Os ensaios de segurança elétrica em painéis elétricos têm o objetivo de minimizar o risco de acidentes durante a operação. Para isso, são verificadas as condições das isolações entre os circuitos e as partes acessíveis do painel, garantindo que estejam adequadas para evitar a circulação de correntes de fuga que possam representar perigo ao contato humano. Além disso, também são avaliadas as conexões de aterramento, que devem estar em perfeitas condições para assegurar a correta drenagem de eventuais correntes de fuga, protegendo as pessoas que interagirem com o painel.
As descrições e exemplos a seguir são feitos de forma simplificada e não substituem uma análise técnica por um profissional habilitado antes da sua aplicação.
Norma
Este artigo é baseado na norma ABNT NBR IEC 61439-1:2016, referida a seguir apenas como norma. Elaborada pela Comissão Eletrotécnica Internacional (IEC) e internalizada no Brasil pela ABNT, ela estabelece uma base comum de critérios de aceitação, qualidade e segurança para a fabricação e o fornecimento de painéis elétricos, beneficiando tanto clientes quanto fornecedores.
A norma considera a aplicação de dois tipos de ensaios:
- Ensaios de verificação: Feitos em uma amostra de um modelo de painel para garantir que o projeto atende às especificações. Através deles são identificados erros de projeto. Como ensaios de verificação de segurança elétrica a norma prevê ensaios de tensão suportável/HIPOT e continuidade de aterramento.
- Ensaios de rotina: Feitos em cada painel para garantir que a fabricação atende às especificações. Através deles são identificados erros de fabricação. Como ensaio de rotina de segurança elétrica a norma prevê o ensaio de tensão suportável/HIPOT e/ou resistência de isolamento/megôhmetro.
Os termos “tensão suportável” e “HIPOT” são usados para descrever o mesmo ensaio, sendo que o primeiro é o nome usado pela norma e o segundo é o nome mais popular que descreve tanto o ensaio quanto o equipamento que permite realizá-lo.
Da mesma maneira, os termos “resistência de isolamento” e “megôhmetro” são usados para descrever o mesmo ensaio, sendo que o primeiro é o nome usado pela norma e o segundo é o nome mais popular.
Ensaios de verificação
Tensão suportável/HIPOT
O ensaio de HIPOT serve para verificar a integridade das isolações do produto sob teste através a aplicação de alta tensão. Mais informações sobre ensaios de HIPOT podem ser encontradas em: HIPOT – O que é, para que serve e como é feito.
Na subcláusula 10.9.2 da norma encontram-se as orientações a respeito do ensaio de HIPOT, que de forma simplificada são:
- Aplica-se uma tensão é alternada cujo valor está na tabela a seguir, que é uma simplificação da tabela 8 da norma;
- Caso o circuito em questão seja um circuito auxiliar e de comando com tensão até 60V, a tabela 9 da norma é usada, segundo a qual a tensão de ensaio é de 250V para circuitos com tensão até 12V e de 500V para circuitos com tensão maior que 12V e até 60V;
- O tempo de ensaio é de 5s;
- A corrente de reprovação é de de 100mA;
- O transformador interno do HIPOT deve ter uma corrente de curto-circuito não menor que 200mA.
| Tensão de linha do circuito do painel | Tensão do ensaio de HIPOT |
| Até 60 V | 1000 V |
| Maior que 60 V e até 300 V | 1500 V |
| Maior que 300 V e até 690 V | 1890 V |
| Maior que 690 V e até 800 V | 2000 V |
| Maior que 800 V e até 1000 V | 2200 V |
A tabela abaixo mostra os pontos do painel elétrico entre os quais a tensão é aplicada.
| Ponto 1 | Ponto 2 |
| Todo o circuito principal e circuitos auxiliares juntos | Partes condutoras expostas |
| Parte do circuito principal isolada | Outras partes do circuito principal, circuitos auxiliares e partes condutoras expostas juntos. |
| Circuito auxiliar | Circuito principal, outros circuitos auxiliares e partes condutoras expostas juntos |
O ensaio deve ser feito com o painel desconectado da rede.
