Episódio bizarro de (in)segurança

[artur36]

Isso em nada vai contra o facto técnico em si. Por que não referiu a coisa no seu post anterior e só agora se lembra de o referir?
O diferencial serve para aquilo que aqui explicitei e não para o que por aqui se ia afirmando (equilíbrios de fazes e medições de DDP, etc.

Nesta sua resposta que transcrevo abaixo faz 3 citações minhas portanto depreendo que a última frase sua é directamente para mim, mas se a reler bem vai concerteza reparar que em lado nenhum o caro faz referência a eu estar a dizer neste tópico que a função do diferencial era alguma outra que não a detecção de correntes de fuga à terra. A única coisa que insinua é que eu percebi consigo no decorrer no tópico qual era essa função, insinuação essa que eu refutei. Até porque basta irmos ver ao irmão gémeo deste tópico (que por acaso é uns dias mais velho) para perceber que eu desde o início tenho conhecimento da função do interruptor diferencial e da sua importância para a prevenção dos contactos acidentais com elementos energizados (na grande maioria dos casos o diferencial tem uma atitude preventiva porque dispara muito antes de qualquer toque) e quando o contacto existe o diferencial está lá para na medida do possível mitigar os danos causados.

O motor até pode estar a trabalhar no vazio que apesar de rodar apenas com 2 fases vai produzir uma sobrecarga em relação ao funcionamento com 3 fases.

Não. Se trabalhar em vazio, a sobrecarga de que fala fica muito longe do valor nominal (o do consumo à carga máxima em 3 fases). Do ponto de vista de um disjuntor, tudo continua bem.

Entretanto, noto que percebeu que um diferencial trifásico não serve para detectar falhas de fase.

Falha grave que demonstra falta de conhecimento sobre o estado da arte, os relés de monitorização de falha e sequência de fase são bastante comuns e muito usados, quer na indústria quer nos serviços.

Se o próprio caro admite que são muito usados, admite, implicitamente, que sabe que são igualmente muito não usados. A falha, não é minha.

os relés de monitorização de falha e sequência de fase são bastante comuns e muito usados, quer na indústria quer nos serviços. Como tal também se vendem a preços relativamente acessíveis:
Siemens - 5TT3423 -  Preço de tabela €91.39;

Diz, na segunda página do PDF do link que aponta, o seguinte:
   Phase failure detection - No.

[SerraCabo]

3UG4513-1BR20

Mas, isso é um relé. Não precisa de um contactor ou de um disjuntor controlável por relé que têm custos? (ainda não li o datasheet)

Saber que existem soluções para reduzir esse risco e nem sequer se preocupar em verificar se o beneficio não justifica o custo, essa sim é a maior e mais grave falha

E, agora imagine, em todos os circuitos de todos os quadros haver todo o tipo de protecções disponíveis no mercado apenas para evitar as encrencas possíveis de acontecer em cada caso. Parece-lhe viável?

Sabe, tão bem como eu, que os quadros são feitos em primeiro lugar por causa de curto-circuitos, depois acrescenta-se o diferencial para evitar encrencas de segurança pessoal E/OU evitar que fugas de baixa/média magnitude possam provocar males maiores não pessoais (quando o motor é grande o diferencial não o vai salvar se meter inadvertidamente os dedos onde não deve porque o diferencial não pode ser de grande sensibilidade) e, regra geral as restantes protecções só são instaladas se os equipamentos forem muito caros ou, se não forem caros, se coisas caras estão dependentes do bom funcionamento deles. É assim que as coisas se fazem no mundo real e dentro das normas.

Quantas empresas alimentadas a cabo subterrâneo têm no quadro geral protecção contra raios sem saberem que a 500m é possível que um raio atinja um troço que não é subterrâneo? É um perigo potecial. Generaliza-se a instalação da coisa pata todos?

E, quanto a mim, a coisa mais desprezada é aquela que provoca mais explosões em quadros: a escolha do disjuntor em função do poder de corte dos disjuntores. Ninguém liga peva à coisa. O disjuntor explodiu? Foi um "encosto".

[SerraCabo]

Na « Reply #5 on: Today at 01:32 »

porque inclui o caro a minha resposta onde digo "Um diferencial não tem essa funcionalidade."? Bastaria, nessa altura, não incluir essa citação e já não havia confusão. Ela está lá o caro deixou-a passar ao lado e que conclusão pretendia que eu tirasse?

Talvez seja de citar blocos mais pequenos.

