NR-10 e Compartimentação - cinase.com.br · NR-10 e Compartimentação de Painéis Elétricos (painel Arco Resistente) Tópicos da NR-10 10.1 - Objetivo e campo de aplicação;

NR-10 e Compartimentação

de Painéis Elétricos

Claudio S. Mardegan

Membro Sênior do IEEE

Cláudio Sérgio Mardegan é Diretor da EngePower Engenharia e

Comércio Ltda, especialista em proteção de sistemas elétricos

industriais e qualidade de energia, com experiência de mais de 38 anos

nesta área. Já ministrou por mais de 94 vezes o treinamento de proteção e seletividade, 23

vezes o treinamento de Subestações e 9 vezes o treinamento de Qualidade de Energia, 13

vezes o treinamento de Arc Flash e 5 vezes o treinamento de partida de motores.

Apresentou diversos artigos em revistas especializadas e ministrou inúmeras palestras

técnicas (Conferências IEEE-IAS e IEEE-I&CPS,IEEE-ESW-Brasil, CINASE, CINAPE, NR-

10, etc). É consultor das principais empresas multinacionais e empresas corporativas. É

engenheiro eletricista formado em 1980 pela Escola Federal de Engenharia de Itajubá

(Antiga EFEI atualmente UNIFEI). É autor do livro “Proteção e Seletividade em Sistemas

Elétricos Industriais”, patrocinado pela Schneider. É co-autor do Guia de Normas do Setor

Elétrico, É Membro Senior do IEEE e participa também dos Working Groups do IEEE para

“Generator´s Grounding” e do Buff Book (Série 3004). Neste último participa na revisão do

Capítulo de Proteção de Transformadores, é Chair do Capítulo 6 – Ground Fault Protection

e também é Chair do Capítulo 13 – Protection Coordination. É secretário do Capítulo 1 da

Série 3003 (antigo Green Book – Aterramento). É vice-chair de Surge Protection do IEEE e

também participa dos grupos de Forensics e do DC Team do IEEE. É paper reviewer e

associated editor do IEEE. Sua empresa realizaou mais de 4500 estudos.

A subestação é uma das partes do sistema elétrico mais importantes, pois, toda

energia elétrica a ser consumida pelas cargas passa por ela, e, assim, a mesma

está no caminho crítico. A sua paralisação implica na paralisação das cargas.

Assim, de nada adianta se ter um processo extremamente diferenciado,

máquinas de última geração, pessoal altamente qualificado e treinado, se a

energia elétrica não estiver disponível, com qualidade, disponibilidade onde for

necessária. Daí a importância da Operação e Controle de uma Subestação.

A importância da Subestação

NR-10 e Compartimentação de Painéis Elétricos (painel Arco Resistente)

Tópicos da NR-10

10.1 - Objetivo e campo de aplicação;

10.2 - Medidas de Controle;

10.3 - Segurança em Projetos;

10.4 - Segurança em Montagem, Operação e Manutenção;

10.5 - Segurança em Instalações Elétricas Desenergizadas;

10.6 - Segurança em Instalações Elétricas Energizadas;

10.7 - Trabalhos envolvendo Alta Tensão;

10.8 - Habilitação, Qualificação, Capacitação e Autorização

dos Trabalhadores

10.9 - Proteção contra incêndio e explosão;

10.10 - Sinalização de Segurança;

10.11 - Procedimentos de trabalho;

10.12 - Situação de Emergência;

10.13 - Responsabilidades;

10.14 - Disposições Finais.

Anexo – Distanciamentos de Segurança


Objetivo

Esta Norma regulamentadora estabelece os requisitos e as condições mínimas,

objetivando a implementação de medidas de controle e sistemas preventivos, de forma a

garantir a segurança e saúde de trabalhadores que direta ou indiretamente interajam

em instalações e serviços com eletricidade.


Tópicos da NR-10

www.engepower.com 55 11 99235-8551

NÍVEIS DE TENSÃONÃO HÁ LEGISLAÇÃO

TRANSMISSÃO DE

ENERGIA ELÉTRICA

DAS USINAS PARA

CIDADES

NBR 14039 – Instalações Elétricas de Média Tensão 1 a 36,2 kV

TENSÃO DE

DISTRIBUIÇÃO

TRANSMISSÃO DE

ENERGIA ELÉTRICA

ÂMBITO URBANO/RURAL

NBR 5410 – Instalações Elétricas de Baixa Tensão 50V a 1 kV

BAIXA TENSÃO

(TENSÕES MAIS USUAIS)

