Estudo de Arco Elétrico

A análise do arco elétrico (Estudo de Arco Elétrico) desempenha um papel crucial nos sistemas de energia. Trata-se, portanto, de um fenômeno específico no qual uma descarga de corrente elétrica se desvia do caminho pretendido e atravessa o ar de um condutor para outro ou para o solo. Os resultados desse fenômeno são frequentemente violentos. Quando um indivíduo se encontra próximo do arco elétrico, podem ocorrer danos graves e até mesmo a morte. Muitas coisas podem causar o arco elétrico, incluindo: poeira, queda de ferramentas, toque acidental, condensação, falha de material, corrosão e instalação defeituosa.

Além disso, vários fatores contribuem para determinar a gravidade de uma falha do arco elétrico. A proximidade do trabalhador ao perigo, a temperatura, a corrente de curto-circuito e o tempo de interrupção do circuito são elementos essenciais nesse processo. O objetivo primordial de um estudo de arco elétrico é identificar e analisar áreas de alto risco de arco elétrico em um sistema de energia elétrica. Para isso, realizamos com maior flexibilidade, simulando e avaliando diversos métodos de mitigação durante o estudo do arco elétrico.

A National Fire Protection Association (NFPA) desenvolveu limites de abordagem específicos para proteger os funcionários enquanto trabalham em ou perto de equipamentos energizados. Esses limites são

• Limite de proteção contra arco (limite externo)
• Área Limitada
• Área Restrita
• Área Proibida (limite interno)

Os softwares utilizados para estudo de arco elétrico são ETAP e DigSilent Powerfactory.

POR QUE ESTUDAR O ARCO ELÉTRICO?

• Para determinar a incidência máxima de energia em painéis de MT e BT.
• Além disso, é importante estabelecer o limite do arco elétrico com base na corrente de falha do arco e o tempo de eliminação da falha.
• Outro aspecto relevante é especificarmos a categoria de perigo/risco associada ao arco voltaico.
• Além disso, o estudo do arco voltaico permite recomendar o EPI adequado para a segurança dos trabalhadores.
• Por fim, é essencial para gerar etiquetas de perigo e advertências, alertando sobre os perigos relacionados ao arco voltaico.”

COMO ESTUDAR O ARCO ELÉTRICO? (METODOLOGIA)

• Primeiramente, é necessário realizar a coleta de entradas, incluindo SLD e parâmetros do equipamento, como classificação de tensão kV, classificação de potência MVA, impedância, nível de falha do sistema, relação X/R e configurações de proteção.
• Em seguida, é crucial verificar a configuração do eletrodo do painel com base em normas como IEEE 1584, considerando opções como VCB, VCBB, HCB, VOA e HOA.
• Posteriormente, realiza-se a modelagem em software de estudo, visando uma análise detalhada do sistema.
• Determina-se a corrente de falta franca e conduzem-se estudos de curto-circuito em cada quadro para o pior cenário possível.
• Em seguida, é essencial determinar a corrente de falha de arco e a duração da corrente de falta por arco com base nas configurações de proteção/coordenação do relé.
• Ademais, determina-se a energia incidente para cada equipamento de manobra na distância de trabalho e recomenda-se o EPI adequado.
• Por fim, realiza-se a geração de rótulos de perigo e advertência, bem como o envio de um relatório detalhado que inclui os rótulos para garantir a segurança do pessoal envolvido.”

RESULTADOS DO ESTUDO DO ARC ELÉTRICO

• Inicia-se com a elaboração de um relatório detalhado que explica os dados de entrada, a configuração do sistema, as observações feitas durante o estudo e as recomendações resultantes.
• Analisamos as correntes de falta em diversas barras e ramais do sistema, com o objetivo de identificar pontos críticos e áreas de potencial risco.
• Calcula-se a energia máxima incidente nos quadros de MT e BT, fornecendo uma compreensão abrangente dos níveis de energia envolvidos.
• Estabelece-se o limite do arco elétrico, auxiliando na definição de medidas preventivas e de segurança.
• Fornecemos recomendações sobre o EPI adequado a utilizar, garantindo a proteção dos trabalhadores diante de possíveis eventos de arco elétrico.
• Por fim, geramos as etiquetas de perigo e advertência, contendo informações importantes sobre segurança e medidas preventivas a adotar.

ETAPAS PARA REALIZAR UM ESTUDO DE ARCO ELÉTRICO

Um estudo de arco elétrico é uma análise abrangente do sistema elétrico para identificar perigos potenciais associados aos arcos elétricos e recomendar medidas de segurança para mitigar esses riscos. As seguintes etapas estão comumente envolvidas na realização desse estudo:

1. Coleta de dados: 

Primeiramente, deve-se coletar informações sobre o sistema elétrico, como diagramas unifilares, classificações de equipamentos e configurações de corrente e proteção de falta. Usamos essas informações para criar um modelo detalhado do sistema elétrico.

2. Modelagem do sistema elétrico:

Utilizando o software de Simulação de Sistema de Potência (ETAP), modelamos detalhadamente o sistema elétrico, incluindo todos os componentes elétricos, dispositivos de proteção e cabos. Além disso, essa modelagem é essencial para calcular a magnitude das correntes de falta que podem fluir através do sistema em diferentes cenários de falha.

3. Identificação de riscos potenciais de arco elétrico:

Com base nos cálculos da corrente de falha, identificamos os riscos potenciais de arco elétrico. Dessa forma, isso inclui o limite do arco elétrico, o incidente de energia e os requisitos de equipamento de proteção individual (EPI).

4. Recomendação de medidas de mitigação:

Com base na análise de perigos, a equipe de estudo pode recomendar várias medidas de mitigação, tais como relés de proteção detalhados, atualizações de equipamentos, comutadores resistentes a arco e requisitos de rotulagem. Assim, o objetivo é reduzir a probabilidade de um evento de arco elétrico e minimizar a gravidade do evento, caso ocorra.

5. Documentando os resultados:

A equipe de estudo normalmente prepara um relatório abrangente documentando os resultados do estudo do arco elétrico. Além disso, inclui recomendações para medidas de mitigação, rótulos de risco de arco elétrico e requisitos de EPI.

6. Manutenção contínua:

Após concluir o estudo, é importante manter o sistema elétrico e atualizar o estudo conforme realizamos alterações no sistema, como adicionar ou remover equipamentos ou modificar as configurações dos dispositivos de proteção. Isso garante que o estudo permaneça preciso e atualizado.

É importante manter-se atualizado com os padrões e diretrizes mais recentes do setor, IEEE 1584-2018, que fornece métodos atualizados para calcular riscos de arco elétrico em sistemas CA e CC.

PADRÕES DE REFERÊNCIA

• NFPA70E, “Norma para segurança elétrica no local de trabalho”,
• IEEE Std 1584, “Guia IEEE para realizar projeto de risco de arco elétrico”,