Quanto ao custo, começos pelos 80, já subiu para 120 e parece-me que não vai ficar por aí. E ainda falta saber se deve ser sistematicamente instalado ou apenas nalguns casos e, nessa altura, quais casos. Depois, veremos o espaço que tudo isso ocupa.

[artur36]

um motor associado a um ventilador, este não tem uma carga importantemente variável 

Quem disse?

Digo-lhe eu enquanto electricista e técnico de automação com 2,5 anos de trabalho numa empresa de AVAC em que era eu o responsável por todos os trabalhos eléctricos em obra desde a definição de caminhos de cabo até à assistência ao cliente nos primeiros tempos após a entrega da mesma.
Tendo em conta que a equipa eléctrica normalmente era apenas eu e um ajudante fui realizei nesses2,5 anos a instalação, ligação eléctrica, regulação de todos os accionamentos, ensaios funcionais e comissionamento de dezenas de ventiladores accionados (quer directamente, como moto-redutor ou corrreias) por motores dos mais variados tipos (gaiola de esquilo, EC, Dahlander...) e com potências que foram dos 0,37kW até aos 15kW (isto em motores gaiola de esquilo e Dahlander, os restantes eram por norma de potência reduzida)
Decorrente desta experiência tenho plena consciência e confiança (seguir o link para esclarecer as dúvidas sobre o significado e diferenças destas duas palavras bem como a maneira como se relacioname entre si) para lhe dizer que a carga tem uma variação desprezável para o caso em estudo. Vamos lá a explicar (quem aprender não tem nada que agradecer, quem não compreender alguma coisa pergunte que eu tento explicar melhor, quem achar erros demonstre-os para poder-mos todos analisar):

 - Primeira coisa a saber é que um VENTILADOR é diferente de um COMPRESSOR, o segundo implica que o ar não possa voltar para trás no circuito para que haja um aumento da pressão. No caso do segundo tal não é necessário pois o sistema só necessita de criar movimento e não necessáriamente pressão, mesmo quando o objectivo do sistema é criar pressão esta é diminuta.

Depende, por exemplo, do nº de entradas que estiverem abertas. É como um aspirador. Se tiver o tubo aberto consome mais, se lhe taparem o bocal consome menos (já sei que, de tubo fechado, o motor pode não ventilar o suficiente e acaba por queimar por falta de arrefecimento).

- Imaginemos o pior caso na insuflação (movimentar ar de um espaço "exterior" para o espaço a "tratar"), não existe qualquer saída de ar. Pode-lhe parecer contra-producente mas isto não é uma condição de falha mas sim um dos sistemas de ventilação muito utilizado em edifícios de serviços com grande afluência de público e em algumas industrias e nas construções novas de edifícios residênciais de grande altura. A este sistema chama-se sala\espaço com pressurização positiva e é o único caso em que é criada um pequeno diferencial de pressão entre o "exterior" e o "interior", basicamente é  um air-lock, o objectivo é garantir que não existe contaminação do ar dentro de um espaço e os seus usos mais normais são garantir espaços livres de fumo para escapatória em caso de incêndio (caixas de escada ou de elevador), garantir a esterilidade de espaços fechados (blocos operatórios por exemplo) impedindo a entrada de ar contaminado para a sala depois de esta ter sido esterelizada, garantir salas limpas nas mais variadas industrias aqui é usada uma câmara intermédia (o verdadeiro airlock) para que qualquer passagem de pessoas objectos não contamina o espaço por muito grande e demorada que a abertura seja (neste caso a câmara intermédia é mantida a uma pressão ligeiramente superior à do espaço contaminado, e ligeiramente inferior à do espaço a manter limpo, sempre que uma porta é aberta o diferencial de pressão garante que só existe movimento de ar do espaço limpo para o contaminado e nunca ao contrário).
        - Neste caso uma vez que é grandemente usado como modo de funcionamento e não condição de falha torna-se claro que não pode ser prejudicial para o motor.
        - O que acontece é que ao aumentar a pressão do lado da insuflação o ar pára no centro da turbina centrífuga pois esta não consegue funcionar como válvula anti-retorno a partir de uma certa pressão.
        - O motor não entra em esforço significativo pois como não existe movimento de ar na turbina ficando este a rodar dentro de uma bolsa de ar "estática".
 - O pior caso na extração (movimento de ar em sentido contrário ao da insuflação) é também ele com todas as bocas fechadas, mas neste caso como o movimento do ar é no sentido contrário o que acontece é uma diminuição brusca de pressão na aspiração e essa sim leva o ventilador a situações de esforço com aumento de carga sobre o motor, esta carga mesmo assim não será capaz de a curto prazo fazer disparar um normal disjuntor de protecção da instalação (ambos sabemos que por norma os disjuntores presentes no quadro apenas se destinam a evitar que os "fios derretam"), por essa mesma razão é que os regulamentos (leia-se boas práticas do sector, recomendações dos fabricantes quer do ventilador como um todo quer do motor...) são claros quando dizem que ao instalar o ventilador se deve garantir a protecção devida para estes para além da protecção da instalação e dos utilizadores.
 - Nos casos de carga intermédia do ventilador (algumas bocas/registos abertas e outras fechadas) a carga neste será  minimamente constante na insuflação e no caso da extração será também minimamente constante nas proximidades do ponto de funcionamento para o qual o ventilador foi calculado, se o ventilador tiver sido devidamente dimensionado e estiver pensado para accionamento directo da rede a carga sobre o motor variará muito pouco sendo desprezível, se as diferenças de carga do ventilador forem muito grandes (um ventilador com um enorme caudal para muita bocas de aspiração que serão abertas\fechadas de forma aleatória sem qualquer relação entre si) o accionamento deverá ser sempre feito com recurso a variação da velocidade em vários estágios e com as devidas protecções.