Continuidade de aterramento
Na subcláusula 10.5.2 da norma encontram-se as orientações a respeito do ensaio de continuidade de aterramento, que de forma simplificada são:
- Aplicando-se uma corrente de ao menos de 10A;
- A resistência máxima é de de 100mΩ;
- A medida deve ser feita nas partes condutivas expostas (gabinete ou carcaça) e o terminal de aterramento (local onde o condutor de aterramento da rede será ligado).
O objetivo do ensaio de aterramento é assegurar que as partes acessíveis que devem ser aterradas estão efetivamente bem conectadas ao terminal de aterramento através de uma medida de resistência elétrica.
Ensaios de rotina
Tensão suportável/HIPOT
O ensaio de rotina de tensão suportável é descrito na 11.9 da norma. Ele é igual ao ensaio de verificação com exceção do tempo, que é de 1s.
Resistência de isolamento/megôhmetro
O ensaio de megôhmetro é colocado na cláusula 11.9 como uma alternativa ao ensaio de HIPOT que pode ser usado em certos tipo de painéis. A tensão a ser aplicada é de 500Vcc e a resistência medida deve ser no mínimo 1000Ω/V considerando a tensão do circuito em relação ao terra.
Uma análise sobre as diferenças entre os ensaios de HIPOT e megôhmetro está disponível em Diferenças entre HIPOT e megôhmetro – Entran.
Exemplos
Exemplo 1 – Ensaio de rotina – Tensão suportável e megôhmetro em circuito principal
Como ensaio de rotina a norma exige a realização do ensaio de HIPOT. Alternativamente, em certas ocasiões, o ensaio de megôhmetro pode ser realizado. Nesse exemplo ambos serão feitos.
O painel de exemplo é composto somente por um gabinete metálico, três disjuntores, com entrada e saída trifásica. Consideramos a tensão de linha (entre duas fases) de 380V.
Consideramos primeiramente o ensaio de HIPOT. A norma exige o teste entre as partes vivas conectadas juntas e as partes condutoras expostas, assim, as saídas do HIPOT são ligadas da seguinte forma:
- A saída de alta tensão é conectada nas três fases de entrada e de saída. Na imagem ilustrativa as conexões com todas as fases são representadas por seis fios com garras em uma ponta – agarradas nos barramentos – e a outra ponta na saída de alta tensão do HIPOT. A conexão com as fases de saída permite que o teste seja feita com os disjuntores na posição ligada ou desligada. Caso os disjuntores fiquem na posição ligada pode-se fazer as conexões somente na entradas ou somente nas saídas.
- O retorno é conectado no gabinete metálico do painel.
O HIPOT é configurado conforme abaixo.
- Tensão de teste de 1890V: Para definir a tensão de ensaio a tabela 8 da norma é consultada. A tensão de linha de 380V está no intervalo “maior que 300V e até 690V” e portanto a tensão de teste é de 1890V;
- Tempo de ensaio de 1s: Como o ensaio em questão foi considerado um ensaio de rotina, o tempo deve ser definido para 1s, conforme a cláusula 11.9 da norma;
- Reprovação com corrente igual ou maior que 100mA: A corrente de reprovação é configurada para 100mA, conforme a subcláusula 10.9.2.2 da norma.
Agora considerando o ensaio de megôhmetro, os pontos de conexão são os mesmos e as configuração estão a seguir.
- Tensão de ensaio de 500Vcc: Conforme a cláusula 11.9 da norma;
- Resistência mínima de 220kΩ: A cláusula 11.9 da norma define o cálculo da resistência mínima a partir do coeficiente de 1000Ω/V referente à tensão do circuito para o aterramento. No caso da tensão de linha de 380V a tensão dos circuitos para o aterramento é de 220V, então a resistência mínima é de 220V*1000Ω/V = 220kΩ.
Exemplo 2 – Ensaio de rotina – Tensão suportável e circuito principal e auxiliar
Nesse segundo exemplo consideramos um painel com um circuito auxiliar além do circuito principal. Somente o ensaio de HIPOT no âmbito de rotina é realizado.
Esse painel fictício contém o circuito principal de 380V com três fases passando por um bloco de contato e um circuito auxiliar, alimentado por 24V gerados através de um transformador. O circuito auxiliar comanda o bloco de contato conforme uma lógica gerada na placa de controle.
