FUGA À TERRA E FALSOS DISPAROS EM CIRCUITOS DE COMANDO DE SUBESTAÇÕES.

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1 Lider em segurança eletrica FUGA À TERRA E FALSOS DISPAROS EM CIRCUITOS DE COMANDO DE SUBESTAÇÕES. SNPTEE XXIII Foz do Iguacu/PR 20/10/2015 Eng. Sérgio Cartellari scastellari@rdibender.com.br 1

2 Supervisão de isolamento com localização de falhas Segurança Elétrica em Sistemas IT isolados (flutuantes). Supervisão de isolamento com localização de falhas 2

3 Manutenção Preditiva da Instalação Elétrica Indicação precoce graças a informação antecipada 3

4 Qual esquema de distribuição é mais seguro? Esquema IT isolado (+) Sistemas retificador/bateria são esquemas IT 125 Vcc (-) Carga NBR 5410 : 2004 Primeira letra Situação da alimentação em relação à terra: I = isolação de todas as partes vivas em relação à terra ou aterramento de um ponto através de impedância Segunda letra Situação das massas da instalação elétrica em relação à terra T = massas diretamente aterradas, independentemente do aterramento eventual de um ponto da alimentação. 4

5 Referência do uso do DSI na NBR5410 em esquemas IT (isolados). ABNT NBR 5410 Instalações elétricas de baixa tensão Esta norma aplica-se: a.) Aos circuitos elétricos alimentados sob tensão nominal igual ou inferior a 1000 V em corrente alternada, com freqüências inferiores a 400Hz, ou a 1500 V em corrente contínua Circuitos de comando (circuitos auxiliares) Os circuitos de comando devem ser concebidos, instalados e protegidos de modo a limitar os perigos resultantes de uma falta entre esses circuitos e outras partes condutivas suscetíveis de comprometer o funcionamento adequado( por exemplo manobra inadvertida) do equipamento comandado No que se refere à proteção contra choques elétricos, a parte da instalação representada pelos serviços de segurança (fontes, linhas e equipamentos alimentados) deve ser, preferencialmente, objeto de medida que não implique seccionamento automático da alimentação na ocorrência de uma falta. Se os serviços de segurança forem concebidos, eletricamente, como um esquema IT, o conjunto deve ser provido de dispositivo supervisor de isolamento (DSI), como exigido em d). + Bateria Sistemas retificador/bateria normalmente alimentam: Bateria Circuitos de proteção (atuação dos relés); Circuito de controle (comandos e sinalizações); Iluminação de emergência; Alimentação do motor de carregamento de mola de disjuntores (em alguns casos); Alarmes e outros. 5

6 Referência do uso do DSI na NBR5410 em esquemas IT (isolados). ABNT NBR Dispositivos supervisores de isolamento (DSI) O DSI previsto em d) deve indicar qualquer redução significativa no nível de isolamento da instalação, para que a causa desta redução seja encontrada antes da ocorrência da segunda falta, evitando- se,assim, o desligamento da alimentação. Qualquer modificação no ajuste do DSI, presumivelmente inferior ao valor indicado na tabela 60, só deve ser possível mediante liberação de mecanismo de bloqueio e por pessoal autorizado. 6

7 Referência do uso do DSI na NBR5410 em esquemas IT (isolados). Esquema IT No item da NBR : d) Deve ser previsto um dispositivo supervisor de isolamento (DSI), para indicar a ocorrência de uma primeira falta à massa ou à terra. Esse dispositivo deve acionar um sinal sonoro e/ou visual, que deve perdurar enquanto a falta persistir. Caso existam as duas sinalizações, sonora e visual, admite-se que o sinal sonoro possa ser cancelado, mas não o visual, que deve perdurar até que a falta seja eliminada. Nota: - a primeira falta deve ser localizada e eliminada o mais rápido possível. Por esta razão, recomenda-se o uso de sistemas supervisores de localização de falhas. 7

8 Inteligência em segurança elétrica Especificações normativas para o DSI. IEC : Equipamento para teste, medição ou monitoramento das medidas de proteção Parte 8: Dispositivos supervisores de isolamento para sistemas IT Esta parte da IEC especifica as exigências para dispositivos supervisores de isolamento (DSI) que permanentemente monitoram a resistência de isolamento à terra em sistemas IT: com tensõesnominaisaté1000 V CA com tensões nominais até 1000 V CA,com circuitos CC galvanicamente conectados, com tensõesaté1500 V CC independente da metodologia de medição 8

9 Referência do uso do DSI na IEC Referencia na IEC Requisitos Os seguintes requisitos devem ser atendidos: 4.1 Dispositivo Supervisor de Isolamento (DSI) deve ser capaz de supervisionar a resistência de isolamento do esquema IT incluindo medição de falhas de isolamento simétricase assimétricas, na qual deve alarmar se a resistência de isolamento entre o sistema energizado e a terra cair abaixo do valor predeterminado. 9