Ora vamos lá agora falar dos erros que detectei neste incidente (pelo que entendi não existiram vitímas para além da rebarbadora que afinal até era dispensável):

Protecções
Acho que é claro para todos que a instalação não dispunha de protecções capazes de evitar o incidente.
Existem protecções capazes de evitá-lo? Sim existem, aqui ficam enumeradas com uma pequena descrição do funcionamento (sem uma ordem específica pois todas elas têm a sua importância):
 - Manutenção preventiva, o aparecimento de maus contactos num circuito eléctrico é sempre perigoso, não sei a origem ao certo dele mas o mais normal é por falha do aperto dos condutores, as ligações por parafuso pelos efeitos térmicos da passagem de corrente têm tendência a afrouxar, e como tal devem ser alvo de manutenção preventiva ou seja reaperto periódico. Os regulamentos estabelecem que esse reaperto deve ser feito periódicamente. ABB
 - Separação correcta dos circuitos no quadro eléctrico, a separação não deve ser só para cumprir os limites máximos de corrente mas também permitir a correcta compartimentação dos circuitos para que não se produza uma falha catastrófica que se propaga por toda a instalação. Pequeno exemplo não exaustivo, cada elemento tentará representar um nível na instalação total, para um edificio industrial.
       - Zonas administrativas separadas das zonas de fabrico;
       - As alimentações directas a máquinas separadas das restantes;
       - As alimentações trifásicas separadas das alimentações monofásicas;
       - Os circuitos de alimentação separados dos circuitos de iluminação;
       - Os circuitos de zonas húmidas (casas de banho) separadas das restantes;
       - Esta separação não só evita a propagação da falha como permite selectividade no disparo das protecções e consequentemente uma localização da fonte do problema mais célere.
 - Protecção correcta dos equipamentos seguindo todas as normas\regulamentos legais bem como as recomendaçoes do fabricante.
 - Protecção correcta do motor do ventilador com um disjuntor-motor regulado para o consumo real do ventilador em funcionamento, algo deste género https://mall.industry.siemens.com/mall/pt/pt/Catalog/Product/3RV2021-1HA10
 - Protecção contra a flaha de fases ou erro na sequência destas, isto é especialmente importante em máquinas com mototres trifásicos "móveis" que estão sujeitas a serem ligadas em circuitos com fases trocadas e inverterem o seu sentido de funcionamente.
 - Protecção contra falhas por arco eléctrico, pelo que são equipamentos recentes caros e da siemens por exemplo só existem mono-fásicos, este https://mall.industry.siemens.com/mall/pt/pt/Catalog/Product/5SM6011-1XX02 custa €197.23 de tabela.

