Documentos Técnicos
A IMPORTÂNCIA DA ANÁLISE DE ÓLEO PARA TRANSFORMADOR
Explicação técnica.
Líquidos isolantes elétricos - Descritivo técnico analise física química e cromatográfica.
1.0. Critérios de controle de óleo isolante
-A confiabilidade operativa dos equipamentos num sistema elétrico é uma condição que se torna cada vez mais necessária e imprescindível. Para se obter esta confiabilidade é essencial o controle de qualidade do Óleo Isolante em operação empregando-se técnicas de manutenção preventivas capazes de evitar falhas.
O acompanhamento e a manutenção da qualidade do Óleo Isolante são etapas essenciais para assegurar uma vida útil maior do isolamento e um desempenho confiável do sistema.
2.0. Controle da qualidade do óleo isolante
-Para que possa atender satisfatoriamente o duplo papel de dielétrico e agente de transferência de calor, ele deve possuir certas propriedades básicas, tais como: Rigidez Dielétrica suficiente para suportar as tensões dielétricas impostas pelo serviço e viscosidade adequada para que sua capacidade de circular e transferir calor não sejam prejudicados. Além disso, deve ter resistência à oxidação adequada para assegurar uma longa vida em serviço.
Como o Óleo Isolante se deteriora em serviço, estas propriedades podem ser afetadas, prejudicando assim o bom funcionamento do equipamento.
A deterioração do Óleo começa logo após o contato com o equipamento e é influenciada pelos seguintes fatores: presença de oxigênio, temperaturas elevadas, presença de metais e umidade que atuam como catalisadores das reações de oxidação.
Numa fase inicial de oxidação formam-se produtos solúveis no óleo a quente, porém insolúveis no óleo a frio, podendo precipitar nas regiões mais frias do equipamento. Num estágio avançado de oxidação formam-se borras que podem ser insolúveis mesmo no óleo quente e se depositam sobre a isolação sólida, núcleo e paredes do tanque. Além de prejudicar a troca de calor e alterar as características dielétricas do óleo, a formação destes produtos acelera o envelhecimento do papel, diminuindo a vida útil do isolamento.
Além dos produtos de oxidação, outros contaminantes como: Água, partículas sólidas e compostos polares solúveis podem se acumular no óleo durante o serviço e alterar suas características.
A qualidade do óleo isolante pode ser avaliada através dos seguintes ensaios: Tensão Interfacial, Índice de Neutralização, Rigidez Dielétrica, Teor de Água, Perdas Dielétricas e Cor.
-Os resultados destes ensaios fornecem informações valiosas, a partir das quais pode-se decidir por um recondicionamento ou regeneração do óleo, garantindo assim sua qualidade em serviço.
Detecção de Falhas Incipientes através da Análise Cromatográfica dos Gases Dissolvidos no Óleo Isolante.
Durante a operação de um transformador ou reator, o Óleo e outros materiais dielétricos sofrem sob a ação da temperatura e tensões elétricas, processos de decomposição química que resultam na formação de gases que se dissolvem total ou parcialmente no óleo. Os principais gases formados são: Hidrogênio, Monóxido de Carbono, Dióxido de Carbono, Metano, Etileno, Etano e Acetileno.
O monitoramento da evolução destes gases é feito através da Análise Cromatográfica, o que permite detectar falhas ainda incipientes e acompanhar seu desenvolvimento. Assim, falhas do tipo: arco elétrico, superaquecimento e descargas parciais geram gases característicos e através da avaliação da quantidade e perfil de composição da mistura gasosa, pode-se identificar a natureza e gravidade do problema. Isto possibilita a programação antecipada de desligamentos no sistema para correção dos problemas.
Além da grande vantagem de evitar despesas com grandes reparos ou até mesmo com a perda total do equipamento, a Análise Cromatográfica não requer desligamentos e nem transporte de aparelhagem para o local, ao contrário do que ocorre com os ensaios elétricos. Uma amostra de óleo é colhida em uma seringa com o equipamento energizado e enviada ao Laboratório da DATALINK para análise.
3.0. Analise físico químico:
Cor e aparência
-A Cor não é uma propriedade crítica, porém é útil se associada a outros ensaios. À medida que o óleo vai oxidando a sua Cor vai escurecendo.
A observação da aparência da amostra é importante já que se pode detectar presença de sedimentos, borra sujeira e água livre e/ou emulsionada.
Teor de água
-A água pode originar-se da atmosfera ou ser produzida pela deterioração de materiais isolantes. Ela pode estar presente no óleo de trás formas: livre, emulsionada ou dissolvida.
-Tanto a água livre quanto a emulsionada causam decréscimo na Rigidez Dielétrica e em menor grau em aumento nas Perdas Dielétricas.
A água dissolvida pode ou não afetar as propriedades elétricas dependendo do estado de deterioração do óleo. Um elevado Teor de água, além de prejudicar as propriedades dielétricas do óleo e diminuir a resistência de isolamento do equipamento, acelera a deterioração química do papel isolante e do próprio óleo. Óleos que apresentam Teor de água alta e Rigidez Dielétrica baixa devem ser recondicionados.
Rigidez Dielétrica
-Mede a capacidade que um óleo Isolante tem em suportar tensões elétricas sem falhar. Água livre e partículas sólidas, particularmente estas últimas quando combinadas com altos níveis de água dissolvida reduzem drasticamente a Rigidez Dielétrica.
O ensaio de Rigidez Dielétrica não é sensível a produtos de oxidação do óleo.
Tensão interfacial
-À a medida d força necessária para se romper uma interface óleo/água. Quando o óleo é novo esta interface é rígida e a força é grande. À medida que o óleo vai deteriorando vão se formando compostos polares que tendem a se concentrar na interface óleo/água e quanto maior for esta concentração menor será o valor da Tensão Interfacial.
Este ensaio é sensível tanto a produtos de oxidação quanto a contaminantes polares solúveis.
Índice de neutralização
É a medida dos constituintes ou contaminantes ácidos no óleo.
-Este valor aumenta como resultado da oxidação.
Perdas Dielétricas
Este ensaio detecta a presença de contaminantes polares solúveis no óleo, produtos de oxidação, água, partículas metálicas, etc.
É um ensaio muito sensível, mesmo quando a contaminação é pequena.
-O ensaio pode ser feito a 25º C, 90º C ou a 100º C.
4.0. Periodicidade de ensaios
-Anualmente. Quando este se encontra dentro dos parâmatros normais.
5.0. Cromatografia
-Consta de três fases distintas: extração dos gases dissolvidos através de vácuo e agitação da amostra coletada em seringa, a análise cromatográfica desta mistura gasosa e a interpretação dos resultados obtidos.
Comparando a evolução dos gases dissolvidos no óleo isolante, através dos resultados obtidos pela análise cromatográfica e estabelecendo as relações de gases de acordo com critérios preestabelecidos (por exemplo: Rogers, IEC, Duval, Dornemburg, Doble ou Pugh e Laborelec), é possível identificar a falha incipiente que está se desenvolvendo, bem como a sua gravidade, antes que danos maiores possam ocorrer ao equipamento.
5.1. Diagnósticos:
Arco
-Grandes quantidades de hidrogênio e acetileno são produzidas, com pequenas quantidades de metano e etileno. dióxido e monóxido de carbono também podem ser formados caso a falha envolva a celulose.
-O óleo poderá ser carbonizado.
-Gás - Chave - Acetílio.
Descargas parciais
-Descargas elétricas de baixa energia produzem, hidrogênio e metano, com pequenas quantidades de etano e etileno. Quantidades comparáveis de monóxido e dióxido de carbono podem resultar de descargas em celulose.
-Gás - Chave - hidrogênio
Óleo superaquecido
-Os produtos de decomposição incluem etileno e metano, juntamente com quantidades menores de hidrogênio e etano. Traços de acetileno podem ser formados se a falha é severa ou se envolver contatos elétricos.
-Gás - Chave - Etileno
Celulose superaquecida
-Grandes quantidades de dióxido e monóxido de carbono são liberadas da celulose superaquecida, Hidrocarbonetos gasosos, como metano e etileno, será formados se afalha envolver una estrutura impregnada em óleo.
-Gás - Chave - monóxido de Carbono
Eletrólise
A decomposição eletro; etílica da água ou a decomposição da água associada com a ferrugem resulta na formação de grandes quantidades de hidrogênio, com pequenas quantidades dos outros gases combustíveis.
-Gás - Chave - hidrogênio.
É análise cromatográfica é uma técnica sensível e confiável de monitoramento das condições dos equipamentos , complementando os resultados de ensaios elétricos. Em certos casos de falhas incipientes a análise cromatográfica se mostra mais eficiente que os ensaios elétricos convencionais, visto que eles não apresentam sensibilidade neste estágio do problema.
-O diagnóstico da análise cromatográfica dos gases dissolvidos no óleo apresenta um índice de acerto elevado, desde que o técnico que analisa os resultados tenha experiência com interpretação de resultados e conhecimento da metodologia empregada.
Periodicidade de ensaios
-Semestralmente. Quando este se encontra dentro dos parâmatros normais.
6.0. Conclusão
A escolha do momento certo de substituir ou tratar o óleo Isolante deteriorado deve ser feito com muita cautela. Desições antecipadas não são economicamente favoráveis.
Decisões atrasadas causam: dificuldade de limpeza do isolamento por processos convencionais, devido a impregnações com produtos da oxidação na celulose; dificuldade de regeneração do óleo a níveis recomendados devido a presença de alguns produtos de oxidação formados (compostos polares não ácidos), que não são retirados pelo processo; dificuldade de se obter uma resistência à oxidação adequada do óleo após regeneração, mesmo com adição de inibidores artificiais;
Perda de vida útil do isolamento
-A Análise cromatográfica é uma técnica sensível e confiável de monitoramento das condições dos equipamentos, complementando os resultados de ensaios elétricos. Em certos casos de falhas incipientes a Análise Cromatográfica se mostra mais eficiente que os ensaios elétricos convencionais, visto que eles não apresentam sensibilidade neste estágio do problema.
O diagnóstico da Análise Cromatográfica dos Gases dissolvidos no óleo apresenta um índice de acerto elevado, desde que o técnico que analisa os resultados tenha experiência com interpretação de resultados e conhecimento da metodologia empregada.
A IMPORTÂNCIA DA CERTIFICAÇÃO DE REDE
Os principais fabricantes de cabos metálicos para redes de dados no Brasil oferecem 5 anos de garantia para seus produtos. Essa garantia pode subir para 10 ou 15 anos se o serviço de instalação for executado por uma empresa com profissionais certificados pelos respectivos fabricantes.
Se 15 anos de garantia parece ser muito tempo, imagine então 25 anos. É isso mesmo, dependendo da importância da obra, o fabricante do cabo, em conjunto com a empresa instaladora, pode oferecer até 25 anos de garantia nos produtos (empresa fabricante) e serviços (empresa instaladora).
-Mas para que essa garantia super estendida possa ser oferecida, é imprescindível que toda a estrutura do cabeamento seja testada e certificada com equipamento adequado.
-Nesse caso a certificação pode garantir um período adicional de garantia da ordem de quatro vezes a garantia original. Com isso todas as partes saem ganhando. O cliente porque recebeu uma garantia bem maior, o instalador conquistou a gratidão do cliente e o respeito do fabricante dos cabos e este último ganhou a certeza de que a obra foi muito bem executada e que nenhum problema técnico foi encontrado
Testes e certificações
Até que uma estrutura de rede esteja totalmente certificada muitos testes deverão ser feitos e para tal podemos utilizar três tipos de equipamentos: Um simples testador de cabos (Lan teste), um microscanner e um certificador, mais comumente conhecido por Scanner.
Tipos de testes
-Podem dividir a bateria de testes de uma rede em dois tipos básicos, os testes passivos, que são executados sem que a rede esteja em real funcionamento, e os testes ativos, que deverão ser executados com a rede em condições reais de funcionamento, ou seja, com a rede operando normalmente mesmo.
Os testes ativos são mais comumente utilizados, quando se precisa investigar e diagnosticar o que esta havendo de errado numa rede. Felizmente tal tipo de teste não é muito freqüente, o que significa que a tecnologia de redes esta cada vez melhor, assim como nossos profissionais de instalação de cabos e redes.
-Já os testes passivos são muito difundidos e utilizados. Isso é muito bom, pois estes testes que homologarão uma estrutura de cabeamento instalada.
-Os testes passivos podem ser divididos em estáticos e dinâmicos. Os estáticos são realizados em laboratórios, fábricas ou institutos de pesquisas e não pode haver reprovação alguma, caso contrário o cabo em teste não atenderá às normas e com isso seu projeto técnico ou de fabricação não serão aprovados.
Já os testes dinâmicos são mais complexos, são eles:
1 - Wiremap (Mapa de Fios);
2 - Lenght (Comprimento do cabo lançado);
3 - Attenuation ou Insertion Loss (Atenuação);
4 - NEXT Loss (Near end Crosstalk);
5 - PS-NEXT Loss (Power Sum NEXT);
6 - FEXT (Far End Crosstalk);
7 - ELFEXT Loss (Equal Level Far End Crosstalk);
8 - PS-ELFEXT Loss (Power Sum Equal Level Far End Crosstalk);
9 - Return Loss (Perda de retorno);
10 - Propagation Delay (Atraso de propagação);
11 - Delay Skew ou Propagation Delay Skew ( Desvio de propagação);
12 - ACR (Atenuation to Crosstalk Ratio);
13 - PS-ACR (Power Sum Attenuation to Crosstalk Ratio);
14 - Alien Crosstalk (Linha Cruzada adjacente);
15 - Insertion Loss Deviation;
16 - DC Loop Resistance.
Estes testes também podem ser chamados de testes de campo (Field Tests) e são obrigatórios pela norma EIA/TIA 568B.1, seção 11.2.4 para os cabos Categoria 5e, e EIA/TIA 568B.2-1 para os cabos categoria 6, do número 1 ao número 11, e são complementares do número 12 ao 16.
-Para que os fabricantes possam conceder suas super garantias de até 25 anos, todos os testes de campo têm que ser realizados, excetuando-se os complementares.
-Todo fabricante de cabos disponibiliza os parâmetros referentes a todo os testes em seus sites. Para obtê-los basta fazer download gratuitamente.
O que testar
Agora abordaremos testes e certificações para cabos metálicos do tipo UTP, e é com este tipo de cabos que trabalharemos.
-Cabos metálicos de outros tipos também devem ser certificados, assim como as redes e interligações feitas com cabos de fibras ópticas.
-Normalmente têm-se duas opções principais do que testar: Link e Canal. O link, melhor chamado de Link Permanente, compreende todos os cabos que ficam nas Estruturas de Passagens, iniciando nas tomadas de Telecomunicações da Área de Trabalho e finalizando nos Painéis de Conexões (Patch Panel).
-Já o Canal é o Link Permanente mais os cabos flexíveis chamados de Line Cords (cabos que ligam a tomada de telecomunicação ao microcomputador) e Patch Cords (cabos que ligam a tomada do Painel de Conexão ao equipamento ativo de interconexão da rede).
Para que Padrão de rede testar
-Atualmente podemos testar e certificar cabos UTP categoria 5e ou 6 para serem empregados em redes de dados, imagens e voz.
-Normalmente essa rede é do tipo Ethernet em 10Base-T, 100Base-TX, 1000Base-T ou 1000Base-TX.
Obs.: A Nomenclatura nBase-Yz indica um padrão de rede local em banda básica, portanto, sem qualquer tipo de modulação ou alteração do sinal original. O número -n- indica a taxa de transferência máxima em Megabits por segundo e o -Y- representa o tipo de mídia, como abaixo listado:
2 - Cabo coaxial fino, de 50 Ohms;
5 - Cabo coaxial grosso, de 75 Ohms;
T - Cabo de par trançado;
F - fibra óptica multímodo com conector SC;
S - Fibra óptica multímodo com conector SC;
L - Fibra óptica monomodo ou multímodo com conector SC;
Já o -Z- indica algum tipo de melhoramento ou alteração do projeto normatizado inicialmente, por exemplo, 100Base-T (100 Megabits por segundo em banda básica com cabo tipo par trançado), 100Base-TX (100 Megabits por segundo em banda básica com cabo tipo par trançado com aprimoramentos), 100Base-T4 (100 Megabits por segundo em banda básica com cabo tipo par trançado utilizando oas quatro pares) e 100Base-FX (100 Megabits por segundo em banda básica com cabo de fibra óptica).
Essas duas últimas merecem uma atenção muito especial, pois o padrão 100 Base-T pode funcionar em cabos categoria 5e e 6. Já o novo padrão 1000Base-TX só é capaz de operar com cabos categoria 6.
-Ambos os padrões de Gigabit Ethernet utilizam os quatro pares de condutores. O 1000Base-TX utiliza dois pares para transmitir e os outros dois para receber, de forma dedicada, operando em modo Full Duplex contínuo. Cada par de condutores opera a 500Mbits por segundo, em 250MHz.
-O padrão 1000Base-T pode funcionar bem em cabos categoria 5e, pois ele utiliza os quatro pares ora para transmitir e ora para receber, operando, desta forma, em modo Full Duplex alternado. Cada par de condutores opera a 250Mbits por segundo, em 85MHz nominais.
