Centro de Controle de Motores e
Quadros de Distribuição
Filosofia de segurança
Com mais de 100 anos de experiência em controle de motores, o centro de controle de motores (CCM) CENTERLINE® 2500 da Allen‑Bradley® atende às expectativas de segurança e confiabilidade. O CCM CENTERLINE 2500 está em conformidade com a IEC 61439‑2 para segurança funcional básica e é testado de acordo com a IEC/TR61641:2014 para contenção de falta de arco elétrico em baixa tensão.
O CCM CENTERLINE 2500 oferece, como padrão, recursos de segurança aprimorados, incluindo:
• Melhorias estruturais que ajudam a proteger contra os riscos de arco elétrico no caso de uma falta
• Diagnósticos avançados do software IntelliCENTER® fornecem acesso remoto a dados e localização de falhas, minimizando a necessidade de acesso ao gabinete
• Recursos de travamento que fornecem uma segurança adicional em todas as quatro posições da gaveta (conectada, teste, desconectada e removida)
• Guilhotinas automáticas que isolam o barramento vertical imediatamente quando a gaveta é removida
• Torque de máquina, sistema de torquímetro de dois parafusos, usados na horizontal para a conexão do barramento vertical, redução da manutenção periódica, redução da exposição à tensões perigosas
• O projeto estrutural rígido com proteções laterais em todas as seções fornece melhor isolamento e ângulos internos de montagem contínuos, barramento principal e barra de içamento
Classificações:
Ue 480 V, lp arc 65 kA, tarc 300 ms, lpc arc 65 kA
Proteção pessoal e do equipamento para operação controlada mesmo após a ocorrência de um arco elétrico
Padrão:
Testes de tipo
O Centro de Controle de Motores de Baixa Tensão CENTERLINE 2500 é sujeito a testes de tipo completos, em conformidade com normas específicas. Em janeiro de 2009, uma nova norma foi publicada pela IEC (International Electrotechnical Commission), que regula a segurança e desempenho dos quadros de manobra e comando. Esta norma define os requisitos de construção, as características técnicas e os ensaios para conjuntos de manobra e controle de baixa tensão. O CENTERLINE 2500 cumpre com a IEC 61439 Parte 1 e é testado por uma entidade autônoma para atestar compatibilidade com a Parte 2. A Parte 1 apresenta as Regras Gerais, que se referem a normas específicas que cobrem os
Normas IEC 61439-2
Aprovado
Resultados dos ensaios
Resistência do material e das peças (10.2)
3
A integridade mecânica não foi prejudicada e as vedações não foram danificadasGrau de proteção dos conjuntos (10.3)
3
Grau de proteção pôde ser verificadoDistâncias de escoamento e acesso (10.4)
3
Distâncias verificadas para: tensão nominal de isolamento Ui = 690 V; tensão nominal de impulso Uimp = 6 kV; grau de poluição 3Proteção contra choque elétrico e integridade
dos circuitos de proteção (10.5)
3
Verificada a eficácia da conexão entre o circuito de proteção e as partes condutoras expostas Propriedades dielétricas (10.9)3
Os testes não produziram nenhuma perfuração ou arcos elétricosVerificação do aumento de temperatura
(10.10)
3
Os limites de elevação de temperatura especificados não foram excedidosCorrente suportável de curto-circuito (10.11)
3
A gaveta manteve operação normal – nenhum curto-circuito, deformação ou deterioraçãoCompatibilidade eletromagnética (10.12)
3
Compatibilidade verificadaOperação mecânica (10.13)
3
Não foi observado dano ou desgaste excessivo em nenhuma das garras de força ou outros conectores, assim como no mecanismo de extração e intertravamentos.vários tipos de montagens de conjuntos de manobra e comando de baixa tensão. Contém as definições e determina as condições do serviço, os requisitos de construção, características técnicas e requisitos de verificação para montagens de conjuntos de manobra e controle de baixa tensão.
