Tabela 5.7.Características básicas do luxímetro digital.
Circuito commicroprocessador^---__——---
Registraleituras máxima,mínjni^gjngdia^--- Tempo deteste de 0,4s.______ _______—
Trabalha comas unidades lux ejoto^candela.
Função medição relativa (%)•___________
Tipos de luz selecionáveis (incandescente, fluorescente, luz dodiaoumercúrio).
Possui filtro de correção decores.---- Temperatura operacional de 0 a_50_C Resoluções:• 1 lux, escala até 2.000 lux.
10 lux, escalaaté 20.000 lux.
100lux, escalaaté 50^0001^
Rede da
. çexperimentaispara os ensaios das lâmpadas.
Capítulo V- Impactossobre Equipamentos eAnálise dosIndicadores de Cintilação Luminosa
5.7.2 - Estudo de Casos
Antes da realização dos experimentos propriamente ditos, as lâmpadas foram alimentadas em condições nominais por no mínimo 100 h, para a estabilização de suas
características luminosas [101].
As flutuações de tensão empregadas nos ensaios foram do tipo retangulares. Usualmente a freqüência de oscilação nestes testes é fixadaem 10 Hz [24]-[26]. Todavia, em
função da resposta relativamente lenta do taxímetro empregado (0,4 s), apenas as freqüências
de 0 5 e 1 0 Hz puderam ser aplicadas. Assim, distintas condições foram estabelecidas e organizadas em função da freqüência oscilante. Cada lâmpada foi suprida em primeiro lugar
porsua tensãonominale, emseguida, pelas tensões flutuantes conforme mostraatabela 5.8.
Tabela 5.8. Parâmetros das flutuações de tensão dos ensaios.
' AV/V% fm = 1,0 Hz Ensaio 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 AV/V% f„,= 0,5 Hz 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0 8,0 9,0 10,0___ Ensaio 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0 8,0 9,0 10,0
, „ iinminância na condição nominal (Enominal), e os valores
Foram então registra os ~
a ntinuidos por esta grandeza. Para a comparaçao da resposta
máximo (Emáx) e mínimo (EmíJ
.. dnac medidas relativas: a vanaçao de íluminancia das diferentes lâmpadas considerou-se duas m
J- • Fator de Ganho (FG) definido no Capitulo II (seçao 2.4),
percentual, (AE/E%) e otradicional Fator dados pelas eqs. (5.1) e (5.2),respectivamente.
AE% __ ^máx__^min_ x ] ()() E En(> min al
(5-1)
Capítulo V -Impactossobre Equipamentos e Análise dos Indicadores de Cintilação Luminosa
5.7.3 - Resultados e Análise
As figs. 5.39 e 5.40 mostram, respectivamente, a variação da iluminância e o Fatorde Ganho provenientes dos ensaios dosdiversos dispositivos de iluminação considerados.
(a)
Fig. 5.39. Variação percentualdeiluminância:(a)fm= 0,5 Hz; (b) fm= 1,0 Hz.
(b)
(a)
Fig.5.40. Fatores deGanho obtidos: (a)fm = 0,5 Hz; (b) fm=1,0Hz.
(b)
Finalmente, a fig. 5.41 apresenta o Fator de Ganho Médio obtido para cada freqüência
Capítulo V - Impactos sobre Equipamentos eAnálise dos Indicadores de CintilaçãoLuminosa
□fm = 0,5 HzQfm= 1,0 Hzj
Fig. 5.41. Fator de Ganho Médio.
Como pode sensibilizadas pelas
bservado na fig- 5-39, todas as lâmpadas ensaiadas foram toncãn sobretudo as incandescentes com uma grande
flutuações de tensau,
i demais. Nota-se ainda nesta figura, que as lâmpadas
variação da iluminância em relaçao as aema
r^nltaram nas menores variações luminosas. De forma fluorescentes tubulares foram as q
, nrfram aue as lâmpadas incandescentes amplificam as
similar, as fig. 5.40 e 5.41 demonstram que
r.o dí» variações luminosas.
variaçõesdetensão em termos , , .
de uanho umpouco acimade 1,0, variam o mvel de
As LFC’s por suavez, com fatores de g _
. ^rr>nnrcional as magnitudes das oscilações de tensão,
iluminamento de forma praticamente propo , , , . .
disoositivos é o comportamento do reator eletrônico
Um fator associado à resposta es e ~
~ da corrente de íonizaçao dogas da lampada. O elo CC responsávelpela ignição emanutenç . . A .