Testando
-A operação dos equipamentos de testes está cada vez mais simples, pois os atuais modelos seguem o conceito -One touch Test - teste com um toque-. Isso quer dizer que só é necessário apertar um único botão para que todos os testes sejam executados pelo equipamento.
-O Scanner pode ser ajustado via interface serial ou USB através de um software do próprio fabricante. Com isso podem ser programados quais testes serão realizados pelo equipamento.
-Para se testar os novos cabos categoria 6 precisa-se de um Scanner nível III, pois somente esse equipamento suporta os novos tipos e parâmetros de testes, possui faixa dinâmica para uma correta aferição de FEXT (um dos tipos de testes que será abordado adiante) e Perda de Retorno, e ainda suporta uma largura de banda superior a 250MHz.
Wiremap (Mapa de Fios)
Esse primeiro tipo de teste a ser executado é bem simples e independe do padrão da rede ethernet adotado.
-Ele consiste basicamente em verificar a continuidade de cada fio, bem como o seu posicionamento referencial no conector, indicando fundamentalmente erros de crimpagens e conectorizações.
Esse teste pode revelar:
- Conectorização correta pino-a-pino ou cruzada;
- Continuidade de cada condutor;
- Curto entre dois ou mais condutores;
- Pares cruzados;
- Pares separados;
- Par reverso.
Um testador de cabos do tipo mais simples é útil para fazer o wiremap, mas envolve mais atenção do instalador, pois o equipamento só oferece como retorno a continuidade de cada condutor e uma sinalização através de um simples LED se há um cruzamento de alguns condutores, sem, entretanto, especificar quais estão cruzados.
-De acordo com a configuração de crimpagem utilizada, um cruzamento pode ser desejável, no caso de cabos Half-Cross e Cross-Over. Com isso o testador de cabos pode indicar um erro inexistente.
Obs.: Podemos ter três tipos de cabos quanto às suas conectorizações:
- Straight Through - Cabo com os condutores ligados pino-a-pino, sem inversão alguma;
- Half Cross - Cabo com cruzamento parcial, com inversão em dois pares de condutores, usado para ligar dois microcomputadores ou dois equipamentos ativos em 10Base-T ou 100Base-TX;
- Cross Over - Cabo com cruzamento total, com inversão em todos os quatro pares de condutores, usado para ligar dois microcomputadores ou dois equipamentos ativos em 10Base-T, 100Base-TX, 100Base-T4, 1000Base-T ou 1000Base-TX.
Já existem testadores de cabos no mercado que são capazes de testar cabos com terminação RJ-11, RJ-45, BNC e USB.
Esses novos modelos podem indicar também a ocorrência de curtos entre condutores, mas há aqui uma ressalva; se durante um teste aparecer a indicação de um curto, verifique se o equipamento não disparou seu sinal contra um Hub ou uma placa de rede desligados.
-Assegure sempre que o equipamento de teste tenha disparado contra seu próprio terminador e nunca dispare o sinal do equipamento contra placas de rede, Hubs ou Switches ligados, pois o testador pó ser irreversivelmente avariado.
-É importante mencionar que os testadores de cabo à venda no nosso mercado não são capazes de testar a continuidade da malha de aterramento da blindagem de cabos do tipo ScTP (Screened Twisted Pair, termo que engloba atualmente os antigos cabos FTP, STF, SFTP e FFTP), uma vez que eles não são compatíveis com os conectores especiais de nove vias.
-Alguns testes de Wiremap só podem ser conclusivos quando é empregado um Scanner. Suponhamos que seja necessário avaliar a ocorrência de pares separados, um testador simples indicará uma situação normal.
-Já um Scanner, ao realizar o teste de NEXT (que será abordado adiante) sugerirá haver pares separados, pois nessas circunstâncias o valor do NEXT é extraordinariamente alto, possivelmente acima de 22dB.
-Tal valor de NEXT é suficiente para causar um séria degradação na largura de banda.
- Correções
-Qualquer erro apontado pelo Wiremap implica na realização de um exame minucioso nos trechos de cabos apontados com erros.
-Normalmente esses erros localizam-se nos conectores, Patch Panels ou Blocos de Interconexão.
-A correção é refazer a conectorização que apresentou problema.
Comprimento do cabo lançado (Length)
A medida do comprimento dos condutores costuma ser um pouco maior do que a medida do comprimento linear do cabo. Isso se deve ao espinamento ou trança dos fios.
-Entre os próprios pares de condutores também é possível haver uma pequena diferença. Essa diferença deve ser inferior a 6,0mm entre o maior e o menor pares de condutores, para que não haja quaisquer tipos de problemas.
-O maior comprimento tolerável é de 100,0m para o Canal. O Link Permanente deve ser de no máximo 90,0m, já incluídas as sobras de cabos.
- Correções
-Um Canal com mais de 100,0m de comprimento, um Link Permanente com mais de 90,0m ou um Line Cord com mais de 5,0m devem ser verificados e corrigidos.
-O excesso de curvas no traçado do cabo pode "consumir" mais comprimento linear.
-Se não houver a possibilidade de refazer o lançamento de um cabo com mais de 90,0m de comprimento, corte-o o mais próximo possível do meio e instale um equipamento retransmissor. Um Hub pode ser muito útil nessa situação, para tal, quanto menos portas disponíveis, melhor será.
-Um erro ,muito comum que acaba por ocasionar uma leitura equivocada do comprimento dos condutores é a declaração incorreta dos valores referentes ao NVP (Nominal Velocity of Propagation - Velocidade Nominal de Propagação). O NVP será melhor abordado adiante.
-Atenuação (Attenuation ou Insertion Loss)
Atualmente o termo Atenuação, que está em uso desde 1993, foi substituído pelo termo Insertion Loss ou Perda por Inserção. Todo sinal elétrico transitando num cabo metálico perde parte de sua potência ao percorrê-lo. Isso é um fenômeno fisicamente normal, pois como sabemos a resistência de um cabo metálico aumenta com seu comprimento linear, ou seja, quanto maior for um cabo, maior será sua resistência elétrica.
Quanto maior a freqüência do sinal que trafega em um condutor elétrico, maior será também a resistência encontrada e conseqüentemente a Perda por Inserção.
-Portanto, os valores de Perda por Inserção serão diferentes para as distintas categorias de cabos. Cabos com uma bitola maior oferecem menos resistência e com isso, menor será a Perda por Inserção.
Vale lembrar também que cabos com condutores flexíveis podem apresentar valores referentes a Perda de Inserção da ordem de 20 a 50% maiores do que os cabos com condutores sólidos. Por isso devemos empregar Line Cords e Patch Cords com o menor comprimento possível.
Os certificadores exibem as medidas de Perda por Inserção de forma absoluta e também comparada com os valores máximos permissíveis na norma técnica escolhida.
- Correções
-Embora os valores referentes a Perda por Inserção sejam característicos do cabo empregado, tais valores podem ser ainda maiores se o manuseio e a instalação não forem bem feitas.
-Um grande inimigo e por assim dizer causador do aumento dos valores de Perde pó Inserção é o próprio comprimento linear do cabo lançado. Reduzir o tamanho do cabo reduzirá também a Perda por Inserção.
-Se os valores de Perda por Inserção não forem uniformes ou proporcionais nos quatro pares de condutores, verifique as crimpagens, conectorizações e observe também a marca, modelo e especificação técnica de componentes passivos como Patch Panel, tomadas de Telecomunicação e conectores.
-Pode ocorrer ainda algum tipo de defeito ou imperfeição no trecho de cabo lançado. Normalmente tal fato é bem raro e quando se manifesta, o faz somente em um par de condutores; nesse caso, infelizmente o trecho de cabo terá que ser relançado.
-Caso isso ocorra, guarde o trecho do cabo com problemas e entre em contato com o fabricante, provavelmente haverá um bom acordo para as partes envolvidas.
-A temperatura ambiente também é inimiga da Perda por Inserção. Como sabemos, quanto maior a temperatura, será maior a dilatação do corpo metálico dos condutores e também a agitação das moléculas que compõem a liga metálica dos fios. Justamente em função da temperatura ambiente não poder ser prevista e uniformizada, as normas trazem os valores dos testes para aprovação das instalações estabelecidos à temperatura ambiente de 20ºC.
NEXT Loss (Near End Crosstalk)
NEXT é a sigla para um tipo de medição que pode ser traduzido como -linha cruzada na terminação mais próxima-. Isso nos lembra alguma coisa, não é mesmo?
-E é exatamente isso, o NEXT nada mais é do que uma chamada linha cruzada, relativamente comum e nossa telefonia até a década passada.
-Quando um sinal percorre um condutor metálico do cabo, um campo eletromagnético surge e pode interferir nos pares de condutores mais próximos, causando alguns inconvenientes na rede instalada.
-Quanto maior a freqüência, maior será também a possibilidade da ocorrência de NEXT no cabo, por isso deve-se aferir os valores de NEXT em várias freqüências. Comumente de 1 a 100MHz em cabos categoria 5e e até 250MHz em cabos categoria 6.
-A medida do NEXT é obtida da diferença do par de condutores que gera a interferência para o par de condutores que recebe essa mesma interferência.
-Assim, um valor baixo de NEXT indica menos Linha Cruzada, ao passo que um valor alto indica mais Linha Cruzada.
-O NEXT tem que ser medido nas duas extremidades do cabo; felizmente os atuais Scanners, os de nível III, já fazem as medidas locais e remotas sem a necessidade de se transportar o equipamento para a outra terminação.
-As medidas do NEXT são feitas par-a-par, ou seja, considerando um cabo UTP de 4 pares, inicialmente é medido o NEXT do Par 1 sobre o Par 2, depois sobre o Par 3 e só então sobre o Par 4. Após isso a mesma medição é realizada com o Par 2 sobre o Par 1, depois sobre o Par 3 e finalmente sobre o Par 4. E assim por diante até que todos os pares tenham sido aferidos como emissores de interferência e receptores dos outros pares.
- Correções
-Um grande causador de reprovação por NEXT é um excessivo ou indevido destrançamento dos condutores nas Tomadas de Telecomunicação, Patch Panels e Conectores RJ45.
-A medida de destrançamento permitida é de no máximo 13,0mm para os cabos categoria 5e e de apenas 6,0mm para os cabos categoria 6. Acia disso tem-se problemas.
-Inicialmente localize a reprovação por NEXT, se local (terminação mais próxima) ou remota (terminação oposta).
-Após isso verifique e se possível refaça as conectorizações e crimpagens.
-Uma declaração incorreta do tipo de cabo no Scanner também pode retornar uma reprovação por NEXT. Por exemplo, ao testarmos um Link com cabo categoria 5e, não devemos esperar resultados tão bons quanto os cabos categoria 6.
PS-NEXT Loss (Power Sum NEXT)
-O PS-NEXT não é uma medida e sim um simples cálculo do quanto um par recebe NEXT de todos os outros juntos, simultaneamente.
-A sigla pode ser traduzida como -soma da força dos NEXT- e ocorre quando todos os pares induzem sobre um único par, excetuando-se, lógico, o próprio par induzido.
-Realizar o teste de PS-NEXT é muito importante, sobretudo para instalações de cabeamento que trabalharão com todos os quatro pares com sinal, como é necessário para os padrões Gigabit Ethernet.
-Todos os procedimentos, aferições e correções aplicadas ao NEXT, aplicam-se também ao PS-NEXT.
FEXT (Far End Crosstalk)
-O FEXT pode ser entendido como "linha cruzada na extremidade mais distante". Isso não parece familiar?
-Pois é, o FEXT é um NEXT que ocorre na outra extremidade do cabo. A única diferença é que o par de condutor induzido também está transmitindo o sinal.
-A ocorrência de reprovação de cabos lançados por FEXT não é tão comum quanto por NEXT, pois como sabemos, o sinal propagado pelos condutores tende a sofrer Perda por inserção ao longo do trajeto, o que diminui a possibilidade da ocorrência de FEXT.
-Os procedimentos referentes às correções aplicadas ao NEXT e PS-NEXT aplicam-se também ao FEXT.
-É muito importante executar o teste de FEXT em redes que funcionarão com Gigabit Ethernet e em cabos categoria 6.
ELFEXT Loss (Equal Level Far End Crosstalk)
-ELFEXT é outra medida calculada, ela nada mais é do que a diferença entre os valores de FEXT e da Perda por Inserção.
-Por exemplo: consideremos um link cujo FEXT nos deu 45dB e a Perda por Inserção foi de 10dB. Assim, o valor de ELFEXT será de 45 - 10, o que resulta em 35dB.
-Como podemos deduzir, o ELFEXT não sofre a mesma influência da Perda por Inserção que o FEXT sofre.
-O ELFEXT também tem que ser medido nas duas extremidades do cabo. Em caso de problemas de ELFEXT, deve-se proceder da mesma forma que se procede com problemas com NEXT e FEXT.
PS-ELFEXT Loss (Power Sum Equal Level Far End Crosstalk)
-Atualmente o PS-ELFEXT é calculado e não mais medido. Esse tipo de teste tem o mesmo principio do PS-NEXT, ou seja, é a soma das influências individuais de ELFEXT em cada par.
-Normalmente os valores de PS-ELFEXT apresentam-se com algo em torno de 3dB a menos do que os valores de ELFEXT.
-Utiliza-se os mesmos procedimentos de correção do ELFEXT.
Perda de Retorno (Return Loss)
-Perda de Retorno ocorre quando o sinal encontra, ao longo da estrutura de cabeamento, uma diferença de impendância, com isso, parte do sinal retorna ao sentido original, enquanto o sinal que continua propagando corretamente tende a perder parte de sua potência original.
-Normalmente o ponto mais crítico para a Perda de Retorno está nas conectorizações, crimpagens e principalmente nas interfaces com equipamentos ativos e passivos.
-Por isso deve-se empregar conectores com a maior qualidade possível.
- Correções.
-Para garantir bons valores de Perda de Retorno, deve-se decapar o mínimo possível do cabo e evitar ao máximo quaisquer destrançamentos desnecessários.
Atraso de Propagação (Propagation Delay)
-O Atraso de Propagação é o tempo, medido em nanossegundos, que o sinal leva para, a partir de sua origem, atingir a outra estremidade do cabo.
-Este tipo de teste é a principal razão para que se limite o comprimento linear dos cabos tipo UTP em 100,0m, acima desse valor pode-se perder o controle das comunicações de uma rede com o aumento do Atraso de Propagação.
- Coreções.
-Se um cabo for reprovado no teste de Atraso de Propagação, nem perca tempo, reveja o comprimento do cabo afetado e trate de diminuí-lo. Isso provavelmente resolverá o problema.
-Desvio de Propagação (Delay Skew ou Propagation Delay Skew)
Desvio de Propagação é a diferença, expressa em nanossegundos, entre o par de condutores que apresenta o maior Atraso de Proagação e o par que apresenta menor Atraso de Propagação. Este teste pode representar um problema crítico em redes Gigabit Ethernet que usam todos os quatro pares.
-Observe que nesse tipo de rede, o Sinal parte simultaneamente de dois (1000Base-TX) ou de quatro (1000Base-T) pares e pode chegar ao seu destino com um desvio suficientemente significativo a ponto do sistema de rede não ser capaz de recompor os quadros originalmente transmitidos.
- Correções.
-Diminuir um cabo com problemas de desvio de propagação pode ajudar a corrigir o problema, entretanto, um manuseio incorreto durante a instalação pode pôr todo o bom funcionamento da rede a perder.
Isso é crítico em gigabit ethernet.
-Pode ser necessário relançar o cabo, fazendo o mínimo de curvas possível.
ACR (Attenuation to Crosstalk Ratio)
-ACR - Pode ser entendido como a diferença entre o valor de next e o de atenuação ( Perda de inserção).
-Quanto maior for esse valor obtido, melhor será a capacidade de transmitir sinal de um par testado.
- Correções.
-Como o ACR é derivado do NEXT e da perda por inserção, qualquer ação que melhore essas performances, melhorará também a performance do ACR.
-Na prática, pode se adotar os mesmos procedimentos de correção do NEXT.
PS-ACR ( Power Sum Attenuation to Crosstalk Ratio )
-O PS-ACR é outro tipo de teste cujos valores são obtidos por cálculo e não por medições.
-Ele deve ser entendido como a soma das influências individuais de ACR nos pares dos cabos.
-Quanto maior os valores de PS-ACR obtidos, melhor estará a propagação do sinal.
-Para se corrigir problemas de PS-ACR, pode se empregar os mesmos procedimentos descritos para ACR.
Linha Cruzada Adjacente (Alien Crosstalk)
-A linha cruzada adjacente é a influência do sinal de um par de condutores sobre um outro par de condutores, só que de um cabo diferente que esteja bem próximo.
-É multíssimo difícil medir esses valores, pois implica em uma perfeita sincronia entre duas análises de cabos simultaneamente.
-Na realidade, não há limite de aprovação ou reprovação para esse teste.
-Utilizar uma estrutura de passagem com uma margem de folga pode ser útil para evitar a linha cruzada adjacente, assim como não prender firmemente um cabo sobre outros.