A Parte 2 define os requisitos específicos das montagens dos conjuntos de manobra e comando e é testado quanto à conformidade por um terceiro fornecedor. Os testes do CENTERLINE 2500 são baseados em casos representativos das aplicações mais críticas do produto e dos níveis de desempenho exigidos em relação à norma.
Separação interna
A separação interna é sujeita ao acordo entre o fabricante e usuário (IEC 60439‑1 Anexo E 7.7 Separação interna de
Os conjuntos são divididos por meio de partições ou barreiras (metálicas ou não metálicas) em compartimentos separados ou
Proteção contra arco elétrico
O que é arco elétrico?
Segundo a NFPA‑70E 2012 (norma norte‑americana para Segurança Elétrica no Ambiente de Trabalho) , no Artigo 100, o risco de arco elétrico é definido como "uma condição perigosa associada à possível liberação de energia causada por um arco elétrico". Danos a equipamentos, ferimentos pessoais e possível morte podem ser causados por arco elétrico e explosão de arco. Um arco elétrico é um tipo de explosão elétrica que resulta do estabelecimento de um caminho de baixa impedância ao terra ou a outra fase de tensão de um sistema elétrico. Um arco elétrico pode causar danos consideráveis, incêndio ou ferimentos. As temperaturas podem atingir ou exceder 19.427 graus Celsius nos terminais onde foi iniciado. Um arco elétrico típico pode ser acompanhado de uma explosão de arco grandes proporções. O resultado de um evento violento pode causar destruição do equipamento envolvido, incêndio e danos a qualquer um que esteja próximo.
Uma explosão de arco é uma liberação explosiva de pressão, som, luz e fragmentos de um arco elétrico. Quando é criado um arco entre duas fases, a temperatura aumenta. À medida que o ar se ioniza, o cobre começa a ser usado como combustível. Com esse plasma condutor, a impedância é muito menor do que o ar padrão. Há uma intensificação da luz gerada. A luz brilhante pode causar cegueira temporária ou permanente. As taxas de expansão de metais como cobre podem ser de um fator de 67.000 vezes ao
passar de sólido para vapor. Com essa alta taxa de expansão, há uma perigosa explosão de energia. A mais prejudicial a um ser humano é a liberação de uma quantidade enorme de energia térmica. Fragmentos liberados pela explosão podem se mover a velocidades acima de 1.000 km/h. A pressão pode se alterar em até 29 psi.
Duração de um arco elétrico
Há algumas coisas essenciais que são necessárias para manter o arco elétrico ativo. É necessário haver tensão disponível, geralmente 400 V ou mais, para sustentar o arco. A corrente de curto‑circuito disponível tem uma grande influência na duração da energia liberada no arco. Como os vapores do metal agem como "combustível", o arco é mantido até que um dispositivo de sobrecorrente ascendente bloqueie a falha (abra o circuito) ou até que todo o combustível seja consumido.
Causas de um arco elétrico
Erro humano
• Tocar acidentalmente um condutor ativo
• Derrubar ferramentas ou outras peças ou colocá‑las em local não adequado
• Práticas impróprias de instalação
Falha mecânica
• Encerramento de linhas com falhas • Conexões frouxas
• Dimensionamento mecânico/elétrico • Degradação de fios
• Isolamento de cabo
Solução para resistência ao arco elétrico
Para ajudar na segurança do ambiente de trabalho, a
Rockwell Automation oferece os centros de controle de motores de baixa tensão CENTERLINE 2500 com a opção ArcShield. Embora os operadores e fabricantes de sistemas de baixa tensão estejam cada vez mais experientes, ainda há um risco de geração de arco elétrico interno. Para melhorar a proteção pessoal e do equipamento, a Rockwell Automation testa os centros de controle de motores CENTERLINE 2500 de acordo com a IEC/TR 61641 Edição 3.0 2014, que é uma norma para testes em condições de arco elétrico causado por falha interna. O centro de controle de motores de baixa voltagem com ArcShield CENTERLINE 2500 foi testado para o padrão IEC/TR 61641, e ele passou em todos os critérios de teste em 480 V com uma frequência na taxa de 50/60 Hz e tempo de arco de 300 ms e corrente disponível de 65 kA.
