Utilização de relés de proteção em conformidade à NR 10

ago, 2018

Devido aos altos níveis de energia e altas tensões envolvidas, sempre haverá riscos potenciais envolvidos no trabalho com painéis de média tensão (MT). O equipamento de MT não perdoa erros, cujas consequências podem ser letais. O trabalho em equipamentos de MT deve, portanto, ser realizado apenas por pessoal autorizado e competente, devidamente treinado e qualificado. E isto não é apenas uma questão de bom senso e responsabilidade. O não atendimento à legislação pode levar ao pagamento de pesadas multas, além de responsabilizar civil e criminalmente as empresas e seus líderes em caso de acidentes.

A norma NR 10

A Norma Reguladora nº 10 (NR 10) do Ministério do Trabalho está vinculada à segurança nos serviços e instalações em eletricidade, estabelecendo condições e requisitos mínimos para garantir a segurança de pessoas que trabalham com instalações elétricas, seja direta ou indiretamente. A norma especifica medidas e equipamentos que se fazem necessários para a mínimo de segurança do profissional.

A NR 10 é uma norma regulamentadora que determina as condições de segurança aplicáveis não só às concessionárias de energia, mas também a todos os segmentos industriais e comerciais que direta ou indiretamente interagem em instalações e serviços com eletricidade.

A abrangência da NR na área elétrica é realmente muito ampla, indo desde a distribuição, geração e consumo até a manutenção, criação e projeto de instalações elétricas.

Aplicações em cabine primária e painéis de média tensão

A cabine primária – ponto de entrega de energia elétrica da concessionária de distribuição de energia – obrigatória em indústrias, prédios comerciais e administrativos, shoppings centers, hospitais, supermercados, etc., assim como as demais instalações elétricas, deve cumprir as determinações impostas pela NR 10. Algumas delas estão descritas a seguir:

  • É proibido fazer manobras sem equipamento de proteção (roupas, luvas, bastões, isolantes e tapetes de borracha etc.);
  • Não é permitido efetuar sozinho as manobras – sempre deverá haver mais de uma pessoa autorizada no recinto durante as manobras;
  • Apenas trabalhadores qualificados, capacitados ou habilitados, após treinamento, podem fazer qualquer atividade com eletricidade.

Como visto, a cabine primária de qualquer empresa, independentemente de seu tamanho e ramo de atuação, não pode ser acessada por qualquer pessoa da empresa, mesmo para uma simples operação de religamento do disjuntor principal.

Ocorre que, em muitas ocasiões, como por exemplo, em finais de semana, período da noite, a pessoa habilitada a adentrar a cabine primária não estará disponível. Nesses momentos, inclusive, para reduzir o risco de algum acidente, visto que estamos operando com altas tensões e correntes, uma alternativa para a operação do disjuntor principal é poder fazê-lo sem a necessidade de adentrar a cabine primária.

Soluções para atender à NR 10

Quadro de comando remoto do disjuntor

Para evitar a necessidade de adentrar a cabine primária para operar o disjuntor principal, a solução tem sido a instalação de um pequeno painel de controle com botões e lâmpadas de sinalização em um local de fácil acesso. Este quadro de comando não é conectado diretamente ao relé de proteção, mas sim diretamente ao circuito de comando do disjuntor por cabo elétrico de várias vias, disponibilizando ao operador em seu painel frontal:

  • Botão de comando de abrir disjuntor;
  • Botão de comando de fechar disjuntor;
  • Lâmpada de sinalização disjuntor aberto;
  • Lâmpada de sinalização disjuntor fechado.

Como podemos verificar, esta alternativa fornece pouca informação ao operador, a menos que ele adentre a cabine primária.

Sistema de monitoramento remoto (IoT)

Mas na era da Informação, Automação e Internet das Coisas (IoT), a solução anterior parece ultrapassada e fornece pouca ou quase nenhuma informação adicional para quem vai tomar a decisão de operação do disjuntor principal da cabine primária.