1 ’ m a grande maioria dos equipamentos eletrônicos
presente nestes reatores, como ocorre
convencionais, nao suprime normalmente funcionam em malha aberta, isto é, não
Ademais, estes disp de saída responsável pelo acionamento das regulam a tensão de alimen Ç torna-se importante avaliar outras topologias de
lâmpadas. Entretanto convem conhecidas como de alto fator de potência, por reatores eletrônicos, inclusi ~ cjrcujtos qUando comparadas aos reatores apresentarem importantes alt Ç reatores je alto fator de potência, embora também convencionais. A titulo de ex P compensação, têm o capacitorde alimentação
operem em malha aberta, sem nenhum & [W2]
Capítulo V - ImpactossobreEquipamentoseAnálise dos Indicadores de CintilaçãoLuminosa
Em relaçao lâmpada fluorescentes tubulares com rea(or e|etromagnét.coj no(a
a >g. 5.39, queas variações luminosas ocorreram na proporção de cerca da metade d
variações de tensào. Umfatorquecontribuipara isto é a presença do reator de alta tnduiâ,,^
que impede variações bruscasnacorrente da lâmpada.
5,8“Análise Crítica dos Indicadores de Cintilação Luminosa UIE/IEC
Os resultados obtidos indicam que exceto para as cargas motriz
ean- x ^uizes, os outros
Muipamentosn .. . semostraram com alto grau de imunidade às flutuações de ten^n nSao‘ 0 c°nversor, Particular, transferiu as flutuações da entrada para a saída, fatoeste, quepor si só
objetodeestudos para trabalhosfuturos.
Vale enfatizarqueo valor de PST = 5 puno Caso 10, provocou vibrações mecânicas
motor de induçãotrifásicoutilizado, quepuderam serclaramente percebidas na«onusensaios. Ressalta-se,entretanto,queas tensões flutuantes apresentamnormal™^ttuuente umespectro efrequências composto, o quepode implicar em intensidades deAV/V% mais brand
/"ve» para
mesmosvalores de PSt, do que as aqui consideradas. Em outras palavras, os Casos 04 07
que mais sensibilizaram os motores, representam, muitas das vezes condições
Severas para cada PST associado do que em situações reais. Ainda assim’ caso se tivesse Ptado. pela_ lâmpada de referência de 230 V/60 W, como igualmente 2prevê dS recomendações
nacionais, os desempenhos dos equipamentos seriam substancialmente menos afetados que asmagnitudes de AV/V% envolvidas seriam menores.
Quanto aos ensaios com as lâmpadas, observou-se uma sensibilidade me exPressiva no caso das LFC’s e sobretudo das fluorescentes convencionais com reat eletromagnético. Entretanto, embora essas lâmpadas sejam menos sensíveis nao se pode ainda concluir a partir desses resultados que os níveis de PST que causariam irritação visual seriam toleráveis quando do uso das mesmas. Percebe-se isso pela manifestação das
oscilações luminosas como mostrado, e por outro lado, o mecanismo de produção de luz
‘nfrínsecoàsmesmas é afetado de forma diferente pelatensão oscilante,nãopermitindo uma
comparação direta ou linear com as incandescentes (referência do PST).
