidade e isso pode
ser visto como uma alha do laboratoacuterio de
ensaios As normas IEC e suas traduccedilotildees
nas normas brasileiras natildeo tratam da relaccedilatildeo
entre os ensaios de elevaccedilatildeo o de arco interno
e o de grau de proteccedilatildeo e natildeo explicitam tudo
que deve ser registrado nos relatoacuterios de
ensaios As normas de paineacuteis de meacutedia e de
baixa tensatildeo deveriam pedir explicitamente
(mas natildeo pedem) para registrar no relatoacuterio
de ensaios os atores acima
O conteuacutedo dos relatoacuterios de ensaios
emitidos por laboratoacuterios de ensaios natildeo
pode ser visto apenas como algo teacutecnico
Mais de 80 das vezes o principal objetivo
de quem entra em longas filas de espera e
depois paga para realizar os onerosos ensaios
eacute ter um documento neutro que permita acomercializaccedilatildeo de seus produtos Por isso
espera-se que as gerecircncias de laboratoacuterios de
ensaios oficiais de terceira parte tenham a
visatildeo de que os relatoacuterios de ensaios satildeo um
instrumento comercial poderoso e devem
ser claros precisos identificar muito bem
o que oi testado e ter conclusotildees objetivas
Eacute comum encontrar nos relatoacuterios rases
dizendo que os resultados soacute se aplicam agrave
amostra testada e outras que visam eximir
o laboratoacuterio de qualquer responsabilidade
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utura pelo uso do documento
Em minha visatildeo se um laboratoacuterio tem
competecircncia teacutecnica para tal deve emitir
relatoacuterios de ensaios que identifiquem
corretamente o equipamento que oi testado
e trazer uma conclusatildeo escrita inormando
se o equipamento testado atendeu ou natildeoos requisitos da norma teacutecnica Pagar mais
barato por ensaios em laboratoacuterios que natildeo
atendem a isso eacute um erro estrateacutegico agrave luz
das novas normas IEC como a IEC 62271-
307 que mencionam explicitamente o que
deve ser registrado
No caso das elevaccedilotildees de temperatura
interpretar os resultados e comparaacute-los com
as normas para saber se o equipamento
passou ou oi reprovado natildeo eacute uma tarea
simples Eacute preciso conhecer bem asentrelinhas de normas como a IEC 62271-
1 a IEC 62271-200 e as da seacuterie IEC 61439
Muitos compradores de equipamentos de
baixa e meacutedia tensotildees satildeo exigentes em
pedir os relatoacuterios de ensaios para eetivar
as compras mas aceitam relatoacuterios que natildeo
dizem se o equipamento passou ou natildeo no
ensaio de elevaccedilatildeo de temperatura Muitas
vezes o limite maacuteximo permitido na norma
oi ultrapassado e em alguns casos o relatoacuterio
nem mesmo se aplica ao equipamento que
estaacute sendo comprado Em anos passados quando eu
coordenava o Comitecirc Teacutecnico 32 (Fuses)
da IEC ndash International Electrotechnical
Commission tive a oportunidade de
conhecer alguns documentos TR (Technical
Reports) da IEC que embora muito uteis
satildeo ainda hoje muito pouco conhecidos no
mundo A IEC publica principalmente dois
tipos de documentos as normas teacutecnicas e
os relatoacuterios teacutecnicos As normas teacutecnicas
especificam os procedimentos meacutetodos deensaios e valores limites que natildeo devem ser
ultrapassados As normas teacutecnicas raramente
descrevem os undamentos teacutecnicos e
trazem as explicaccedilotildees do porquecirc dos valores
limites e meacutetodos empregados Algumas
interpretaccedilotildees satildeo diiacuteceis de analisar ateacute
mesmo para as equipes do laboratoacuterio de
ensaios Exemplos destes satildeo a definiccedilatildeo
da maacutexima elevaccedilatildeo de temperatura que
deve ser atendida em dierentes tipos de
conexotildees e contatos no ensaio de elevaccedilatildeo
de temperatura ou mesmo o nuacutemero deaplicaccedilotildees de curto-circuito em paineacuteis
submetidos ao ensaio de arco interno
Por este motivo a IEC publica aleacutem das
normas os importantes relatoacuterio teacutecnicos
Nestes uacuteltimos que natildeo tecircm caraacuteter
normativo eacute que estatildeo os undamentos
para os valores utilizados nas normas Nos
treinamentos que aplico para abricantes
concessionaacuterias e empresas de certificaccedilatildeo
utilizo muitos destes relatoacuterios teacutecnicos
IEC No livro de minha autoria que podeser baixado livremente em httpwww
cognitorcombrBook_SE_SW_2013_POR
pd haacute vaacuterias inormaccedilotildees extraiacutedas destes
documentos TR da IEC
Alguns dos principais relatoacuterios teacutecnicos
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Equipamentosparasubestaccedilotildee
sde
TampD
IEC uacuteteis no dia a dia de quem projeta e
especifica equipamentos satildeo
bull IECTR 60890 A method o
temperature-rise verification o low-voltage
switchgear and controlgear assemblies by
calculationbull IEC TR 60943 Guidance concerning
the permissible temperature rise or parts
o electrical equipment in particular or
terminals
bull IEC 61117 Method or assessing the
short-circuit withstand strength o partially
type-tested assemblies (PTTA)1
bull IEC TR 60865-1 Short-circuit currents
ndash Calculation o effects ndash Part 1 Definitions
and calculation methods
bull IEC TR 60865-2 Short-circuit currentsndash Calculation o effects ndash Part 2 Examples o
calculation
Para o tema elevaccedilotildees de temperatura haacute
os documentos IEC TR 60943 e o TR IEC
60890 O IEC TR 60943 eacute o mais completo
documento que conheccedilo na bibliografia a
respeito de temperaturas em equipamentos
e materiais condutores e isolantes e seu
impacto na vida uacutetil aleacutem de muitos
outros aspectos Eacute um documento que um
bom projetista ou um bom engenheiro de
laboratoacuterio de ensaios deve conhecer nos
miacutenimos detalhes para desenvolver um
projeto competente ou realizar e analisar
resultados de testes
Neste artigo vamos destacar o conteuacutedo
do documento IECTR 60890 Este apresenta
um meacutetodo simples mas muito eficaz para
calcular a elevaccedilatildeo de temperatura do ar
dentro de um compartimento de painelou barramento blindado ou invoacutelucros em
geral Se um projetista deseja calcular as
elevaccedilotildees de temperatura que aconteceratildeo
nos barramentos de um painel com vaacuterias
ontes de calor internas (conexotildees das barras
disjuntores usiacuteveis e chaves) pode seguir
um meacutetodo como o descrito a seguir
Cabe ainda mencionar que haacute abricantes
que produzem invoacutelucros vazios mas natildeo
produzem o painel ou barramento completo
montado A norma NBR IEC 60208 -
Invoacutelucros vazios destinados a conjunto
de manobra e controle de baixa tensatildeo
- Requisitos gerais permite estabelecer a
capacidade de dissipaccedilatildeo de potecircncia em
invoacutelucros vazios usando os meacutetodos da IEC
60890
No que diz respeito a caacutelculoscompletos de elevaccedilatildeo de temperatura em
equipamentos a sequecircncia normalmente
adotada eacute a seguinte Em primeiro lugar
calcula-se a elevaccedilatildeo de temperatura do
ar interno considerando todos os watts
dissipados pelo meacutetodo da IEC 60890 Em
seguida calcula-se a elevaccedilatildeo de temperatura
das barras e conexotildees em relaccedilatildeo ao ar
interno por um meacutetodo de elementos
finitos Somando-se os dois valores obteacutem-se
a elevaccedilatildeo de temperatura das partes emrelaccedilatildeo ao ar externo Este eacute o meacutetodo usado
no sofware de projeto SwitchgearDesign
O 983149983273983156983151983140983151 983140983141 983139983265983148983139983157983148983151 983140983137 IEC
983094983088983096983097983088
O meacutetodo eacute utilizado para calcular a
elevaccedilatildeo de temperatura do ar no interior de
um invoacutelucro metaacutelico com ou sem aberturas
de ventilaccedilatildeo mas sem ventilaccedilatildeo orccedilada
No SwitchgearDesign oram acrescentadas
equaccedilotildees que permitiram estender as
equaccedilotildees para invoacutelucros com ventilaccedilatildeo
orccedilada e outros fluidos aleacutem do ar como o
SF6 Nas antigas normas de paineacuteis de baixa
tensatildeo IEC 60439 e na mais recente seacuterie IEC
61439 a possibilidade de substituir o ensaio
de elevaccedilatildeo de temperatura por caacutelculos eacute
baseada neste meacutetodo
A ideia central da aplicaccedilatildeo do meacutetodo
da IEC 60890 eacute que originalmente um
certo painel com tipo construtivo definido
e alguns tipos de componentes internos
oi inicialmente testado e aprovado emlaboratoacuterio Suponhamos que temos
agora um outro painel do mesmo tipo
construtivo (da mesma amiacutelia mas com
dimensotildees dierentes do testado) que usa os
mesmos tipos de componentes poreacutem em
quantidades dierentes Um exemplo eacute que
o painel originalmente testado contava com
trecircs disjuntores internos dissipando uma
certa potecircncia total enquanto o natildeo testado
tem paredes de dimensotildees dierentes e tem
cinco disjuntores ao inveacutes de trecircs Portantodissipa uma quantidade dierente de watts A
ideia eacute que se pudermos provar por calculo
que a elevaccedilatildeo de temperatura do ar interno
no equipamento natildeo testado eacute menor do
que aquela do equipamento testado os
componentes internos do equipamento
calculado seratildeo menos solicitados que os
componentes do painel testado Por isso natildeo
eacute necessaacuterio repetir os ensaios
Eacute um meacutetodo empiacuterico baseado em
resultados de ensaios obtidos em um grande
nuacutemero de dierentes tipos de invoacutelucros Os
resultados destes ensaios oram associados
aos valores das variaacuteveis principais de
caacutelculo para criar uma seacuterie de curvas que
satildeo utilizadas nos caacutelculos de cada invoacutelucro
especiacutefico
Figura 1 ndash Confguraccedilatildeo de caacutelculo
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As variaacuteveis de caacutelculo relevantes satildeo as
seguintes (ver Figura 1)
- As dimensotildees do invoacutelucro altura largura
proundidade
- O tipo de instalaccedilatildeo por exemplo no
centro de uma sala ou encostado nas paredesou encostado em paredes e outros paineacuteis
quentes
- O projeto do invoacutelucro com ou sem
aberturas de ventilaccedilatildeo
- O nuacutemero de particcedilotildees horizontais internas
(com uros) por onde o ar ascendente deveraacute
circular do undo para o topo do invoacutelucro
- A dissipaccedilatildeo eetiva de potecircncia nos
componentes internos do invoacutelucro
O meacutetodo vale para invoacutelucros em chapade accedilo chapas de alumiacutenio erro undido
material isolante e outros semelhantes Eacute
aplicaacutevel se estiverem reunidas as seguintes
condiccedilotildees
bull Haacute uma distribuiccedilatildeo aproximadamente
uniorme da dissipaccedilatildeo de potecircncia no
interior do invoacutelucro Esta situaccedilatildeo na vida
real eacute rara mas o meacutetodo ornece bons
resultados a despeito disso