RESIDENCIAL

COMERCIAL

INDUSTRIAL

ILUMINAÇÃO

MOTORES

TRAÇÃO URBANA

EXTRA / ALTA TENSÃO

TENSÃO DE TRANSMISSÃO

E

SUBTRANSMISSÃO

15 kV

6,6 kV2,3 kV

220 / 127V380 / 220 V440 / 254 V

480 / 277 V

690 / 398 V

750 kV

345 kV230 kV138 kV

69 kV

440 kV

34,5 kV

88 kV

http://www.engepower.com/


NR-10

50V < BAIXA TENSÃO < 1000 V

ALTA TENSÃO > 1 kV

EXTRA BAIXA TENSÃO < 50 V




ESTATÍSTICA DE ACIDENTES POR ARCOCom operador em

frente a uma

porta fechada,

10%

Sem operador,

25%

Com operador manuseando

equipamento, 65%

10%

25%

65%

Sem Presença Operador

Operador Presente PortaFechada

Em manutenção

Um pouco de Estatísticas de acidentes por Arco

Um relatório de pesquisa sobre investigação de

Acidentes Elétricos realizado na Alemanha em 1998

pela ISSA (International Social Security Association),

em 61 casos, apresentou uma estatística conforme

indicado na Figura ao lado.

Retirado do Paper de Hugh Hoagland da 48th Conferência Annual do IEEE-IAS, em 2012

em Louisville-KY-USA - Myths and Facts in Selection of Personnel Protective Equipment

for Arc Flash Hazard Mitigation Utilizing NFPA 70E and applicable ASTM standards.

Deve-se atentar para o fato de que não é somente roupa que importa.

ESTATÍSTICA DE ACIDENTES

Distribuição das lesões por queimaduras

provocadas por arco no corpo

Operação e Controle em Subestações

EVOLUÇÃO DAS NORMAS DE CONJUNTO DE MANOBRAS NO BRASIL

NBR 6808

IEC 439-1

IEC 60439-1

NBR IEC 60439-1 01/05/2003

Figura extraída da referência [1].

Conjuntos de Manobra de Baixa Tensão (Painéis TTA, PTTA)


ENSAIOS DE TIPO SEGUNDO A NBR IEC 60439-1

A NBR IEC 60439-1 define os 7 ensaios seguintes:

a) Limites de elevação de temperatura

b) Propriedades dielétricas

c) Corrente suportável de curto-circuito

d) Eficácia do circuito de proteção

e) Distâncias de isolamento e escoamento

f) Funcionamento mecânico

g) Grau de proteção

Nota: Os ensaios de tipo deverão ser realizados nos

protótipos do painel, de forma a garantir que todos os

demais painéis fabricados com os padrões do protótipo

tenham o mesmo comportamento.

DETALHES DA NORMA NBR IEC 60439-1




ENSAIOS DE ROTINA SEGUNDO A NBR IEC 60439-1

A NBR IEC 60439-1 define os 4 ensaios seguintes:

a) Verificação da fiação e ensaios de operação elétrica

b) Ensaio dielétrico

c) Verificação da proteção e continuidade elétrica do

circuito de proteção

d) Verificação da resistência de isolamento.





GRAUS DE PROTEÇÃO DO INVÓLUCRO


x

~

Ø 2,5 mm

Ø 1 mm

Ø 50 mm

Ø 12,5 mm

proteg ido c ontra oscorpos sólidos s uperiores a 1 mm

protegido contra pó(sem deposição nociva)

totalmente proteg idocontra pó

sem proteção

proteg ido c ontra oscorpos sólidos s uperiores a 50 mm

proteg ido c ontra oscorpos sólidos s uperiores a 12,5 mm

proteg ido c ontra oscorpos sólidos s uperiores a 2,5 mm

0

1

2

3

4

5

6

IP XYX = REFERE-SE A CORPOS SÓLIDOS

Y = REFERE-SE A CORPOS LÍQUIDOS

PROTEÇÃO CONTRA CORPOS SÓLIDOSX X

Figuras extraídas da referência [1].