Um outro fato interessante observado é que a aplicaçãode flutuações com PST= 1 pu (limiar de irritação) nas lâmpadas incandescentes e fluorescentes, nãoresultou em cintilação
Capítulo V - Impactos sobre Equipamentose Análise dos Indicadores de Cintilação Luminosa
Com base nos resultados apresentados ao longo deste capítulo, conclui-se que o valor
de Pst = 2 pu, que produz irritação visual com o uso das lâmpadas incandescentes, altera Pouco ouem nada o funcionamento deequipamentos com características semelhantes ou mais robustas em relação às consideradas neste estudo. Isto mostra um inconveniente em adotar esta grandeza e/ou seus limites atuais para tratar do fenômeno flutuações de tensão sobre equipamentos, reforçado pela idéia de que as lâmpadas incandescentes vomu um crescente
desuso. Mesmo nos casos de PST = 4 pu não foi possível perceber alterações funcionais
(ruídos audíveis, vibrações mecânicas, perda da qualidade do desempenho etc) nos equipamentos ensaiadosnas condições estipuladas.
A partir do exposto e face aos altos custos para redução dos nível associados cintilação luminosa, fica o questionamento sobre a necessidade de compensação para
circunstâncias específicas, onde os níveis iguais ou superiores aos limites normalizados ~
afetariam de maneira considerável o desempenho de outros equipamentos que não as lâmpadas incandescentes propriamente ditas. Nessas situações, deve haver ao menos o
compromisso de uma profunda discussão sobre os impactos locais e distantes, antes de uma
tomada final de posicionamento porparte do supridor e consumidor.
O uso de lâmpadas menos sensíveis e energeticamente eficientes constitui-se a Princípio, uma estratégia atrativa. Entretanto, devem ser pesados efeitos colaterais como a diminuição do fator de potência e o aumento da poluição harmônica introduzida por
dispositivos com características tensão x corrente nãolineares.
5*9 - Considerações Finais
A investigação quanto ao comportamentode equipamentos elétricos e lâmpad al
das incandescentes quando submetidos ao fenômeno flutuações de tensão constit
ipresentada neste capítulo. Oferece-se, portanto, subsídios palpáv ' contribuição primária aj
nouco explorada na área de qualidade da energia.
Parao preenchimento de uma lacun p
quanto as valor em
De uma forma geral, os equipamentos ensaiados não se mostraram tão sensív *
lâmpadas incandescentes, mesmo para níveis de P$Tsuperiores a2 0 nnpu, o senão. este
especial, relacionado ao valor máximo dos limites superiores recomendados p 1
Capítulo V- Impactos sobre EquipamentoseAnálise dosIndicadores de Cintilação Luminosa
Apesar dos ensaios com as lâmpadas terem contemplado apenas as freqüências de 0,5
e 1,0 Hz os resultados dos mesmos se mostram coerentes de forma qualitativa com outras publicaçõesque citam [7], [20], ou quetratamcom maior profundidade estetema [24]-[26].
Finalmente, as informações e reflexões postas no decorrer do capítulo, provêm material para uma discussão mais ampla a respeito da flexibilização dos limites de cintilação luminosa, objetivando evitaras desvantagens operacionais, técnicas e os custos associados às
Capítulo VI
Conclusões
Embora ao longo do texto de cada capítulo tenham sido descritos comentários e análises dos resultados obtidos, assim como indicações pertinentes à continuidade de cada etapa,as seguintes conclusões e sugestões geraisse sobressaem:
• O Capítulo II, de caráter conceituai e introdutório, foi desenvolvido com vistas a
servir de base de sustentação dos desenvolvimentos e argumentos posteriores. As suas contribuições se resumem na revisão didática fomentada por diversas referências bibliográficas atuaisa respeito das flutuações de tensãoe cintilação luminosa.
• O Capítulo III, abordando em detalhes a medição segundo o método Padrão,
apresentou o desenvolvimento e simulações do medidor UIE/IEC, objetivando servir de
referênciapara a avaliação da resposta de medidores práticos. O estudo de itens de qualidade
(afundamentos, interrupções, elevações e transitórios), superpostos às flutuações de tensão
sobre a resposta do medidor, é também uma contribuição relevante, sobretudo por ter uma
repercussão direta na análise de medições decampo. Adicionalmente, a abordagem a respeito
dos efeitos da modulação harmônica e das componentes interhamônicas foi avaliado, mostrandoa sua capacidade de produzir o efeilo da cintilação. Estes últimos tópicos tomam- se cada vez mais relevantes, devido à grande proliferação das cargas não-lineares, podendo dar origem ao fenômeno nos níveis de média e de baixa tensão. O desenvolvimento da
expressão analítica correlacionando o Pst às flutuações do tipo senoidais é uma outra
contribuição oferecida, constituindo-se como um desenvolvimento complementar para a
compreensão deste indicador, bem como para o auxílio direto em investigações onde esta flutuação se aplica.