bull As particcedilotildees agem de tal maneira que a
circulaccedilatildeo do ar eacute pouco impedida
bull O equipamento instalado eacute projetado para
corrente alternada ateacute 60 Hz ou contiacutenua de
valores natildeo superiores a 3150 A
bull Os condutores eleacutetricos e peccedilas estruturais
satildeo dispostos de tal modo que as perdas por
correntes de Foucault satildeo insignificantes
Na realidade para correntes acima de 3000
A os eeitos podem ser mais pronunciados
caso sejam utilizados por exemplo emespaccediladores de barramentos materiais como
o accedilo carbono
bull Para invoacutelucros com aberturas de
ventilaccedilatildeo a seccedilatildeo transversal das aberturas
de saiacuteda do ar (topo) eacute de pelo menos 11
vezes a seccedilatildeo transversal das aberturas de
entrada de ar (parte de baixo)
bull Natildeo haacute mais de trecircs particcedilotildees horizontais
na coluna ou seccedilatildeo sob anaacutelise
bull Se o invoacutelucro tem aberturas de ventilaccedilatildeo
a aacuterea de passagem de ar em cada particcedilatildeo
Figura 2 ndash Sequecircncia de caacutelculo da elevaccedilatildeo de temperatura a 50 e 100 da altura do invoacutelucro
Figura 3 ndash Dados de entrada e resultados do meacutetodo
horizontal deve ser no miacutenimo 50 da seccedilatildeo
reta transversal da coluna
O meacutetodo visa determinar a elevaccedilatildeo
de temperatura do ar ao longo da altura da
coluna do involucro com base na elevaccedilatildeo
de temperatura a 50 da altura e em 100
da altura (proacuteximo ao teto) Eacute utilizada aequaccedilatildeo principal mostrada na Figura 2
Os atores K D e P x que multiplicados
orneceratildeo a elevaccedilatildeo de temperatura do
ar interno devido aos watts produzidos
satildeo obtidos a partir dos dados de entrada
mostrados na Figura 3 Entre estes se
destaca o tipo de instalaccedilatildeo mostrado na
parte superior direita da figura Este tipo
depende da localizaccedilatildeo do painel dentro
da sala Por exemplo um painel instalado
sozinho no centro da sala (curva 1) se
aqueceraacute menos que um outro igual poreacutem
instalado encostado nas paredes e tendocomo vizinhos dois outros paineacuteis aquecidos
(curva 4)
O ator B usado para calcular a aacuterea do
involucro eetivamente exposta para eeitos
de dissipaccedilatildeo de calor eacute obtido a partir dos
dados da Figura 4 Note-se que este ator
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Figura 5 ndash Fator K para Aegt 125 m2
Figura 4 ndash Fator b de caacutelculo da aacuterea exposta
Tipo de Instalaccedilatildeo
Face do teto exposta
Superiacutecie do teto coberta
Faces expostas rente traseira lados
Faces laterais cobertas
Faces laterais de invoacutelucro central
Superiacutecie do chatildeo
Fator de superfiacutecie B
14
07
09
05
05
desconsiderada
eacute multiplicado pela aacuterea de cada parede
especiacutefica
A soma das aacutereas de cada parede resulta
na aacuterea eetiva Ae que seraacute utilizada como
dado de entrada em algumas das demais
figuras deste asciacuteculo
O Fator K que aparece na oacutermula eacutecalculado em unccedilatildeo dos valores da aacuterea Ae e
da aacuterea de entrada de ar conorme mostrado
na Figura 5
A determinaccedilatildeo da temperatura no topo
do involucro eacute eita utilizando-se um ator de
distribuiccedilatildeo C como nas Figuras 6 e 7 Este
ator depende de haver ou natildeo aberturas de
ventilaccedilatildeo
O ator D que aparece na ormula eacute
obtido atraveacutes dos dados da Tabela 1 em
unccedilatildeo do nuacutemero de particcedilotildees horizontaisComo eacute de se esperar quanto maior o
nuacutemero de particcedilotildees mais diiacutecil eacute para o
ar circular e portanto maior eacute o valor de
D e consequentemente da elevaccedilatildeo de
temperatura
Os valores de P e x que aparecem na
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Figura 6 ndash Fator C para distribuiccedilatildeo da elevaccedilatildeo ao longo da altura sem aberturas de ventilaccedilatildeo
Figura 7 ndash Fator C para distribuiccedilatildeo da elevaccedilatildeo ao longo da altura com Ae gt 125 m2 e aberturas
de ventilaccedilatildeo
ormula geral da Figura 2 satildeo a potecircncia
dissipada total que haacute dentro do invoacutelucro
e o ator empiacuterico X mostrado na coluna
da direita da Figura 2 O valor da potecircnciadissipada deve ser avaliado considerando
todas as cargas teacutermicas no interior
do invoacutelucro tais como resistores de
aquecimento disjuntores e chaves perdas
nos barramentos watts gerados por induccedilatildeo
e magneacutetica etc
C983151983149983141983150983156983265983154983145983151983155 983142983145983150983137983145983155
Na primeira vez que examinei e tentei
utilizar o meacutetodo da IEC 60890 haacute alguns
anos imaginei que por sua simplicidade soacute
Sem aberturas de ventilaccedilatildeo
A e gt 125 m2
Com aberturas de ventilaccedilatildeo
A e gt 125 m2
Particcedilotildees = 1
100
103
Particcedilotildees = 2
105
105
Particcedilotildees = 3
115
110
Particcedilotildees = 4
130
115
T ABELA 1 - F ATOR D
pudesse ser aplicado em situaccedilotildees muito
proacuteximas das descritas nas ldquocondiccedilotildees de
validaderdquo Entretanto agrave medida que ui
utilizando-o em vaacuterios e vaacuterios projetos
executados para abricantes de paineacuteis e
barramentos blindados percebi como os
resultados calculados se aproximam muitodos valores medidos em ensaios em quase
todas as situaccedilotildees
Embora este meacutetodo empiacuterico seja
simples pela acilidade de uso atraacutes dele haacute
a contribuiccedilatildeo dos principais abricantes
mundiais de paineacuteis de baixa tensatildeo Satildeo
eles que atuam nos grupos de trabalho da
IEC que prepararam este documento Tenho
atuado ao longo dos anos em alguns grupos
de tralho da IEC como o que atualmente
estaacute preparando a nova IEC 62271-307 Asdiscussotildees teacutecnicas satildeo muito ricas
A utilizaccedilatildeo deste meacutetodo de caacutelculo das
temperaturas do fluido viabilizou no sofware
SwitchgearDesign substituir caacutelculos pesados
de dinacircmica computacional dos fluidos
(CFD) por algumas poucas e simples linhas
de coacutedigo computacional Isto pode ser
percebido nos casos validados detalhados
no link mostrado mais acima neste texto Os
sofwares CFD satildeo poderosos porem muito
mais diiacuteceis de comprar utilizar e modelar
Aleacutem disso necessitam de um treinamento
do projetista muito mais longo E aiacute chega
o problema pois a grande maioria dos
abricantes brasileiros simplesmente parou
de investir em treinamento e capacitaccedilatildeo de
pessoal nos uacuteltimos anos Terceirizaram as
atividades de desenvolvimentos de engenharia
e este eacute um erro estrateacutegico Eacute exatamente o
contraacuterio do que azem os asiaacuteticos e alguns
outros paiacuteses inclusive na Ameacuterica do Sulcomo a Colocircmbia e o Chile
Vejo muitos brasileiros comentando
de modo depreciativo que os chineses
conseguem produzir e vender muito porque
sua matildeo de obra eacute muito barata Este eacute um
erro grosseiro de avaliaccedilatildeo Foi assim no
passado mas os chineses e outros asiaacuteticos
passaram a investir bastante em capacitaccedilatildeo e
hoje abricam em seus paiacuteses quase todos os
produtos que se possa imaginar A tiacutetulo de
exemplo se uma empresa quisesse comprar
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Duacutevidas sugestotildees e comentaacuterios podem ser
encaminhados para
redacaoatitudeeditorialcombr
Sergio Feitoza Costa eacute engenheiroeletricista com mestrado em sistemas
de potecircncia Eacute diretor da CognitorConsultoria PampD e Treinamento
sergiofeitozacognitorcombrwwwcognitorcombr
equipamentos para montar um grande
laboratoacuterio de ensaios de alta tensatildeo ou de
alta potecircncia poderia comprar todos os itens
na China Entretanto aqui no Brasil natildeo se
poderia comprar nenhum dos equipamentos
pois nenhum abricante os desenvolveu
Poderiacuteamos ateacute preerir comprar de umabricante mais tradicional na Europa ou
Ameacuterica do Norte poreacutem o ato eacute que seria
possiacutevel comprar qualquer um deles na China
Se extrapolarmos este raciociacutenio para trens
modernos barcas de transporte de massa
navios e outros itens veremos como no Brasil
pensamos curto e estamos desatualizados Na
questatildeo dos desenvolvimentos tecnoloacutegicos
estamos perdendo de mais de 7 a 1 nos
uacuteltimos 15 anos
Repetindo parte do que escrevi noasciacuteculo anterior (novas tecnologias)
passamos por um momento em que as
induacutestrias do setor eleacutetrico brasileiro estatildeo
perdendo em competitividade A culpa natildeo eacute
soacute dos procedimentos impostos e burocracia
excessivos que emperram a induacutestria eleacutetrica
e satildeo mantidos por governos e instituiccedilotildees
que pensam apenas em se manter no poder
e natildeo tecircm nenhuma visatildeo ou interesse no
que aconteceraacute com o Paiacutes no meacutedio ou
longo prazos A culpa tambeacutem eacute nossa por
assistirmos a tudo passivamente
A maior parte de nossa induacutestriaeleacutetrica que avanccedilava muito bem nas
deacutecadas de 1980 e 1990 parece que perdeu
o oco Com exceccedilatildeo de uma ou duas regiotildees
do Brasil onde se percebe que haacute iniciativas
de planejamento e de motivaccedilatildeo do setor
industrial paramos no tempo
Para os meacutedios e pequenos abricantes
da induacutestria eleacutetrica que me procuram para
aconselhamentos costumo sugerir algumas
accedilotildees como
bull Focar em produzir e vender 60 para o
mercado externo e 40 no mercado interno
brasileiro
bull Competir no mercado externo eacute mais
diiacutecil no primeiro momento mas muito
compensador depois Quem compete
bem laacute ora com muito mais acilidade
poderaacute vender aqui quando a situaccedilatildeo
brasileira melhorar Portanto recomeccedilar
a criar uma cultura de capacitar o pessoal
teacutecnico e manter equipes competentes para
enrentar novos desafios Um bom comeccedilo
eacute ter na equipe teacutecnica pelo menos dois bonsprojetistas com visatildeo aberta para inovaccedilotildees
bull Ter um plano de metas em novas
tecnologias com as prioridades definidas
Manter em curso a cada ano pelo menos
trecircs projetos de novos produtosrdquo Esta eacute a
maneira de criar uma cultura de inovaccedilatildeo na
empresa e manter a chama acesa
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utura pelo uso do documento
Em minha visatildeo se um laboratoacuterio tem
competecircncia teacutecnica para tal deve emitir
relatoacuterios de ensaios que identifiquem
corretamente o equipamento que oi testado
e trazer uma conclusatildeo escrita inormando
se o equipamento testado atendeu ou natildeoos requisitos da norma teacutecnica Pagar mais
barato por ensaios em laboratoacuterios que natildeo
atendem a isso eacute um erro estrateacutegico agrave luz
das novas normas IEC como a IEC 62271-