Uma alternativa interessante é a de disponibilizar as informações sobre o relé de proteção e estado do disjuntor via internet, trazendo as vantagens da facilidade de acesso e informações mais detalhadas e completas.

Como se pode ver no esquema a seguir, a solução consiste na conexão de um módulo de comunicação celular (Modem celular GPRS) ao canal de comunicação serial do relé de proteção da cabine primária. Se estiver disponível um ponto de acesso à internet no local da cabine primária, este modem pode ser substituído por um módulo de internet sem o chip de celular.

As informações do relé de proteção são enviadas para uma aplicação na nuvem (cloud), que, por sua vez, disponibiliza estas informações via qualquer navegador de internet (Chrome, Explorer etc.) para os usuários cadastrados.

Vale lembrar que, para garantir a segurança de operadores, existe uma chave de bloqueio local na cabine primária que impede que qualquer tipo de comando possa ser feito remotamente. Nesta alternativa, a qualidade e o detalhamento das informações são bem maiores do que na alternativa da caixa elétrica de comando remoto.

Além dos estados do disjuntor, alarmes são configurados para registrar a data e a hora dos eventos de falha (por exemplo, falta por sobrecorrente ou subtensão) e o reconhecimento por algum operador dessa falta para providências. Estes alarmes são também enviados por e-mail para os usuários cadastrados, aumentando, assim, a rapidez de resolução de faltas que podem trazer sérios danos à operação da empresa.

IHM para controle remoto

Uma alternativa intermediária entre a caixa elétrica e a internet (IOT) é a solução utilizada uma Interface Homem Máquina (IHM). Esta IHM é composta por um display LCD e teclas de comando, como mostrado a seguir.

A conexão é feita por meio de um cabo de comunicação à porta de comunicação RS-485 com protocolo Modbus RTU do relé de proteção da cabine primária. Disponibiliza ao operador a informação sobre o tipo das faltas ocorridas e detectadas pelo relé (sobrecorrente e subtensão, por exemplo). Uma outra vantagem dessa solução sobre o quadro de comando remoto é que pode ser utilizada uma única IHM em indústrias ou empresas que possuam mais de uma cabine primária. Vale lembrar que, para garantir a segurança dos operadores, existe uma chave de bloqueio local na cabine primária que impede qualquer tipo de comando possa ser feito remotamente.

A instalação é simplificada pela utilização de um cabo de comunicação de duas vias apenas. Para aquelas empresas ou indústrias que precisam que a IHM seja instalada em locai mais distantes da cabine primária, pode ser utilizada um link wireless RS-485.

A seguir, alguns exemplos mostrados na IHM:

Disjuntor principal

Ligado

Falta > Sobrecorrente de fase

Falta > Subtensão

Ligar disjuntor

Confirmar?

Características necessárias ao relé de proteção para a implementação da solução de automação IHM e Web Cloud

Para que seja possível as soluções IHM e WEB Cloud descritas acima, o relé de proteção deve possuir pelo menos:

Entradas digitais de supervisão do estado do disjuntor: disjuntor aberto, disjuntor fechado;

Saídas digitais para comando remoto do disjuntor: abrir disjuntor, fechar disjuntor;

Porta de comunicação serial com protocolo de comunicação padrão industrial: uma porta padrão RS485 com protocolo Modbus RTU. O relé deverá aceitar comandos de abertura e fechamento do disjuntor recebidos pelo canal de comunicação;

Envio de informações sobre as faltas ocorridas (sobrecorrente de fase, subtensão etc.): o canal de comunicação deve permitir o envio do tipo de falta que foi detectada pelo relé para facilitar a análise pelo operador.

Como vimos, as soluções referenciadas trazem mais segurança, mais facilidade e possibilitam uma resposta mais rápida na ocorrência de faltas que ocorrem na cabine primária. Estas soluções de automação com IHM e via web (IoT) descritas já estão disponíveis no mercado e sem dúvida serão uma tendência a ser utilizada cada vez mais pelas indústrias e empresas de todos os segmentos.

Comentários

Uma Resposta

  1. Antonio FR da Fonseca disse:

    Muito bom!!

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