Capítulo VI — Conclusões
seguida, mostrou-se as etapas para a elaboração deumnovo programa computacional baseado na metodologia dos filtros digitais, culminando no denominado “Medidor de Cintilação” O
Protótipo assim constituído foi testado de acordo com o padrões de conformidade IEC e apresentouresultados satisfatórios.Além disso, o sistema foitestado com um sinal detensão flutuante aleatório e resultou em uma concordância considerável em relação ao modelo computacional no MatLab do medidor UIE/IEC.
• O Capítulo V mostrou os resultados de ensaios experimentais e simulações
computacionais de equipamentos amplamente utilizados em residências ev nos setores comercial e industrial. Dos resultados obtidos, constata-se que o fato dos equipamentos
estarem sendo alimentados por tensões com flutuação nos níveis associados aos indicadores
fle flicker nacionais, praticamente não alteraram o seu funcionamento. Desta forma demonstrou-se que a aplicação dos índices Pst e PLt deve passar por reflexões mais Profundas, com vistas a melhorretratar a realidadeoperacional dos equipamentoselétricos em geral, que vãomuito além daslâmpadasincandescentes. Cabeainda destacar que estasúltimas
estão sendo substituídas pelas fluorescentes convencionais e compactas, as quais, como mostrado, sãomenos sensíveisaodistúrbioem discussão.
• Seguemcomoprincipais sugestões:
Do CapítuloIII:
- implementação e testes do classificadorlogaritmo no Bloco 5do modelo;
- desenvolvimentode estratégias com vistas a detectar eexpurgar valores de PST e PLT
Gerados por outros fenômenos estranhosao local de medição.
Do CapítuloIV:
___ ' _x_ Centre os filtros do medidor). Sugere-se, como ponto de
- otimização do “Medidor de Cintilação” através da redução da taxa de amostragem
desempenho requerido;
Instantânea de Flicker durante a medição com a taxa de - gravação da Sensaçao
CapítuloVI — Conclusões
- elaboração de um software integrando a análise dos diversos itens de qualidade d
energia; e a
- proposição e desenvolvimento de novos protocolos de testes de medidores de cintilação luminosa, tendo como ponto inicial a modelagem computacional desenvolvida-
' colocação de fíltro(s) anti-aliasing (hardware) necessárioís) mm n • +
ctt-\ a ' raid o sistema
SIDAQEE como um todo.
Quanto ao Capítulo V:
- estudos e testes de outros equipamentos elétricos, sobretudo em aplicações críticas
comomédico/hospitalares;
- investigaçõesa respeitoda vida útil dos dispositivos elétricos, sobretudos das
motrizes;
-uso de flutuações de tensão aleatórias que melhor retratem a realidadeoperacional-
- pesquisas em campo, observando locais afetados pelo distúrbio, comportamento d
dispositivos ereclamações de consumidores relacionadosaos índices PSTePLT;
- aprofundamento dos estudos com lâmpadas: uso de outros dispositivos de Ruminação, de fabricantes diversos e de outras frequências oscilantes para os ensaios desta natureza. Estabelecimento de uma possível correlação do PST com a irritação visual causada P°r lâmpadas fluorescentes e outras.
-fínalmente, estudos dos sinais de flutuações detensão baseados na análiseespectrale
eiT1 investigações de umapossível dependência com a freqüência deoscilação dos diferentes
equipamentos, a fim de se estabelecercritérios de avaliação do fenômeno mais condizentes c°m os mesmos.