307 que mencionam explicitamente o que
deve ser registrado
No caso das elevaccedilotildees de temperatura
interpretar os resultados e comparaacute-los com
as normas para saber se o equipamento
passou ou oi reprovado natildeo eacute uma tarea
simples Eacute preciso conhecer bem asentrelinhas de normas como a IEC 62271-
1 a IEC 62271-200 e as da seacuterie IEC 61439
Muitos compradores de equipamentos de
baixa e meacutedia tensotildees satildeo exigentes em
pedir os relatoacuterios de ensaios para eetivar
as compras mas aceitam relatoacuterios que natildeo
dizem se o equipamento passou ou natildeo no
ensaio de elevaccedilatildeo de temperatura Muitas
vezes o limite maacuteximo permitido na norma
oi ultrapassado e em alguns casos o relatoacuterio
nem mesmo se aplica ao equipamento que
estaacute sendo comprado Em anos passados quando eu
coordenava o Comitecirc Teacutecnico 32 (Fuses)
da IEC ndash International Electrotechnical
Commission tive a oportunidade de
conhecer alguns documentos TR (Technical
Reports) da IEC que embora muito uteis
satildeo ainda hoje muito pouco conhecidos no
mundo A IEC publica principalmente dois
tipos de documentos as normas teacutecnicas e
os relatoacuterios teacutecnicos As normas teacutecnicas
especificam os procedimentos meacutetodos deensaios e valores limites que natildeo devem ser
ultrapassados As normas teacutecnicas raramente
descrevem os undamentos teacutecnicos e
trazem as explicaccedilotildees do porquecirc dos valores
limites e meacutetodos empregados Algumas
interpretaccedilotildees satildeo diiacuteceis de analisar ateacute
mesmo para as equipes do laboratoacuterio de
ensaios Exemplos destes satildeo a definiccedilatildeo
da maacutexima elevaccedilatildeo de temperatura que
deve ser atendida em dierentes tipos de
conexotildees e contatos no ensaio de elevaccedilatildeo
de temperatura ou mesmo o nuacutemero deaplicaccedilotildees de curto-circuito em paineacuteis
submetidos ao ensaio de arco interno
Por este motivo a IEC publica aleacutem das
normas os importantes relatoacuterio teacutecnicos
Nestes uacuteltimos que natildeo tecircm caraacuteter
normativo eacute que estatildeo os undamentos
para os valores utilizados nas normas Nos
treinamentos que aplico para abricantes
concessionaacuterias e empresas de certificaccedilatildeo
utilizo muitos destes relatoacuterios teacutecnicos
IEC No livro de minha autoria que podeser baixado livremente em httpwww
cognitorcombrBook_SE_SW_2013_POR
pd haacute vaacuterias inormaccedilotildees extraiacutedas destes
documentos TR da IEC
Alguns dos principais relatoacuterios teacutecnicos
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Equipamentosparasubestaccedilotildee
sde
TampD
IEC uacuteteis no dia a dia de quem projeta e
especifica equipamentos satildeo
bull IECTR 60890 A method o
temperature-rise verification o low-voltage
switchgear and controlgear assemblies by
calculationbull IEC TR 60943 Guidance concerning
the permissible temperature rise or parts
o electrical equipment in particular or
terminals
bull IEC 61117 Method or assessing the
short-circuit withstand strength o partially
type-tested assemblies (PTTA)1
bull IEC TR 60865-1 Short-circuit currents
ndash Calculation o effects ndash Part 1 Definitions
and calculation methods
bull IEC TR 60865-2 Short-circuit currentsndash Calculation o effects ndash Part 2 Examples o
calculation
Para o tema elevaccedilotildees de temperatura haacute
os documentos IEC TR 60943 e o TR IEC
60890 O IEC TR 60943 eacute o mais completo
documento que conheccedilo na bibliografia a
respeito de temperaturas em equipamentos
e materiais condutores e isolantes e seu
impacto na vida uacutetil aleacutem de muitos
outros aspectos Eacute um documento que um
bom projetista ou um bom engenheiro de
laboratoacuterio de ensaios deve conhecer nos
miacutenimos detalhes para desenvolver um
projeto competente ou realizar e analisar
resultados de testes
Neste artigo vamos destacar o conteuacutedo
do documento IECTR 60890 Este apresenta
um meacutetodo simples mas muito eficaz para
calcular a elevaccedilatildeo de temperatura do ar
dentro de um compartimento de painelou barramento blindado ou invoacutelucros em
geral Se um projetista deseja calcular as
elevaccedilotildees de temperatura que aconteceratildeo
nos barramentos de um painel com vaacuterias
ontes de calor internas (conexotildees das barras
disjuntores usiacuteveis e chaves) pode seguir
um meacutetodo como o descrito a seguir
Cabe ainda mencionar que haacute abricantes
que produzem invoacutelucros vazios mas natildeo
produzem o painel ou barramento completo
montado A norma NBR IEC 60208 -
Invoacutelucros vazios destinados a conjunto
de manobra e controle de baixa tensatildeo
- Requisitos gerais permite estabelecer a
capacidade de dissipaccedilatildeo de potecircncia em
invoacutelucros vazios usando os meacutetodos da IEC
60890
No que diz respeito a caacutelculoscompletos de elevaccedilatildeo de temperatura em
equipamentos a sequecircncia normalmente
adotada eacute a seguinte Em primeiro lugar
calcula-se a elevaccedilatildeo de temperatura do
ar interno considerando todos os watts
dissipados pelo meacutetodo da IEC 60890 Em
seguida calcula-se a elevaccedilatildeo de temperatura
das barras e conexotildees em relaccedilatildeo ao ar
interno por um meacutetodo de elementos
finitos Somando-se os dois valores obteacutem-se
a elevaccedilatildeo de temperatura das partes emrelaccedilatildeo ao ar externo Este eacute o meacutetodo usado
no sofware de projeto SwitchgearDesign
O 983149983273983156983151983140983151 983140983141 983139983265983148983139983157983148983151 983140983137 IEC
983094983088983096983097983088
O meacutetodo eacute utilizado para calcular a
elevaccedilatildeo de temperatura do ar no interior de
um invoacutelucro metaacutelico com ou sem aberturas
de ventilaccedilatildeo mas sem ventilaccedilatildeo orccedilada
No SwitchgearDesign oram acrescentadas
equaccedilotildees que permitiram estender as
equaccedilotildees para invoacutelucros com ventilaccedilatildeo
orccedilada e outros fluidos aleacutem do ar como o
SF6 Nas antigas normas de paineacuteis de baixa
tensatildeo IEC 60439 e na mais recente seacuterie IEC
61439 a possibilidade de substituir o ensaio
de elevaccedilatildeo de temperatura por caacutelculos eacute
baseada neste meacutetodo
A ideia central da aplicaccedilatildeo do meacutetodo
da IEC 60890 eacute que originalmente um
certo painel com tipo construtivo definido
e alguns tipos de componentes internos
oi inicialmente testado e aprovado emlaboratoacuterio Suponhamos que temos
agora um outro painel do mesmo tipo
construtivo (da mesma amiacutelia mas com
dimensotildees dierentes do testado) que usa os
mesmos tipos de componentes poreacutem em
quantidades dierentes Um exemplo eacute que
o painel originalmente testado contava com
trecircs disjuntores internos dissipando uma
certa potecircncia total enquanto o natildeo testado
tem paredes de dimensotildees dierentes e tem
cinco disjuntores ao inveacutes de trecircs Portantodissipa uma quantidade dierente de watts A
ideia eacute que se pudermos provar por calculo
que a elevaccedilatildeo de temperatura do ar interno
no equipamento natildeo testado eacute menor do
que aquela do equipamento testado os
componentes internos do equipamento
calculado seratildeo menos solicitados que os
componentes do painel testado Por isso natildeo
eacute necessaacuterio repetir os ensaios
Eacute um meacutetodo empiacuterico baseado em
resultados de ensaios obtidos em um grande
nuacutemero de dierentes tipos de invoacutelucros Os
resultados destes ensaios oram associados
aos valores das variaacuteveis principais de
caacutelculo para criar uma seacuterie de curvas que
satildeo utilizadas nos caacutelculos de cada invoacutelucro
especiacutefico
Figura 1 ndash Confguraccedilatildeo de caacutelculo
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As variaacuteveis de caacutelculo relevantes satildeo as
seguintes (ver Figura 1)
- As dimensotildees do invoacutelucro altura largura
proundidade
- O tipo de instalaccedilatildeo por exemplo no
centro de uma sala ou encostado nas paredesou encostado em paredes e outros paineacuteis
quentes
- O projeto do invoacutelucro com ou sem
aberturas de ventilaccedilatildeo
- O nuacutemero de particcedilotildees horizontais internas
(com uros) por onde o ar ascendente deveraacute
circular do undo para o topo do invoacutelucro
- A dissipaccedilatildeo eetiva de potecircncia nos
componentes internos do invoacutelucro
O meacutetodo vale para invoacutelucros em chapade accedilo chapas de alumiacutenio erro undido
material isolante e outros semelhantes Eacute
aplicaacutevel se estiverem reunidas as seguintes
condiccedilotildees
bull Haacute uma distribuiccedilatildeo aproximadamente
uniorme da dissipaccedilatildeo de potecircncia no
interior do invoacutelucro Esta situaccedilatildeo na vida
real eacute rara mas o meacutetodo ornece bons
resultados a despeito disso
bull As particcedilotildees agem de tal maneira que a
circulaccedilatildeo do ar eacute pouco impedida
bull O equipamento instalado eacute projetado para
corrente alternada ateacute 60 Hz ou contiacutenua de
valores natildeo superiores a 3150 A
bull Os condutores eleacutetricos e peccedilas estruturais
satildeo dispostos de tal modo que as perdas por
correntes de Foucault satildeo insignificantes
Na realidade para correntes acima de 3000
A os eeitos podem ser mais pronunciados
caso sejam utilizados por exemplo emespaccediladores de barramentos materiais como
o accedilo carbono
bull Para invoacutelucros com aberturas de
ventilaccedilatildeo a seccedilatildeo transversal das aberturas
de saiacuteda do ar (topo) eacute de pelo menos 11
vezes a seccedilatildeo transversal das aberturas de
entrada de ar (parte de baixo)
bull Natildeo haacute mais de trecircs particcedilotildees horizontais
na coluna ou seccedilatildeo sob anaacutelise
bull Se o invoacutelucro tem aberturas de ventilaccedilatildeo
a aacuterea de passagem de ar em cada particcedilatildeo
Figura 2 ndash Sequecircncia de caacutelculo da elevaccedilatildeo de temperatura a 50 e 100 da altura do invoacutelucro
Figura 3 ndash Dados de entrada e resultados do meacutetodo
horizontal deve ser no miacutenimo 50 da seccedilatildeo
reta transversal da coluna
O meacutetodo visa determinar a elevaccedilatildeo
de temperatura do ar ao longo da altura da
coluna do involucro com base na elevaccedilatildeo
de temperatura a 50 da altura e em 100
da altura (proacuteximo ao teto) Eacute utilizada aequaccedilatildeo principal mostrada na Figura 2
Os atores K D e P x que multiplicados
orneceratildeo a elevaccedilatildeo de temperatura do
ar interno devido aos watts produzidos
satildeo obtidos a partir dos dados de entrada
mostrados na Figura 3 Entre estes se
destaca o tipo de instalaccedilatildeo mostrado na
parte superior direita da figura Este tipo