Desvio de Perda por Inserção ( Insertion loss Deviation )
-Esse teste é empregado em cabos categoria 6 e pode ser singelamente entendido como a diferença entre os valores de perda por inserção esperados e os efetivamente medidos.
-Os valores do desvio de perda por inserção são obtidos a partir da primeira medida de perda por inserção, a partir da qual se projeta os demais valores baseados na atual freqüência empregada.
-Ainda não existem valores definidos para a aprovação desse teste, o que já se tem como certo é que quanto menor o valor medido, melhor será.
DC loop Resistance
-É a medida da resistência ôhmica total de dois condutores espinados em uma das terminações do cabo.
-Normalmente esse valor depende do diâmetro do condutor e tende a aumentar ao longo do comprimento do cabo.
-DC Loop Resistance pode ser considerado como um teste dinâmico de impedância( que é originalmente um teste estático) do cabo.
- Correções
-Se os valores obtidos forem muito altos em apenas um par de condutores, pode-se verificar as terminações em busca de eventual oxidação.
-Mas se os valores de todos os pares forem muito altos, é bom investigar a causa, talvez um line Cord que apresenta alta resistência ômica esteja no circuito do teste.
Valores de performance dos principais testes propostos para cabos UTP.
-Os valores exibidos nas tabelas estão expressos em decibéis -dB-.
APRENDA A ECONOMIZAR ATÉ 30% NA CONTA DE ENERGIA ELÉTRICA
Com a lei 774 que estabelece a desqualização tarifária, é grande o número de empresas que optam pelos grupos geradores visando economia de energia em horário de ponta, além de uma maior segurança em situações emergenciais.
Diante da crise energética e do aumento constante das tarifas de energia elétrica, saiba como economizar 30% em sua conta mensal.
A utilização de grupos geradores no horário de ponta faz sua empresa economizar em média 30% do custo de energia elétrica, além de garantir o suprimento de energia em caso de "black-out" ou manutenção da concessionária.
Os Grupos Geradores podem ser acionados automaticamente, podendo executar a comutação entre a rede e gerador, com ou sem interrupção, fornecendo energia em horários programados.
Os sistemas podem efetuar a transição de cargas entre as fontes principal e emergência, estes sistemas possuem controladores eletrônicos que fazem controle, comando e supervisão do grupo gerador/concessionária.
O QUE É HORÁRIO DE PONTA
Denomina-se "Horário de Ponta" o intervalo de 3h consecutivas, definido de acordo com a concessionária local, compreendido entre 17 e 22h, de segunda à sexta-feira, exceto feriados nacionais.
Devido a maior demanda das redes de distribuição neste horário, um novo consumidor para ser atendido, custará mais a concessionária neste período do que em qualquer outro horário do dia.
O QUE É TARIFA CONVENCIONAL
A demanda é faturada pelo maior dos seguintes valores:
- Maior demanda registrada no período.
- 85% da maior demanda registrada em quaisquer dos últimos 11 meses anteriores.
- Demanda contratada, quando houver.
O QUE É DEMANDA CONTRATADA
Ao se optar pelo sistema tarifário horo-sazonal é estabelecido um contrato limitando-se as demandas em "ponta" e "fora de ponta", conforme o caso.
Respeitando-se uma tolerância (10% para consumidores 13,8 kV e 5% para consumidores 69kV), caso o valor contratual+tolerância seja ultrapassado, será cobrado uma multa de 3 vezes a tarifa do horário.
O QUE É TARIFA HORO-SAZONAL
A aplicação de tarifas diferenciadas de acordo com o horário do dia "horário de ponta" , e "fora de ponta", períodos do ano "seco e úmido" é chamada de Estrutura Tarifária Horo-Sazonal, que é classificada em azul e verde.
- Período Émido: meses de dezembro à abril
- Período Seco: meses de maio à novembro.
As tarifas de eletricidade possuem dois pontos básicos na definição de seu preço:
- Fator relativo à demanda de potência (kW)
- Fator relativo ao consumo de energia (kWh)
A tarifa horo-sazonal estimula a redução da demanda no horário de ponta procurando reduzir o consumo no período seco, época em que os reservatórios das hidroelétricas estão com níveis muito baixos.
Nesta categoria, os consumidores pagam pelo consumo, pela demanda e por baixo fator de potência, mediante três tipos de tarifação: convencional, horo-sazonal azul e horo sazonal verde.
O QUE É TARIFA HORO-SAZONAL AZUL
Utiliza preços diferenciados em função dos horários do dia "ponta" e "fora de ponta" e dos períodos "seco e úmido".
Esta modalidade caracteriza por tarifar as seguintes grandezas:
- Demanda contratada na ponta;
- Demanda contratada fora de ponta;
- Consumo ponta seca;
- Consumo ponta úmida;
- Consumo fora de ponta seca;
- Consumo fora de ponta úmida.
* Nesta opção, a demanda contratada na "ponta", tem seu valor em torno de 3 vezes o valor "fora da ponta", assim como o consumo.
O QUE É TARIFA HORO-SAZONAL VERDE
Utiliza um preço único de demanda sem distinção de horário e período do ano. Esta modalidade caracteriza-se por tarifar as seguintes grandezas:
- Demanda contratada indifere se "ponta! ou "fora de ponta";
- Consumo ponta seco;
- Consumo ponta úmido;
- Consumo fora de ponta seco;
- Consumo fora de ponta úmido.
COMENTARIO TÉCNICO SOBRE ÓLEO ASCAREL, PCB E SUA RENOVAÇÃO
A norma NBR 13882:2006, atualmente em uso, coloca como recomendação para a Supervisão e Manutenção do óleo mineral isolante em equipamentos elétricos, a medição da contaminação de Ascarel através de análise do Teor de PCB presente no óleo. Esta análise deve ser realizada de acordo com a norma NBR13882 e se o resultado exceder os limites estabelecidos (NBR 8371), devem ser tomadas medidas especiais de acordo com a mesma norma. Caso esteja dentro dos limites, este ensaio deve ser realizado sempre que houver risco de contaminação potencial (tratamento de óleo, reparos no transformador, etc).
A partir da determinação e conhecimento dos valores de PCB presente no óleo, a norma NBR8371 estabelece orientações para manuseio, acondicionamento, rotulagem, armazenamento, transporte, procedimentos para equipamentos em operação e destinação final (óleo contaminado, equipamentos contaminados, Ascarel).
A análise de Teor de PCB é realizada em pequena alíquota de óleo e poderá ser solicitada juntamente com o ensaio físico-químico quando da coleta para a realização deste.
Equipamentos fora de operação poderão apresentar diferença de resultados quando reanalisados em operação já que, este grupo de compostos apresenta melhor solubilidade no óleo a quente.
Empresas que possuem sistema de gestão ambiental têm que manter laudos destas análises em arquivos, pois poderá ser exigido em auditoria como documento que comprove a ausência de contaminação por Ascarel em sua planta.
A seguir algumas observações empregadas pela NBR8371 para equipamentos contaminados por PCB (teores entre 50 e 500mg/Kg)
Conforme definição da norma NBR 8371:2005 pág. 2 temos:
3.8- equipamentos elétricos contaminados por PCB: Transformadores e capacitores cujo líquido isolante contenha teores superiores a 50mg/Kg de PCB e inferiores a 500 mg/Kg de PCB
NOTA: Estes equipamentos não são considerados como PCB para fins de manuseio, acondicionamento, transporte e manutenção, porém, ao serem descartados, devem estar de acordo conforme 4.11.
Procedimento para manutenção/ pág. 8
4.8.1- a) deve-se proceder à determinação do teor de PCB antes e após o manuseio de líquidos isolantes para identificar possíveis contaminações acidentais de líquidos não contaminados;
b) não devem ser misturados líquidos isolantes contaminados por teores diferentes de PCB, para evitar a diluição e o aumento da quantidade de material contaminado.
4.8.2- Os equipamentos cujo líquido isolante contenha teores superiores a 50mg/Kg, porém, inferiores a 500 mg/Kg de PCB devem, no que compete a esta norma, atender a todos os requisitos de 4.8.1 e ainda seguir as condições na manutenção descritas abaixo:
a) o acesso de pessoas não envolvidas diretamente no serviço deve ser restrito;
b) o local deve ser adequadamente ventilado;
c) as pessoas diretamente envolvidas no serviço devem utilizar EPI adequados, conforme 4.4.5;
4.4.5 No contato direto com ascarel, deve-se usar óculos de segurança ou protetor facial, luvas de preferência de material impermeável (por exemplo polietileno), botas ou sapatos com solado sintético, roupas protetoras (avental não absorvente descartável) e máscara de proteção respiratória com filtro código B, para gases inorgânicos (conforme ABNT NBR 13696), acompanhado de pré-filtro para partículas. Não devem ser usados equipamentos de proteção individual (EPI) à base de borracha neoprene. Os EPI devem ser preservados para o manuseio exclusivo de PCB. As roupas contaminadas devem ser descartadas conforme 4.11.
d) o solo, drenos, estruturas e instalações próximas devem ser protegidos por material impermeável, de forma a evitar contaminação;
e) devem ser elaborados planos de trabalho que incluam contenção de vazamentos, prevenção de acidentes e primeiros-socorros para o serviço.
4.8.5 Líquidos isolantes dentro de equipamento elétrico com teores de PCB superiores a 50mg/Kg podem ser recondicionados e/ou regenerados.
Após o encerramento do serviço os equipamentos utilizados para o trabalho devem ser descontaminados. Antes do novo trabalho deve ser comprovado, através de análises, que a descontaminação foi realizada com sucesso. A eficiência do serviço de descontaminação deve ser comprovada pela análise do óleo isolante residual nos equipamentos utilizados que devem apresentar um teor de PCB inferior a 50 mg/Kg, quando ensaiados conforme a ABNT NBR 13882.
Procedimento para destinação final: Pág. 12
4.11.6 Transformadores e outros equipamentos elétricos que contenham líquidos contaminados com PCB
b) líquido isolante com concentração de PCB superior a 50mg/Kg e inferior a 500mg/Kg: A destinação final deve ser feita da seguinte forma:
- líquido isolante - Incineração ou a sua descontaminação conforme 4.11.1
- materiais sólidos (constituintes da carcaça e parte ativa, permeáveis e impermeáveis) - Não são considerados como resíduo e, portanto, não há restrições quanto à sua destinação final, no que compete a esta Norma;
Os pontos descritos acima foram extraídos da Norma ABNT NBR 8371:2005.
COMO FUNCIONA O SENSOR DE PRESENÇA
Os sensores infravermelhos passivos são importantes elementos na detecção de invasão e intrusões em um ambiente, pois diferente do que se acredita a maioria das pessoas, eles não são sensores de movimento e sim sensores de variação de temperatura. E são calibrados para a temperatura do corpo humano.
COMO ELES FUNCIONAM
Eles são chamados infravermelhos passivos porque somente captam variações de irradiação de luz infravermelha (variações de temperatura) no ambiente. Todos os objetos emitem certa quantia de luz infravermelha, uma mudança repentina no ambiente, como por exemplo: a entrada de uma pessoa alterará essa quantidade de luz infravermelha, causando um alarme. Ao escolhermos o tipo de sensor que iremos instalar devemos ter atenção aos seguintes detalhes:
- Ambiente interno ou externo;
- Temperatura do ambiente;
- Área do ambiente;
- Distúrbios no ambiente;
AMBIENTE INTERNO OU EXTERNO
A maioria dos sensores são projetados para trabalhar em área interna, pois não possuem muitos ajustes de sensibilidade e nem suas lentes e carcaças são apropriadas para suportar a ação do sol, chuva, ete. Portanto se o sensor vai ser colocado em uma área externa devemos escolher um sensor projetado para tal tarefa, para uso externo.
TEMPERATURA AMBIENTE
O sensor infravermelho possui um recurso chamado compensação de temperatura, ele funciona da seguinte maneira, quanto mais alta for a temperatura ambiente mais sensível ele fica, portanto se a temperatura ambiente é alta devemos utilizar sensores com compensação "real" de temperatura, pois ele ajustará o sensor para a temperatura local, deixando mais ou menos sensível, de acordo com a situação.
ÁREA DO AMBIENTE
A área de atuação dos sensores infravermelhos passivos é dimensionada por dois fatores, a abertura horizontal de sua lente e por sua distância máxima de captação. Deve se utilizar um sensor com máxima captação dentro do ambiente.
Os gráficos abaixo mostram a área de atuação de um sensor e os seus feixes de atuação.
DISTÚRBIOS NO AMBIENTE
Em algumas instalações encontramos certos fatores no ambiente que requerem recursos especiais dos sensores, como por exemplo, animais de pequeno porte, que necessitam de um recurso chamado pet alley ou pet immunity, que quando usados não detectarão esses animais.
TIPOS DE SENS0RES
INFRAVERMELHO PASSIVO COMUM:
Capta variações de temperatura no ambiente.
DUPLO INFRAVERMELHO PASSIVO:
Possui dois sensores em um só dispositivo, causando uma maior imunidade a roedores, pois só causará um alarme com o acionamento simultâneo dos sensores.
DUPLA TECNOLOGIA:
Conjugam em um só sensor duas tecnologias distintas, o infravermelho passivo (capta variação de temperatura) e o emissor de microondas (capta movimento), somente com o acionamento conjugado das duas tecnologias será causado um alarme, sendo então, muito mais imune aos falsos alarmes.
QUANDO A INSTALAÇÃO
Eles podem ser instalados na parede, no teto, sobre os murros, pátios. Lembrando que sempre existe um tipo de sensor para cada aplicação. Os sensores de paredes são geralmente instalados com um acessório chamado junta homocimética, que serve para facilitar e ajustar o ângulo de atuação do sensor.
SELECIONAMOS ABAIXO ALGUMAS DICAS ÚTEIS PARA NÃO ERRAR NA HORA DE COMPRAR O SEU SISTEMA DE ALARME:
A crescente onda de insegurança que abala o BRASIL, e exemplos não faltam, como ocorreu em São Paulo, no dia 13 de maio de 2006, vésperas do Dia das Mães onde 58 Delegacias e Quartéis foram atacados e 30 pessoas morreram. Fato trágico, lamentável e que mostra a falência da Segurança Pública em nossos pais. Por isso pedimos um minuto de reflexão e oração as vitima desta tragédia.
Esta insegurança faz com que, a cada dia, mais pessoa procurem maneiras de se protegerem, seja no carro, no trabalho, andando a pé na rua ou em sua própria residência. Os sistemas de alarme, por exemplo, é uma das opções muito utilizadas para a segurança e proteção de residências, lojas comerciais, hotéis e etc.
Para evitar a compra de uma "dor de cabeça" no lugar de um bom sistema de alarme, é preciso tomar alguns cuidados.
Confira:
Existem no mercado vários tipos de sistemas de alarme, com tecnologias e qualidades diferenciadas. O importante é saber qual delas é a mais adequada ao imóvel e ao bolso do comprador.
Escolha sempre uma empresa estabelecida, que possa lhe fornecer algumas referências de sistemas já instalados. Lembre-se que o sistema de alarme não é apenas o equipamento: existe também o serviço de instalação, cuja qualidade é muito mais importante que o equipamento em si. Por isso, tome muito cuidado: procure evitar instaladores autônomos, ou contratar eletricistas, por exemplo, para instalar o sistema de alarme.
Uma empresa séria e preocupada com a segurança de seu cliente sempre solicitará uma visita ao local para fazer uma análise e levantar custos de material de instalação e da mão de obra que terá ao instalar o sistema. Fuja daqueles que fornece preços por telefone.
O bom profissional do ramo é capaz de fazer um ótimo projeto para sua residência, com poucos sensores, protegendo lugares estratégicos. Procure evitar projetos que colocam sensores de abertura em todas as portas e janelas e projetos faraônicos, que além de conceitualmente ultrapassados, exigem manutenção constante e são uma fonte de alarmes falsos.
Fique atento e tente perceber se o vendedor, durante o atendimento, está preocupado com a sua segurança ou em vender o maior número de sensores possíveis. Este é um bom indicativo de seriedade da empresa. Não esqueça que você irá conviver com o alarme, e ele não pode alterar sua rotina, nem ser um problema para você e sua família. Por isso, um projeto bem elaborado é muito importante.
Se optar por instalar sensores no muro, ou algum tipo de cerca eletrificada ou de alarme, é importante verificar se o sensor é duplo feixe. Sensores de duplo feixe evitam alarmes falsos com folhas de árvore, pássaros e gatos. Verifique, ainda, se os fios da cerca são de aço inóx - evite os fios de cobre ou cobre nu, pois além de muito frágeis, oxidam com o tempo, exigindo manutenção constante.
O sistema de monitoramento 24 horas deve ser levado em conta na hora da compra, pois ele é o melhor amigo quando acontece algum incidente. Uma empresa de tecnologia atualizada pode saber até se o seu sistema está funcionando ou não. Se possível, visite a central de monitoramento.
COMO INSTALAR UM SISTEMA DE SPDA OU PARA-RAIOS
QUANDO INSTALAR UM SISTEMA DE PARA- RAIOS?
Um projeto de para-raios conforme a norma tecnica NBR 5419 garante a diminuição dos efeitos nocivos dos raios, e protege melhor as pessoas e as edificações.