Primeiramente separamos qual é o circuito principal, que funciona em 220V, e qual é o circuito auxiliar, que funciona em 24V.
Considerando a subcláusula 10.9.2.3 da norma, alínea a, deve-se testar “entre todas as partes vivas do circuito principal conectadas juntas (inclusive os circuitos de comando e auxiliares conectados ao circuito principal) e as partes condutoras expostas, com os contatos principais de todos os dispositivos de manobra na posição fechados ou interligados em ponte por uma ligação de baixa resistência“. Nesse caso a alta tensão do HIPOT é ligada em todos os pontos do circuito principal e o retorno do HIPOT é ligado no gabinete do painel. Como a tensão de linha do circuito principal é 220V, conforme a tabela 8 da norma a tensão de ensaio deve ser de 1500V.
Na sequência, considerando a subcláusula 10.9.2.3 da norma, alínea c, deve-se testar “entre cada circuito de comando e auxiliar, que não são normalmente conectados ao circuito principal, e – o circuito principal; – os outros circuitos; – as partes condutivas expostas.“. Nesse caso a alta tensão do HIPOT é ligada em todos os pontos do circuito auxiliar e o retorno do HIPOT é ligado no gabinete do painel e no circuito principal. Como o circuito sob teste é um circuito auxiliar/de comando, a tabela 9 da norma se aplicada para definir a tensão de ensaio, que no caso de um circuito com tensão de 24V é de 500V.
Assim como no exemplo anterior, o tempo é de 1s e a corrente de reprovação é de 100mA.
Exemplo 3 – Ensaio de verificação – HIPOT/Tensão suportável e continuidade de aterramento
Como ensaios de verificação a norma exige a realização do ensaio de HIPOT e do ensaio de continuidade de aterramento.
Aqui vamos considerar novamente um painel composto somente por um gabinete metálico, três disjuntores, com entrada e saída trifásica de tensão de linha (entre duas fases) de 380V e o gabinete conectado a um terminal interno de aterramento.
O teste de HIPOT/tensão suportável é igual do ao exemplo 1, onde a alta tensão do HIPOT é aplicada em todos os pontos do circuito principal e o retorno do HIPOT é conectado ao gabinete. A tensão de ensaio, definida na tabela 8 da norma, é de 1890V já que a tensão do circuito é 380V e está entre 300V e 690V. O tempo é de 5s, conforme a subcláusula 10.9.2.3 da norma. A corrente de reprovação é de 100mA, conforme a subcláusula 10.9.2.2 da norma.
O teste de continuidade de aterramento é feito medindo-se a resistência entre o terminal de aterramento e o gabinete para garantir que o gabinete está bem conectado ao aterramento. A corrente aplicada é de 10A ou mais e a resistência máxima é de 100mΩ, conforme a subcláusula 10.5.2 da norma.
Abaixo é mostrada a conexão entre o painel e o equipamento de teste HGI7000T, que permite a realização dos ensaios de HIPOT e continuidade de aterramento.
Equipamento recomendados
A Entran oferece os equipamentos HP7100T e HGI7000T para ensaios em painéis elétricos.
Para ensaios de verificação, onde são necessários ensaios de tensão suportável e continuidade de aterramento, recomenda-se o HGI7000T que pode realizar ambos, além ainda do ensaio de megôhmetro/resistência de isolamento caso necessário.
Para ensaios de rotina, onde é necessário somente o ensaio de tensão suportável, ou alternativamente o ensaio de megôhmetro/resistência de isolamento, recomenda-se o HP7100T.
A tabela a seguir compara a capacidade de cada um dos equipamentos.
| HP7100T | HGI7000T | |
| Ensaio de HIPOT com tensão até 3000Vca, corrente de reprovação até 100mA e corrente de curto circuito não menor que 200mA, atendendo às exigências da subcláusula 10.9.2 e cláusula 11.9 da norma para painéis com circuitos até 1000V. | Sim | Sim |
| Ensaio de megôhmetro com tensão até 1000Vcc e resistência de 1MΩ a 1GΩ, atendendo às exigências da cláusula 11.9 da norma. | Sim | Sim |
| Ensaio de aterramento com corrente até 25A e resistência até 250mΩ, atendendo às exigências da subcláusula 10.5.2 da norma. | Não | Sim |
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