depende da localizaccedilatildeo do painel dentro
da sala Por exemplo um painel instalado
sozinho no centro da sala (curva 1) se
aqueceraacute menos que um outro igual poreacutem
instalado encostado nas paredes e tendocomo vizinhos dois outros paineacuteis aquecidos
(curva 4)
O ator B usado para calcular a aacuterea do
involucro eetivamente exposta para eeitos
de dissipaccedilatildeo de calor eacute obtido a partir dos
dados da Figura 4 Note-se que este ator
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Figura 5 ndash Fator K para Aegt 125 m2
Figura 4 ndash Fator b de caacutelculo da aacuterea exposta
Tipo de Instalaccedilatildeo
Face do teto exposta
Superiacutecie do teto coberta
Faces expostas rente traseira lados
Faces laterais cobertas
Faces laterais de invoacutelucro central
Superiacutecie do chatildeo
Fator de superfiacutecie B
14
07
09
05
05
desconsiderada
eacute multiplicado pela aacuterea de cada parede
especiacutefica
A soma das aacutereas de cada parede resulta
na aacuterea eetiva Ae que seraacute utilizada como
dado de entrada em algumas das demais
figuras deste asciacuteculo
O Fator K que aparece na oacutermula eacutecalculado em unccedilatildeo dos valores da aacuterea Ae e
da aacuterea de entrada de ar conorme mostrado
na Figura 5
A determinaccedilatildeo da temperatura no topo
do involucro eacute eita utilizando-se um ator de
distribuiccedilatildeo C como nas Figuras 6 e 7 Este
ator depende de haver ou natildeo aberturas de
ventilaccedilatildeo
O ator D que aparece na ormula eacute
obtido atraveacutes dos dados da Tabela 1 em
unccedilatildeo do nuacutemero de particcedilotildees horizontaisComo eacute de se esperar quanto maior o
nuacutemero de particcedilotildees mais diiacutecil eacute para o
ar circular e portanto maior eacute o valor de
D e consequentemente da elevaccedilatildeo de
temperatura
Os valores de P e x que aparecem na
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Figura 6 ndash Fator C para distribuiccedilatildeo da elevaccedilatildeo ao longo da altura sem aberturas de ventilaccedilatildeo
Figura 7 ndash Fator C para distribuiccedilatildeo da elevaccedilatildeo ao longo da altura com Ae gt 125 m2 e aberturas
de ventilaccedilatildeo
ormula geral da Figura 2 satildeo a potecircncia
dissipada total que haacute dentro do invoacutelucro
e o ator empiacuterico X mostrado na coluna
da direita da Figura 2 O valor da potecircnciadissipada deve ser avaliado considerando
todas as cargas teacutermicas no interior
do invoacutelucro tais como resistores de
aquecimento disjuntores e chaves perdas
nos barramentos watts gerados por induccedilatildeo
e magneacutetica etc
C983151983149983141983150983156983265983154983145983151983155 983142983145983150983137983145983155
Na primeira vez que examinei e tentei
utilizar o meacutetodo da IEC 60890 haacute alguns
anos imaginei que por sua simplicidade soacute
Sem aberturas de ventilaccedilatildeo
A e gt 125 m2
Com aberturas de ventilaccedilatildeo
A e gt 125 m2
Particcedilotildees = 1
100
103
Particcedilotildees = 2
105
105
Particcedilotildees = 3
115
110
Particcedilotildees = 4
130
115
T ABELA 1 - F ATOR D
pudesse ser aplicado em situaccedilotildees muito
proacuteximas das descritas nas ldquocondiccedilotildees de
validaderdquo Entretanto agrave medida que ui
utilizando-o em vaacuterios e vaacuterios projetos
executados para abricantes de paineacuteis e
barramentos blindados percebi como os
resultados calculados se aproximam muitodos valores medidos em ensaios em quase
todas as situaccedilotildees
Embora este meacutetodo empiacuterico seja
simples pela acilidade de uso atraacutes dele haacute
a contribuiccedilatildeo dos principais abricantes
mundiais de paineacuteis de baixa tensatildeo Satildeo
eles que atuam nos grupos de trabalho da
IEC que prepararam este documento Tenho
atuado ao longo dos anos em alguns grupos
de tralho da IEC como o que atualmente
estaacute preparando a nova IEC 62271-307 Asdiscussotildees teacutecnicas satildeo muito ricas
A utilizaccedilatildeo deste meacutetodo de caacutelculo das
temperaturas do fluido viabilizou no sofware
SwitchgearDesign substituir caacutelculos pesados
de dinacircmica computacional dos fluidos
(CFD) por algumas poucas e simples linhas
de coacutedigo computacional Isto pode ser
percebido nos casos validados detalhados
no link mostrado mais acima neste texto Os
sofwares CFD satildeo poderosos porem muito
mais diiacuteceis de comprar utilizar e modelar
Aleacutem disso necessitam de um treinamento
do projetista muito mais longo E aiacute chega
o problema pois a grande maioria dos
abricantes brasileiros simplesmente parou
de investir em treinamento e capacitaccedilatildeo de
pessoal nos uacuteltimos anos Terceirizaram as
atividades de desenvolvimentos de engenharia
e este eacute um erro estrateacutegico Eacute exatamente o
contraacuterio do que azem os asiaacuteticos e alguns
outros paiacuteses inclusive na Ameacuterica do Sulcomo a Colocircmbia e o Chile
Vejo muitos brasileiros comentando
de modo depreciativo que os chineses
conseguem produzir e vender muito porque
sua matildeo de obra eacute muito barata Este eacute um
erro grosseiro de avaliaccedilatildeo Foi assim no
passado mas os chineses e outros asiaacuteticos
passaram a investir bastante em capacitaccedilatildeo e
hoje abricam em seus paiacuteses quase todos os
produtos que se possa imaginar A tiacutetulo de
exemplo se uma empresa quisesse comprar
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CONTINUA NA PROacuteXIMA EDICcedilAtildeO
Acompanhe todos os artigos deste fasciacuteculo em
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Duacutevidas sugestotildees e comentaacuterios podem ser
encaminhados para
redacaoatitudeeditorialcombr
Sergio Feitoza Costa eacute engenheiroeletricista com mestrado em sistemas
de potecircncia Eacute diretor da CognitorConsultoria PampD e Treinamento
sergiofeitozacognitorcombrwwwcognitorcombr
equipamentos para montar um grande
laboratoacuterio de ensaios de alta tensatildeo ou de
alta potecircncia poderia comprar todos os itens
na China Entretanto aqui no Brasil natildeo se
poderia comprar nenhum dos equipamentos
pois nenhum abricante os desenvolveu
Poderiacuteamos ateacute preerir comprar de umabricante mais tradicional na Europa ou
Ameacuterica do Norte poreacutem o ato eacute que seria
possiacutevel comprar qualquer um deles na China
Se extrapolarmos este raciociacutenio para trens
modernos barcas de transporte de massa
navios e outros itens veremos como no Brasil
pensamos curto e estamos desatualizados Na
questatildeo dos desenvolvimentos tecnoloacutegicos
estamos perdendo de mais de 7 a 1 nos
uacuteltimos 15 anos
Repetindo parte do que escrevi noasciacuteculo anterior (novas tecnologias)
passamos por um momento em que as
induacutestrias do setor eleacutetrico brasileiro estatildeo
perdendo em competitividade A culpa natildeo eacute
soacute dos procedimentos impostos e burocracia
excessivos que emperram a induacutestria eleacutetrica
e satildeo mantidos por governos e instituiccedilotildees
que pensam apenas em se manter no poder
e natildeo tecircm nenhuma visatildeo ou interesse no
que aconteceraacute com o Paiacutes no meacutedio ou
longo prazos A culpa tambeacutem eacute nossa por
assistirmos a tudo passivamente
A maior parte de nossa induacutestriaeleacutetrica que avanccedilava muito bem nas
deacutecadas de 1980 e 1990 parece que perdeu
o oco Com exceccedilatildeo de uma ou duas regiotildees
do Brasil onde se percebe que haacute iniciativas
de planejamento e de motivaccedilatildeo do setor
industrial paramos no tempo
Para os meacutedios e pequenos abricantes
da induacutestria eleacutetrica que me procuram para
aconselhamentos costumo sugerir algumas
accedilotildees como
bull Focar em produzir e vender 60 para o
mercado externo e 40 no mercado interno
brasileiro
bull Competir no mercado externo eacute mais
diiacutecil no primeiro momento mas muito
compensador depois Quem compete
bem laacute ora com muito mais acilidade
poderaacute vender aqui quando a situaccedilatildeo
brasileira melhorar Portanto recomeccedilar
a criar uma cultura de capacitar o pessoal
teacutecnico e manter equipes competentes para
enrentar novos desafios Um bom comeccedilo
eacute ter na equipe teacutecnica pelo menos dois bonsprojetistas com visatildeo aberta para inovaccedilotildees
bull Ter um plano de metas em novas
tecnologias com as prioridades definidas
Manter em curso a cada ano pelo menos
trecircs projetos de novos produtosrdquo Esta eacute a
maneira de criar uma cultura de inovaccedilatildeo na
empresa e manter a chama acesa
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IEC uacuteteis no dia a dia de quem projeta e
especifica equipamentos satildeo
bull IECTR 60890 A method o
temperature-rise verification o low-voltage
switchgear and controlgear assemblies by
calculationbull IEC TR 60943 Guidance concerning
the permissible temperature rise or parts
o electrical equipment in particular or
terminals
bull IEC 61117 Method or assessing the
short-circuit withstand strength o partially
type-tested assemblies (PTTA)1
bull IEC TR 60865-1 Short-circuit currents
ndash Calculation o effects ndash Part 1 Definitions
and calculation methods
bull IEC TR 60865-2 Short-circuit currentsndash Calculation o effects ndash Part 2 Examples o
calculation
Para o tema elevaccedilotildees de temperatura haacute
os documentos IEC TR 60943 e o TR IEC
60890 O IEC TR 60943 eacute o mais completo
documento que conheccedilo na bibliografia a
respeito de temperaturas em equipamentos
e materiais condutores e isolantes e seu
impacto na vida uacutetil aleacutem de muitos
outros aspectos Eacute um documento que um
bom projetista ou um bom engenheiro de
laboratoacuterio de ensaios deve conhecer nos
miacutenimos detalhes para desenvolver um
projeto competente ou realizar e analisar
resultados de testes
Neste artigo vamos destacar o conteuacutedo
do documento IECTR 60890 Este apresenta
um meacutetodo simples mas muito eficaz para
calcular a elevaccedilatildeo de temperatura do ar
dentro de um compartimento de painelou barramento blindado ou invoacutelucros em
geral Se um projetista deseja calcular as
elevaccedilotildees de temperatura que aconteceratildeo
nos barramentos de um painel com vaacuterias
ontes de calor internas (conexotildees das barras
disjuntores usiacuteveis e chaves) pode seguir
um meacutetodo como o descrito a seguir
Cabe ainda mencionar que haacute abricantes
que produzem invoacutelucros vazios mas natildeo
produzem o painel ou barramento completo
montado A norma NBR IEC 60208 -
Invoacutelucros vazios destinados a conjunto
de manobra e controle de baixa tensatildeo
- Requisitos gerais permite estabelecer a
capacidade de dissipaccedilatildeo de potecircncia em
invoacutelucros vazios usando os meacutetodos da IEC
60890
No que diz respeito a caacutelculoscompletos de elevaccedilatildeo de temperatura em
