Painis Eltricos de Baixa Tenso TTA / PTTA - Conforme NBR IEC 60439-1

Eng. Anderson Pacheco

RESUMOEste artigo apresenta os elementos que define a NBR IEC 60439-1, como a norma que estabelece as condies a que devem satisfazer os Conjuntos de Manobra e Controle de Baixa Tenso.

Palavras-chave: Artigo cientfico. Normalizao. NBR IEC 60439-1.

INTRODUOEste documento tcnico visa apresentar informaes que ofeream base tcnica para o projeto, execuo e especificao de painis eltricos de baixa tenso. As orientaes aqui apresentadas so baseadas na norma da ABNT, a NBR IEC 60439-1. Essa norma estabelece as condies a que devem satisfazer os Conjuntos de Manobra e Controle de Baixa Tenso. Ou seja, toda fabricao de painis eltricos de baixa tenso deve seguir rigorosamente esta norma.

NORMA NBR IEC 60439-1 (Parte 1)A norma foi publicada em 01/05/2003, substituindo a antiga NBR 6808 que deixou de vigorar. Esta norma destinada a conjuntos de manobra e comando de baixa tenso, montados com todos os dispositivos e equipamentos, em que a tenso nominal no exceda 1000 VCA / 1500 VCC e as frequncias no excedam 1000 Hz.Conjuntos de Manobra e Controle de Baixa Tenso define : conjuntos com ensaios de tipo totalmente testado (TTA) conjuntos com ensaios de tipo parcialmente testado (PTTA)

Figura 1. Painel Sivacon-S4 Siemens

TTA ( Type Tested Assembly ) - Conjunto de manobra e comando de baixa tenso com ensaiosde tipo totalmente testadosO conjunto de manobra e controle com ensaios de tipo totalmente testados (TTA) de Baixa Tenso est em conformidade com um tipo ou sistema estabelecido, sem desvios que influenciem significativamente o desempenho em relao quele conjunto tpico verificado que est em conformidade com esta Norma.PTTA ( Partially Type Tested Assembly) - Conjunto de manobra e comando de baixa tenso comensaios de tipo parcialmente testadosOs painis (PTTA) pode ter extrapolao por meio de clculos, porm ele derivado de um Painel(TTA). O fabricante obrigatoriamente teria que ter realizado ensaios de tipo para poder fazer extrapolaes pertinentes. A extrapolao s permitido para dois tipos de ensaios: Limites de elevao da temperatura Corrente suportvel de curto-circuito

Ensaios de TipoA realizao dos ensaios de tipo, para verificar a conformidade com os requisitos da norma, devem ser de iniciativa do fabricante em um laboratrio qualificado para fazer os 7 Ensaios de Tipo exigidos pela norma:NCaractersticas a serem conferidasSubsees IEC 60439-1EnsaioTTAPTTA

1Limites de elevao da temperatura 8.2.1Ensaio de TipoVerificao dos limites de elevao da temperatura por ensaio Verificao dos limites de elevao da temperatura por ensaio ou extrapolao

2Propriedades dieltricas 8.2.2Ensaio de TipoVerificao das propriedades dieltricas por ensaio Verificao das propriedades dieltricas por ensaio, de acordo com 8.2.2 ou 8.3.2, ou verificao de resistncia de isolao, de acordo com 8.3.4 (ver nos 9 e 11)

3Corrente suportvel de curtocircuito 8.2.3Ensaio de TipoVerificao da corrente suportvel de curto-circuito por ensaio Verificao da corrente suportvel de curto-circuito por ensaio ou por extrapolao de arranjos tpicos ensaiados de forma similar

4Eficcia do circuito de ProteoConexo eficaz entre as partes condutoras do CONJUNTO e o circuito de ProteoCorrente suportvel de curtocircuito do circuito de proteo 8.2.48.2.4.18.2.4.2Ensaio de TipoVerificao da conexo eficaz entre as partes condutoras do CONJUNTO e o circuito de proteo por inspeo ou por medio da resistncia (ensaio de tipo)Verificao da corrente suportvel de curto-circuito do circuito de proteo por ensaioVerificao da conexo eficaz entre as partes condutoras expostas do CONJUNTO e o circuito de proteo por inspeo ou por medio da resistnciaVerificao da corrente suportvel de curto-circuito do circuito de proteo por ensaio ou projeto apropriado e arranjo do condutor de proteo (ver 7.4.3.1.1, ltimo pargrafo)