A norma tecnica de para-raios NBR 5419 determina por calculos complexos quando se deve instalar para-raios em edificações residencial, condominio, comercial, industrial e agricola no país, levando em considerações: a finalidade do espaço, o indice isoceraunico do Municipio, o tipo de material da construção, o volume de pessoas, a quantidade média de raios na Região e as dimensões de cada edificação (altura x comprimento x largura).
Em Regiões com muitas chuvas, principalmente com altos indices de raios, edificações de condominio ou comercial ou industrial ou com grande fluxo de pessoas, é certeza da necessidade de para-raios. Somente um engenheiro, atualizado na area, poderá promover com segurança o melhor tipo de projeto de para-raios a ser utilizado.
ATENÇÃO: Conforme NBR 5419 os sistemas de para-raios não são especificos para proteção de equipamentos eletro-eletronicos (computadores, central de pabx, CFTV, alarmes, portão automatico, painel de comando, PLC, Data Center, elevadores, geradores etc), devemos para isto seguir normas tecnicas proprias, por exemplo: a NBR 5410, que trata de instalações eletricas de baixa e média tensão, dentre outras:
-NBR 5410:04 - Instalações elétricas de baixa tensão;
-NBR 5419:05 - Proteção de estrutura contra descargas atmosféricas;
-NBR 13534:95 - Instalações elétricas em estabelecimentos assistenciais de saúde - requisitos para segurança;
-NBR 13570:96 - Instalações elétricas em locais de afluência de público;
-NBR 14306:99 - Proteção elétrica e compatibilidade; eletromagnética em redes internas de telecomunicações em edificações - Projeto;
-NBR 14639:01 - Posto de serviço - Instalações elétricas;
-NBR 5422:85 - Projeto de linhas aéreas de transmissão e subtransmissão de energia elétrica - procedimento;
-NBR 5433:82 - Redes de distribuição aérea rural de energia elétrica - padronização;
-NBR 5434:82 - Redes de distribuição aérea urbana de energia elétrica - padronização;
-NBR 14039:05 - Instalações elétricas de média tensão de 1,0 kV a 36,2 kV;
-NBR 9153:85 - Conceituação e diretrizes de segurança de equipamento elétrico utilizado na prática médica - aspectos básicos - procedimento;
-NBR NM 60335-1:03 - Segurança de aparelhos eletrodomésticos e similares - Parte 1: Requisitos Gerais (IEC 60335-1:1991 - 3ª edição, MOD)
-NBR 7117:81 - Medição da resistividade do solo pelo método dos quatro pontos - Wenner
A instalação de um sistema para-raios é importante para a proteção de equipamentos eletricos e eletronicos, porém não é suficiente. Independentemente do caso, a instalação de para-raios é sempre primordial e atua em conjunto com a instalação de protetores de surtos, filtros de linhas, fios terras, no-breaks etc, os para-raios, via de regra, são obrigados por Lei.
COMO SE DIVIDE UM SISTEMA DE PARA RAIOS ?
Os sistema de para-raios se dividem em 03(tres) partes principais: subsistema de captação, subsistema de descidas e subsistemas de aterramentos.
Os subsistemas de captação de para-raios podem ser compostos por captor ou captores tipo Franklin, o que determina o numero de captores de para-raios é o tamanho da edificação; a largura x comprimento x altura do captor de para-raios em relação ao solo. Atualmente a norma tecnica permite considerar a ponta de um tubo metalico como captor de para-raios, assim como uma torre metalica também pode ser considerada um captor de para-raios. Basicamente, toda e qualquer parte metalica que possa ser atingida por uma descarga atmosferica, deve ser considerada no projeto do sistema de para-raios, assim sendo será naturalmente um captor de para-raios, por exemplo: ruflos, chamines, tanques metalicos, guarda-corpo, heliporto, escadas, estruturas metalicas de galpões, telhas de metal, mastros de antenas etc, em alguns casos o projetista não instala o subsistema de captação, pois já existe naturalmente, apenas interliga ao subsistema de descidas ou subsitemas de aterramentos. Por fim, outra forma de se obter um bom meio de captação de para-raios é instalar cabos de cobre nú com 35mm² de seção, em torno de todo perimetro da edificação, mais cabos transversais, formando uma grande gaiola de faraday ou atraves de fitas de aluminio com no minimo 70mm² de seção, tudo conforme determina a norma tecnica de para-raios NBR 5419:2005.
NOTA: toda estrutura a ser protegida por sistema de para-raios, que tenha mais de 10mts de altura em relação ao solo deve receber um cabo em torno de todo perimetro, como complemento do sistema de para-raios, sendo uma exigencia da NBR 5419:05, norma tecnica de para-raios.
Os subsistemas de descidas de para-raios podem ser compostos por cabos de cobre nú com 16mm², caso a edificação tenha até 20m de altura, acima disso devem ser utilizados cabos para-raios de cobre nú com 35mm² ou fitas de aluminio com 70mm², com todas as descidas interligadas por aneis a cada 20m, conforme determina a norma tecnica NBR 5419:05. Os pilares das estruturas metalicas, desde que a condução eletrica seja garantida, também poderão ser utilizados com descida natural de para-raios, evitando gastos com cabos de cobre nú ou fitas de aluminio, e melhorando a manutenção do sistemas de para-raios, pois será mais dificil de sofrer vandalismos ou furtos de cabos de para-raios.
NOTA: em muitas instalações de para-raios é aconselhavel a utilização das fitas de aluminios ou dos aços das estruturas metalicas ou do concreto armado devido aos casos frequentes furtos de cabos de para-raios. Outra dica; no minimo devem ser feitas duas descidas de para-raios, por edificação, mesmo que seja uma pequena construção. Quando as edificações com para-raios forem muito amplas (shopping centers, galpões de logisticas, grandes industrias), com mais de 40 metros de largura dever-se-á instalar diversas descidas de para-raios dentro do volume a proteger.
Os subsistemas de aterramentos de para-raios podem ser formados pela propria estrutura de aço contida nas fundações, sapatas, colunas e baldrames das edificações, seja o alicerce de um condominio, ou clube ou industria ou igreja ou fazenda ou sitio ou chacara ou de uma simples residencia. A quantidade de metal existente nas fundações do concreto armado é muito grande e encontra-se protegida contra a corrosão, devido estar envelopada no concreto que é hidroscopico e apresenta alta condutibilidade, maior que a terra preta de jardim, considerado um dos solos mais condutores nos projetos de para-raios. Outra forma de obter-se um bom aterramento, seja de para-raios, ou sistema eletrico é a utilização de haste de alta camada, ou seja; com 254 micras de cobertura de cobre sobre uma barra redonda de aço de no minimo 2,40m de comprimento x 5/8?, conhecida por haste copperweld, as quais deverão ser cravadas ao solo, no minimo 02 (duas), por determinação normativa e no máximo o numero suficiente para obter uma boa denagrem ao solo das correntes eletricas oriundas do subsistema de captação de para-raios. Para determinar esta medida são utilizados medidores tipo terrometros, que simulam a descarga atmosferica em menor proporção e depois comparam com a tensão residual que o solo conseguiu drenar atraves do subsistema de aterramento de para-raios.
NOTA: mais importante que um bom aterramento de para-raios, com medição ohmica bem baixa (NBR 7117:81 - Medição da resistividade do solo pelo método dos quatro pontos - Wenner), é a equalização dos aterramentos, como terra unico (Teoria do Barco) e a instalação do BEP (Barra de Equalização de Potenciais) conforme determina a norma tecnica de instalações de baixa e medias tensões para-raios NBR 5410. É proibido por norma tecnica a utilização de aluminio dentro do solo no aterramentos de para-raios ou aterramento eletrico ou simples interligações.
COMO FUNCIONA UM SISTEMA DE PARA RAIOS ?
Basicamente um bom sistema de para-raios funciona drenando ao solo, o máximo da corrente eletrica presente em uma descarga atmosferica. Quanto maior for o percentual de corrente eletrica encaminhada ao solo, melhor será a eficiencia do sistema de para-raios, lembrando que nenhuma instalação de para-raios consegue conduzir 100% da descarga atmosférica que atinge um para-raios (SPDA). O sistema de para-raios irá equalizar (igualar) o potencial (tensão) da nuvem com a do solo, ou seja; se a nuvem tem uma corrente eletrica muito alta, quando esta passar por cima da instalação do para-raios um lide descendente (raio caindo) ou lide ascedente (raio subindo) atingirá a instalação de para-raios, será um grande curto circuito, gerando uma enorme faisca ou centelhamento (raio - relampago).
NOTA: O raio pode subir ou descer depende se a nuvem estiver positiva ou negativa, se a nuvem for positiva em relação ao solo (terra) o raio sobe e vice-versa. Uma vez equalizada as cargas eletrostáticas (anuladas), pelo para-raios, o raio cessa, assim como os seus efeitos, que duram menos de milésimo de segundo, a brincadeira do pente que se esfrega no cabelo e depois atrai os pequenos pedaços de papeis e estes ficam presos por um tempo e depois caem, somente atraindo novamente papeis se esfregar outra vez e carregar com mais energia eletroestatica é a melhor analogia com o funcionamento de uma instalação de para-raios ou um sistema de para-raios, apenas em proporção extremamente menor.
QUAL É O MELHOR SISTEMA DE PARA RAIO ?
O melhor sistema de para-raios é aquele que consegue drenar ao solo a maior parte da corrente da descarga atmosferica, de forma homogenea entre as descidas de para-raios, evitando grandes diferenças de potenciais no solo ou entre as descidas do para-raios. Traduzindo, o principal motivo da queima de aparelhos eletro-eletronicos e acidentes com pessoas por raios, se deve a tensão residual que fica no solo ou entre as partes metalicas da edificação e o solo, por isso a norma tecnica NBR 5419:05 e NBR 5410 orientam a interligar todas as partes metalicas, carcaças de equipamentos, ao para-raios, assim como as demais normas tecnicas pertinentes, em analogia é como o antigo -fio terra- do chuveiro, quando os canos era metalicos. Tudo deve estar no mesmo potencial (mesmo terra), para-raios, condutores de proteção eletrica, estruturas metalicas, cabos terras etc.
NOTA: para ilustrar melhor o que é diferença de potencial em relação ao para-raios, diz o dito popular que o caipira brasileiro ao se deparar com uma situação de raios, ele passa a andar abaixado e pulando de pé em pé, alternadamente, e nunca colocando os dois pés ao mesmo tempo no solo, atitude que demanda de sabedoria, senão vejamos; quando o caipira está em um campo aberto, sem sistema de para-raios, ele abaixa e dificulta que os raios o atinja, e se o raio atinjir uma arvore proxima, esta será um para-raios natural, a corrente eletrica se espalhará por todo solo (tensão de passo), cada metro quadrado deste solo terá uma energia potencial e se neste instante os dois pés do caipira estiver em contato com o solo, haverá a circulação de corrente eletrica entre uma perna e a outra, diferente de estar com um pé só na terra, pois a eletricidade sempre necessita de dois pontos para conduzir! Assim sendo, em analogia, também se explica porque na falta de para-raios, o gado sofre mais que o ser humano (maior tensão de passo).
UM RAIO CAI VARIAS VEZES NO MESMO LUGAR?
Sim, um raio cai duas ou mais vezes no mesmo lugar, inclusive os projetos de para-raios direcionam a isto, pois não podemos eliminar os raios, somente conduzi-los melhor pelos sistemas de para-raios. A incidência na torre Eifel (França) e no Empire State (USA) é da ordem de 40 descargas por ano, sendo mais um mito desfeito na area dos para-raios.
NOTA: Alias, até sem chuva há influencias; como estamos lidando com energia eletroestica, o simples fato que ter um bom sistema de para-raios, em epocas de estiagem (ou ar seco) a instalação de para-raios irá drenar parte da energia eltroestatica que atinge o sistema de para-raios, cabo eletricos aéreos, mastros de antenas etc, evitando pequenos surtos eletroestaticos que poderiam atingir instalações eletricas e equipametos eletro-eletronicos muitos sensiveis (EES), as instalações de para-raios não possuem esta finalidade especifica, mas acabam funcionando também em tempo seco, época em que se recebe choques até em maçanetas de automoveis, blusas de lã etc. O Ideal é instalar os DPS (Dispositivos de Proteção de Surtos), conforme orienta a norma tecnica ABNT NBR 5410 (Instalações Elétricas).
PARA-RAIO GAIOLA DE FARADAY É MELHOR?
Sim, se estivermos tratando de sistemas de para-raios para proteção mais criticas, a gaiola da faraday será a melhor opção, desde que respeitadas todas as orientações da norma tecnica de para-raios. A gaiola de faraday tem a caracteristica de blindar melhor o volume a proteger e se consideramos as ferragens da estrutura do concreto armado ou as estuturas metalicas, diversas gaiolas de faraday haverão naturalmente, reforçando o sistema de para-raios. O principio da gaiola da faraday é que o volume a proteger terá uma blindagem contra a entrada de ondas eletromagneticas, bem como a saida de ondas eletromagneticas, desde que a gaiola de farady esteja devidamente aterrada ao sistema de para-raios (SPDA). Para efeitos de calculos e projetos consideramos os raios como componentes de fortes ondas eletromagneticas, na ordem de megahertz.
1.0 - Como instalar um PARA RAIOS num sitio ?
Parece algo obvio, mas é importante frisar: o raio não faz qualquer distinção se o ponto de descarga será num sitio ou residencia urbana ou industria ou igreja ou clube ou etc. O lide descendente (raio que desce) ou lide ascendente (raio de sobe) irá se formar preferencialmente entre a nuvem eletricamente carregada e o ponto condutor (captor do pára-raios ou arvore ou torre ou antena ou etc) mais proximo dela, por isso os pontos mais altos são os escolhidos para se instalar um sistema de pára-raios.
Nota: uma vez que o lide descedente ou ascedente se formou o raio começa a ocorrer como um grande curto-circuito entre nuvem e terra, porém em nanos segundos, no meio do percurso do raio, outros lides irão surgir -enxergando- outros pontos para descarregar sua enorme corrente, atribuindo a descarga atmosferica (raio) um formato de -raiz-. Por isso, no sitio não basta a instalação de um simples captor de para-raios, a descarga atmosferica poderá atingir outros pontos adjacentes, procure uma empresa séria de instalação de para-raios, que siga a risca a norma tecnica da ABNT NBR 5419 e se desejar também proteger os equipamentos eletronicos sensiveis (EES), instale DPS (Dispositivos de Proteção de Surtos) conforme NBR 5410.
2.0 - As antenas, tubulações metalicas e torres devem ser ligadas ao sistema de PARA RAIOS (SPDA)?
Na realidade tudo que for metalico e possa ser atingido por um raio deve ser considerado no projeto de para-raios, conforme orienta a norma tecnica NBR 5419, vejamos a seguir:
Norma técnica de pára-raios, item 5.1.1.4.1: -Quaisquer elementos condutores expostos, isto é, que do ponto de vista físico possam ser atingidos pelos raios, devem ser considerados como parte do SPDA-.
3.0 - O que significa a equalização do sistema de PARA RAIOS (SPDA)?
Equalização é um dos pontos mais importantes no projeto de para-raios e na instalação elétrica, a norma técnica de para-raios NBR 5419 atua em conjunto com a NBR 5410 neste quesito. Veja como fazer uma barra de equalização conforme a norma de para-raios: Norma técnica de pára-raios, item 5.2.1.3.3: -Nota - A ligação equipotencial deve ser através de uma barra chata de cobre nu, de largura maior ou igual a 50 mm, espessura maior ou igual a 6 mm e comprimento de acordo com o número de conexões, com o mínimo de 15 cm.-
4.0 - Minha empresa está ao lado de um condominio alto, preciso de PARA RAIOS ?
Mesmo que sua empresa seja terrea, e o prédio do condominio vertical tenha uns 20 andares, com um sistema de pára-raios estritamente dentro da norma tecnica ABNT, voce ainda precisará de um sistema de para-raios, de toda documentação do projeto da instalação do para-raios, com laudo tecnico assinado por um engenheiro responsável pelo SPDA, esta será uma blindagem juridica. Também é importante resaltar que o raio ao definir que vai descarregar sua corrente em um determinado sistema de pára-raios, ele no meio do caminho irá normalmente se ramificar em dezenas de outros pequenos raios, formando algo parecido com uma raiz, e cada derivação dessa pode atingir as edificações vizinhas, por isso que a norma tecnica exige uma proteção global.
5.0 - Cada vez que chove o meu moldem queima, o que fazer?
O ideal é instalar um conjunto de supressor de surtos ou protetor de surtos , que deve comportar 03 níveis de proteção, que sejam; primeiro nível na entrada da rede elétrica fornecida pela concessionária, depois o segundo nível na caixa de distribuição elétrica, onde normalmente ficam os disjuntores que protegem o circuito elétrico que serve o moldem e equipamentos adjacentes, por fim no moldem, computador, impressora, monitor, etc que devem receber mais o protetor de surtos de terceiro nível. Este tipo de proteção, composto por 03 níveis, é denominada proteção em cascata, pois vai reduzindo os efeitos das descargas atmosféricas, desde a entrada da rede elétrica, até o ponto de consumo. É importante existir um bom sistema de aterramentos, instalação de pára-raios e equalização. Outra forma é desligar o moldem de tudo que mantenha contato com o meio externo, como se fosse guardá-lo na caixa, utilizar fibra óptica ou wireless são outras opções a considerar.