equipamentos a sequecircncia normalmente
adotada eacute a seguinte Em primeiro lugar
calcula-se a elevaccedilatildeo de temperatura do
ar interno considerando todos os watts
dissipados pelo meacutetodo da IEC 60890 Em
seguida calcula-se a elevaccedilatildeo de temperatura
das barras e conexotildees em relaccedilatildeo ao ar
interno por um meacutetodo de elementos
finitos Somando-se os dois valores obteacutem-se
a elevaccedilatildeo de temperatura das partes emrelaccedilatildeo ao ar externo Este eacute o meacutetodo usado
no sofware de projeto SwitchgearDesign
O 983149983273983156983151983140983151 983140983141 983139983265983148983139983157983148983151 983140983137 IEC
983094983088983096983097983088
O meacutetodo eacute utilizado para calcular a
elevaccedilatildeo de temperatura do ar no interior de
um invoacutelucro metaacutelico com ou sem aberturas
de ventilaccedilatildeo mas sem ventilaccedilatildeo orccedilada
No SwitchgearDesign oram acrescentadas
equaccedilotildees que permitiram estender as
equaccedilotildees para invoacutelucros com ventilaccedilatildeo
orccedilada e outros fluidos aleacutem do ar como o
SF6 Nas antigas normas de paineacuteis de baixa
tensatildeo IEC 60439 e na mais recente seacuterie IEC
61439 a possibilidade de substituir o ensaio
de elevaccedilatildeo de temperatura por caacutelculos eacute
baseada neste meacutetodo
A ideia central da aplicaccedilatildeo do meacutetodo
da IEC 60890 eacute que originalmente um
certo painel com tipo construtivo definido
e alguns tipos de componentes internos
oi inicialmente testado e aprovado emlaboratoacuterio Suponhamos que temos
agora um outro painel do mesmo tipo
construtivo (da mesma amiacutelia mas com
dimensotildees dierentes do testado) que usa os
mesmos tipos de componentes poreacutem em
quantidades dierentes Um exemplo eacute que
o painel originalmente testado contava com
trecircs disjuntores internos dissipando uma
certa potecircncia total enquanto o natildeo testado
tem paredes de dimensotildees dierentes e tem
cinco disjuntores ao inveacutes de trecircs Portantodissipa uma quantidade dierente de watts A
ideia eacute que se pudermos provar por calculo
que a elevaccedilatildeo de temperatura do ar interno
no equipamento natildeo testado eacute menor do
que aquela do equipamento testado os
componentes internos do equipamento
calculado seratildeo menos solicitados que os
componentes do painel testado Por isso natildeo
eacute necessaacuterio repetir os ensaios
Eacute um meacutetodo empiacuterico baseado em
resultados de ensaios obtidos em um grande
nuacutemero de dierentes tipos de invoacutelucros Os
resultados destes ensaios oram associados
aos valores das variaacuteveis principais de
caacutelculo para criar uma seacuterie de curvas que
satildeo utilizadas nos caacutelculos de cada invoacutelucro
especiacutefico
Figura 1 ndash Confguraccedilatildeo de caacutelculo
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As variaacuteveis de caacutelculo relevantes satildeo as
seguintes (ver Figura 1)
- As dimensotildees do invoacutelucro altura largura
proundidade
- O tipo de instalaccedilatildeo por exemplo no
centro de uma sala ou encostado nas paredesou encostado em paredes e outros paineacuteis
quentes
- O projeto do invoacutelucro com ou sem
aberturas de ventilaccedilatildeo
- O nuacutemero de particcedilotildees horizontais internas
(com uros) por onde o ar ascendente deveraacute
circular do undo para o topo do invoacutelucro
- A dissipaccedilatildeo eetiva de potecircncia nos
componentes internos do invoacutelucro
O meacutetodo vale para invoacutelucros em chapade accedilo chapas de alumiacutenio erro undido
material isolante e outros semelhantes Eacute
aplicaacutevel se estiverem reunidas as seguintes
condiccedilotildees
bull Haacute uma distribuiccedilatildeo aproximadamente
uniorme da dissipaccedilatildeo de potecircncia no
interior do invoacutelucro Esta situaccedilatildeo na vida
real eacute rara mas o meacutetodo ornece bons
resultados a despeito disso
bull As particcedilotildees agem de tal maneira que a
circulaccedilatildeo do ar eacute pouco impedida
bull O equipamento instalado eacute projetado para
corrente alternada ateacute 60 Hz ou contiacutenua de
valores natildeo superiores a 3150 A
bull Os condutores eleacutetricos e peccedilas estruturais
satildeo dispostos de tal modo que as perdas por
correntes de Foucault satildeo insignificantes
Na realidade para correntes acima de 3000
A os eeitos podem ser mais pronunciados
caso sejam utilizados por exemplo emespaccediladores de barramentos materiais como
o accedilo carbono
bull Para invoacutelucros com aberturas de
ventilaccedilatildeo a seccedilatildeo transversal das aberturas
de saiacuteda do ar (topo) eacute de pelo menos 11
vezes a seccedilatildeo transversal das aberturas de
entrada de ar (parte de baixo)
bull Natildeo haacute mais de trecircs particcedilotildees horizontais
na coluna ou seccedilatildeo sob anaacutelise
bull Se o invoacutelucro tem aberturas de ventilaccedilatildeo
a aacuterea de passagem de ar em cada particcedilatildeo
Figura 2 ndash Sequecircncia de caacutelculo da elevaccedilatildeo de temperatura a 50 e 100 da altura do invoacutelucro
Figura 3 ndash Dados de entrada e resultados do meacutetodo
horizontal deve ser no miacutenimo 50 da seccedilatildeo
reta transversal da coluna
O meacutetodo visa determinar a elevaccedilatildeo
de temperatura do ar ao longo da altura da
coluna do involucro com base na elevaccedilatildeo
de temperatura a 50 da altura e em 100
da altura (proacuteximo ao teto) Eacute utilizada aequaccedilatildeo principal mostrada na Figura 2
Os atores K D e P x que multiplicados
orneceratildeo a elevaccedilatildeo de temperatura do
ar interno devido aos watts produzidos
satildeo obtidos a partir dos dados de entrada
mostrados na Figura 3 Entre estes se
destaca o tipo de instalaccedilatildeo mostrado na
parte superior direita da figura Este tipo
depende da localizaccedilatildeo do painel dentro
da sala Por exemplo um painel instalado
sozinho no centro da sala (curva 1) se
aqueceraacute menos que um outro igual poreacutem
instalado encostado nas paredes e tendocomo vizinhos dois outros paineacuteis aquecidos
(curva 4)
O ator B usado para calcular a aacuterea do
involucro eetivamente exposta para eeitos
de dissipaccedilatildeo de calor eacute obtido a partir dos
dados da Figura 4 Note-se que este ator
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Apoio
Figura 5 ndash Fator K para Aegt 125 m2
Figura 4 ndash Fator b de caacutelculo da aacuterea exposta
Tipo de Instalaccedilatildeo
Face do teto exposta
Superiacutecie do teto coberta
Faces expostas rente traseira lados
Faces laterais cobertas
Faces laterais de invoacutelucro central
Superiacutecie do chatildeo
Fator de superfiacutecie B
14
07
09
05
05
desconsiderada
eacute multiplicado pela aacuterea de cada parede
especiacutefica
A soma das aacutereas de cada parede resulta
na aacuterea eetiva Ae que seraacute utilizada como
dado de entrada em algumas das demais
figuras deste asciacuteculo
O Fator K que aparece na oacutermula eacutecalculado em unccedilatildeo dos valores da aacuterea Ae e
da aacuterea de entrada de ar conorme mostrado
na Figura 5
A determinaccedilatildeo da temperatura no topo
do involucro eacute eita utilizando-se um ator de
distribuiccedilatildeo C como nas Figuras 6 e 7 Este
ator depende de haver ou natildeo aberturas de
ventilaccedilatildeo
O ator D que aparece na ormula eacute
obtido atraveacutes dos dados da Tabela 1 em
unccedilatildeo do nuacutemero de particcedilotildees horizontaisComo eacute de se esperar quanto maior o
nuacutemero de particcedilotildees mais diiacutecil eacute para o
ar circular e portanto maior eacute o valor de
D e consequentemente da elevaccedilatildeo de
temperatura
Os valores de P e x que aparecem na
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Equipamentosparasubestaccedilotildee
sde
TampD
Figura 6 ndash Fator C para distribuiccedilatildeo da elevaccedilatildeo ao longo da altura sem aberturas de ventilaccedilatildeo
Figura 7 ndash Fator C para distribuiccedilatildeo da elevaccedilatildeo ao longo da altura com Ae gt 125 m2 e aberturas
de ventilaccedilatildeo
ormula geral da Figura 2 satildeo a potecircncia
dissipada total que haacute dentro do invoacutelucro
e o ator empiacuterico X mostrado na coluna
da direita da Figura 2 O valor da potecircnciadissipada deve ser avaliado considerando
todas as cargas teacutermicas no interior
do invoacutelucro tais como resistores de
aquecimento disjuntores e chaves perdas
nos barramentos watts gerados por induccedilatildeo
e magneacutetica etc
C983151983149983141983150983156983265983154983145983151983155 983142983145983150983137983145983155
Na primeira vez que examinei e tentei
utilizar o meacutetodo da IEC 60890 haacute alguns
anos imaginei que por sua simplicidade soacute
Sem aberturas de ventilaccedilatildeo
A e gt 125 m2
Com aberturas de ventilaccedilatildeo
A e gt 125 m2
Particcedilotildees = 1
100
103
Particcedilotildees = 2
105
105
Particcedilotildees = 3
115
110
Particcedilotildees = 4
130
115
T ABELA 1 - F ATOR D
pudesse ser aplicado em situaccedilotildees muito
proacuteximas das descritas nas ldquocondiccedilotildees de
validaderdquo Entretanto agrave medida que ui
utilizando-o em vaacuterios e vaacuterios projetos
executados para abricantes de paineacuteis e
barramentos blindados percebi como os
resultados calculados se aproximam muitodos valores medidos em ensaios em quase
todas as situaccedilotildees
Embora este meacutetodo empiacuterico seja
simples pela acilidade de uso atraacutes dele haacute
a contribuiccedilatildeo dos principais abricantes
mundiais de paineacuteis de baixa tensatildeo Satildeo
eles que atuam nos grupos de trabalho da
IEC que prepararam este documento Tenho
atuado ao longo dos anos em alguns grupos
de tralho da IEC como o que atualmente
estaacute preparando a nova IEC 62271-307 Asdiscussotildees teacutecnicas satildeo muito ricas
A utilizaccedilatildeo deste meacutetodo de caacutelculo das
temperaturas do fluido viabilizou no sofware
SwitchgearDesign substituir caacutelculos pesados
de dinacircmica computacional dos fluidos
(CFD) por algumas poucas e simples linhas
de coacutedigo computacional Isto pode ser
percebido nos casos validados detalhados
no link mostrado mais acima neste texto Os
sofwares CFD satildeo poderosos porem muito
mais diiacuteceis de comprar utilizar e modelar
Aleacutem disso necessitam de um treinamento
do projetista muito mais longo E aiacute chega
o problema pois a grande maioria dos
abricantes brasileiros simplesmente parou
de investir em treinamento e capacitaccedilatildeo de
pessoal nos uacuteltimos anos Terceirizaram as
atividades de desenvolvimentos de engenharia
e este eacute um erro estrateacutegico Eacute exatamente o
contraacuterio do que azem os asiaacuteticos e alguns