5Distncias de isolao e de escoamento 8.2.5Ensaio de TipoVerificao das distncias de isolao e de escoamentoVerificao das distncias de isolao e de escoamento

6Funcionamento mecnico 8.2.6Ensaio de TipoVerificao do funcionamento mecnico Verificao do funcionamento mecnico

7Grau de proteo 8.2.7Ensaio de TipoVerificao do grau de proteoVerificao do grau de proteo

Fonte: NBR IEC 60439-1 (Parte 1)

Ensaios de RotinaA norma tambm exige que o fabricante faa quatro ensaios de rotina, que so feitos depois da fabricao do painel eltrico com o objetivo de detectar falhas nos materiais e na fabricao do mesmo:1Conexes dos condutores, funcionamento eltrico 8.3.1Ensaio de RotinaInspeo do CONJUNTO inclusive inspeo das conexes dos condutores e, se necessrio, ensaio de funcionamento eltricoInspeo do CONJUNTO inclusive inspeo das conexes dos condutores e, se necessrio, ensaio de funcionamento eltrico

2Isolao 8.3.2Ensaio de RotinaEnsaio dieltrico Ensaio dieltrico ou verificao da resistncia de isolao de acordo com 8.3.4 (ver nos 2 e 11)

3Medidas de proteo 8.3.3Ensaio de RotinaVerificao das medidas de proteo e da continuidade eltrica dos circuitos de proteoVerificao das medidas de proteo

4Resistncia de isolao 8.3.4Ensaio de RotinaVerificao da resistncia de isolao salvo os ensaios de acordo com 8.2.2 ou 8.3.2 tenha sido realizado (ver nos 2 e 9)

Fonte: NBR IEC 60439-1 (Parte 1)

O que deve constar nos relatrios de ensaio

Identificao do laboratrio Identificao do fabricante Identificao do conjunto ensaiado. Caractersticas principais do conjunto. Referncias das normas aplicadas. Resultados e constataes dos ensaios. Documentos (registros, desenhos, fotos, etc.).

Figura 2. Modelo de um ensaio de painel TTA

Formas de Separao entre partes ativas dos conjuntos: O anexo D da norma trata das formas de separao internas, as formas tpicas de separao por barreiras ou divises so as seguintes:Critrio principalSubcritrioForma

Nenhuma separao Forma 1

Separao de barramentos das unidades funcionais Terminais para condutores externos no separados do barramentoForma 2a

Terminais para condutores externos, separados do barramentoForma 2b

Separao de barramentos das unidades funcionais e separao de todas as unidades funcionais entre si. Separao dos terminais para condutores externos das unidades funcionais, mas no entre elas.Terminais para condutores externos no separados do barramentoForma 3a

Terminais para condutores externos separados do barramentoForma 3b

Separao de barramentos das unidades funcionais e separao de todas as unidades funcionais entre si, inclusive os terminais para condutores externos que so partes integrantes da unidade funcional.Terminais para condutores externos no mesmo compartimento, bem como a unidade funcional associada.Forma 4a

Terminais para condutores externos no no mesmo compartimento que a unidade funcional associada, mas em espaos protegidos ou compartimentos individuais, separados e fechados.Forma 4b

Fonte: NBR IEC 60439-1 (Parte 1)

Desenhos das formas de Separao entre partes ativas dos conjuntos:

Forma 2bForma 2a

Forma 3aForma 3b

Forma 4aForma 4b

Figura 3. Formas de Separao

Forma 2b Forma 3b Forma 4b

ABNT NBR IEC 60439-3 (Parte 3) Conjuntos de Manobra e Controle de Baixa Tenso Instalao em locais acessveis a pessoas no qualificadas durante a sua utilizao.O Conjuntos de Manobra e Controle de Baixa Tenso define : Conjuntos com ensaios de tipo totalmente testado (TTA) Ensaios de tipo A realizao dos ensaios de tipo, para verificar a conformidade com os requisitos da norma, deve ser de iniciativa do fabricante em um laboratrio qualificado para fazer os ensaios de Tipo: Limites de Elevao de Temperatura Propriedades Dieltricas Corrente Suportvel de Curto-circuito Eficcia do Circuito de Proteo Distncias de Isolamento e Escoamento Funcionamento Mecnico Grau de Proteo Construo e marcao Resistencia aos impactos mecnicos Resistncia ferrugem e umidade Resistncia dos materiais isolantes ao calor Resistencia dos materiais isolantes ao calor anormal e ao fogo Resistncia mecnica dos meios de fixao dos invlucros Ensaios de RotinaA norma tambm exige que o fabricante faa quatro ensaios de rotina, que so feitos depois da fabricao do painel eltrico com o objetivo de detectar falhas nos materiais e na fabricao do mesmo: Conexes dos condutores, funcionamento eltrico Isolao Medidas de proteo Resistncia de IsolaoPAINEIS ELTRICOS DE BAIXA TENSOPainis Eltricos so destinados conexo com sistemas de energia eltrica, para o acionamento, proteo e controle de equipamentos. Abaixo segue os principais tipos de painis eltricos:

Distribuio para Circuitos de Iluminao e Potncia (Aplicaes Domsticas); Sistemas de Controle; Bancos de Capacitores; Centros de Controle de Motores; Acionamentos de Drives Distribuio e Sub-Distribuio;

Distribuio para Circuitos de Iluminao e Potncia (Aplicaes Domsticas);Painis montados com equipamentos para Proteo, Seccionamento e Manobra de circuitos iluminao e Fora. So destinados a serem utilizados para uso interno, para aplicaes domesticas ou outros locais onde pessoas no qualificadas tenha acesso. So usados em corrente alternada onde a tenso no exceda 300V. Os circuitos de sada devem ter proteo contra curto-circuito, e corrente nominal de cada um no pode exceder 125A, com uma corrente total de entrada de at 250A.

Figura 5. Componentes de um Painel QDF / QDL

Figura 4. Modelo de um Painel QDF/ QDL

Painis de ControlePainis de controle so montados com equipamentos de controle, como CLPs Controladores Lgicos Programveis ou contatores e rels com a funo de controlar e intertravar um determinado processo ou aplicao. Os painis de controle podem estar ou no fisicamente conectados s colunas dos painis que contm equipamentos de potncia.

Figura 6. Vista interna de Painis de Controle com PLC

Bancos de CapacitoresPainis de banco de capacitores so montados com equipamentos de controle e acionamento de estgios pr-estabelecidos, podem ser manuais ou automticos, quando so automticos so manobrados automaticamente por uma unidade eletrnica de controle reativos, sensibilizada por sinais de corrente e tenso da carga a ser corrigida, mantendo o fator de potncia do sistema onde esto conectados carga e banco, dentro da faixa pr-estabelecida (0.92). Cada estgio ser composto por um ou mais capacitores trifsicos, sendo a composio dos estgios conforme a necessidade de potncia da instalao. Cada estgio dever possuir proteo contra curto-circuito. A insero ou retirada dos estgios ser feita atravs de contatores tripolares, dimensionados de forma a suportar os valores de amplitude e frequncia da corrente de ligamento, sem prejuzo da vida til em nmeros de manobras. Figura 8. Vista externa de um Painel Automtico de banco de Capacitores

Figura 7. Vista Interna da parte frontal de um Painel automtico de banco de Capacitores

Figura 9. Vista Interna da parte traseira de um Painel automtico de banco de Capacitores

CCM - Centro de Controle de MotoresSo painis conhecidos pela sigla CCM, em ingls, motor control center (MCC), um sistema de manobra e comando de motores eltricos de baixa tenso (at 1000 volts) ou de mdia tenso (acima de 1000 volts). O CCM podem ser acionado via I/O ou podem ter necessidade de ter comunicao com outros sistemas de controle com rels de proteo com interface de rede industrial de dados em diversos padres como, por exemplo, Ethernet, Profibus, DeviceNet ou, Modbus. Os CCMs pode ser Compartimentado ou No compartimentado, podem ser Fixo ou Extravel.