Conversão de fios e cabos de cobre nº Kg/Km
Corrente para Condutores Conversão para série métrica
Corrente para motores tipo Gaiola trifásico 60Hz NBR 6150
Cuidados com seu transformador
INSTRUÇÕES BÁSICAS
1. Sobre o transformador
Os transformadores são construídos com núcleos de aço silício GO (Grão Orientado) de alta permeabilidade magnética, o que confere baixas perdas de energia para ativação do transformador. Sobre este núcleo, é montado o enrolamento de cobre eletrolítico por onde circulam as correntes de carga do transformador; normalmente o enrolamento de baixa tensão é montado mais próximo ao núcleo, o que facilita a isolação entre o cobre, que é energizados com tensões, exemplo, entre 380 e 220 Volts ou 220 e 127 voltas, e o núcleo de aço silício, que é aterrado.
Após a instalação do enrolamento de BT (Baixa Tensão), é colocado o enrolamento de AT (Alta Tensão) que fica em contato direto com a rede de alta tensão da concessionária e alimenta o transformador, fato que requer maiores cuidados com a isolação; pois é onde existe o maior risco de falhas, as quais podem implicar na queima do equipamento.
Após concluída a montagem dos enrolamentos, é feita a ligação dos enrolamentos com o comutador, o qual é usado para ajustar a tensão de entrada no transformador com atensão da rede da concessionária no ponto de ligação; ou seja o comutador tem por finalidade ajustar e compatibilizar as duas tensões. Os comutadores, possuem normalmente 3 TAPs (A escolher), para transformadores de classe 25 kV (Transformadores que estão instalados em redes que possuem 23100 Volts na Alta Tensão), os TAPs são divididos em 23100 V, 22000V e 20900V. Para transformadores instalados na classe 15 kV (redes de alta tensão que possuem 13800 V) os TAPs são divididos em 13800V, 13200V e 12600 V.
2. Recebimento do transformador:
Os transformadores, na fábrica, sofrem uma série de ensaios antes de serem enviados para o cliente, são os chamados ensaios de rotina, os quais visam garantir o perfeito funcionamento do transformador, para o fim que foi projetado. Para um bom funcionamento do seu transformador, você também pode seguir algumas dicas como procurar deixar o transformador em local limpo, seco e abrigado antes da instalação do mesmo; nunca deixar o equipamento em contato direto com o solo.
É importante que antes do descarregamento do transformador, que você faça uma inspeção no transformador visando identificar eventuais danos provocados durante o transporte, verifique o aparecimento de deformações no tanque, vazamentos de óleo e estado da pintura, e avarias nas buchas e acessórios. Caso encontre algum problema, favor entrar imediatamente em contato conosco para tomarmos as providencias necessárias.
3. Descarga e manuseio
A descarga do transformador deve ser feita utilizando-se de equipamento adequado como um guindaste ou uma empilhadeira que tenha capacidade compatível com a massa do transformador, a movimentação deve ser feita exclusivamente pelas alças de içamento;
Todos os serviços de descarregamento e locomoção do transformador devem ser executados e supervisionados por pessoal especializado, obedecendo-se às normas de segurança.
4. INSTALAÇÃO
Antes da instalação procure certificar-se que os dados de placa estão compatíveis com a especificação técnica do equipamento; verificar se os dados constantes na placa de identificação estão coerentes com o sistema em que o transformador será instalado e também, a correta posição do comutador.
A instalação do transformador deve ser feita por empresas e profissionais capacitados e especializados com a supervisão de um engenheiro eletricista; pois como mencionado anteriormente existem ajustes e normas de segurança que devem ser respeitadas para o perfeito funcionamento do equipamento e para a segurança dos consumidores;
- Instalação em postes: Os transformadores com potência até 300 kVA; podem ser instalados diretamente em postes, para tanto, o cliente deve mencionar que o equipamento seja preparado para tal instalação; neste caso, usam-se normalmente postes de concreto que suportem a carga em questão; dessa maneira, o projetista ou engenheiro responsável pela instalação deve dimensionar o poste de acordo com as solicitações mecânicas a que o mesmo será submetido.
- Instalação em piso: Verificar o adequado nivelamento e a resistência das fundações sobre as quais serão instalados os transformadores. Normalmente os transformadores contam com rodas bidirecionais para sua movimentação e posicionamento correto no local; se a instalação for sob trilhos consulte antes a distância entre as rodas para o correto posicionamento dos trilhos;
Quando o espaço para instalação for reduzido deve-se garantir um espaçamento mínimo de 70 cm entre transformadores e entre estes e paredes ou muros, proporcionando facilidade de acesso para inspeção e ventilação.
- Subestações abrigadas: O local no qual será colocado o transformador deve ser bem ventilado de maneira que o ar aquecido possa sair livremente, sendo renovado por ar mais fresco. Assim, as aberturas de entrada de ar devem estar próximas do piso e distribuídas de maneira eficiente. As aberturas de saída deverão estar próximas ao teto da cabine; o número e tamanho das saídas dependem de suas distâncias acima do transformador, recomenda-se uso de aberturas de entrada e saída de ar de 1m2 por 200 kVA de potência instalada.
5- LIGANDO O TRANSFORMADOR À REDE
A ligação do transformador aos condutores da rede elétrica deve ser feita de acordo com o diagrama de ligações de sua placa de identificação. As buchas do transformador são dotadas de terminais fabricados com uma liga metálica apropriada a oferecer boa condutividade elétrica, porém não se deve apertar demais os parafusos conectores e nem permitir que os mesmos fiquem submetidos a esforços mecânicos, pois isto poderá danificar as buchas ou mesmo provocar vazamentos de óleo. Os cabos da rede secundária podem ser bastante pesados e neste caso se deve providenciar um apoio para os mesmos no ponto de conexão de modo a evitar que seu peso seja suportado pelas buchas.
5.1- Aterramento do tanque
O tanque conta com pontos específicos para aterramento do mesmo; é necessário que se providencie um bom sistema de aterramento de forma a garantir a descarga de correntes de fuga e a segurança das instalações, pois, dessa maneira, uma eventual falha de isolação será imediatamente percebida. A seção do condutor de aterramento deverá ser compatível com as possíveis correntes de fuga. O sistema de aterramento pode ser feito na forma de uma malha, formada por cabos de cobre nu conectados a hastes de ferro cobreadas ou galvanizadas. A resistência do sistema de aterramento normalmente deve ser inferior a 10 OHMs.
6. ANÁLISE E REGENERAÇÂO DE ÓLEO
O serviço de análise e regeneração de óleo mineral isolante, garante o desempenho confiável de um óleo mineral isolante. O sistema de isolamento depende de certas características básicas do óleo que podem afetar o desempenho geral do equipamento elétrico. No sentido de atender satisfatoriamente seu papel de múltiplo dielétrico, agente de transferência de calor e extinção do arco, o óleo deve possuir certas propriedades básicas, então, óleo mineral isolante em serviço está sujeito a deterioração devido às condições de uso. Como conseqüência, pode ocorrer mudanças em suas propriedades básicas e prejudicar severamente suas propriedades elétricas.
Para monitorar e as condições do óleo mineral isolante são realizadas as análises físico-químicas e gases dissolvidos para determinação do estado de isolação e envelhecimento do óleo. Dessa maneira, fica evidenciada a necessidade ou não de tratamento termo-vácuo, substituição ou regeneração do óleo. Saiba de alguns testes realizados.:
- COR ABNT NBR 14483 - Um rápido aumento da cor indica deterioração ou contaminação do óleo.
- RIGIDEZ DIELÉTRICA ABNT NBR 6869 - Serve para indicar a presença de contaminantes, tais como, água e partículas. Um valor baixo de rigidez pode indicar que um os mais destes elementos estão presentes.
- TEOR DE ÁGUA ABNT NBR 10710 - Um elevado teor de água acelera a deterioração química do papel isolante e é indicativo de condições de operações indesejáveis, que requerem correções.
- INDICE DE NEUTRALIZAÇÃO ABNT NBR 14248 - Indica que o óleo contém qualquer material ácido que além de aumentar a oxidação do óleo e formar borras, pode também promover a degradação do papel.
- TENSÃO INTERFACIAL ABNT NBR 6234 - Indica a presença de contaminantes polares que são substâncias quimicamente ativas e, portanto vão acelerar o envelhecimento do óleo.
- FATOR DE POTÊNCIA ABNT NBR 12133 - Um alto fator de potência é uma indicação de presença de contaminantes polares solúveis, produtos do envelhecimento ou colóides no óleo.
- DENSIDADE ABNT NBR 7148 - A densidade é usada para identificar o tipo de óleo.
- PONTO DE FULGOR ABNT NBR 11341 - Um ponto de fulgor baixo pode ser um indicativo da presença de produtos combustíveis voláteis no óleo.
- GASES DISSOLVIDOS ABNT NBR 7070 - Em amostra de óleo isolante mineral
O Transformador
Dados Gerais sobre Eletrodutos DIN 2440, ABNT EB 341 e 342
FUNÇÕES DO ÓLEO ISOLANTE PARA TRANSFORMADOR
Os transformadores são máquinas elétricas estáticas constituídas pelos seguintes componentes básicos, do ponto de vista do material:
- Núcleo: Construído com chapas superpostas de liga Aço silício;
- Bobinas: Construídas em fios de cobre, retangulares ou redondos, revestidas pelo material isolante que poderá ser papel, vernizes ou resinas, ou combinações destes materiais;
- Tanque: Construído em aço revestido por sistema de pintura adequado;
- Estrutura de Montagem da Parte Ativa: A parte ativa, constituída pelo núcleo e bobinas, é montada no interior do tanque através do uso de estruturas de madeira, papelão prensado ou mesmo aço.
- Outros Componentes: Além dos materiais citados acima, são empregados outros em menores quantidades para outras funções como soldas à base de estanho, materiais de fixação em resina, papelão prensado, colas e etc.
Nos transformadores, a passagem da corrente elétrica pelas espiras de material condutor da bobina primária induz um campo eletromagnético no núcleo de aço silício, que por sua vez, induz uma corrente elétrica na bobina do secundário. A relação de transformação obtida, será função do número de espiras existentes em cada bobina. Xm, será necessário que não ocorra a passagem de corrente entre as espiras de uma mesma bobina, ou das bobinas para o núcleo e partes aterradas. O isolamento elétrico entre as espiras é feito por meio de papel ou outro isolante sólido, como os vernizes, colocado sobre a superfície do condutor.
A resistência elétrica dos condutores das bobinas causa, quando da passagem da corrente, o seu aquecimento. O calor assim gerado, irá causar a degradação térmica do material isolante e, portanto, é fácil observar que quanto mais eficientemente for removido maior será a vida útil do sistema.
Assim, vemos que a principal função dos isolantes fluidos é a refrigeração das espiras de material condutor. Além disso, é fácil observar que quanto melhores forem as características isolantes do fluido utilizado, mais econômico poderá ser o projeto do sistema pela redução da quantidade do isolante sólido e pela diminuição das distancias entre espiras, entre bobinas e núcleo e entre estes e as partes aterradas.
Portanto, vemos que os líquidos isolantes devem cumprir duas funções principais nos transformadores:
- Refrigeração
- Isolamento Elétrico
CARACTERÍSTICAS E ESTRUTURA
Através do exposto acima, podemos concluir que os óleos para transformadores devem possuir inicialmente 2 características:
- Boa Condutibilidade Térmica
Neste ponto, podemos observar que o material a ser empregado deve atender a duas exigências opostas, isto é, os materiais isolastes elétricos são também isolantes térmicos. Para compensar esta deficiência natural, é necessário que o líquido a ser utilizado tenha uma viscosidade tal que permita a sua rápida circulação entre as fontes de calor e o meio externo.
Assim, obtemos a terceira característica dos óleos isolantes:
- Baixa Viscosidade
Sabendo que a principal função dos fluidos isolantes é a refrigeração das bobinas, é fácil observar que estes materiais não devem sofrer a ação da temperatura.
Temos, então a quarta característica que devem apresentar os óleos isolantes:
- Boa Estabilidade Térmica
Durante a operação dos transformadores os isolantes líquidos, por circularem em todo o sistema, estarão em contato com todos os demais materiais presentes nos equipamentos. Estes materiais não devem sofrer ataque químico por parte do líquido isolante de forma a não perder suas propriedades originais e chegamos assim à última característica básica dos óleos isolantes:
- Baixa Reatividade Química
Assim, em resumo, os óleos isolantes para transformadores devem apresentar as seguintes características fundamentais:
- Boa Condutibilidade Térmica;
- Boas Características de Isolamento Elétrico;
- Baixa Viscosidade;
- Boa Estabilidade Térmica;
- Baixa Reatividade Química;
- Resistência ao fogo.
É importante ainda, apontar que os transformadores instalados em locais onde o risco de incêndios e explosões deve ser minimizado, exigem uma propriedade especial do isolante a ser empregado, a propriedade de resistência ao fogo. Assim, os transformadores instalados em locais de circulação de pessoas, como prédios residenciais e comerciais, instalações industriais internas e veículos, devem ter um meio isolante que, além das propriedades básicas já descritas, seja também retardante de chama.
Veremos que este conjunto de propriedades é a base para a avaliação da qualidade e do comportamento em serviço dos óleos isolantes.
PRINCIPAIS ESTRUTURAS:
Neste item vamos apresentar e discutir as estruturas químicas dos óleos isolantes para transformadores mais utilizados até o momento. Será de fundamental importância observar que todas as estruturas apresentadas atendem às características.
De forma a facilitar a apresentação das diversas estruturas e a compreensão de suas aplicações, dividiremos os óleos isolantes em 2 tipos principais:
- Óleos de Uso Geral: São os que atendem apenas às características essenciais.
- Óleos de Segurança: São aqueles considerados como retardantes de chama.
Óleos de Uso Geral:
São óleos minerais obtidos a partir da refinação do petróleo, constituindo-se basicamente de Hidrocarbonetos. Seu processo de obtenção inicia-se com a destilação do petróleo bruto separando-se a fração de 20 cSt de viscosidade. Esta fração é então refinada removendo-se os compostos não hidrocarbônicos por processos químicos e, em seguida, removendo-se compostos ácidos e insaturados por meio de agentes adsorventes, hidrogenação catalítica ou extração por solventes.
Assim, o produto obtido é constituído quase exclusivamente por Hidrocarbonetos e as propriedades do produto quando em operação, irão seguir as desta classe de compostos químicos. Atualmente, no mercado brasileiro, encontramos 2 tipos de óleos isolantes minerais classificados como Parafínico e naftênicos. Esta classificação diz respeito ao petróleo básico do qual foi refinado. Para fins de manutenção e operação convencional em transformadores podemos considerar igualmente os dois tipos, sem necessidade de diferenciação. A estrutura básica dos Hidrocarbonetos saturados, chamados Alcanos, é dada a seguir e será utilizada para descrever o comportamento em serviço deste produto.
ENSAIOS
Ponto de Anilina:
Este ensaio consiste em misturar uma amostra de óleo isolante com anilina e aquecer sob agitação até que os dois produtos se misturem de forma homogênea. A temperatura em Celsius onde ocorre a mistura é chamada de Ponto de Anilina. A anilina é um composto aromático leve e mistura-se bem aos aromáticos leves presentes no óleo isolante. Assim, quanto maior o teor de aromáticos leves no óleo, menor será a temperatura de mistura e vice-versa. Os compostos aromáticos leves são facilmente oxidados nas condições de operação dos transformadores. O limite inferior procura garantir que o teor destes compostos não seja excessivo para que não ocorra a rápida oxidação da massa de óleo.
Por outro lado, os compostos aromáticos leves atuam como inibidores naturais, quando presentes em pequenas quantidades, por um mecanismo que será discutido mais adiante. Por isso é também estabelecido um limite superior para garantir que o produto possui aromáticos leves capazes de inibir o processo de oxidação dos demais hidrocarbonetos.
Cor:
Este ensaio consiste em comparar a cor de uma amostra do óleo, com uma série de padrões de cores pré definidas. Os hidrocarbonetos que constituem o óleo são incolores. Assim, quanto melhor for o processo de refino, mais clara será a cor do produto final. Os valores adotados na tabela 1, procuram garantir o processo correto de refino.
Pontos de Fulgor e Fluidez
São ensaios simples que informam sobre os extremos da faixa de peso molecular dos hidrocarbonetos existentes no óleo avaliado. O ensaio de Ponto de Fulgor (Vaso Cleveland) consiste em aquecer o óleo isolante e, simultaneamente, expô-lo à ação de uma chama próxima à superfície do produto. Com o aquecimento, os compostos voláteis presentes no óleo irão vaporizar até que inflamarão sob a ação da chama. A temperatura onde ocorre a chama (Flash) é tomada como o ponto de Fulgor.
Assim, podemos concluir que este ensaio é uma determinação indireta da quantidade de compostos voláteis presentes na amostra de óleo. Quanto maior for o teor de voláteis, menor será o Ponto de Fulgor.
É estipulado um valor mínimo como forma de garantir um teor máximo de voláteis.
