18 fev Condutor neutro em barramentos blindados – atenção redobrada nos novos tempos da IA
A determinação da seção nominal do condutor neutro em barramentos blindados de baixa tensão (busway) não é trivial e depende fortemente do tipo de carga, regime de operação e critérios normativos. A seguir estão os principais métodos e critérios de cálculo utilizados na prática e aceitos por normas técnicas (especialmente ABNT NBR IEC 61439, IEC 61439, IEC 60364 e práticas de fabricantes).
O primeiro método é baseado no equilíbrio de cargas (cargas lineares), considerando o princípio de que em um sistema trifásico equilibrado, a soma fasorial das correntes é zero e a corrente no neutro é desprezível. Assim sendo, temos o condutor Neutro com seção reduzida a valores típicos de 50% da seção da fase e em alguns casos industriais a 25% da seção da fase. A Limitação deste método é que não é aplicável a cargas não lineares ou com desequilíbrio significativo. Assim sendo, aplica-se SOMENTE a sistemas trifásicos equilibrados como cargas lineares (motores, resistências, aquecimento).
O segundo método é caracterizado por desequilíbrio de cargas. Aplica-se em sistemas trifásicos com distribuição desigual de cargas monofásicas como Centros comerciais, edifícios, iluminação. Considera como princípio básico que existirá corrente no neutro por conta destes desequilíbrios, mas não por presença de distorções harmônicas. Calcula-se a corrente máxima esperada no neutro, considerando o pior cenário de desequilíbrio.
Para aplicar-se esse método, precisa-se primeiramente, determinar correntes por fase. Após essa determinação, devemos calcular a corrente resultante no neutro:
O critério de determinação então, é por comparação e escolha:
Seção do neutro ≥ seção equivalente à corrente calculada
Geralmente, utiliza-se a seção do Neutro = 100% da fase.
O terceiro método é baseado na presença de distorções harmônicas (cargas não lineares) e aplica-se a cargas eletrônicas, UPS, Data centers, grandes call-centers, Variadores de frequência, Iluminação LED´s, fontes chaveadas, e etc. Considera-se como princípio básico que a presença de Harmônicos de ordem 3, 9, 15, etc. (triplos) somam-se aritméticamente no neutro, fazendo com que a corrente no neutro possa ser maior que a corrente de fase.
Segundo os critérios normativos da IEC e a ABNT, Quando o THD de corrente (Distorção harmônica total de corrente) for maior que 15% ou quando as correntes harmônicas triplas forem maiores que 33% da fundamental, a seção do Neutro deve ter seção igual ou maior que a da fase. A prática comum é selecionar por tipos de instalação.
Seção do neutro
Comercial: 100% da fase
Data center ou Call Center: 100–200% da fase
Hospital: 100–150% da fase
O quarto método é baseado na verificação térmica Método térmico (capacidade de condução de corrente), e aplica-se a barramentos blindados com alto grau de compactação ou ambientes com temperatura elevada em que a desclassificação da corrente nominal se dá por avaliação da elevação de temperatura do neutro.
Considera:
Corrente eficaz (RMS)
Efeito pelicular e proximidade
Harmônicos
Critério
A seção do neutro deve:
- Manter a temperatura dentro dos limites da IEC 61439
- Não exceder o limite térmico do barramento
Esse método é geralmente validado por ensaios de tipo do fabricante com base na NBR-IEC-61439-1/NBR-IEC-61439-6.
O quinto método é baseado nos memoriais de cálculo simplificados e presentes nas normas de instalação, (IEC 60364 / ABNT NBR 5410). A aplicação se faz diretamente com as referências conceituais anteriormente apresentadas nesta coluna, mas também usada em barramentos blindados, seguindo regras práticas. O Neutro pode ser reduzido se o Sistema tem carga equilibrada e com baixa presença de harmônicos. Entretanto, a seção do Neutro não pode ser reduzida se houver cargas não lineares no sistema, pois há risco de corrente no neutro ser superior à corrente de fase.
Como os fabricantes industrializam suas linhas de produção, não parece razoável que calcule e projete os condutores todas as vezes que fabricarão uma linha específica para uma aplicação. Desta forma, com base na NBR-IEC-61439-6, desenvolvem modelos eletrotérmicos próprios e certificam seus produtos com base nos ensaios de curto-circuito e aquecimento (ELevação de temperatura), de modo que conhecem a performance dos condutores em seus produtos e com estes padronizados, apenas aplicam suas variantes em cada projeto.
Dimensões típicas de condutores de neutro em barramentos blindados:
N50 (50%)
N100 (100%)
N200 (200%)
A escolha final é feita combinando-se o Tipo de carga, as distorções harmônicas THD, Regime de operação e características ambientais (temperatura ambiente média, insolação e etc.).
Sobre o autor:
Nunziante Graziano é engenheiro eletricista, mestre em redes e equipamentos, Ph.D. Em Business Administration e CEO do Grupo Gimi |nunziante@gimi.com.br
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Fonte: www.osetoreletrico.com.br