CCM NO COMPARTIMENTADO montado em uma placa nica, onde os conjuntos de proteo e manobra de cada carga individual esto montados todos juntos.

Figura 10. Vista Interna de um CCM No Compartimentado

Figura 11. Vista Interna de um CCM No Compartimentado

CCM COMPARTIMENTADO aquele onde os equipamentos de proteo, e manobra de cada carga esto montados em compartimentos separados dentro do painel. Este CCM pode ser FIXO ou EXTRAVEL .

No CCM EXTRAVEL dentro de cada compartimento montada uma gaveta que pode ser removida do painel sem o auxlio de ferramenta. Os equipamentos para proteo e manobra da partida so montados dentro das gavetas, minimizando os tempos de parada pois pode-se substituir as gavetas rapidamente.

No CCM FIXO dentro de cada compartimento montada uma placa de montagem fixa no removvel onde so alocados os equipamentos para proteo e manobra da partida

Figura 12. Vista externa de um CCM compartimentado

Figura 14. Vista de uma gaveta extrada

Figura 13. Vista Interna de um CCM compartimentado extravel

CCM InteligenteSo Painis que acionam e protegem motores com equipamentos eletrnicos em rede, estes equipamentos podem ser inversores de frequncia, chaves de partidas (soft-starter) e rels eletrnicos. Atravs das redes de comunicao industrial ( Profibus, DeviceNet, Ethernet e etc) possvel ter acesso total potencialidade de diagnstico, parametrizao e medies que os equipamentos com comunicao oferecem. As vantagens vo desde reduo de 80% de fiao dentro do painel e a possibilidade de receber antecipadamente um alarme de problemas potenciais, eliminar desligamentos desnecessrios, isolar falhas de modo a reduzir o tempo de parada e distribuir ou equalizar as cargas enquanto o problema est sendo solucionado.Os CCMs so conjuntos essenciais para a produo, e com o avano da tecnologia e a necessidade demonitoramento e controle da produo, a utilizao de redes uma soluo que possibilita reduzir tempo de parada de horas para minutos, com melhores e mais completos diagnsticos que localizam com preciso os pontos problemticos durante o processo de produo, de modo que se possa saber o que e onde interferir e corrigir.Figura 15. Vista de um CCM Inteligente com comunicao ethernet

Figura 16. Vista de uma gaveta com inversor de frequncia da Rockwell Automation Figura 15. Vista de uma gaveta com um rel eletrnico E-1 da Rockwell Automation

Painis para Acionamentos - DrivesConjuntos montados com equipamentos especficos para controle de velocidade de motores, junto com os equipamentos de alimentao, proteo e controle dos mesmos. Os drives trabalham com altas frequncias internas, sendo um dos grandes emissores de poluio eletromagntica e um dos grandes geradores de harmnicas nas redes industriais. Outra caracterstica a de necessitarem de requisitos especficos com relao dissipao trmica gerada pelo seu funcionamento. Por este motivo, a instalao de um Drive (softstart/ inversor de freqncia / conversor de freqncia etc.) precisa seguir uma srie de requisitos tcnicos para garantir seu funcionamento correto e minimizar as influncias causadas por ele. As caractersticas dos Painis para Drives no so especificamente relativas estrutura (chaparia, barramentos, etc), mas sim relativos correta aplicao dos conceitos de engenharia para esta aplicao.