Os pontos de ignição a seguir foram considerados em amostras únicas de diversas configurações do produto: • Lado da carga da gaveta funcional de saída
• Lado da alimentação da gaveta funcional de saída • Juntamente com o barramento de distribuição • Juntamente com o barramento principal • Lado da carga da gaveta funcional de entrada • Lado da alimentação da gaveta funcional de entrada
Local do CCM
Teste realizado
Gavetas removíveis: teste concluído em vários tamanhos de módulo; curto entre estabilizadores de carga no
O CENTERLINE 2500 com ArcShield foi testado em
relação à norma IEC/TR 61641. Ele passou em todos
os testes considerando tensão de operação de até
480 V, frequência nominal de 50/60 Hz, tempo de
arco de 300 ms e corrente disponível de 65 kA.
Proteção contra arco elétrico
Teste do ponto de ignição
O principal objetivo deste teste é avaliar a capacidade da montagem em limitar o risco de ferimentos pessoais resultantes de uma falha de arco interna. A Rockwell Automation passou em todos os testes, implementando o seguinte:
• Melhoria estrutural e compartimentalização
• Ventilação interna ‑ uso de defletores e barreiras estrategicamente posicionados para direcioná‑los ao ponto de exaustão no topo do gabinete
• Sistema de alívio de pressão ‑ testado para incluir indicadores verticais e horizontais que vão acima e além dos requisitos da IEC • Travas patenteadas e projeto de dobradiça customizada para
portas da cabine e do condutor • Portas de aço reforçadas
Qualquer fornecedor que afirmar ter um centro de controle de mo‑ tores com resistência ao arco elétrico deve:
• Ser capaz de produzir um certificado de teste por terceiros, confirmando os resultados alegados em determinada tensão, corrente disponível e duração. Muitos concorrentes não divulgam esses valores porque são mais baixos do que os normalmente usados nas aplicações.
• Realizar testes em vários locais do CCM (gavetas, compartimentos de barramento, compartimentos de cabos, etc.). Muitos
concorrentes somente testam o local do barramento vertical que é um dos locais mais fáceis de passar
• Atender o padrão IEC/TR 61641 integralmente (partes 1‑7).
Critérios de teste
Um painel é aprovado em relação à IEC/TR 61641 quando os seguintes critérios são atendidos.
1. Portas, tampas, etc. corretamente fixadas, não abrem 2. Peças (da montagem) que podem causar danos não se soltam
3. O arco elétrico não faz com que ocorram buracos nas partes externas com acesso livre do gabinete como resultado de incêndio ou outros efeitos
4. Os sensores dispostos verticalmente não entram em ignição
5. O circuito de proteção para as peças acessíveis do gabinete ainda é eficaz
6. O conjunto é capaz de confinar o arco à área definida onde ocorreu a ignição e não há propagação do arco para outras áreas do conjunto
A proteção do painel é obtida quando os critérios 1-6 são atendidos.
O critério 7 se aplica quando o painel deve ser adequado à operação controlada, mesmo após a ocorrência de um evento de arco elétrico.
7. Depois de eliminada a falha ou após o isolamento ou desmontagem das gavetas funcionais afetadas, é possível a operação de emergência do conjunto restante. Isso é verificado por um teste dielétrico com valor de 1,5 vezes a tensão operacional nominal durante 1 minuto
Gaveta principal de entrada
Barramento vertical
Barramento horizontal
Carga não motor Carga motor
Ocorrem terremotos em todo o mundo, resultando em centenas de mortes e amplos danos a estruturas, prédios e equipamentos. As autoridades públicas revisaram os códigos de construção para incluir um projeto sísmico aprimorado, a fim de restaurar a função em instalações de emergência nessas situações. Isto inclui não somente as construções, mas também os equipamentos elétricos e mecânicos.
