Supervisão contínua de isolamento sem desligamento da energia

A medição da resistência de isolamento é parte dos ensaios periódicos e só pode ser realizada com a instalação elétrica desenergizada. Contudo, o desligamento da fonte de alimentação geralmente implica elevados custos de interrupção de processos e trabalhosas operações de restabelecimento, além de ser impraticável em certas aplicações. As normas técnicas oferecem alternativas, como demonstra este artigo.

Michael Faust e Jörg Irzinger, da Bender (Alemanha)

Data: 01/06/2017

Edição: EM Junho 2017 - Ano 45 - N^o 519

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Fig. 1 – Sistema seletivo de supervisão de corrente diferencial-residual para redes TN-S

Para a operação segura de instalações das quais se exige alta disponibilidade, as normas admitem dois métodos de medição realizáveis sem desligamento da tensão:

medição contínua da corrente diferencial, para fontes de alimentação aterradas; e
medição contínua da resistência de isolamento, para fontes com neutro isolado.

Em redes aterradas é possível medir e avaliar permanentemente as correntes diferenciais totais da instalação por meio de dispositivos de supervisão de corrente diferencial-residual (DR). Esse procedimento reconhece e emite um alarme quando a isolação se degrada. Outra possibilidade, para sistemas isolados (sistemas IT), é o emprego de dispositivos de supervisão de isolamento (DSI) que medem permanentemente a resistência de isolamento. Ambas as alternativas dispensam o desligamento da alimentação nos ensaios periódicos. Além corrente diferencial-residual para disso, os sistemas IT oferecem outras vantagens relevantes para instalações de alta disponibilidade.

O que dizem as normas?

A operação segura das instalações está sujeita a inúmeras leis, regulamentos e normas que definem os limites da segurança. Nesse contexto são relevantes os ensaios periódicos, que podem ser realizados, em grande parte, com a instalação em operação, excetuando-se a medição da resistência de isolamento prescrita nas normas [1]. Para medição da resistência de isolamento entre partes vivas e o condutor de proteção aterrado, a instalação deve ser desligada.

[N. da R.: A referência [1] supra está devidamente harmonizada com a série de normas internacionais IEC 60364; no Brasil corresponde à ABNT NBR 5410:2004. Quanto à referência [2], no que tange à segurança em instalações e serviços, aplica-se a NR 10 do MTE.]

Fig. 2 – Manutenção preventiva com dispositivo de supervisão DR

Existem alternativas

De fato, as normas que tratam da operação de instalações [2], bem como outros regulamentos [3], propõem alternativas de acordo com o respectivo esquema de aterramento da rede, como visto a seguir.

Fonte de alimentação aterrada (Sistema TN-S)

Conforme os referidos documentos, sistemas aterrados (TN-S) podem ser providos de dispositivos supervisores de corrente diferencial-residual (em inglês, RCM Residual Current Monitor), como já mencionado. O operador é automaticamente avisado por e-mail sobre a degradação da isolação que resulte em variações mensuráveis da corrente de fuga. Com a aplicação adequada de dispositivos RCM seletivos, o desligamento da instalação para medições de resistência de isolamento, ainda que por breves períodos, é um procedimento que pertence ao passado (figura 1). A disponibilidade da instalação aumenta, correntes espúrias são detectadas na fase inicial (figura 2), e o custo para medições de isolamento da instalação e dos componentes nos ensaios periódicos também se reduz.

Fig. 3 – Dispositivo supervisor de
isolamento para redes IT

Fonte de alimentação isolada (Sistema IT)

Para instalações cujo desligamento ou uma parada não planejada está associada a elevados custos, os sistemas com neutro isolado (sistemas IT) representam uma alternativa com diversas vantagens. Ao contrário dos sistemas TN-S, nenhum condutor vivo de um sistema IT é aterrado. Na ausência intencional de uma conexão de baixa impedância entre o ponto estrela do transformador e a terra (PE), a ocorrência de uma primeira falha de isolação não produz altas correntes de falta. Daí resultam muito boas características de compatibilidade eletromagnética, nenhum desligamento da alimentação e segurança para a primeira falta. Por isso, o sistema IT oferece, entre todas as configurações de rede, a mais alta disponibilidade.

A resistência de isolamento no sistema IT é continuamente medida por um DSI (figura 3), que dispara um alarme perante variações críticas desse parâmetro (figura 4). A instalação pode continuar em operação após a primeira falta, o que faz com que o sistema IT seja sempre utilizado em aplicações como unidades de terapia intensiva, centros cirúrgicos e indústrias químicas.

Fig. 4 – Manutenção preventiva com dispositivo de supervisão de isolamento para redes IT

Consoante as normas e regulamentos [2, 3], dispositivos de supervisão contínua de isolamento em sistemas IT dispensam a realização de medições de resistência de isolamento nos ensaios periódicos. Todos os demais ensaios e inspeções normalizados, como a medição da impedância de laço dos circuitos terminais, devem ser normalmente efetuados — mas não requerem a interrupção de operação da instalação.

Referências

DIN VDE 0100-600:2008-06, Errichten von Niederspannungsanlagen – Teil 6, Prüfungen.

DIN VDE 0105-100:2015-10, Betrieb von elektrischen Anlagen.

DGUV Vorschrift 3 (vorm. BGV A3) – DGVU German Social Accident Insurers.