10 Referência do uso do DSI na IEC Nota 2 Os chamados reles de falta a terra na qual utiliza o método de assimetria de tensão no aparecimento de uma falha a terra, não são dispositivos supervisores de isolamento na interpretação desta norma IEC Outro elementos chamados: métodos das lâmpadas a terra, cartão de fuga terra também não se enquadram como DSI. 10

11 Falhas de isolamento em circuitos de comando L+ S1 K1 L- RF1+ GND 11

12 Falhas múltiplas de isolamento de mesmo pólo L+ S1 K1 L- RF1+ RF2+ RF3+ GND 12

13 Falso comando!!! L+ S1 K1 L- RF- = 0Ω RF1+ RF2+ RF3+ GND 13

14 Falha simétrica de isolamento!!! S1 K1 L- RF - RF + GND 14

15 Falha simétrica de isolamento!!! Considerando : Disjuntores 10 A Cargas 5 A Falha à terra 4 A A corrente total de falha à terra será It= 12 A (3 x 4 A) A corrente de falha à terra não excede o limite de corrente de nenhum dos disjuntores, pois está distribuída; representando um consumo para a fonte. 15

16 Método das lâmpadas para supervisão de falha de isolamento Não detecta falha simétrica à terra Depende da habilidade do operador para identificar a diferença de luminosidade entre as lâmpadas. (+) 62,5 Vcc 125 Vcc 62,5 Vcc (-) Carga 16

17 Método do relé de fuga à terra para supervisão de falha de isolamento Não detecta falha simétrica à terra. (+) 125 Vcc 62,5 Vcc (-) 62,5 Vcc Carga 17

18 Princípios de medida ativos Princípio de medição AMP(Patented by BENDER) pricípio: Superposição de um pulso de medição adaptável(tensão) aplicação: Universal para todos os sistemas não aterrados (AC, AC/DC, DC) em particular para sistemas com inversores de freqüência características : para sistemas com capacitância de fuga alta adaptação automática ao sistema 18

19 Por que o princípio de medida ativo? O DSI A-Isometer com princípio de medida ativo reconhece Falhas muito resistivas (com valores elevados de resistência) DSI Simétricas / balanceadas falhas de isolamento (RF1 = RF2) 19

20 Circuito CA com circuitos DC galvanicamente conectados Somente dispositivos supervisores de isolamento com método ATIVOde medição são capazes de detectar faltas com origem tanto no lado L+ quanto no lado L- 20

21 Comparação dos métodos de medida Modos / Condições de teste Método relé/cartão de fuga à terra Método dos Lampadas DSI Detecção de FALHAS SIMÉTRICAS Não Não Sim Resultados de medição afetados pela CAPACITANCIA DE FUGA do sistema? Métodos de medida afetados por variação da carga? Sim Sim Não Sim Sim Não Alerta preventivo? Não Não Sim Supervisão das conexões de campo? Não Não Sim Valor da impedancia +/- 5kohm +/- 900ohm 220kohm Valor da corrente circulando no sistema 20 ma 90mA 0,22mA 21

22 Valores recomendados de resistência de isolamento Normas Tensão Nominal Valor de isolamento recomendado Valor recomendado para o alarme do DSI DIN VDE : Instalações elétricas para uso geral DIN EM (VDE 0510) : Sistemas alimentados por bateria V Ω / V kω Ω / V kω kω kω AC AC AC AC AC AC DC DC DC DC DC

23 NORMAS do DSI e Localização de falhas. O DSIADGSE75B1-435 atende as normas NBR 5410: 2004, IEC :2007, IEC :2009 As funcoes descritas na IEC podem estar conjugadas em único dispositivo ou dispositivos de acordo com o fabricante, logicamente atendendo os requisitos normativos minimos de seguranca. Anex C (normativo): These functions (below) may be performed either by a single device for each function; or all functions may be integrated into one device; or some or all functions may be integrated into na insulation monitoring device according to IEC ; or into combined devices which fulfil additional monitoring functions. DSIADGSE75B1-435 DSI Dispositivo Supervisor de Isolamento, com gerador de sinais integrado para início automático de localização da falha 23

24 Funcionamento do DSI com gerador de sinais. O DSIADGSE75B1-435 atende as normas NBR 5410: 2004, IEC :2007, IEC :2009 O sistema de localizacao de falhas atende a IEC Equipment for testing, measuring or monitoring of protective measures part 9: equipment for insulation fault location in IT system). Ver figura C.1(IEC :2009) 24

25 Sistema IT comlffr61: Comando e automação em 125Vdc Vdc DSIADGSE75 LFFRL61 RS485 Ajuste de alarme: (125Vdc) Alarme 1 R = 40kOhm Alarme 2 R = 13kOhm Ajuste da Corrente de teste: Ids= 2,5mA 25