[LVirtual]

quem falou nos diferenciais fui eu e deixo aqui um documento muito explicito em que um diferencial trifasico detecta um equipamento a trabalhar apenas em duas fases. Num diferencial monofasico isso ate pode ser verdade porque so tem uma fase para medir. num trifasico tem que medir todas.

deixo aqui como citaçao o ultimo paragrafo do mesmo documento:

          Princípio de Funcionamento
    O Interruptor DR mede permanentemente a soma vetorial das correntes que percorrem os condutores de um circuito. Se o circuito elétrico estiver funcionando sem problemas, a soma vetorial das correntes nos seus condutores é praticamente nula. Ocorrendo falha de isolamento em um equipamento alimentado por esse circuito, irromperá uma corrente de falta à terra. Quando isto ocorre, a soma vetorial das correntes nos condutores monitorados pelo DR não é mais nula e o dispositivo detecta justamente essa diferença de corrente. Da mesma forma, se alguma pessoa vier a tocar uma parte viva do circuito protegido, a corrente irá circular pelo corpo da pessoa, provocando igualmente um desequilíbrio na soma vetorial das correntes. Este desequilíbrio será também detectado pelo DR tal como se fosse uma corrente de falta à terra.

http://old.weg.net/br/Produtos-e-Servicos/Controls/Protecao-de-Circuitos-Eletricos/Interruptores-Diferenciais-Residuais-DRs-RDW

[artur36]

quem falou nos diferenciais fui eu e deixo aqui um documento muito explicito em que um diferencial trifasico detecta um equipamento a trabalhar apenas em duas fases. Num diferencial monofasico isso ate pode ser verdade porque so tem uma fase para medir. num trifasico tem que medir todas.

Lê bem o texto, em lado nenhum fala em detectar falhas no balanceamento da corrente (é o que acontece se o motor fica sem uma fase, ela deixa de ter uma corrente semelhante á que circula nas outras fase). Numa minha resposta anterior em que falo dos vários dispositivos diferenciais digo lá que um deles é o relé diferencial que é muito usado em dispositivos de grande potencia associado a um toro, este toro (somador) funciona como um transformador de corrente mas para todos os condutores (que não de proteção) simultaneamente somando assim as correntes vetoriais, se o módulo do resultado da soma for superior ao valor definido é activado o alarme. Ele nem sequer mede as fases de forma independente pelo que não poderia saber do desiquilíbrio.

[LVirtual]

na soma vectorial entram as tres fases, se uma delas faltar o resultado é alterado.

é facil de ver sem fazer grandes contas.
Temos o mecanismo a verificar a fazer a soma vectorial entre cada fase e a terra.
essa mediçao nao é independente de fase para fase. se uma das fases passa a ter o mesmo valor do ponto de referencia, o resultado é alterado nao?

[artur36]

na soma vectorial entram as tres fases, se uma delas faltar o resultado é alterado.

é facil de ver sem fazer grandes contas.
Temos o mecanismo a verificar a fazer a soma vectorial entre cada fase e a terra.
essa mediçao nao é independente de fase para fase. se uma das fases passa a ter o mesmo valor do ponto de referencia, o resultado é alterado nao?

Nenhum dispositivo diferencial mede o que quer que seja em relação à terra, nem sequer está ligado de qualquer maneira à terra. Se uma fase passa a estar ligada á terra vai-se comportar como um curto-circuito entre a rede eléctrica de "potência infinita" á terra e como tal a corrente vem da rede elétrica passa através da fase num sentido no diferencial e "vai para a terra" nunca voltando a passar no diferencial em sentido contrário para anular o seu valor na soma total. A falta de fase apenas quer dizer uma interrupção da ligação entre a rede elétrica é o motor, o diferencial não detecta nada porque a corrente contínua a retornar à rede através dele mas em sentido contrário, pelas outras fases ou pelo neutro no caso de uma ligação em Estrela aterrada (também esta é uma forma de segurança contra falha de fases mas nunca a vi ser utilizada até porque actualmente a grande maioria dos motores são ligados em triângulo).

[LVirtual]

Artur, já entendi.

[SerraCabo]

artur36:

O ventilador empurra ar de vários locais para outro. A tubagem nesses vários locais pode estar aberta ou fechada. Se todas estiverem fechadas, o ventilador trabalha praticamente em vazio. Se tiverem todas abertas, há esforso significativo e consumo.

É como o caso do aspirador. O resto da conversa é gira mas está completamente fora do contexto.

artur36:

Acho que é claro para todos que a instalação não dispunha de protecções capazes de evitar o incidente.

Nem para este nem para umas centenas de outros conhecidos imagináveis, desconhecidos. As instalações são apenas feitas para proteger dos tipos de problemas que alguém decide, face à missão da coisa, serem ou não importantes, expectáveis, prováveis ... etc, etc. De outra forma cada circuito teria todas as protecções possíveis e imagináveis.