1.9.1 – Conjuntos de Manobra de Baixa Tensão (Painéis TTA, PTTA)

1 – CONCEITOS BÁSICOS

GRAUS DE PROTEÇÃO DO INVÓLUCRO


IP XYX = REFERE-SE A CORPOS SÓLIDOS

Y = REFERE-SE A CORPOS LÍQUIDOS

PROTEÇÃO CONTRA CORPOS LÍQUIDOS

Y Y

sem proteção

protegido contra quedas verticais de gotas d’água de até 15° da vertic al

0

1

2

3

4

5

6

protegido contra gotas de chuva de até 60° da vertic al

protegido contra quedas verticais de gotas d’água (condensação)

protegido contra projeções de água de todas as direções

protegido contra jatos de água de todas as direções

protegido contra a projeção e vagalhões de água

protegido contra imersão7

Figuras extraídas da referência [1].

1.9.1 – Conjuntos de Manobra de Baixa Tensão (Painéis TTA, PTTA)

1 – CONCEITOS BÁSICOS


Um painel PTTA deriva obrigatoriamente de um painel

TTA. Logo, não deve existir fabricante de painel PTTA,

que não tenha o painel TTA.

Pela explanação anterior, o fabricante tem que ter um

ensaio de tipo para fazer as suas extrapolações para o

painel PTTA.

Os 7 ensaios de tipo devem ser de iniciativa do

fabricante

Quanto maior o grau de proteção de um painel mais

quente fica o seu interior. Quanto mais quente o seu

interior maior o tamanho do painel e consequentemente

maior o custo do mesmo.Figura extraída da referência [1].



CONJUNTOS DE MANOBRAS TTA E A NORMA NBR IEC 60439

O QUE É UM PAINEL TTA ?

TTA é uma sigla em inglês que significa Type Tested

Assembly (conjunto testado com ensaios de tipo).

Quem define o termo TTA é a norma NBR IEC 60439-1.

NBR IEC 60439 – Conjunto de Manobra e Controle em Baixa

Tensão.

Parte 1 – Conjuntos com ensaio de tipo totalmente testados

e conjuntos com ensaio de tipo parcialmente testados

(PTTA).

A NBR IEC 60439-1 define: “Conjunto de manobra e

controle de baixa tensão em conformidade com um tipo ou

sistema estabelecidos, sem desvios que influenciem

significativamente o desempenho em relação àquele

conjunto típico verificado que está em conformidade com

esta Norma”. Figura extraída da referência [1].



CONJUNTOS DE MANOBRAS TTA E A NORMA NBR IEC 60439

SÍNTESE PN TTA

Um painel TTA é um produto cuja

eficácia é verificada

previamente por ensaios de

tipo em protótipos que

asseguram que as etapas de

projeto e construção atendem a

requisitos pré-especificados.

Projeto

Construção

PROTÓTIPO DO PN

O conjunto é testado e a

conformidade é verificada a

partir de ensaios de tipo.




CONJUNTOS DE MANOBRAS PTTA E A NORMA NBR IEC 60439

O QUE É UM PAINEL PTTA ?

PTTA é uma sigla em inglês que significa Partially Type

Tested Assembly (conjunto parcialmente testado com

ensaios de tipo).

A norma NBR IEC 60439-1 define o termo PTTA como

NBR IEC 60439 – Conjunto de Manobra e Controle em Baixa

Tensão.

Parte 1 – Conjuntos com ensaio de tipo totalmente testados

e conjuntos com ensaio de tipo parcialmente testados

(PTTA).

A NBR IEC 60439-1 define: “Conjunto de manobra e

controle de baixa tensão contendo disposições de tipo

ensaiado e disposições de tipo não ensaiado, contanto que

o último é derivado (por exemplo, por meio de cálculo) de

disposições de tipo ensaiado que satisfizeram os ensaios

pertinentes”. Figura extraída da referência [1].




a) NR-10

Treinamento

Visto que a estatística mostra que 65% dos acidentes com arco ocorrem durante as

manutenções, as primeiras e as mais importantes atitudes a serem tomadas consistem:

Elaboração de APR para as atividades a serem desenvolvidas na manutenção.

Realização de DDS (Diálogo Diário de Segurança) focando os pontos de maior

risco.

Seguir os procedimentos de desenergização

Elaboração de procedimentos detalhados, passo a passo.

Utilização de pessoal qualificado / habilitado para as atividades / empresas

especializadas

Acompanhamento dos serviços com técnico de segurança

Utilizar equipamentos de categoria / classe / isolação apropriadas

Executar todas as atividades com supervisão local



PAINEL A PROVA DE ARCO INTERNO E A NORMA IEC TR(*) 61641-2014

O painel à prova de arco interno é um painel que

deve suportar um arco interno de determinado

valor por um determinado tempo. Nesse tempo,

deve conter o arco dentro do painel.