outros paiacuteses inclusive na Ameacuterica do Sulcomo a Colocircmbia e o Chile
Vejo muitos brasileiros comentando
de modo depreciativo que os chineses
conseguem produzir e vender muito porque
sua matildeo de obra eacute muito barata Este eacute um
erro grosseiro de avaliaccedilatildeo Foi assim no
passado mas os chineses e outros asiaacuteticos
passaram a investir bastante em capacitaccedilatildeo e
hoje abricam em seus paiacuteses quase todos os
produtos que se possa imaginar A tiacutetulo de
exemplo se uma empresa quisesse comprar
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CONTINUA NA PROacuteXIMA EDICcedilAtildeO
Acompanhe todos os artigos deste fasciacuteculo em
wwwosetoreletricocombr
Duacutevidas sugestotildees e comentaacuterios podem ser
encaminhados para
redacaoatitudeeditorialcombr
Sergio Feitoza Costa eacute engenheiroeletricista com mestrado em sistemas
de potecircncia Eacute diretor da CognitorConsultoria PampD e Treinamento
sergiofeitozacognitorcombrwwwcognitorcombr
equipamentos para montar um grande
laboratoacuterio de ensaios de alta tensatildeo ou de
alta potecircncia poderia comprar todos os itens
na China Entretanto aqui no Brasil natildeo se
poderia comprar nenhum dos equipamentos
pois nenhum abricante os desenvolveu
Poderiacuteamos ateacute preerir comprar de umabricante mais tradicional na Europa ou
Ameacuterica do Norte poreacutem o ato eacute que seria
possiacutevel comprar qualquer um deles na China
Se extrapolarmos este raciociacutenio para trens
modernos barcas de transporte de massa
navios e outros itens veremos como no Brasil
pensamos curto e estamos desatualizados Na
questatildeo dos desenvolvimentos tecnoloacutegicos
estamos perdendo de mais de 7 a 1 nos
uacuteltimos 15 anos
Repetindo parte do que escrevi noasciacuteculo anterior (novas tecnologias)
passamos por um momento em que as
induacutestrias do setor eleacutetrico brasileiro estatildeo
perdendo em competitividade A culpa natildeo eacute
soacute dos procedimentos impostos e burocracia
excessivos que emperram a induacutestria eleacutetrica
e satildeo mantidos por governos e instituiccedilotildees
que pensam apenas em se manter no poder
e natildeo tecircm nenhuma visatildeo ou interesse no
que aconteceraacute com o Paiacutes no meacutedio ou
longo prazos A culpa tambeacutem eacute nossa por
assistirmos a tudo passivamente
A maior parte de nossa induacutestriaeleacutetrica que avanccedilava muito bem nas
deacutecadas de 1980 e 1990 parece que perdeu
o oco Com exceccedilatildeo de uma ou duas regiotildees
do Brasil onde se percebe que haacute iniciativas
de planejamento e de motivaccedilatildeo do setor
industrial paramos no tempo
Para os meacutedios e pequenos abricantes
da induacutestria eleacutetrica que me procuram para
aconselhamentos costumo sugerir algumas
accedilotildees como
bull Focar em produzir e vender 60 para o
mercado externo e 40 no mercado interno
brasileiro
bull Competir no mercado externo eacute mais
diiacutecil no primeiro momento mas muito
compensador depois Quem compete
bem laacute ora com muito mais acilidade
poderaacute vender aqui quando a situaccedilatildeo
brasileira melhorar Portanto recomeccedilar
a criar uma cultura de capacitar o pessoal
teacutecnico e manter equipes competentes para
enrentar novos desafios Um bom comeccedilo
eacute ter na equipe teacutecnica pelo menos dois bonsprojetistas com visatildeo aberta para inovaccedilotildees
bull Ter um plano de metas em novas
tecnologias com as prioridades definidas
Manter em curso a cada ano pelo menos
trecircs projetos de novos produtosrdquo Esta eacute a
maneira de criar uma cultura de inovaccedilatildeo na
empresa e manter a chama acesa
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sde
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As variaacuteveis de caacutelculo relevantes satildeo as
seguintes (ver Figura 1)
- As dimensotildees do invoacutelucro altura largura
proundidade
- O tipo de instalaccedilatildeo por exemplo no
centro de uma sala ou encostado nas paredesou encostado em paredes e outros paineacuteis
quentes
- O projeto do invoacutelucro com ou sem
aberturas de ventilaccedilatildeo
- O nuacutemero de particcedilotildees horizontais internas
(com uros) por onde o ar ascendente deveraacute
circular do undo para o topo do invoacutelucro
- A dissipaccedilatildeo eetiva de potecircncia nos
componentes internos do invoacutelucro
O meacutetodo vale para invoacutelucros em chapade accedilo chapas de alumiacutenio erro undido
material isolante e outros semelhantes Eacute
aplicaacutevel se estiverem reunidas as seguintes
condiccedilotildees
bull Haacute uma distribuiccedilatildeo aproximadamente
uniorme da dissipaccedilatildeo de potecircncia no
interior do invoacutelucro Esta situaccedilatildeo na vida
real eacute rara mas o meacutetodo ornece bons
resultados a despeito disso
bull As particcedilotildees agem de tal maneira que a
circulaccedilatildeo do ar eacute pouco impedida
bull O equipamento instalado eacute projetado para
corrente alternada ateacute 60 Hz ou contiacutenua de
valores natildeo superiores a 3150 A
bull Os condutores eleacutetricos e peccedilas estruturais
satildeo dispostos de tal modo que as perdas por
correntes de Foucault satildeo insignificantes
Na realidade para correntes acima de 3000
A os eeitos podem ser mais pronunciados
caso sejam utilizados por exemplo emespaccediladores de barramentos materiais como
o accedilo carbono
bull Para invoacutelucros com aberturas de
ventilaccedilatildeo a seccedilatildeo transversal das aberturas
de saiacuteda do ar (topo) eacute de pelo menos 11
vezes a seccedilatildeo transversal das aberturas de
entrada de ar (parte de baixo)
bull Natildeo haacute mais de trecircs particcedilotildees horizontais
na coluna ou seccedilatildeo sob anaacutelise
bull Se o invoacutelucro tem aberturas de ventilaccedilatildeo
a aacuterea de passagem de ar em cada particcedilatildeo
Figura 2 ndash Sequecircncia de caacutelculo da elevaccedilatildeo de temperatura a 50 e 100 da altura do invoacutelucro
Figura 3 ndash Dados de entrada e resultados do meacutetodo
horizontal deve ser no miacutenimo 50 da seccedilatildeo
reta transversal da coluna
O meacutetodo visa determinar a elevaccedilatildeo
de temperatura do ar ao longo da altura da
coluna do involucro com base na elevaccedilatildeo
de temperatura a 50 da altura e em 100
da altura (proacuteximo ao teto) Eacute utilizada aequaccedilatildeo principal mostrada na Figura 2
Os atores K D e P x que multiplicados
orneceratildeo a elevaccedilatildeo de temperatura do
ar interno devido aos watts produzidos
satildeo obtidos a partir dos dados de entrada
mostrados na Figura 3 Entre estes se
destaca o tipo de instalaccedilatildeo mostrado na
parte superior direita da figura Este tipo
depende da localizaccedilatildeo do painel dentro
da sala Por exemplo um painel instalado
sozinho no centro da sala (curva 1) se
aqueceraacute menos que um outro igual poreacutem
instalado encostado nas paredes e tendocomo vizinhos dois outros paineacuteis aquecidos
(curva 4)
O ator B usado para calcular a aacuterea do
involucro eetivamente exposta para eeitos
de dissipaccedilatildeo de calor eacute obtido a partir dos
dados da Figura 4 Note-se que este ator
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Figura 5 ndash Fator K para Aegt 125 m2
Figura 4 ndash Fator b de caacutelculo da aacuterea exposta
Tipo de Instalaccedilatildeo
Face do teto exposta
Superiacutecie do teto coberta
Faces expostas rente traseira lados
Faces laterais cobertas
Faces laterais de invoacutelucro central
Superiacutecie do chatildeo
Fator de superfiacutecie B
14
07
09
05
05
desconsiderada
eacute multiplicado pela aacuterea de cada parede
especiacutefica
A soma das aacutereas de cada parede resulta
na aacuterea eetiva Ae que seraacute utilizada como
dado de entrada em algumas das demais
figuras deste asciacuteculo
O Fator K que aparece na oacutermula eacutecalculado em unccedilatildeo dos valores da aacuterea Ae e
da aacuterea de entrada de ar conorme mostrado
na Figura 5
A determinaccedilatildeo da temperatura no topo
do involucro eacute eita utilizando-se um ator de
distribuiccedilatildeo C como nas Figuras 6 e 7 Este
ator depende de haver ou natildeo aberturas de
ventilaccedilatildeo
O ator D que aparece na ormula eacute
obtido atraveacutes dos dados da Tabela 1 em
unccedilatildeo do nuacutemero de particcedilotildees horizontaisComo eacute de se esperar quanto maior o
nuacutemero de particcedilotildees mais diiacutecil eacute para o
ar circular e portanto maior eacute o valor de
D e consequentemente da elevaccedilatildeo de
temperatura
Os valores de P e x que aparecem na
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Figura 6 ndash Fator C para distribuiccedilatildeo da elevaccedilatildeo ao longo da altura sem aberturas de ventilaccedilatildeo
Figura 7 ndash Fator C para distribuiccedilatildeo da elevaccedilatildeo ao longo da altura com Ae gt 125 m2 e aberturas
de ventilaccedilatildeo
ormula geral da Figura 2 satildeo a potecircncia
dissipada total que haacute dentro do invoacutelucro
e o ator empiacuterico X mostrado na coluna
da direita da Figura 2 O valor da potecircnciadissipada deve ser avaliado considerando
todas as cargas teacutermicas no interior
do invoacutelucro tais como resistores de
aquecimento disjuntores e chaves perdas
nos barramentos watts gerados por induccedilatildeo
e magneacutetica etc
C983151983149983141983150983156983265983154983145983151983155 983142983145983150983137983145983155
Na primeira vez que examinei e tentei
utilizar o meacutetodo da IEC 60890 haacute alguns
anos imaginei que por sua simplicidade soacute
Sem aberturas de ventilaccedilatildeo
A e gt 125 m2
Com aberturas de ventilaccedilatildeo
A e gt 125 m2
Particcedilotildees = 1
100
103
Particcedilotildees = 2
105
105
Particcedilotildees = 3
115
110
Particcedilotildees = 4
130
115
T ABELA 1 - F ATOR D
pudesse ser aplicado em situaccedilotildees muito
proacuteximas das descritas nas ldquocondiccedilotildees de
validaderdquo Entretanto agrave medida que ui
utilizando-o em vaacuterios e vaacuterios projetos
executados para abricantes de paineacuteis e
barramentos blindados percebi como os
resultados calculados se aproximam muitodos valores medidos em ensaios em quase
todas as situaccedilotildees
Embora este meacutetodo empiacuterico seja
simples pela acilidade de uso atraacutes dele haacute
a contribuiccedilatildeo dos principais abricantes
mundiais de paineacuteis de baixa tensatildeo Satildeo
eles que atuam nos grupos de trabalho da
IEC que prepararam este documento Tenho
atuado ao longo dos anos em alguns grupos
de tralho da IEC como o que atualmente
estaacute preparando a nova IEC 62271-307 Asdiscussotildees teacutecnicas satildeo muito ricas
A utilizaccedilatildeo deste meacutetodo de caacutelculo das
temperaturas do fluido viabilizou no sofware
SwitchgearDesign substituir caacutelculos pesados
