Como mitigar os efeitos do Arco Elétrico?

As vestimentas de proteção são uma boa maneira de minimizar os efeitos do arco elétrico nos trabalhadores em serviços de eletricidade. No entanto, para atuações em áreas de elevado risco, o nível de proteção dos EPIs não são suficientes para proteger a vida dessas pessoas.

A norma regulamentadora NR-10, Segurança em Instalações e Serviços em Eletricidade, apresenta um conjunto de medidas que se colocadas em prática reduzem a possibilidade de um trabalhador sofrer as consequências de um arco elétrico. Da desenergização do painel a utilização de EPCs e EPIs, medidas de proteção coletivas e individuais, auxiliam para evitar que um arco elétrico aconteça, ou acontecendo minimizar as suas consequências.

Entre as medidas existentes estão os sistemas de proteção contra arco elétrico através de sensores que detectam ultravioleta. Esses sistemas conseguem abrir os disjuntores e seccionadores do circuito logo após a identificação do arco elétrico em antecipação, atuando de forma ultrarrápida. Dessa maneira reduzindo a caloria irradiada e a energia elétrica incidente.

 Existe proteção contra Arcos Elétricos?

 A proteção contra arcos elétricos deve ser feita:

●       Desenergizando quadros e painéis elétricos antes da sua abertura,

●       Utilizando-se trajes adequados para serviços em eletricidade e

●       Instalando nos próprios quadros ou painéis dispositivos de “supressão” de arcos elétricos.

Não é obrigatório o uso de painéis elétricos como conjuntos de manobra e controle de potência em média tensão ou baixa tensão que possuam características de desempenho diante do fenômeno de arco interno. Porém, apesar de muito remota, a chance de ocorrer tal falha pode existir. Assim, deve existir, por parte do usuário, uma avaliação dos riscos presentes para decidir tal aplicação e se precisa ou não requerer este tipo de equipamento. A análise deve seguir as orientações presentes na literatura técnica disponível. Precisamos avaliar:

●       As instalações elétricas ficam próximas de áreas operacionais com fluxos constantes de pessoas?

●       Quantas vidas estaremos perdendo?

●       Pode ser afetada a operação com paradas na produção?

●       Qual o custo x benefício?

 Além, dos prejuízos materiais evidentes causados pelos arcos elétricos, a interrupção do fornecimento de energia, até que o painel seja refeito, causa prejuízos talvez ainda maiores, o que justifica plenamente o investimento.

Painéis elétricos que alimentam cargas críticas e com alta potência não podem sofrer paradas intempestivas.

A indisponibilidade de energia em siderúrgicas, hospitais, ou refinarias, por exemplo, pode gerar prejuízos significativos, que justificam o investimento.

Como mitigar os efeitos do Arco Elétrico?

As principais formas para mitigarmos os efeitos do arco elétrico são as proteções passivas e proteções ativas.

A proteção ativa envolve o uso de dispositivos de proteção, como disjuntores e relés para detectar e interromper falhas elétricas, enquanto a proteção passiva se baseia em dispositivos de proteção contra surtos para dissipar ou limitar o impacto de falhas elétricas (fusíveis, reatores, indutores, banco capacitores)

– Proteção Passiva

O princípio da proteção passiva do arco elétrico é baseado no projeto mecânico dos painéis elétricos de baixa e média tensão. O "design" de construção é o responsável por fazer a proteção, aliando robustez para atender as normas e reduzir o risco de que uma pessoa, em pé na frente desse painel com portas fechadas e travadas, seja ferida no caso de um evento de arco elétrico dentro do equipamento.

Quando se trata de painéis elétricos de média tensão temos como principal norma a ABNT NBR IEC 62271-200 que define a Classificação de Arco Interno (IAC) e esta classe destina-se a garantir um nível de proteção testado para pessoas próximas do equipamento elétrico em condições normais de operação.