26 Sistema IT comlffr61: Comando e automação em 125Vdc Vdc DSIADGSE75 LFFRL61 RS485 Ajuste de alarme: (125Vdc) Alarme 1 R = 40kOhm Alarme 2 R = 13kOhm Ajuste da Corrente de teste: Ids= 2,5mA 26

27 Sistema IT comlffr61: Comando e automação em 125Vdc Vdc DSIADGSE75 LFFRL61 RS485 R = 5 MOhm EDS: auto off 27

28 Sistema IT comlffr61: Comando e automação em 125Vdc Vdc DSIADGSE75 LFFRL61 RS485 Falha de isolamento R -< 1 kohm EDS: auto off 28

29 Sistema IT comlffr61: Comando e automação em 125Vdc Vdc DSIADGSE75 LFFRL61 RS485 Falha de isolamento R -< 1 kohm EDS: auto on 29

30 Sistema IT comlffr61: Comando e automação em 125Vdc Vdc DSIADGSE75 LFFRL61 Falha de isolamento R -< 1 kohm EDS: auto on 01/4 : 3k01 0,5mA 02/4 : 3k03 1,1mA 03/4 : 3k04 0,8mA 04/4 : 3k06 0,3mA RS485 30

31 Sistema IT comlffr61: Comando e automação em 125Vdc Vdc DSIADGSE75 LFFRL61 Falha de isolamento R -< 1 kohm EDS: auto off 01/4 : 3k01 0,5mA 02/4 : 3k03 1,1mA 03/4 : 3k04 0,8mA 04/4 : 3k06 0,3mA RS485 31

32 Sistemas Portáteis LFMS90GS/ LFMS91GS LFMS90GS LFMS91GS Para sistemas LFFR60 (Circuitos principais) AC/DC V; AC 790V e DC 960V Gerador de sinais GSP5 25 e 10 ma localizadores LFMI190P mín. 2 ma Aprox. 100Ohm / Volt Idn AC 10mA 16A Alicates de medida PSA3020, PSA3052 PSA3165 Para sistemas LFFR61 (Circuitos de controle) AC V DC V Gerador de sinais GSP3-1,0 e 2,5 ma localizadores LFMI190P mín. 0,2 ma Aprox.1000Ohm / Volt Idn AC 10mA 1,6A Alicates de medida PSA3020, PSA

33 Sistema IT somente com a maleta: Comando e automção em 125Vdc Vdc 220V PGH183 33

34 Case: Elektro 34

35 Case: Elektro 35

36 Case: Elektro 36

37 Case: Elektro 37

38 Case: Elektro 38

39 Case: Elektro 39

40 Case: Elektro 40

41 Case: Elektro 41

42 Case: Elektro 42

43 Case: Elektro 43

44 Case: CTEEP Subestacao Edgard Souza 44

45 Case: CTEEP Subestacao Edgard Souza 45

46 Case: CTEEP Subestacao Edgard Souza 46

47 Case: CTEEP Subestacao Edgard Souza 47

48 Case: CTEEP Subestacao Edgard Souza 48

49 Case: CTEEP Subestacao Edgard Souza 49

50 Case: CTEEP Subestacao Edgard Souza 50

51 Case: CTEEP Subestacao Edgard Souza 51

52 Case: CTEEP Subestacao Edgard Souza BMS 52

53 Case: CTEEP Subestacao Edgard Souza 53

54 Case: CTEEP Subestacao Edgard Souza 54

55 Case: CTEEP Subestacao Edgard Souza 55

56 Case: CTEEP Subestacao Edgard Souza 56

57 Case: Tractebel 57

58 Case: Tractebel 58

59 Case: Light Light utiliza nossas tecnologias desde Hoje há uma instrução de trabalho na qual determina: Quando o DSI estiver alarmando resistência de isolamento menor igual a 13kohm (100ohm/volt) fica proibida qualquer intervenção técnica nos sistemas de comando e controle. 59

60 REFERENCIAS BRASIL AREA GTD- ENERGIA Angra; Light; CESP; FURNAS; AMPLA; CTEEP; ELEKTRO; CHESF; TRACTEBEL; STATE GRID; CEEE; EDP; 60

61 Manutenção preditiva: DSI permanentemente ligado!!! A resistência de isolamento tem que sercontinuamente monitorada e apresentada num display; Livre programação do nível de alarme; é desejável que possua dois alarmes, um pré-alarme e outro principal Alarme principal Ran2 Sistema de Potência AC V DC V 50 Ohm / Volt Sistema de Comando AC V / DC V 100 Ohm / Volt Pré-Alarme Ran1 Sistemas de Comando Sistema de Potência Ohm / Volt Ohm/Volt 61

62 Muito obrigado Sergio Castellari RDI BENDER Representações e Distribuição Industrial Rua Vicente Rodrigues da Silva Osasco SP, Brasil Telefone: RDI Bender RDI Representações e Distribuição Industrial Ltda (11)