Ponto de Fluidez
O ensaio de Ponto de Fluidez consiste em resfriar uma amostra do óleo isolante até que cesse seu escoamento pela ação da gravidade. A temperatura em Celsius onde isto ocorre é tomada como o Ponto de Fluidez. Os hidrocarbonetos de alto peso molecular e cadeia reta são os mais sensíveis à diminuição da temperatura e, portanto, mais elevado será o Ponto de Fluidez quanto maior for o teor destes compostos na amostra. Observamos portanto, que os dois ensaios em conjunto visam garantir que o produto foi obtido a partir do refino da faixa correta de destilação do petróleo.
Densidade e Viscosidade:
Estes dois ensaios tem o mesmo objetivo dos 2 anteriores. A densidade é a medida da quantidade de massa por volume dos materiais e a Viscosidade é a medida da força necessária para o escoamento de um líquido. Ambas as propriedades são função, nos hidrocarbonetos, do seu peso molecular. O conjunto de ensaios até aqui descrito destina-se, como podemos ver, exclusivamente a avaliação da qualidade de fabricação do produto.
Tensão Interfacial:
Este ensaio é feito colocando-se uma camada de óleo isolante sobre uma camada de água e, em seguida, fazendo-se um anel de platina imerso na água passar para a camada de óleo. A força necessária para fazer com que o anel rompa a superfície da água é tomada como a Tensão Interfacial Óleo/Água. A água é o óxido de hidrogênio, portanto, um material altamente oxigenado e de elevada polaridade molecular. Os hidrocarbonetos, por outro lado, são substancias de muito baixa polaridade em sua molécula e não oxigenadas. Assim, quanto mais puro for o óleo, menor será sua interação com a camada de água e mais alta será o valor obtido para o ensaio. Um valor mínimo garante baixos teores de substancias oxigenadas e polares no produto.
Este ensaio, como veremos adiante, ao contrário dos anteriores é de grande importância na avaliação das condições de operação dos óleos minerais.
Rigidez Dielétrica:
Este ensaio é uma medida da capacidade do isolante de resistir ao impacto elétrico. Consiste em colocar uma amostra de óleo entre 2 eletrodos padrão e submete-la a incrementos constantes de tensão alternada até que ocorra a ruptura do meio isolante e a conseqüente descarga entre os eletrodos. Os hidrocarbonetos que compõem o óleo isolante, por apresentarem polaridade elétrica muito baixa, possuem uma Rigidez Dielétrica 'intrínseca' extremamente elevada. Esta resistência ao impacto é sensivelmente diminuída pela presença de impurezas polares, como a água e outros oxigenados, e sólidas, como partículas microscópicas.
Vemos, portanto, que este ensaio objetiva verificar a pureza do produto e, por conseguinte, a qualidade dos processos de fabricação, transporte e manuseio.
Perdas Dielétricas:
Este ensaio consiste na determinação da tangente ou seno do angulo de fase entre tensão e corrente quando se aplica uma tensão a 60 Hz no óleo a analisar. A amostra é colocada entre os 2 eletrodos de um capacitor e, em seguida é aplicada uma tensão constante a uma temperatura fixa. A leitura obtida para os parâmetros acima é tomada como o fator de Perdas Dielétricas. Como no caso anterior, o valor de perdas intrínseco aos hidrocarbonetos é extremamente baixo e é alterado pela presença de impurezas. Neste caso, por ser um ensaio executado em condições de equilíbrio é sensível também às impurezas solúveis, que não interferem na Rigidez Dielétrica.
Estabilidade à Oxidação:
Neste ensaio, a amostra de óleo é submetida a aquecimento a 100 Celsius, com borbulhamento de oxigênio e em presença de catalisador de cobre. Ao final de 164 horas a amostra é retirada do sistema e determina-se o seu teor de borra e índice de acidez. A borra, sobre o que falaremos mais adiante, é um produto da oxidação dos hidrocarbonetos. Também os produtos ácidos determinados pelo índice de acidez são resultantes da sua oxidação. Este ensaio visa, portanto, avaliar a estabilidade química da amostra em estudo. É muito importante observar que este ensaio não guarda nenhuma relação com o processo real de oxidação do isolante no transformador. Trata-se apenas de uma medida da qualidade de fabricação do produto e indica uma tendência à oxidação mais rápida ou mais lenta.
Enxofre Corrosivo:
É um ensaio simples que consiste em imergir uma pequena tira de cobre polido na amostra de óleo e, após submeter o conjunto a aquecimento sob atmosfera de Nitrogênio por 16 horas a 140 Celsius, observar o aparecimento de manchas negras de sulfeto de cobre na superfície da tira. Seu objetivo é verificar a eficiência da remoção dos compostos de enxofre durante o processo de refino.
Teor de Aditivo Antioxidante:
O objetivo deste ensaio é apenas o de verificar a presença e teor de aditivo antioxidante na amostra de óleo, por meios químicos. Sua importância reside no fato de que um óleo isolante contendo este tipo de aditivo irá apresentar excelentes resultados no ensaio de Estabilidade à Oxidação, impedindo a verificação da real estabilidade química do produto original. No caso dos óleos adquiridos com este aditivo, é necessário verificar se o teor é aquele especificado por ocasião da compra.
Teor de Água:
Este ensaio consiste na determinação, através de reações químicas, da quantidade de água presente na amostra de óleo sob análise. A água apresenta solubilidade muito baixa nos hidrocarbonetos, contudo em óleos minerais novos, é solúvel até a faixa de 60 a 70 ppm/ Acima destes teores iremos encontrar água em suspensão no óleo isolante. No caso dos óleos novos, este ensaio visa verificar a qualidade dos processos de fabricação e transporte e manuseio do produto.
Índice de Acidez Total:
É uma determinação por via química da quantidade total de todos os compostos capazes de reagir com solução alcoólica de Hidróxido de Potássio. Todos os compostos ácidos, ou que possam dar reação ácida nestas condições, irão ser determinados por este método.
Assim, iremos determinar a presença de compostos oxigenados, sulfurados e outros. Para óleos novos, irá também verificar a qualidade dos processos de refino e fabricação.
Os óleos de origem mineral foram os primeiros produtos desenvolvidos para utilização como fluido refrigerante em transformadores. Portanto, os projetos básicos da maioria dos transformadores isolados a óleo são baseados nas suas propriedades e os fluidos desenvolvidos para aplicações especiais, que estudaremos a seguir, procuram aproximar-se de suas características. Assim, a compreensão das propriedades dos óleos minerais é essencial para o perfeito entendimento dos demais.
MANUTENÇÃO PREVENTIVA DOS TRANSFORMADORES:
a) Conceitos Básicos:
A manutenção preventiva é uma técnica baseada na intervenção em equipamentos, corrigindo preventivamente situações ou componente cuja deterioração ou desgaste é previamente conhecido. Tem como objetivo principal reduzir a ocorrência de falhas, evitando as interrupções de funcionamento e diminuindo os custos da manutenção tradicional corretiva. De uma forma prática, isto se traduz na substituição de partes dos equipamentos mais sujeitas ao desgaste, antes que venham a falhar, com o objetivo de prolongar a vida útil de todo o sistema e evitar a ocorrência de falhas. É também freqüentes a alteração de condições de operação com o objetivo de aumentar a expectativa de vida. Nos transformadores, o componente mais sujeito ao desgaste e deterioração é o sistema papel/óleo isolante. Assim, sua vida útil está diretamente relacionada à vida do isolamento sólido aplicado sobre as espiras. Uma vez perdido este isolamento, a tarefa básica do transformador não mais será executada e o reparo necessário consistirá no reisolamento total das bobinas. Portanto, observamos que a manutenção preventiva destes equipamentos não pode consistir na substituição periódica do papel isolante, devido ao alto custo desta operação.
Nos transformadores elétricos, a manutenção preventiva consiste em minimizar os fatores que aceleram o envelhecimento do papel isolante.
A manutenção preventiva visa também otimizar as condições de operação dos transformadores de forma a reduzir a probabilidade de ocorrência de falhas. No caso dos transformadores isto consiste em manter o meio isolante livre de impurezas que possam prejudicar seu desempenho.
b) Prolongamento da Vida Útil:
O papel isolante utilizado em transformadores é produzido a partir da celulose vegetal de fibra longa. Devido à sua utilização, esta celulose deve ser o mais pura possível que eventuais impurezas não prejudiquem suas propriedades isolantes. Assim, o processo de envelhecimento do papel isolante será estudado a partir do comportamento da celulose. A celulose é, do ponto de vista químico, um açúcar polimérico (polissacarídeo) que sofre degradação pela ação do calor e agentes químicos. Entre as reações químicas dos polissacarídeos, a mais importante para o papel isolante é a de hidrólise, isto é, sua decomposição por ação da água. A seguir, ilustramos estes processos.
(1)CELULOSE+CALOR->H20+C02+CELULOSE(2)
Sob a ação do calor, a molécula da celulose (1) parte-se em 2 ou mais pedaços, (celulose 2) menores que a molécula original.
ÁCIDOS
(1)CELULOSE+H20 >CELULOSE(2)+CELULOSE(3)
CALOR
Em contato com a água em presença de ácidos e calor, a molécula da celulose hidrolisa-se, resultando em 2 ou mais moléculas de celulose de peso molecular menor que o original. Como em todo polímero, suas propriedades mecânicas e elétricas dependem do peso molecular e, portanto, do tamanho da molécula. A continuidade dos processos descritos acima faz com que o papel isolante perca, ao longo do tempo, suas propriedades de resistências mecânica e elétrica, levando o transformador a falhar.
Podemos concluir agora, que a principal ação de manutenção preventiva para aumento da vida útil de transformadores consiste em proteger o papel isolante da ação do calor, da água e dos compostos ácidos.
c) Prevenção de Falhas:
Durante a operação dos transformadores, seu sistema isolante é constantemente solicitado eletricamente. Para que não ocorram descargas e é necessário que o isolamento esteja sempre em perfeitas condições. Um dos fatores que prejudicam as propriedades isolantes dos materiais é a presença de impurezas misturadas de forma heterogênea.
A existência de descontinuidades nos materiais isolantes deforma o campo elétrico na vizinhança, ocasionando a ocorrência de pequenas descargas parciais. Este processo altera as propriedades isolantes do material, prejudicando o seu desempenho.
No que se refere aos óleos isolantes, estas impurezas consistem principalmente na presença de água e partículas sólidas em suspensão.
Comportamento da Água:
A água pode estar presente nos óleos isolantes em solução ou em suspensão, e a sua interferência nas propriedades do isolante será função da forma em que se encontra. A água será dissolvida, até o limite de sua solubilidade no fluido em questão e nesta forma, por compor uma mistura homogênea com o isolante, não irá interferir significativamente nas suas propriedades elétricas. A quantidade total de água que um fluido será capaz de dissolver é função da quantidade de compostos polares e oxigenados presentes no líquido. Quando em solução, a água irá participar da reação de hidrólise do papel isolante,
diminuindo a sua vida útil. A água em suspensão no líquido isolante irá atuar de maneira idêntica a uma partícula sólida não condutora, alterando o campo elétrico nas proximidades e interferindo negativamente nas propriedades de Rigidez Dielétrica e Perdas Dielétricas.
- Efeito das Partículas Sólidas:
Os sólidos suspensos nos fluidos isolantes podem ser não condutores e não magnéticos.
O seu efeito é idêntico ao já descrito para a água, devendo ser observado que no caso de partículas condutoras e magnéticas, sua intensidade é extremamente mais elevada. Devemos observar que as partículas em questão são de dimensões microscópicas, na faixa de 0,5 a 200 ?m.
A principal ação de manutenção preventiva para prevenção de falhas em transformadores é a remoção de água e partículas sólidas em suspensão.
MANUTENÇÃO PREDITIVA EM TRANSFORMADORES:
a) Conceitos Básicos:
Esta é a mais moderna técnica de manutenção atualmente em uso e consiste em acompanhar, periodicamente, as características e propriedades dos diversos componentes de um sistema e proceder a uma intervenção quando verificado que se encontra na iminência de falhar. É a metodologia mais rentável do ponto de vista econômico-financeiro, já que além dos benefícios da manutenção preventiva, evita também intervenções precoces e substituição de partes dos equipamentos que ainda apresentem boas condições de funcionamento.
Nos transformadores elétricos isolados a óleo a inspeção direta de seus componentes não é possível sem a retirada de operação dos equipamentos. Já que isto é exatamente o que se procura evitar através da manutenção, será necessário um procedimento indireto.
Durante a operação dos transformadores, o líquido isolante estará circulando em seu interior, em contato com todos os demais componentes do equipamento. Assim, quando da ocorrência de falha em qualquer de suas partes, algumas das propriedades do liquido isolante serão alteradas.
A manutenção preditiva nos transformadores, portanto, baseia-se no acompanhamento periódico e sistemático das propriedades do seu líquido isolante. Qualquer variação destas propriedades que não seja conseqüência do envelhecimento normal do produto será uma indicação da existência de falha incipiente no transformador.
b) Falhas em Transformadores:
Nos transformadores, iremos observar dois tipos principais de falha: Falhas de Material e Falhas Elétricas. As falhas de material consistem na degradação precoce dos materiais existentes nos transformadores, sendo as mais comuns à oxidação do aço do tanque ou núcleo, a deterioração dos materiais de soldas, o desfibramento do papel e a deterioração dos demais isolantes sólidos. Nestes casos, ocorrerá a contaminação do líquido isolante pelos materiais degradados na forma de partículas sólidas ou de seus constituintes solúveis, alterando as propriedades do óleo. As falhas elétricas são aquelas conseqüentes das anteriores, isto é, a ocorrência de pontos quentes por mau contato ou degradação do papel, sobreaquecimento generalizado devido ao excessivo envelhecimento do óleo ou papel, e descargas elétricas de alta ou baixa energia devidas à falhas do isolamento. Em todos estes casos ocorrerá a elevação da temperatura do ponto onde ocorre a falha e, conseqüentemente, a pirólise de diminutas quantidades do material isolante. Os produtos desta pirólise podem, em muitos casos, ser detectados por meio de ensaios simples.
COMPORTAMENTO EM SERVIÇO DOS ÓLEOS ISOLANTES:
ÓLEOS MINERAIS DE USO GERAL:
Estes óleos, que chamaremos apenas de Óleos Minerais Isolantes, apresentam reação de oxidação durante sua operação normal em transformadores e os procedimentos de manutenção devem levar em conta esta característica. A seguir, veremos esses comportamentos
.a) Processo Oxidativo dos Óleos Minerais Isolantes:
Como visto anteriormente, os óleos minerais isolantes são constituídos basicamente por compostos químicos da classe dos Hidrocarbonetos. Portanto, o seu comportamento com relação à oxidação será determinado por estes compostos.
Os Hidrocarbonetos, sob a ação do calor, reagem com o oxigênio dissolvido no óleo conforme a seguir:
1)?C-C-C- + 02 -> ?C-C-C. (RADICAL LIVRE) + H20
2) ?C-C-C. + 02-' ?C-C-C-O-O. (RADICAL PERÓXIDO)
3)?C-C-C-O-O. + -C-C? -' .C-C- (RADICAL LIVRE) + ?C-C-C-O-H (HIDROPERÓXIDO)
4) ?C-C-C-O-O-H + 02 -> ..C-C-C-O-O. (RADICAL PERÓXIDO) + OH
Como podemos observar, as etapas 2, 3 e 4 formam uma reação em cadeia isto é, repete-se indefinidamente com velocidade crescente ao longo do tempo. A etapa lenta da reação é a primeira, a reação do hidrocarboneto com o oxigênio. Por isso, os aditivos anti-oxidantes devem ser substancias que atuem nesta primeira etapa, reagindo com os radicais livres formados sem dar origem a novos radicais livres. Este comportamento é observado nos compostos aromáticos leves, que constituem a maioria dos anti-oxidantes para óleos minerais.
O. desenvolvimento da reação ao longo do tempo, pode ser. Representado por um grafico: Comportamento Tempo de Operação x Envelhecimento.
Observar neste gráfico uma inflexão acentuada, representando o momento em que as concentrações de produtos de oxidação torna-se significativa e, portanto quando a manutenção preventiva deve realizar-se.
Os mecanismos de terminação da reação de oxidação são os seguintes:
I) RAD.PERÓXIDO + RAD. PERÓXIDO -> ÁLCOOIS
2) HIDROPERÓXIDOS + 02 -> ÁCIDOS
3) ÁCIDOS + ÁLCOOIS -> ÉSTERES POLIMÉRICOS (BORRA)
4) RAD. LIVRE + RAD. LIVRE ->HIDROCARB. POLIMÉRICOS (BORRA)
Estes produtos finais de oxidação são compostos oxigenados com polaridade elétrica na molécula e, portanto maus isolantes elétricos. Além disso, observamos a presença de ácidos que são aceleradores da degradação do papel isolante. Os produtos poliméricos formados na última etapa da reação, são extremamente prejudiciais, já que pelo seu alto peso molecular são sólidos que se depositam sobre as espiras do transformador impedindo a transmissão do calor. Por serem oxigenados, irão também acumular água, acelerando ainda mais a degradação do papel.
b) Degradação Térmica dos Óleos Minerais:
Os hidrocarbonetos sofrem pirólise gerando outros hidrocarbonetos de menor peso molecular. lsto é, sob a ação do calor suas moléculas 'quebram' em pedaços de vários tamanhos, incluindo compostos de muito baixo peso molecular e, portanto, gasosos.