Já ao se tratar de painéis elétricos de baixa tensão, além da norma de regras gerais de construção ABNT NBR IEC 61439-1, temos também a ABNT IEC/TR 61641 que é um guia dedicado para testes de arco interno em painéis de baixa tensão, neste guia podem ser encontrados os critérios indicados a seguir:

1º Critério: portas e tampas não deverão se abrir, desde que devidamente fechadas;

2º Critério: Partes que podem representar perigo não devem ser projetadas para fora do painel;

3º Critério: Não deverão ser provocadas pelo arco aberturas ou fendas acessíveis;

4º Critério: Indicadores (tecido de algodão) verticais e horizontais não deverão ser inflamados;

5º Critério: O sistema de aterramento não deverá ser afetado;

6º Critério: Confinar o arco à área definida onde se iniciou e não haver nenhuma propagação às outras áreas;

7° Critério: operação de emergência do conjunto tanto potência quanto o controle deve ser possível quando a falha foi reparada e/ou unidades funcionais da área definida com problema ter sido isolada ou a falha removida.

As referências indicadas nas normas tanto de baixa tensão quando de média tensão, ajudam a garantir a proteção para pessoas e trazem atributos específicos para os painéis elétricos resistentes a arco como:

●       Estrutura reforçadas para suportar a sobre pressão,

●       Caminho preferencial para descarga de gases quentes,

●       Segregações para impedir a propagação do arco.

Todos estes atributos devem ser definidos durante o projeto elétrico, assim como o local para abrigar tais equipamentos elétricos, que geralmente ficam em subestações e salas de controle elétrica, para garantir a proteção de pessoas e equipamentos elétricos tem acesso restrito.

– Proteção Ativa

As proteções ativas vêm para reduzir o tempo de eliminação do arco a fim de diminuir os efeitos negativos deste evento. Existem alguns métodos de proteção ativa dos quais um dos principais são os dispositivos de detecção de arco interno. Estes dispositivos são relés baseados em fazer a proteção através de fibras óticas que detectam o fluxo de luz associado ao fenômeno do arco elétrico. Quando o arco é detectado, ele envia um sinal de trip para o disjuntor abrir o circuito, ignorando a proteção do relé e seus tempos de proteção parametrizados.

Com os tempos de atuação dos relés cada vez menores, seria um tempo capaz de evitar os principais danos aos equipamentos e principalmente pode salvar vidas, uma vez que um acidente com a porta do painel elétrico aberta reduzem a proteção que o projeto do painéis elétricos definiu, ficando a cargo da proteção ativa a segurança do operador. Por essa razão, o sistema de proteção de arco tem se tornado, portanto, uma parte natural de um projeto moderno de um sistema elétrico de potência.

A proteção contra arcos elétricos é facilmente integrada ao sistema de proteção principal e é recomendada como solução de proteção para todos os painéis com o isolamento a ar (AIS). Detecção seletiva de arcos elétricos devem ser aplicadas em barramentos, disjuntores, compartimentos de acessos de cabos, inclusive para falhas no aterramento.

Nos sistemas de proteção elétrica industriais a principal proteção contra arcos elétricos baseada em sobrecorrentes podem ser insuficientes para múltiplos estágios de proteção, com prolongados períodos de operação.

Ao adotar uma solução para proteção de arco elétrico no sistema de proteção os danos causados aos painéis elétricos e ao ambiente direto, derivados na falha de proteção dos arcos, podem ser limitados ao mínimo possível. Sendo assim, os investimentos em reparos, substituições e na manutenção dos ativos podem ser controlados e mantidos. Permitindo uma maior flexibilidade para planejar as manutenções e as trocas dos equipamentos.

A comunicação de mensagens IEC 61850 Goose permite o uso de soluções sofisticadas incluindo, por exemplo, aplicações de distribuição de geração de energia nas quais as fontes de alimentação vêm de vários alimentadores diferentes e fontes distintas.

Existem normas que tratam da segurança de funcionários em instalações elétricas expostos a tais riscos?

Em se tratando do risco a arco elétrico algumas das normas internacionais mais expressivas são:

NFPA 70E;

NESC C2;

IEEE 1584;

OSHA 1910-269;

CAN/ULC-S801-10;

CAN Z462-08.

No Brasil, a única norma que trata sobre o assunto é a ABNT NBR 16384. Contudo, ela está defasada em relação às versões internacionais.

Energia elétrica é um risco, não apenas para a vida de funcionários que atuam na área, mas também para toda a infraestrutura de uma empresa e também para sua imagem corporativa associada a péssima exposição advindas de acidentes de trabalho. Por isso, atente-se ao sinal e tome medidas preventivas, para que não seja necessário que elas sejam aplicadas após o acontecimento de um acidente.