de dinacircmica computacional dos fluidos
(CFD) por algumas poucas e simples linhas
de coacutedigo computacional Isto pode ser
percebido nos casos validados detalhados
no link mostrado mais acima neste texto Os
sofwares CFD satildeo poderosos porem muito
mais diiacuteceis de comprar utilizar e modelar
Aleacutem disso necessitam de um treinamento
do projetista muito mais longo E aiacute chega
o problema pois a grande maioria dos
abricantes brasileiros simplesmente parou
de investir em treinamento e capacitaccedilatildeo de
pessoal nos uacuteltimos anos Terceirizaram as
atividades de desenvolvimentos de engenharia
e este eacute um erro estrateacutegico Eacute exatamente o
contraacuterio do que azem os asiaacuteticos e alguns
outros paiacuteses inclusive na Ameacuterica do Sulcomo a Colocircmbia e o Chile
Vejo muitos brasileiros comentando
de modo depreciativo que os chineses
conseguem produzir e vender muito porque
sua matildeo de obra eacute muito barata Este eacute um
erro grosseiro de avaliaccedilatildeo Foi assim no
passado mas os chineses e outros asiaacuteticos
passaram a investir bastante em capacitaccedilatildeo e
hoje abricam em seus paiacuteses quase todos os
produtos que se possa imaginar A tiacutetulo de
exemplo se uma empresa quisesse comprar
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Duacutevidas sugestotildees e comentaacuterios podem ser
encaminhados para
redacaoatitudeeditorialcombr
Sergio Feitoza Costa eacute engenheiroeletricista com mestrado em sistemas
de potecircncia Eacute diretor da CognitorConsultoria PampD e Treinamento
sergiofeitozacognitorcombrwwwcognitorcombr
equipamentos para montar um grande
laboratoacuterio de ensaios de alta tensatildeo ou de
alta potecircncia poderia comprar todos os itens
na China Entretanto aqui no Brasil natildeo se
poderia comprar nenhum dos equipamentos
pois nenhum abricante os desenvolveu
Poderiacuteamos ateacute preerir comprar de umabricante mais tradicional na Europa ou
Ameacuterica do Norte poreacutem o ato eacute que seria
possiacutevel comprar qualquer um deles na China
Se extrapolarmos este raciociacutenio para trens
modernos barcas de transporte de massa
navios e outros itens veremos como no Brasil
pensamos curto e estamos desatualizados Na
questatildeo dos desenvolvimentos tecnoloacutegicos
estamos perdendo de mais de 7 a 1 nos
uacuteltimos 15 anos
Repetindo parte do que escrevi noasciacuteculo anterior (novas tecnologias)
passamos por um momento em que as
induacutestrias do setor eleacutetrico brasileiro estatildeo
perdendo em competitividade A culpa natildeo eacute
soacute dos procedimentos impostos e burocracia
excessivos que emperram a induacutestria eleacutetrica
e satildeo mantidos por governos e instituiccedilotildees
que pensam apenas em se manter no poder
e natildeo tecircm nenhuma visatildeo ou interesse no
que aconteceraacute com o Paiacutes no meacutedio ou
longo prazos A culpa tambeacutem eacute nossa por
assistirmos a tudo passivamente
A maior parte de nossa induacutestriaeleacutetrica que avanccedilava muito bem nas
deacutecadas de 1980 e 1990 parece que perdeu
o oco Com exceccedilatildeo de uma ou duas regiotildees
do Brasil onde se percebe que haacute iniciativas
de planejamento e de motivaccedilatildeo do setor
industrial paramos no tempo
Para os meacutedios e pequenos abricantes
da induacutestria eleacutetrica que me procuram para
aconselhamentos costumo sugerir algumas
accedilotildees como
bull Focar em produzir e vender 60 para o
mercado externo e 40 no mercado interno
brasileiro
bull Competir no mercado externo eacute mais
diiacutecil no primeiro momento mas muito
compensador depois Quem compete
bem laacute ora com muito mais acilidade
poderaacute vender aqui quando a situaccedilatildeo
brasileira melhorar Portanto recomeccedilar
a criar uma cultura de capacitar o pessoal
teacutecnico e manter equipes competentes para
enrentar novos desafios Um bom comeccedilo
eacute ter na equipe teacutecnica pelo menos dois bonsprojetistas com visatildeo aberta para inovaccedilotildees
bull Ter um plano de metas em novas
tecnologias com as prioridades definidas
Manter em curso a cada ano pelo menos
trecircs projetos de novos produtosrdquo Esta eacute a
maneira de criar uma cultura de inovaccedilatildeo na
empresa e manter a chama acesa
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Figura 5 ndash Fator K para Aegt 125 m2
Figura 4 ndash Fator b de caacutelculo da aacuterea exposta
Tipo de Instalaccedilatildeo
Face do teto exposta
Superiacutecie do teto coberta
Faces expostas rente traseira lados
Faces laterais cobertas
Faces laterais de invoacutelucro central
Superiacutecie do chatildeo
Fator de superfiacutecie B
14
07
09
05
05
desconsiderada
eacute multiplicado pela aacuterea de cada parede
especiacutefica
A soma das aacutereas de cada parede resulta
na aacuterea eetiva Ae que seraacute utilizada como
dado de entrada em algumas das demais
figuras deste asciacuteculo
O Fator K que aparece na oacutermula eacutecalculado em unccedilatildeo dos valores da aacuterea Ae e
da aacuterea de entrada de ar conorme mostrado
na Figura 5
A determinaccedilatildeo da temperatura no topo
do involucro eacute eita utilizando-se um ator de
distribuiccedilatildeo C como nas Figuras 6 e 7 Este
ator depende de haver ou natildeo aberturas de
ventilaccedilatildeo
O ator D que aparece na ormula eacute
obtido atraveacutes dos dados da Tabela 1 em
unccedilatildeo do nuacutemero de particcedilotildees horizontaisComo eacute de se esperar quanto maior o
nuacutemero de particcedilotildees mais diiacutecil eacute para o
ar circular e portanto maior eacute o valor de
D e consequentemente da elevaccedilatildeo de
temperatura
Os valores de P e x que aparecem na
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Figura 6 ndash Fator C para distribuiccedilatildeo da elevaccedilatildeo ao longo da altura sem aberturas de ventilaccedilatildeo
Figura 7 ndash Fator C para distribuiccedilatildeo da elevaccedilatildeo ao longo da altura com Ae gt 125 m2 e aberturas
de ventilaccedilatildeo
ormula geral da Figura 2 satildeo a potecircncia
dissipada total que haacute dentro do invoacutelucro
e o ator empiacuterico X mostrado na coluna
da direita da Figura 2 O valor da potecircnciadissipada deve ser avaliado considerando
todas as cargas teacutermicas no interior
do invoacutelucro tais como resistores de
aquecimento disjuntores e chaves perdas
nos barramentos watts gerados por induccedilatildeo
e magneacutetica etc
C983151983149983141983150983156983265983154983145983151983155 983142983145983150983137983145983155
Na primeira vez que examinei e tentei
utilizar o meacutetodo da IEC 60890 haacute alguns
anos imaginei que por sua simplicidade soacute
Sem aberturas de ventilaccedilatildeo
A e gt 125 m2
Com aberturas de ventilaccedilatildeo
A e gt 125 m2
Particcedilotildees = 1
100
103
Particcedilotildees = 2
105
105
Particcedilotildees = 3
115
110
Particcedilotildees = 4
130
115
T ABELA 1 - F ATOR D
pudesse ser aplicado em situaccedilotildees muito
proacuteximas das descritas nas ldquocondiccedilotildees de
validaderdquo Entretanto agrave medida que ui
utilizando-o em vaacuterios e vaacuterios projetos
executados para abricantes de paineacuteis e
barramentos blindados percebi como os
resultados calculados se aproximam muitodos valores medidos em ensaios em quase
todas as situaccedilotildees
Embora este meacutetodo empiacuterico seja
simples pela acilidade de uso atraacutes dele haacute
a contribuiccedilatildeo dos principais abricantes
mundiais de paineacuteis de baixa tensatildeo Satildeo
eles que atuam nos grupos de trabalho da
IEC que prepararam este documento Tenho
atuado ao longo dos anos em alguns grupos
de tralho da IEC como o que atualmente
estaacute preparando a nova IEC 62271-307 Asdiscussotildees teacutecnicas satildeo muito ricas
A utilizaccedilatildeo deste meacutetodo de caacutelculo das
temperaturas do fluido viabilizou no sofware
SwitchgearDesign substituir caacutelculos pesados
de dinacircmica computacional dos fluidos
(CFD) por algumas poucas e simples linhas
de coacutedigo computacional Isto pode ser
percebido nos casos validados detalhados
no link mostrado mais acima neste texto Os
sofwares CFD satildeo poderosos porem muito
mais diiacuteceis de comprar utilizar e modelar
Aleacutem disso necessitam de um treinamento
do projetista muito mais longo E aiacute chega
o problema pois a grande maioria dos
abricantes brasileiros simplesmente parou
de investir em treinamento e capacitaccedilatildeo de
pessoal nos uacuteltimos anos Terceirizaram as
atividades de desenvolvimentos de engenharia
e este eacute um erro estrateacutegico Eacute exatamente o
contraacuterio do que azem os asiaacuteticos e alguns
outros paiacuteses inclusive na Ameacuterica do Sulcomo a Colocircmbia e o Chile
Vejo muitos brasileiros comentando
de modo depreciativo que os chineses
conseguem produzir e vender muito porque
sua matildeo de obra eacute muito barata Este eacute um
erro grosseiro de avaliaccedilatildeo Foi assim no
passado mas os chineses e outros asiaacuteticos
passaram a investir bastante em capacitaccedilatildeo e
hoje abricam em seus paiacuteses quase todos os
produtos que se possa imaginar A tiacutetulo de
exemplo se uma empresa quisesse comprar
7242019 Ed 118 Fasciculo Cap XI Equipamentos Para Subestacoes de TampD
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CONTINUA NA PROacuteXIMA EDICcedilAtildeO
Acompanhe todos os artigos deste fasciacuteculo em
wwwosetoreletricocombr
Duacutevidas sugestotildees e comentaacuterios podem ser
encaminhados para
redacaoatitudeeditorialcombr
Sergio Feitoza Costa eacute engenheiroeletricista com mestrado em sistemas
de potecircncia Eacute diretor da CognitorConsultoria PampD e Treinamento
sergiofeitozacognitorcombrwwwcognitorcombr
equipamentos para montar um grande
laboratoacuterio de ensaios de alta tensatildeo ou de
alta potecircncia poderia comprar todos os itens
na China Entretanto aqui no Brasil natildeo se
poderia comprar nenhum dos equipamentos
pois nenhum abricante os desenvolveu
Poderiacuteamos ateacute preerir comprar de umabricante mais tradicional na Europa ou
Ameacuterica do Norte poreacutem o ato eacute que seria
possiacutevel comprar qualquer um deles na China
Se extrapolarmos este raciociacutenio para trens
modernos barcas de transporte de massa
navios e outros itens veremos como no Brasil
pensamos curto e estamos desatualizados Na
questatildeo dos desenvolvimentos tecnoloacutegicos
estamos perdendo de mais de 7 a 1 nos
uacuteltimos 15 anos
Repetindo parte do que escrevi noasciacuteculo anterior (novas tecnologias)
passamos por um momento em que as
induacutestrias do setor eleacutetrico brasileiro estatildeo
perdendo em competitividade A culpa natildeo eacute
soacute dos procedimentos impostos e burocracia
excessivos que emperram a induacutestria eleacutetrica
e satildeo mantidos por governos e instituiccedilotildees