Figura 17. Vista interna e externa de inversor de frequncia de 400CV Schneider Electric

Painis de Distribuio e Sub-DistribuioPainis montados que acomodam equipamentos para Proteo, Seccionamento e Manobra de energia eltrica. As aplicaes vo desde painis de pequeno porte, como aqueles utilizados nas entradas das residncias, at painis de grande porte, como painis auto-portantes formados por diversas colunas,sendo parte integrante dos sistemas de distribuio de energia em residenciais (prdios, shoppingcenter, hospitais, etc.) e industriais.Em uma instalao eltrica de grande porte comum encontrarmos vrios nveis de painis de distribuio, desde o transformador at as cargas. Muitas vezes existe um painel de distribuio principal conectado diretamente ao transformador, com o objetivo de alimentar vrios outros painis de distribuio (Sub-Distribuio), e estes alimentar painis sucessivos at o nvel das cargas. A complexidade e o projeto dos sistema de distribuio esto diretamente relacionados com as necessidades inerentes a cada aplicao ou instalao, industrial ou comercial. Os painis de distribuio pode ser Compartimentado ou No compartimentado, podem ser Fixo ou Extravel.

QGBT NO COMPARTIMENTADO montado em uma placa nica, onde os conjuntos de proteo e manobra de cada carga individual esto montados todos juntos.

Figura 19. Vista externa de um QGBT no compartimentadoFigura 18. Vista externa de um QGBT no compartimentado

Figura 18. Vista traseira de um QGBT no compartimentado

QGBT COMPARTIMENTADO aquele onde os equipamentos de proteo, e manobra de cada carga esto montados em compartimentos separados dentro do painel. Este QGBT pode ser FIXO ou EXTRAVEL .

QGBT EXTRAVEL dentro de cada compartimento montada uma gaveta que pode ser removida do painel sem o auxlio de ferramenta. Os equipamentos para proteo e manobra da carga so montados dentro das gavetas, minimizando os tempos de parada pois pode-se substituir as gavetas rapidamente.

QGBT FIXO dentro de cada compartimento montada uma placa de montagem fixa no removvel onde so alocados os equipamentos para proteo e manobra da carga

Figura 19. Vista externa de um QGBT Compartimentado fixoFigura 20. Vista interna de um QGBT Compartimentado fixo

Figura 20. Quadro de Sub-Distribuio

Figura 19. Quadro de Sub-Distribuio

Diferena de NBR e NR

Associao Brasileira de Normas Tcnicas (ABNT) o rgo responsvel pela normalizao tcnica no pas, fornecendo a base necessria ao desenvolvimento tecnolgico brasileiro. ABNT NBR a sigla de Norma Brasileira aprovada pela ABNT, de carter voluntrio, e fundamentada no consenso da sociedade. Torna-se obrigatria quando essa condio estabelecida pelo poder pblico.

A NR a sigla de Norma Regulamentadora estabelecida pelo Ministrio do Trabalho e Emprego, com carter obrigatrio. A regulamentao torna a norma de uso obrigatrio.NR-10 em 10.1.2: Nas instalaes e servios em eletricidade, devem ser observadas no projeto, execuo, operao, manuteno, reforma e ampliao, as normas tcnicas estabelecidas pelos rgos oficiais competentes e, na falta destas, as normas internacionais vigentes. Portaria n 456/00 ANEEL/MME - Art. 3 - 1a: Efetivado o pedido de fornecimento concessionria, esta cientificar o interessado quanto a obrigatoriedade de observncia, nas instalaes eltricas da unidade consumidora, das normas... Oficiais... da Associao Brasileira de Normas Tcnicas ABNT e das normas e padres da concessionria, postos a disposio do interessado. Lei Federal n 8078/90 Cdigo de Defesa do consumidor - Art. 39 - VIII: vedado ao fornecedor de produtos ou servios, colocar no mercado de consumo, qualquer produto ou servio em desacordo com as normas expedidas pelos rgos oficiais competentes ou, se normas especficas no existirem, pela Associao Brasileira de Normas Tcnicas - ABNT ou outra entidade credenciada pelo Conselho Nacional de Metrologia, Normalizao e Qualidade Industrial - CONMETRO . REFERENCIA ASSOCIAO BRASILEIRA DE NORMAS TCNICAS. NBR 60439-1: conjuntos com ensaios de tipo totalmente testados (TTA) e conjuntos com ensaios de tipo parcialmente testados (PTTA). Vlida a partir de 30/06/2003.SIEMENS LTDA - Avenida Engenheiro Joo F G Molina, 1745, Engordadouro Jundia-SP.

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