O resto é prelecção muito gira mas nada tema  ver com o assunto.

ACTUALIZAÇÂO:
Exactamente como diz o artir36 (eu estava a escrever esta quando ele enviou a outra)

LVirtual:

quem falou nos diferenciais fui eu e deixo aqui um documento muito explicito em que um diferencial trifasico detecta um equipamento a trabalhar apenas em duas fases.

Isso não está na definição.

LVirtual:

na soma vectorial entram as tres fases, se uma delas faltar o resultado é alterado.

E a corrente no neutro passa a corresponder exactamente ao novo valor dessa nova soma vectorial. Não havendo fuga não há diferença. Se houver corrente apenas numa fase, 'falham' duas fases, a corrente no neutro é igual e ele não dispara.

O diferencial não detecta falhas de fase.

Há milhares de milhões de diferenciais a trabalhar da seguinte forma: Diferencial trifásico recebe corrente de um interruptor geral e envia-a a três disjuntores monofásicos independentes que por sua vez alimentam 3 circuitos independentes. Seja qual for a combinação de cargas (uns a consumir menos, outros mais, outros nada, seja o que for) nesses circuitos, não havendo fuga à terra o diferencial não dispara.

[LVirtual]

Serra, ja tinha respondido atras, a minha confusao era se a mediçao era feita entre cada fase e o neutro e se entre a soma de todas as fazes com o neutro. depois lembrei-me do proprio nome da coisa "soma vectorial"
depois corrigi com a minha resposta ao Artur

[SerraCabo]

Sim Eu já tinha corrigido acima por ser uma troca de 'timmins' nos posts. Aquilo a que se chamas conversa cruzada que, nestes casos, é quase inevitável.

[artur36]

Artur, já entendi.

Como dizia um antigo professor meu é um desconhecimento/confusão bastante comum (infelizmente) para quem está a entrar no "mundo das correntes fortes" (ele gostava de se referir á electrónica/electricidade como correntes fortes/fracas)  da mesma maneira que os disjuntores "normais" de quadro, ao contrário do que os "iniciantes" pensam, apenas servem para proteção da instalação e não dos equipamentos a ela ligados.

Da mesma maneira na electrónica existe a confusão da condução dos semi-condutores (been there; done that), este começa a conduzir por diferença de potencial entre os seus "terminais" mas contínua a conduzir pela corrente que o atravessa e não pela tensão.

[LVirtual]

Sim Eu já tinha corrigido acima por ser uma troca de 'timmins' nos posts. Aquilo a que se chamas conversa cruzada que, nestes casos, é quase inevitável.

pois...

[artur36]

artur36:
É como o caso do aspirador. O resto da conversa é gira mas está completamente fora do contexto.
artur36:

Acho que é claro para todos que a instalação não dispunha de protecções capazes de evitar o incidente.

Nem para este nem para umas centenas de outros conhecidos imagináveis, desconhecidos. As instalações são apenas feitas para proteger dos tipos de problemas que alguém decide, face à missão da coisa, serem ou não importantes, expectáveis, prováveis ... etc, etc. De outra forma cada circuito teria todas as protecções possíveis e imagináveis.
O resto é prelecção muito gira mas nada tema  ver com o assunto.

Estou no telemóvel pelo que não posso desenvolver muito, e ontem pelo avançado da hora deixei a explicação a meio mas mais logo contínuo e explico melhor. De qualquer das formas tem tudo a ver com projecto do sistema e com protecções e completamente aplicável ao seu caso.

Se como é óbvio não se pode garantir segurança para os riscos desconhecidos da ciência (pode dar-se o caso de o novo risco que se desconhece já ser evitado com as proteções existentes). Quanto aos riscos conhecidos pela ciência estes não se podem nunca ignorar, têm de ser no mínimo avaliados na relação custo benefício antes de decidir aplicar as proteções respectivas.
Quanto ao caso em estudo basta consultar os fabricantes, quer do ventilador (conjunto motor/turbina) quer do motor, que estes lhe dirão que a protecção específica para o motor é sempre obrigatória, esta protecção deve ser contra sobre-cargas com recurso a disjuntores-motores devidamente regulados para o funcionamento do sistema e/ou com recurso a termistor incorporado no motor, além disso devem ser tomadas todas as medidas necessárias para garantir a presença constante das 3 fases.
Esta última faz-se normalmente por detecção de presença e sequências de fases na entrada da alimentação e pela manutenção preventiva da instalação para garantir continuidade absoluta em todo o circuito.