que pensam apenas em se manter no poder
e natildeo tecircm nenhuma visatildeo ou interesse no
que aconteceraacute com o Paiacutes no meacutedio ou
longo prazos A culpa tambeacutem eacute nossa por
assistirmos a tudo passivamente
A maior parte de nossa induacutestriaeleacutetrica que avanccedilava muito bem nas
deacutecadas de 1980 e 1990 parece que perdeu
o oco Com exceccedilatildeo de uma ou duas regiotildees
do Brasil onde se percebe que haacute iniciativas
de planejamento e de motivaccedilatildeo do setor
industrial paramos no tempo
Para os meacutedios e pequenos abricantes
da induacutestria eleacutetrica que me procuram para
aconselhamentos costumo sugerir algumas
accedilotildees como
bull Focar em produzir e vender 60 para o
mercado externo e 40 no mercado interno
brasileiro
bull Competir no mercado externo eacute mais
diiacutecil no primeiro momento mas muito
compensador depois Quem compete
bem laacute ora com muito mais acilidade
poderaacute vender aqui quando a situaccedilatildeo
brasileira melhorar Portanto recomeccedilar
a criar uma cultura de capacitar o pessoal
teacutecnico e manter equipes competentes para
enrentar novos desafios Um bom comeccedilo
eacute ter na equipe teacutecnica pelo menos dois bonsprojetistas com visatildeo aberta para inovaccedilotildees
bull Ter um plano de metas em novas
tecnologias com as prioridades definidas
Manter em curso a cada ano pelo menos
trecircs projetos de novos produtosrdquo Esta eacute a
maneira de criar uma cultura de inovaccedilatildeo na
empresa e manter a chama acesa
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Equipamentosparasubestaccedilotildee
sde
TampD
Figura 6 ndash Fator C para distribuiccedilatildeo da elevaccedilatildeo ao longo da altura sem aberturas de ventilaccedilatildeo
Figura 7 ndash Fator C para distribuiccedilatildeo da elevaccedilatildeo ao longo da altura com Ae gt 125 m2 e aberturas
de ventilaccedilatildeo
ormula geral da Figura 2 satildeo a potecircncia
dissipada total que haacute dentro do invoacutelucro
e o ator empiacuterico X mostrado na coluna
da direita da Figura 2 O valor da potecircnciadissipada deve ser avaliado considerando
todas as cargas teacutermicas no interior
do invoacutelucro tais como resistores de
aquecimento disjuntores e chaves perdas
nos barramentos watts gerados por induccedilatildeo
e magneacutetica etc
C983151983149983141983150983156983265983154983145983151983155 983142983145983150983137983145983155
Na primeira vez que examinei e tentei
utilizar o meacutetodo da IEC 60890 haacute alguns
anos imaginei que por sua simplicidade soacute
Sem aberturas de ventilaccedilatildeo
A e gt 125 m2
Com aberturas de ventilaccedilatildeo
A e gt 125 m2
Particcedilotildees = 1
100
103
Particcedilotildees = 2
105
105
Particcedilotildees = 3
115
110
Particcedilotildees = 4
130
115
T ABELA 1 - F ATOR D
pudesse ser aplicado em situaccedilotildees muito
proacuteximas das descritas nas ldquocondiccedilotildees de
validaderdquo Entretanto agrave medida que ui
utilizando-o em vaacuterios e vaacuterios projetos
executados para abricantes de paineacuteis e
barramentos blindados percebi como os
resultados calculados se aproximam muitodos valores medidos em ensaios em quase
todas as situaccedilotildees
Embora este meacutetodo empiacuterico seja
simples pela acilidade de uso atraacutes dele haacute
a contribuiccedilatildeo dos principais abricantes
mundiais de paineacuteis de baixa tensatildeo Satildeo
eles que atuam nos grupos de trabalho da
IEC que prepararam este documento Tenho
atuado ao longo dos anos em alguns grupos
de tralho da IEC como o que atualmente
estaacute preparando a nova IEC 62271-307 Asdiscussotildees teacutecnicas satildeo muito ricas
A utilizaccedilatildeo deste meacutetodo de caacutelculo das
temperaturas do fluido viabilizou no sofware
SwitchgearDesign substituir caacutelculos pesados
de dinacircmica computacional dos fluidos
(CFD) por algumas poucas e simples linhas
de coacutedigo computacional Isto pode ser
percebido nos casos validados detalhados
no link mostrado mais acima neste texto Os
sofwares CFD satildeo poderosos porem muito
mais diiacuteceis de comprar utilizar e modelar
Aleacutem disso necessitam de um treinamento
do projetista muito mais longo E aiacute chega
o problema pois a grande maioria dos
abricantes brasileiros simplesmente parou
de investir em treinamento e capacitaccedilatildeo de
pessoal nos uacuteltimos anos Terceirizaram as
atividades de desenvolvimentos de engenharia
e este eacute um erro estrateacutegico Eacute exatamente o
contraacuterio do que azem os asiaacuteticos e alguns
outros paiacuteses inclusive na Ameacuterica do Sulcomo a Colocircmbia e o Chile
Vejo muitos brasileiros comentando
de modo depreciativo que os chineses
conseguem produzir e vender muito porque
sua matildeo de obra eacute muito barata Este eacute um
erro grosseiro de avaliaccedilatildeo Foi assim no
passado mas os chineses e outros asiaacuteticos
passaram a investir bastante em capacitaccedilatildeo e
hoje abricam em seus paiacuteses quase todos os
produtos que se possa imaginar A tiacutetulo de
exemplo se uma empresa quisesse comprar
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laboratoacuterio de ensaios de alta tensatildeo ou de
alta potecircncia poderia comprar todos os itens
na China Entretanto aqui no Brasil natildeo se
poderia comprar nenhum dos equipamentos
pois nenhum abricante os desenvolveu
Poderiacuteamos ateacute preerir comprar de umabricante mais tradicional na Europa ou
Ameacuterica do Norte poreacutem o ato eacute que seria
possiacutevel comprar qualquer um deles na China
Se extrapolarmos este raciociacutenio para trens
modernos barcas de transporte de massa
navios e outros itens veremos como no Brasil
pensamos curto e estamos desatualizados Na
questatildeo dos desenvolvimentos tecnoloacutegicos
estamos perdendo de mais de 7 a 1 nos
uacuteltimos 15 anos
Repetindo parte do que escrevi noasciacuteculo anterior (novas tecnologias)
passamos por um momento em que as
induacutestrias do setor eleacutetrico brasileiro estatildeo
perdendo em competitividade A culpa natildeo eacute
soacute dos procedimentos impostos e burocracia
excessivos que emperram a induacutestria eleacutetrica
e satildeo mantidos por governos e instituiccedilotildees
que pensam apenas em se manter no poder
e natildeo tecircm nenhuma visatildeo ou interesse no
que aconteceraacute com o Paiacutes no meacutedio ou
longo prazos A culpa tambeacutem eacute nossa por
assistirmos a tudo passivamente
A maior parte de nossa induacutestriaeleacutetrica que avanccedilava muito bem nas
deacutecadas de 1980 e 1990 parece que perdeu
o oco Com exceccedilatildeo de uma ou duas regiotildees
do Brasil onde se percebe que haacute iniciativas
de planejamento e de motivaccedilatildeo do setor
industrial paramos no tempo
Para os meacutedios e pequenos abricantes
da induacutestria eleacutetrica que me procuram para
aconselhamentos costumo sugerir algumas
accedilotildees como
bull Focar em produzir e vender 60 para o
mercado externo e 40 no mercado interno
brasileiro
bull Competir no mercado externo eacute mais
diiacutecil no primeiro momento mas muito
compensador depois Quem compete
bem laacute ora com muito mais acilidade
poderaacute vender aqui quando a situaccedilatildeo
brasileira melhorar Portanto recomeccedilar
a criar uma cultura de capacitar o pessoal
teacutecnico e manter equipes competentes para
enrentar novos desafios Um bom comeccedilo
eacute ter na equipe teacutecnica pelo menos dois bonsprojetistas com visatildeo aberta para inovaccedilotildees
bull Ter um plano de metas em novas
tecnologias com as prioridades definidas
Manter em curso a cada ano pelo menos
trecircs projetos de novos produtosrdquo Esta eacute a
maneira de criar uma cultura de inovaccedilatildeo na
empresa e manter a chama acesa
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Duacutevidas sugestotildees e comentaacuterios podem ser
encaminhados para
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Sergio Feitoza Costa eacute engenheiroeletricista com mestrado em sistemas
de potecircncia Eacute diretor da CognitorConsultoria PampD e Treinamento
sergiofeitozacognitorcombrwwwcognitorcombr
equipamentos para montar um grande
laboratoacuterio de ensaios de alta tensatildeo ou de
alta potecircncia poderia comprar todos os itens
na China Entretanto aqui no Brasil natildeo se
poderia comprar nenhum dos equipamentos
pois nenhum abricante os desenvolveu
Poderiacuteamos ateacute preerir comprar de umabricante mais tradicional na Europa ou
Ameacuterica do Norte poreacutem o ato eacute que seria
possiacutevel comprar qualquer um deles na China
Se extrapolarmos este raciociacutenio para trens
modernos barcas de transporte de massa
navios e outros itens veremos como no Brasil
pensamos curto e estamos desatualizados Na
questatildeo dos desenvolvimentos tecnoloacutegicos
estamos perdendo de mais de 7 a 1 nos
uacuteltimos 15 anos
Repetindo parte do que escrevi noasciacuteculo anterior (novas tecnologias)
passamos por um momento em que as
induacutestrias do setor eleacutetrico brasileiro estatildeo
perdendo em competitividade A culpa natildeo eacute
soacute dos procedimentos impostos e burocracia
excessivos que emperram a induacutestria eleacutetrica
e satildeo mantidos por governos e instituiccedilotildees
que pensam apenas em se manter no poder
e natildeo tecircm nenhuma visatildeo ou interesse no
que aconteceraacute com o Paiacutes no meacutedio ou
longo prazos A culpa tambeacutem eacute nossa por
assistirmos a tudo passivamente
A maior parte de nossa induacutestriaeleacutetrica que avanccedilava muito bem nas
deacutecadas de 1980 e 1990 parece que perdeu
o oco Com exceccedilatildeo de uma ou duas regiotildees
do Brasil onde se percebe que haacute iniciativas
de planejamento e de motivaccedilatildeo do setor
industrial paramos no tempo
Para os meacutedios e pequenos abricantes
da induacutestria eleacutetrica que me procuram para
aconselhamentos costumo sugerir algumas
accedilotildees como
bull Focar em produzir e vender 60 para o
mercado externo e 40 no mercado interno
brasileiro
bull Competir no mercado externo eacute mais
diiacutecil no primeiro momento mas muito
compensador depois Quem compete
bem laacute ora com muito mais acilidade
poderaacute vender aqui quando a situaccedilatildeo
brasileira melhorar Portanto recomeccedilar
a criar uma cultura de capacitar o pessoal
teacutecnico e manter equipes competentes para
enrentar novos desafios Um bom comeccedilo
eacute ter na equipe teacutecnica pelo menos dois bonsprojetistas com visatildeo aberta para inovaccedilotildees
bull Ter um plano de metas em novas
tecnologias com as prioridades definidas
Manter em curso a cada ano pelo menos
trecircs projetos de novos produtosrdquo Esta eacute a
maneira de criar uma cultura de inovaccedilatildeo na
empresa e manter a chama acesa