Esta reação, obedece a leis termodinâmicas predeterminadas e assim, os produtos gerados pela pirólise serão função da temperatura a que o óleo for submetido. As reações de pirólise mais importantes para a manutenção são as seguintes:
I) ?C-C-C-C-C- + CALOR -> ?C-C-C-C=C- + H2 (HIDROGÊNIO)
2) ?C-C-C-C-C-+ CALOR -' ?C-C-C=C- + CH4 (METANO)
3) ?C-C-C-C-C-+ CALOR ? ?C-C=C- + C2H6 (ETANO)
4) ?C-C-C-C-C-+ CALOR -> ?C-C=C- + C2H4 (ETILENO)
5) ..C-C-C-C-C-+ CALOR-> ?C-C=C- + C2H2 (ACETILENO)
As reações 1 e 3 ocorrem a baixas temperaturas, em seguida, temos as reações 2, 4 e 5 em ordem crescente de temperatura.
c) Manutenção Preventiva:
- Extensão da Vida Útil:
Como vimos anteriormente, a extensão da vida útil dos transformadores isolados a óleo mineral consiste em proteger o papel isolante do ataque da água e compostos ácidos. Os melhores resultados serão obtidos quando a intervenção da manutenção for realizada antes que a reação de oxidação chegue às últimas etapas.
Caso seja formada grande quantidade de Borra e compostos ácidos, a troca, secagem, ou regeneração do óleo será ineficiente, já que os produtos sólidos de oxidação permanecerão depositados sobre o papel isolante. Sua remoção só é possível com a abertura da unidade, lavagem da parte ativa e posterior secagem.
Para atingir este objetivo, devemos proceder periódica e sistematicamente aos ensaios que são sensíveis à água, ácidos e materiais oxigenados, isto é, Teor de Água, Índice de Acidez e Tensão Interfacial. A combinação dos ensaios de acidez e tensão interfacial é que nos permite determinar o ponto de inflexão da curva de envelhecimento dos óleos minerais. O ensaio de acidez determina os compostos ácidos já formados e o de tensão interfacial é sensível aos produtos intermediários de oxidação.
Prevenção de Falhas:
Como para os outros óleos isolantes, o objetivo de prevenção de falhas é alcançado pelo acompanhamento das propriedades sensíveis à presença de impurezas insolúveis:
Rigidez Dielétrica e Perdas Dielétricas.
No caso dos óleos minerais, entretanto, por serem oxidados ao longo do tempo de operação, os valores para avaliação desses parâmetros serão dependentes do grau de oxidação do óleo e, portanto, do seu nível de acidez e tensão interfacial.
- As indicações de contaminação por água e partículas detectadas nos ensaios de Rigidez e Perdas Dielétricas devem ser verificadas pelo ensaio de Teor de Água e, se necessário, ensaios específicos para determinar a quantidade e natureza das partículas presentes.
d) Manutenção Preditiva:
A manutenção preditiva é realizada determinando-se periodicamente, por Cromatografia da Fase Gasosa, os teores dos gases (conforme descrito na seção b) dissolvidos no óleo.
É importante assinalar que este método de ensaio é sensível a quantidades extremamente pequenas de gases e, portanto, permite detectar falhas elétricas em estágio muito incipiente. Na prática, toma- se uma amostra de cerca de 50ml de óleo isolante que é, em laboratório , submetida a vácuo para extrair os gases dissolvidos. Uma pequena alíquota destes gases é então analisada e os resultados obtidos são avaliados de acordo com métodos pré estabelecidos, baseados na temperatura de formação de cada gás. O critério mais simples de diagnóstico é o chamado método dos 'Gases Chave' que mostramos abaixo:
MÉTODO DO GÁS CHAVE
GÁS CHAVE - FALHA CARACTERÍSTICA
HIDROGÊNIO (H2) ' METANO ( CH4 ) - DESCARGAS PARCIAIS NO ÓLEO
ACETILENO (C2H2) - ARCO ELÉTRICO NO ÓLEO
ETILENO ( C2H4) - SOBREAQUECIMENTO NO ÓLEO
MONÓXIDO DE CARBONO - DESCARGAS PARCIAIS NO PAPEL
MONÓXIDO E DIÓXIDO DECARBONO - SOBREAQUECIMENTO NO PAPEL
Esta tabela, relaciona o gás que predomina na mistura com a falha que Ihe deu origem.
A próxima tabela, mostra o chamado Método IEC, ou método de Rogers para diagnóstico. A exemplo do anterior, está baseado na temperatura de formação dos gases, porém, considera as relações entre os seus teores ao invés de cada gás em separado.
Este é o método atualmente normalizado pela ABNT, para Diagnóstico de Análises de Gases Dissolvidos em Óleos Isolantes.
MÉTODO ABNT PARA DIAGNÓSTICO DE FALHAS
1) Obter as relações a seguir e classifica-las, de acordo com o valor obtido:
acetileno/etileno: até 0,1 -> código 0
0,1 a 1 -> código I
de 1 a 3 -> código 1
3 ou acima -> código 2
metano/hidrogênio: até 0,1 -> código 1
de 0,1 a 1 -> código 0
de 1 a 3 -> código 2
3 ou acima -> código 2
etileno/etano: até 0,1 -> código 0
de 0,1 a 1 -> código 0
de 1 a 3 -> código 1
3 ou acima -> código 2
2) Ordenar os códigos obtidos na seqüência apresentada acima e obter o Código de Falha.
3) Aplicar o código de falha encontrado na tabela abaixo para obter o diagnóstico:
FALHA CARACTERÍSTICA - CÓDIGO
OPERAÇÃO NORMAL - 0 0 0
DESCARGAS PARCIAIS DE BAIXA ENERGIA - 0 1 0
DESCARGAS PARCIAIS DE ALTA ENERGIA - 1 1 0
ARCO DE BAIXA ENERGIA - 1-2 / 0 / 1-2
ARCO DE ALTA ENERGIA - 1 0 2
FALHA TÉRMICA LEVE - 0 0 1
FALHA TÉRMICA DE BAIXA TEMPERATURA - 0 2 0
FALHA TÉRMICA DE MEDIATEMPERATURA - 0 2 1
FALHA TÉRMICA DE ALTATEMPERATURA - 0 2 2
É ainda de fundamental importância para a manutenção preditiva, a periodicidade regular na execução das análises. Esta periodicidade é definida de acordo com os diagnósticos obtidos.
Para transformadores em operação a seguinte periodicidade, em casos de operação normal, pode ser considerada satisfatória:
- Primeira Análise
- Três meses após
- Periodicidade Anual.
A tecnologia resumida de forma breve neste trabalho, constitui uma ferramenta inigualável da moderna Engenharia de Manutenção. Possibilita obter o melhor desempenho possível por maior tempo dos Transformadores Elétricos.
MOTOR ELÉTRICO - DANOS NOS ENROLAMENTOS
O tempo de vida operacional do enrolamento de um motor elétrico trifásico depende de vários fatores, como: especificação correta (tensão, frequência, número de pêlos, grau de proteção, etc.), instalação e operação correta, etc. Caso ocorra a queima de um motor elétrico, a primeira providência a se tomar é identificar a causa (ou possíveis causas) da queima, mediante a análise do enrolamento danificado.
É fundamental que a causa da queima seja identificada e eliminada, para evitar eventuais novas queimas do motor. Identificada a causa mais provável, o usuário deverá eliminá-la e/ou melhorar o sistema de proteção do motor. Para auxiliar na análise, as fotos e o quadro abaixo apresentam as características de alguns tipos de queimas de enrolamentos e suas possíveis causas.
CURTO ENTRE ESPIRAS: Contaminação interna do motor; Falha do esmalte de isolacao do fio; Falha do verniz de impregnacao; Rapidas oscilacoes na tensao de alimentação.
BOBINA CURTO-CICUITADA: Contaminação interna do motor; Falha do esmalte de isolação do fio; Falha do verniz de impregnação; Rápidas oscilações na tensão de alimentação.
CURTO ENTRE FASES: Contaminacao interna do motor; Degradacao do material isolante por ressecamento, ocasionada por excesso de temperatura; Falha do material isolante.
PICO DE TENSÃO: Motor acionado por inversor de frequencia com alguns parametros incorretos (amplitude do pulso de tensao, rise time, dV/dt, distancia entre pulsos, frequencia de chaveamento); Oscilacao violenta na tensao de alimentacao, por exemplo, descargas atmosfericas; Surtos de manobra de banco de capacitores.
CURTO NA CONEXÃO: Contaminacao interna do motor; Falha do material isolante; Superaquecimento da conexao devido a mau contato.
CURTO NA SAÍDA DA RANHURA: Contaminação interna do motor; Degradação do material isolante por ressecamento, ocasionada por excesso de temperatura. Falha do esmalte de isolação do fio; Falha do verniz de impregnação; Falha do material isolante; Rapidas oscilações na tensão de alimentação.
CURTO NO INTERIOR DA RANHURA: Contaminação interna do motor; Degradação do material isolante por ressecamento, ocasionada por excesso de temperatura. Falha do esmalte de isolação do fio; Falha do verniz de impregnação; Falha do material isolante; Rapidas oscilações na tensão de alimentação.
DESBALANCEAMENTO DE TENSÃO: Desequilibrio de tensao e/ou de corrente entre as fases; Falha em banco de capacitores; Maus contatos em conexoes, chaves, contatores, disjuntores, etc.; Oscilacoes de tensao nas tres fases.
SOBREAQUECIMENTO: Cabos de alimentacao muito longos e/ou muito finos; Conexao incorreta dos cabos de ligacao do motor; Excessivo numero de partidas em tempo curto; Excesso de carga na ponta de eixo (permanente ou eventual/periodico); Sobretensao ou subtensao na rede de alimentacao (permanente ou eventual/periodico); Ventilacao deficiente (tampa defletora danificada ou obstruida, sujeira sobre a carcaca, temperatura ambiente elevada, etc.).
FALTA DE FASE - LIGAÇÃO EM ESTRELA: Mau contato em chave, contator ou disjuntor; Mau contato em conexões; Mau contato nos terminais de uma fase do transformador; Queima de uma fase do transformador de alimentação; Queima de um fusível; Rompimento de um cabo alimentador.
FATA DE FASE - LIGAÇÃO EM TRIANGULO: Mau contato em chave, contator ou disjuntor; Mau contato em conexões; Mau contato nos terminais de uma fase do transformador; Queima de uma fase do transformador de alimentação; Queima de um fusível; Rompimento de um cabo alimentador.
MOTOR TRAVADO: Excessiva dificuldade na partida do motor, devido a elevada queda de tensao, inercia e torque de carga muito elevados; Travamento do eixo da carga.
Número de Condutores por Eletroduto NBR 6150
NR-10, POR ONDE COMEÇAR?
É Lei? Quando começa?
É Lei e já começou. A Nova NR-10 entrou em vigor em 08/12/2004, data de sua publicação no Diário Oficial da União.
A NR-10 é uma norma regulamentadora que determina condições de segurança aplicáveis não só às concessionárias de energia, mas também a TODOS os segmentos industriais e comerciais que direta ou indiretamente interagem em instalações e serviços com eletricidade.
Essa norma foi atualizada pelo Ministério do Trabalho através da Portaria nº 598/04 em 07-12-2004 e por ser de caráter OBRIGATÓRIO, todas as empresas devem procurar se adequar aos seus requisitos.
Já?
-Embora a nova NR-10 já esteja em vigor, alguns itens importantes, exigem providências complexas e, conseqüentemente, entrarão em vigor, paulatinamente. O prazo já está correndo e há muito trabalho a fazer, para atender aos requisitos de conformidade da nova norma.
Mesmo nas instalações já existentes?
-As instalações já existentes devem se enquadrar nas novas exigências, dentro dos prazos estabelecidos da nova NR-10. A nova norma estabelece prazos para o cumprimento de cada item, sendo que a grande maioria deles são de cumprimento imediato desde sua publicação em Dezembro de 2004 e, portanto, passível de auditoria pelo Ministério do Trabalho.
Quais os documentos necessários e quem são os responsáveis?
-A nova NR-10 cria o Prontuário das Instalações Elétricas. Esse prontuário, contendo tanto os documentos relativos à instalação elétrica, quanto os relacionados aos trabalhos realizados nas instalações, deve ser organizado pela empresa e permanecer à disposição dos trabalhadores envolvidos nas instalações e serviços em eletricidade.
Referente a documentação, é somente o prontuário ou ainda são necessários outros?
-A nova NR-10 também institui o Relatório das Inspeções da Conformidade das Instalações, ao determinar que deve ser realizada uma auditoria na documentação e inspeção nas instalações elétricas da empresa. A partir dessa auditoria e dessa inspeção, elabora-se um relatório determinando todas as não conformidades encontradas e um cronograma de correção das não conformidades do próprio prontuário, bem como das instalações.
Já no projeto, há que se levar em conta a nova NR-10?
-Essa é uma das inovações da nova NR-10, pois há requisitos de segurança e saúde dos trabalhadores que precisam ser incorporados às instalações, já na fase de projeto.
A nova NR-10 obriga o atendimento de outras normas?
-Sim, pois ela reforça, para os locais de trabalho, a obrigatoriedade de prescrições de segurança contidas em outras normas da área elétrica, além de instituir medidas e procedimentos de proteção, criando mecanismos capazes de garantir a adequação das instalações às suas determinações e a manutenção dessas condições ao longo do tempo. Em seu item 10.1.2, pede que seja observada a normas técnicas oficiais estabelecidas pelos órgãos competentes (no Brasil ABNT) e na sua falta as normas internacionais.
Todos os locais estão cobertos pela nova NR-10?
-Praticamente em todos os lugares onde exista uma pessoa trabalhando, de forma a interagir direta ou indiretamente em instalações elétricas, a Nova NR-10 deverá ser aplicada.
A nova NR-10 abrange tudo, do projeto à manutenção?
-Exatamente. O campo da nova NR-10 é amplo, incluindo as etapas de projeto, montagem, operação, manutenção das instalações elétricas e quaisquer trabalhos realizados nas suas proximidades.
Os cursos da nova NR-10 são obrigatórios?
-A nova NR-10 estabelece cursos obrigatórios para a capacitação profissional:
-Curso Básico - Segurança e Instalações e Serviços em Eletricidade, para trabalhadores autorizados, com carga horária mínima de 40 horas.
-Curso Complementar - Segurança no Sistema Elétrico de Potência (SEP) e em suas proximidades, com carga horária mínima de 40 horas, que tem, como pré-requisito, a participação, com aproveitamento satisfatório, no Curso Básico.
:: RISCOS DE ACIDENTES ELÉTRICOS
A eletricidade é silenciosa, invisível e inodora, mas apresenta um grande potencial de acidentes e, infelizmente, conforme demonstram as estatísticas, o acidente elétrico quase sempre deixa grandes sequelas e pode causar até a morte.
Basicamente, o resultado da falta de prevenção envolvendo eletricidade resulta na exposição aos dois agentes físicos de risco: CHOQUE e ARCO ELÉTRICO.
:: RESPONSABILIDADES
O não-atendimento da legislação pode levar ao pagamento de pesadas multas, além de responsabilizar CIVIL e CRIMINALMENTE as empresas e seus líderes em caso de acidentes.
Portanto cabe aos Gerentes, Supervisores e SESMT (Serviço Especializado de Saúde, Segurança e Medicina do Trabalho) a cobrança constante para sua adequação.
A revisão da NR-10 divide as responsabilidades para os contratantes e seus contratados.
Será que esta lei vai mesmo emplacar?
-Sem dúvida. A nova NR-10 levou mais de dois anos para ser elaborada e é resultado de uma comissão tripartite, envolvendo o governo, os empregadores e os empregados. Ela está em sintonia com as atuais regulamentações de segurança já em vigor nos países desenvolvidos.
Alguns cuidados com o seu EPI individual:
Uso e Cuidado das Luvas Isolantes: O cuidado e uso adequado destes produtos são
-Essenciais para a segurança do usuário. As luvas devem ser inspecionadas visualmente no mínimo uma vez ao dia. Cada inspeção deve incluir o interior e a superfície externa.
-As luvas podem ser danificadas por produtos químicos, especialmente à base de petróleo, como: óleos, gasolina, fluído hidráulico, inibidores, cremes, massas e pomadas. Se houver contato com esses ou outros produtos, a contaminação deve ser limpa imediatamente usando-se sabonete neutro. Depois de lavadas, devem ser enxaguadas minuciosamente com água limpa e secadas ao ar.
-Se algum sinal de dano físico ou deterioração for observado, como inchamento, amolecimento, endurecimento, pegajosidade, deterioração por ação de ozônio ou luz solar, estas não deverão ser utilizadas.
-As luvas devem ser armazenadas na embalagem protetora quando não estiverem sendo utilizadas.
-O usuário estará seguro seguindo as práticas e os procedimentos de trabalho. Anéis, relógios, jóias e objetos afiados devem ser evitados com o uso de luvas de borracha.