O mesmo é testado como mostrado na figura ao

lado, onde “bonecos” de algodão são colocados a

uma distância padronizada (normalmente 100 ou

300 mm) sem haja o chamuscamento do

“boneco” de algodão.

PAINÉIS ARCO RESISTENTES

(*) – Test Report


Os conjuntos de manobra devem ser dimensionados para permitirem a circulação da corrente

nominal do sistema e ainda suportarem os esforços decorrentes das correntes de curto-circuito:

térmico, dinâmico e de interrupção. A especificação deve estar de acordo com a norma NBR-IEC-

62271-200. Veja exemplo.

CONJUNTO DE MANOBRA DE MT

LSC2B – PM – IAC – AFLR

Classe da Continuidade do Serviço:

dá informação sobre a continuidade de

serviço do painel e a quantidade de

compartimentos internos

Classe da Compartimentação: dá

informação sobre o tipo de material

utilizado nas divisões,

compartimentos internos e

guilhotinas

Classe do Arco Interno: dá informação se o painel

foi ou não ensaiado para suportar o arco interno

Classe da Acessibilidade: dá informação

sobre a acessibilidade permitida ao redor

do painel; em que lados do painel as

pessoas podem circular, de forma segura,

quando ocorre um arco interno


A primeira classe ou designação dá informação sobre a

conveniência de intervenção, em caso de uma manutenção ser

necessária. Utiliza-se o termo LSC (Loss of service continuity). A

norma prevê duas designações possíveis:

LSC2: perda da continuidade de serviço tipo 2

“Todos os painéis que tem outros compartimentos, além do

compartimento de barramentos são do tipo LSC2”

LSC1: perda da continuidade de serviço tipo 1

“Todos painéis que forem diferentes de LSC2 são da classe tipo 1”

O painel LSC2 possui duas sub-divisões: LSC2A e LSC2B



As cláusulas A e B do painel LSC2 dão informação sobre a

continuidade de serviço que pode ser conseguida em caso de

manutenção do painel ou partes dele:

LSC2B: o painel que é classificado como tendo perda da

continuidade de serviço B é o conjunto que tem a seguintes

características:

ao se fazer uma manutenção, apenas o compartimento de entrada

de cabos do cubículo pode ficar energizado.

o cubículo deve ter pelo menos 3 compartimentos: o do aparelho

de manobra, o da entrada do aparelho de manobra e o de saída

do aparelho de manobra.

LSC2A: são todos os cubículos diferentes da classe LSC2B



Painel classe LSC2B Painel classe LSC2A



A segunda classe ou designação indica qual é o tipo de

material utilizado nos compartimentos, divisões internas

ou guilhotinas do painel. São dois tipos:

PM: partições feitas de material metálico

PI: partições feitas de material isolante



A terceira classe ou termo de classificação de painéis

de média tensão identifica se o equipamento foi ou não

ensaiado para suportar o arco interno. Utiliza-se o

termo IAC (internal arc cubicle) para paineis ensaiados

LSC2B-PM-IAC Se o painel não foi ensaiado contra o arco interno, o

termo IAC é omitido:

LSC2B-PM


Vídeo Ensaio Arco Interno


../../Curso de Seletividade/Complementos/Teste de Curto Circuito painel Unigear.mpg

CLASSES DE ARCO SEGUNDO A IEC TR 61641-2014

Classe de Arco A – É usada para proteção de pessoas. Utiliza os critérios de 1

a 5, mostrados a seguir.

Classe de Arco B – É usada para proteção de pessoas mais arcos restritos a

uma área específica dentro do conjunto de manobra. Utiliza os critérios de 1 a

6, seguintes.

Classe de Arc C - É usada para proteção de pessoas mais arcos restritos a

uma área específica dentro do conjunto de manobra. É possível a operação

limitada após uma falta. Utiliza os critérios de 1 a 7.

Classe de Arco I – Conjunto de Manobras provendo proteção por meio de

zonas protegidas para a ignição do arco.

Nota: Se é feito um acordo entre o usuário e o fabricante um critério diferente ou

inferior pode ser aplicado.



CLASSES DE ARCO SEGUNDO A IEC TR-61641-2014


O item 8.7 da norma IEC TR 61641:2014 cita os critérios usados para validação do teste de arco nas

condições detalhadas na Cláusula 4 da mesma norma.

Para a proteção das pessoas os critérios de 1 a 5 seguintes devem ser atendidos:

1) As tampas e portas devem estar corretamente seguras e se manterem no lugar e provendo um nível

mínimo de proteção de acordo com os requisitos de proteção de invólucro IP1X da norma IEC

60529. São aceitas deformações. Alguma ruptura de um número limitado de dobradiças e

fixações são aceitáveis. O conjunto de manobra não necessita estar em conformidade com

sua classe de IP após o teste.