A Rockwell Automation tomou medidas ao executar testes de simulação sísmica no Centro de controle de motores CENTERLINE 2500. O CCM foi qualificado sismicamente por testes sísmicos dinâmicos (teste multifrequência triaxial) usando os critérios de aceitação para certificação sísmica por mesa de vibração de componentes não estruturais AC 156 de 2010 (AC 156), de acordo com os Serviços de Avaliação do Conselho Internacional de Códigos (ICC‑ES). O critério de aceitação AC 156 abrange equipamentos gerais e oferece suporte à certificação sísmica de sistemas elétricos.
O teste foi executado na presença de um terceiro de acordo com os critérios AC 156 e apresenta dados para a qualificação do Código de Construção Internacional 2006 e 2009, Conselho de Códio Internacional, Código de Construção Uniforme 1997 (UBC) Zona 4 e requer o Padrão ASCE, SEI/ASCE 7‑5 e 7‑10 (SEI/ASCE) Cargas Mínimas do Projeto para Prédios e Outras Estruturas pela Sociedade Americana de Engenheiros Civis. O intervalo de testes da ICC–ES AC 156 envolvido (cumprido e excedido) está na tabela abaixo.
As gavetas CCM CENTERLINE 2500 demonstraram compatibilidade com os seguintes:
• 100% nível g para o Código de Construção Uniforme 1997
Certificação sísmica
Durante o teste, as gavetas do CCM estavam ligadas e operaram antes, durante e após os testes sísmicos. Para obter uma suportabilidade sísmica do UBC ou IBC, cada arranjo individual do CCM CENTERLINE 2500 deve ser montado em uma base sísmica adequada. Todas as colunas no alinhamento do CCM também devem estar parafusadas juntas de acordo com os requisitos neste manual de instrução.
No alinhamento do CCM CENTERLINE 2500, os canais de montagem são incorporados no projeto padrão. Como alternativa ao ponto de amarração com aparafusamento, esses canais de montagem podem ser soldados a uma base sísmica adequada.
Isolação e escoamento
Entender e calcular as distâncias mínimas de separação para os equipamentos pode ser crucial e deve ser feito logo no início do projeto. Isso pode ser usado para proteger funcionários e ativos contra os efeitos de tensões elétricas ou de falha funcional do equipamento, através do dimensionamento adequado das distâncias de isolação e escoamento nos equipamentos.Isolação é a distância mais curta entre duas peças condutoras ou
entre uma peça condutora e a superfície limite do equipamento, medido pelo ar. A distância de isolação ajuda a evitar quebra dielétrica entre os eletrodos, causada pela ionização do ar. O nível de pane dielétrica é mais influenciado pela umidade relativa, temperatura e grau de poluição no ambiente.
Escoamento é o caminho mais curto entre duas peças
condutoras ou entre uma peça condutora e a superfície da terra do equipamento, medido pela superfície do isolamento. Uma distância de escoamento adequada ajuda a proteger contra o trilhamento, um processo que produz um caminho parcialmente condutor na superfície de um material isolante como resultado de descargas elétricas. O grau de monitoramento necessário depende de dois fatores principais: o índice de monitoramento comparativo (CTI) do material e o grau de poluição no ambiente.
Descrição
Requisitos da IEC*
Aprovado
Isolação
Entre barramentos 14 mm
3
Entre barras de distribuição 14 mm
3
Escoamento
Entre barramentos 16 mm
3
Entre barras de distribuição 16 mm; tensão nominal de isolamento Ui = 690 V
3
*IEC 61439-2, parágrafo 8.3.2
Allen‑Bradley, CENTERLINE, Integrated Architecture, IntelliCENTER, Listen. Think. Solve. PartnerNetwork™ e Rockwell Software são marcas comerciais da Rockwell Automation, Inc. As marcas comerciais não pertencentes à Rockwell Automation são de propriedade de suas respectivas empresas.