Nota 1: O objetivo do critério 1 é minimizar o risco de lesões às pessoas por impacto de portas, tampas,

etc. e assegurar um nível mínimo de proteção às pessoas contra contato acidental perigoso com partes

energizadas.

2) Nenhuma parte do conjunto de manobra com mais de 60g deve ser ejetada exceto aquelas que

estão desalojadas e caem entre o conjunto de manobra e os indicadores.

Nota 2: O objetivo deste critério é minimizar o risco de lesões sérias às pessoas por impacto de partes

ejetadas.

3) O arco não deve causar buracos nas partes externas do invólucro abaixo de 2m de altura nos

lados declarados acessíveis em caso de queima.

Nota 3: O objetivo deste critério é minimizar o risco de lesões às pessoas por queimadura direta.


CLASSES DE ARCO SEGUNDO A IEC TR-61641-2014CONJUNTO DE MANOBRA DE MT

Critérios de 1 a 5 (continuação):

4) Os indicadores não devem ficar chamuscados (chamuscados na pintura ou em adesivos estão

exclusos dessa avaliação).

5) Os circuitos de proteção para as partes acessíveis do invólucro ainda devem estar efetivos

conforme descrito na norma IEC 61439-2.

6) O conjunto de manobra deve ser capaz de confinar o arco à área definida onde o mesmo se iniciou

e não deve haver propagação do arco para outras áreas do conjunto de manobra. Efeitos de gases

quentes e deposição de fuligem em áreas adjacentes que não estejam sob o arco são aceitáveis,

uma vez que apenas uma limpeza é suficiente.

Proteção às pessoas e ao conjunto de manobra com capacidade de operação limitada é alcançada

quando os critérios de 1 a 7 são atendidos:

7) Após a eliminação da falta ou após o isolamento ou desmontangem da unidade funcional afetada, a

operação em caráter de emergência da parte restante do conjunto de manobra deve ser possível.

Isto deve ser verificado através de teste de tensão aplicada de 1.5 x vezes a tensão nominal de

operação por um minuto, conforme prescrito na norma IEC 61439-2:2011, item 10.9.2. O

abaulamento de portas e tampas da unidade sob teste e adjacências é aceitável, as quais providas

podem ser prontamente substituídas restaurando a um grau de proteção de invólucro mínimo de

IPXXB da IEC 60259. Excetuando-se a zona testada declarada pelo fabricante, todas as outras

unidades devem permanecer completamente operacionais elétrica e mecanicamente e estarem na

mesma condição de antes dos testes.


A quarta classe ou termo indica a) tipo de acessibilidade e b) em

que lados do painel pode haver circulação de pessoas. A

acessibilidade pode ser de dois tipos:

A: acesso ao painel é restrito a pessoas autorizadas –

ensaio com indicadores a 300mm.

B: acesso ao painel é irrestrito de pessoas – ensaio com

indicadores a 100mm.

Junto ao termo de acessibilidade deve ser informado em que lados

do painel as pessoas podem transitar:

R (Rear): traseira

L (Lateral): lateral

F (Frontal): frontal

Exemplo: LSC2B-PM-IAC-BFL



Intertravamentos

Para as instalações novas, durante as fases de projeto prever os intertravamentos

necessários para garantir a segurança dos operadores, tais como, somente permitir a

abertura de uma seccionadora se e somente se o disjuntor estiver aberto.

Para instalações existentes implementar intertravamentos.


Tendências Atuais

Proteção da Chegada do Cabo ao Terminal

(Minimiza arco fase-fase ou fase-terra)

Encapsulamento de Barramento BT

(Minimiza arco fase-fase ou fase-terra)

Relé monitor de arco foto-sensível

(Minimiza danos ao painel)

Compartimentação do

painel.

(Minimiza a propagação

dos danos e acidentes)

OBSERVAÇÃO FINAL

TOMANDO-SE AS MEDIDAS DESCRITAS NESTA

APRESENTAÇÃO EVITA-SE VÁRIAS PARADAS IMPREVISTAS

EM SUBESTAÇÕES, BEM COMO MINIMIZA-SE A

QUANTIDADE DE ACIDENTES ÀS PESSOAS.

Claudio S. Mardegan

[email protected]

www.engepower.com

+55 11 3579-8777

OBRIGADO


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