- Armazenamento: As luvas devem ser armazenadas do seguinte modo e nas seguintes condições:
a) Acondicionadas em caixas de papelão, com o lado da etiqueta para fora;
b) Não devem ser dobradas, enrugadas, comprimidas ou submetidas a qualquer solicitação que possa causar alongamento ou compressão;
c) Em locais livres de ozônio, produtos químicos, óleos, solventes, vapores prejudiciais e descargas elétricas;
d) Fora de ação direta e afastadas da irradiação de qualquer fonte de calor;
e) Em locais com temperatura ambiente não superior a 35ºC.
A DATALINK, quando fornece qualquer ferramenta, é enviado juntamente o Laudo de Testes, contendo todos os ensaios de rotina pertinentes, e garante a mesma contra todos e quaisquer defeitos de fabricação por um período de 12 meses, a contar da data de emissão da nota fiscal, desde que submetido ao uso e conservação normais.
Mesmo dentro do período de garantia, e principalmente após este, os equipamentos devem ser inspecionados, segundo a NR-10.
Entretanto, esclarecemos que a periodicidade das inspeções dos equipamentos fornecidos pela Energitech deverá ser definida preferencialmente pelos usuários dos mesmos, baseando-se principalmente na frequência de utilização.
- VESTIMENTAS DE PROTEÇÃO:
Todos os dias trabalhadores de diversas áreas de manutenção, serviços e indústrias se expõem a riscos que podem causar graves acidentes ou até mesmo a morte. Num momento de contato com um flash de arco elétrico, faísca de fogo ou respingo de metal, uma vestimenta comum pode ser o princípio da queimadura e continuar a queimar mesmo depois que o fator que iniciou o fogo tenha sido removido, ampliando ainda mais as conseqüências do acidente.
Foi por isso que o Ministério do trabalho regulamentou o uso de vestimentas antichama através da Norma Regulamentadora 10 (NR 10), Áreas de Risco: Fogo Repentino; Arco elétrico; Metais fundidos e solda; Incêndio Florestal.
O que é Cabeamento Estruturado
As redes mais populares utilizam a arquitetura Ethernet usando cabo par trançado sem blindagem (UTP). Nessa arquitetura, há a necessidade de um dispositivo concentrador, tipicamente um Switch (Figura 1), ou HUB para fazer a conexão entre os computadores.
Em redes pequenas, o cabeamento não é um ponto que atrapalhe o dia-a-dia da empresa, já que apenas um ou dois hubs são necessários para interligar todos os micros. Entretanto, em redes médias e grandes a quantidade de cabos e o gerenciamento dessas conexões podem atrapalhar o dia-a-dia da empresa. A simples conexão de um novo micro na rede pode significar horas e horas de trabalho (passando cabos e tentando achar uma porta livre em um Switch).
É aí que entra o Cabeamento Estruturado. A idéia básica do cabeamento estruturado é fornecer ao ambiente de trabalho um sistema de cabeamento que facilite a instalação e remoção de equipamentos, sem muita perda de tempo. Dessa forma, o sistema mais simples de cabeamento estruturado é aquele que provê tomadas RJ-45 (Figura 2) para os micros da rede em vez de conectarem o hub diretamente aos micros. Podendo haver vários pontos de rede preparados para receberem novas maquinas. Assim, ao trocar um micro de lugar ou na instalação de um novo micro, não haverá a necessidade de se fazer o cabeamento do micro até o hub; este cabeamento já estará feito, agilizando o dia-a-dia da empresa.
A idéia do cabeamento estruturado vai muito alem disso. Além do uso de tomadas, o sistema de cabeamento estruturado utiliza um concentrador de cabos chamado Patch Panel, Painel de Conexões, (Figura 3). Em vez de os cabos que vêm das tomadas conectarem-se diretamente ao hub, eles são conectados ao patch panel. Dessa forma, o patch panel funciona como um grande concentrador de tomadas
O patch panel é um sistema passivo, ele não possui nenhum circuito eletrônico. Trata-se somente de um painel contendo conectores. Esse painel é construído com um tamanho padrão, de forma que ele possa ser instalado em um rack (Figura 4)
O uso do patch panel facilita enormemente a manutenção de redes medias e grandes. Por exemplo, se for necessário trocar dispositivos, adicionar novos dispositivos (hubs e switches, por exemplo) alterar a configuração de cabos, etc., basta trocar a conexão dos dispositivos no patch panel, sem a necessidade de alterar os cabos que vão até os micros. Em redes grandes é comum haver mais de um local contendo patch panel. Assim, as portas dos patch panels não conectam somente os micros da rede, mas também fazem a ligação entre patch panels e outros serviços como Telefonia, PABX, CFTV, Controle de Acesso, Alarmes e etc.
Para uma melhor organização das portas no patch panel, este possui uma pequena área para poder rotular cada porta, isto é, colocar uma etiqueta informando onde a porta esta fisicamente instalada.
Dessa forma, a essência do cabeamento estruturado (Elétrica, Lógica, Telefonia) é o projeto do cabeamento da rede. O cabeamento deve ser projetado sempre pensado na futura expansão da rede e na facilitação de manutenção. Devemos lembrar sempre que, ao contrario de micros e de programas que se tornam obsoletos com certa facilidade, o cabeamento de rede não é algo que fica obsoleto com o passar dos anos. Com isso, na maioria das vezes vale à pena investir em montar um sistema de cabeamento estruturado.
NORMAS E SISTEMAS
Atualmente o cabeamento estruturado baseia-se em normas internacionais, que direcionam os fabricantes para certo conjunto de soluções próximas, evitando as constantes alterações de produtos, bem como evitam sistemas 'proprietários', onde um só fabricante é detentor da tecnologia.
No Brasil a norma americana é EIA/TIA-568, é a mais usada e a nível internacional temos a ISO/OSI e na Europa grande parte dos fabricantes utiliza o sistema IBCS. As variações que existem entre uma e outra deve-se mais às categorizações e conceitos, porém tecnicamente se assemelham e vão no sentido de uma arquitetura aberta, independente de protocolo. Desta forma as novas tendências se desenvolvem já considerando este cabeamento, como é o caso do 100BaseT, do ATM e outros.
PROJETO / INFRAESTRUTURA
Este grande avanço dos sistemas de comunicação aprimorou e sofisticou bastante os projetos de edificações comerciais, industriais e residenciais. Hoje um edifício não pode, sob pena de nascer com altas deficiências, deixar de ter uma infra-estrutura de cabeamento estruturado para redes de comunicação. Isto mesmo que de início não o utilize. Pois as reformas e 'emendas' são de alto custo e nunca apresentam a qualidade necessária e desejável. A infra-estrutura de cabeamento estruturado é obrigatória em qualquer novo edifício, e deve interferir no nível de projeto, desde o nascimento do projeto arquitetônico, pois o Cabeamento estruturado tem características próprias que vão interferir no projeto.
FORMA FÍSICA DE INSTALAÇÃO
Justamente devido às altas freqüências em que o cabeamento deve operar, as condições físicas da instalação do cabeamento atingiram um alto grau de especialidade, que exige um projeto detalhado e com alto grau de planejamento. Em uma instalação com cabeamento estruturado não se utiliza, por exemplo, ligar diretamente um PC ao HUB. O que a norma prescreve é deixar preparado um cabeamento entre o patch panel (Figura 3), e uma tomada RJ 45 (Figura 2). Na tomada RJ 45 pode-se ligar, ou não, um micro, naquele ponto ou um telefone, ou um sensor, ou um vídeo, ou um CFTV e etc. Por sua vez no patch panel é conectado o equipamento ativo (HUB, Switch, central telefônica, CLP, head-end, etc). O sistema de cabeamento, portanto deve ser aberto e independente. Isto barateia e dá agilidade a todo o sistema, concentrando diversas redes em uma só.
CABOS
Em matéria de cabos, os mais utilizados são os cabos de par trançado e os cabos de fibra óptica. Cada categoria tem suas próprias vantagens e limitações, sendo mais adequado para um tipo específico de rede.
Os cabos de par trançado são os mais usados, pois tem um melhor custo beneficio, ele pode ser comprado pronto em lojas de informática, ou feito sob medida, ou ainda produzido pelo próprio usuário
Os cabos de fibra óptica permitem transmissões de dados a velocidades muito maiores e são completamente imunes a qualquer tipo de interferência eletromagnética, porém, são muito mais caros e difíceis de instalar, demandando equipamentos mais caros e mão de obra mais especializada. Apesar da alta velocidade de transferência, as fibras ainda não são uma boa opção para pequenas redes devido ao custo.
CABOS DE FIBRA ÓPTICA
Com a migração das tecnologias de rede para padrões de maiores velocidades como ATM, Gigabit Ethernet e 10 Gigabit Ethernet, o uso de fibras ópticas vem ganhando força também nas redes locais. Existem dois tipos de fibras ópticas: As fibras multímodo e as monomodo. A escolha de um desses tipos dependera da aplicação da fibra. As fibras multímodo são mais utilizadas em aplicações de rede locais (LAN), enquanto as monomodo são mais utilizadas para aplicações de rede de longa distancia (WAN). São mais caras, mas também mais eficientes que as multímodo.
Além disso, como os cabos são feitos de plástico e fibra de vidro (ao invés de metal), são resistentes à corrosão.
A fibra óptica tem inúmeras vantagens sobre os condutores de cobre, sendo as principais:
Maior alcance
Maior velocidade
Imunidade a interferências eletromagnéticas
O custo do metro do cabo de fibra óptica não é elevado em comparação com os cabos convencionais. Entretanto seus conectores são bastante caros, assim como a mão de obra necessária para a sua montagem (Figura 5)
Cabo Par Trançado (UTP)
O cabo par trançado surgiu com a necessidade de se ter cabos mais flexíveis e com maior velocidade de transmissão. O custo do cabo é mais baixo, e a instalação é mais simples.
O nome 'par trançado' é muito conveniente, pois estes cabos são constituídos justamente por 4 pares de cabos entrelaçados (Figura 6). O entrelaçamento dos cabos cria um campo eletromagnético que oferece uma razoável proteção contra interferências externas.
Existem no total, 6 categorias de cabos de par trançado. Em todas as categorias a distância máxima permitida é de 100 metros. O que muda é a taxa máxima de transferência de dados e o nível de imunidade a interferências. Os cabos de categoria 6 que tem a grande vantagem sobre os outros 5 que é a taxa de transferência que pode chegar até Giga bits por segundo (Gbps),
A utilização do cabo de par trançado tem suas vantagens e desvantagens, vejamos as principais:
VANTAGENS
Preço. Mesma com a obrigação da utilização de outros equipamentos na rede, a relação custo beneficia se torna positiva.
Flexibilidade. Como ele é bastante flexível, ele pode ser facilmente passado por dentro de conduítes embutidos em paredes.
Facilidade. A facilidade com que se pode adquirir os cabos, pois em qualquer loja de informática existe esse cabo para venda, ou até mesmo para o próprio usuário confeccionar os cabos.
Velocidade. Atualmente esse cabo trabalha com uma taxa de transferência de 100 Mbps.
DESVANTAGENS
Comprimento. Sua principal desvantagem é o limite de comprimento do cabo que é de aproximadamente 100 metros por trecho.
Interferência. A sua baixa imunidade à interferência eletromagnética, sendo fator preocupante em ambientes industriais.
CERTIFICAÇÕES
Um cuidado especial deve ser tomado relativamente à certificação do cabeamento. Em que consiste tal certificação? As normas definem uma série de parâmetros para o cabeamento, tais como atenuação, comprimento real, mapeamento dos fios, paradiafonia, nível de ruído, que necessariamente devem estar dentro de uma faixa de valores pré-definidos. A verificação destes valores é questão fundamental em um cabeamento, e deve ser feito com equipamentos especiais. É a garantia da instalação
SWITCHES
O switch é um hub que, em vez de ser um repetidor é uma ponte. Com isso, em vez dele replicar os dados recebidos para todas as suas portas, ele envia os dados somente para o micro que requisitou os dados através da análise da Camada de link de dados onde possui o endereço MAC da placa de rede do micro, dando a idéia assim de que o switch é um hub Inteligente.
De maneira geral a função do switch é muito parecida com a de um bridge, com a exceção que um switch tem mais portas e um melhor desempenho, já que manterá o cabeamento da rede livre. Outra vantagem é que mais de uma comunicação pode ser estabelecida simultaneamente, desde que as comunicações não envolvam portas de origem ou destino que já estejam sendo usadas em outras comunicações. O switch ao invés de simplesmente encaminhar os pacotes para todas as estações, encaminha apenas para o destinatário correto pois ele identifica as maquinas pelo o MAC addrees que é estático. Isto traz uma vantagem considerável em termos desempenho para redes congestionadas, além de permitir que, em casos de redes, onde são misturadas placas 10/10 e 10/100, as comunicações possam ser feitas na velocidade das placas envolvidas. Ou seja, quando duas placas 10/100 trocarem dados, a comunicação será feita a 100M bits. Quando uma das placas de 10M bits estiver envolvida, será feita a 10M bits.
ROTEADORES
Roteadores são pontes que operam na camada de Rede do modelo OSI (camada três), essa camada é produzida não pelos componentes físicos da rede (Endereço MAC das placas de rede, que são valores físicos e fixos), mais sim pelo protocolo mais usado hoje em dia, o TCP/IP, o protocolo IP é o responsável por criar o conteúdo dessa camada.
O papel fundamental do roteador é poder escolher um caminho para os datagramas chegarem até seu destino. Em outras palavras, o roteador é um dispositivo responsável por interligar redes diferentes, inclusive podendo interligar redes que possuam arquiteturas diferentes (por exemplo, conectar uma rede Token Ring a uma rede Ethernet, uma rede Ethernet a uma rede X.25). É importante notar, que o papel do roteador é interligar redes diferentes (redes independentes), enquanto que papel dos repetidores, hub, pontes e switches são de interligar segmentos pertencentes a uma mesma rede.
REDE ELÉTRICA
Para alimentação dos diversos equipamentos que serão ligados a um cabeamento estruturado, sejam computadores, equipamentos de telefonia, equipamentos de automação de processos, a necessidade de uma rede elétrica dedicada especial faz-se necessária. Hoje não é feita a necessária proteção para linhas de energia, e quem tem uma rede já percebeu os diversos distúrbios que aí se originam. No entanto uma rede elétrica dedicada não significa preparar toda uma fiação especial, vinculada a um grande estabilizador ou UPS. Significa adequar a rede elétrica às condições em que será utilizada, introduzindo elementos que assegurem a sua qualidade.
ATERRAMENTO
O aterramento é uma grande preocupação para todo sistema de sinal em baixa tensão. Deve ser projeto de forma integrada para redes elétricas, de telecomunicações, computação, automação, segurança, proteção às descargas, etc. Deve acompanhar as determinações de normas da ABNT. Hoje a prática é bastante distante das solicitações de norma, e o que se vê são problemas de difícil solução, em geral devido à falta de referência de terra, ou seja, não são os valores da resistência de terra a maior preocupação, e sim a sua referência.
PROTEÇÃO AO EMI
Um dos grandes problemas que atacam os sistemas de cabeamento são as interferências eletromagnéticas (EMI), seja de origem em descargas atmosféricas, seja de origem em curtos-circuitos, chaveamentos e fontes diversas de alta freqüência. As interferências podem usar como meio condutor os cabos da rede elétrica, rede telefônica ou rede de dados. Para implantar uma proteção adequada será necessário projetar um aterramento que contemple todos os sistemas, bem como introduzir dispositivos de proteção para linhas, além de implantar um sistema de pára-raios para as estruturas que assegure sua proteção e das pessoas que a utilizam.
ESTATÍSTICAS
Atualmente, cerca de 70% dos problemas que acontecem em uma rede de computação devem-se a problemas do cabeamento. 'Os softwares costumam passar por uma evolução a cada 2 ou 3 anos, e de acordo com pesquisas, o hardware do seu PC geralmente tem uma vida útil de 5 anos. No entanto, você terá que viver 15 anos ou mais com seu cabeamento de rede' (Frank J. Derfler, Jr. E Les Freed). Outra estatística diz que em torno de 40% dos funcionários de uma empresa mudam de lugar uma vez por ano. E os custos para implantação completa de uma rede de computação estão aproximadamente divididas da seguinte forma: 32% para as estações de trabalho 8% para o hardware de rede 54% para o software 6% para o cabeamento, incluindo projeto.
TENDÊNCIAS
Todas as edificações sejam industriais, comerciais ou residenciais, devem desde já estar projetadas com a infra-estrutura de comunicações. Esta infra-estrutura influencia de tal modo os projetos, que um acompanhamento deve ser feito desde o início com o projeto de arquitetura e projeto elétrico, sensivelmente afetado por esta nova tecnologia.
O QUE É FATOR DE POTÊNCIA
O que é fator de potência?
Características especiais das cargas indutivas
A maioria das cargas dos modernos sistemas de distribuição de energia elétrica são indutivas. Exemplos incluem motores, transformadores, reatores de iluminação e fornos de indução, dentre inúmeros outros.
A principal característica das cargas indutivas é que elas precisam de um campo eletromagnético para operar. Por esta razão, elas consomem dois tipos de potência elétrica:
1) Potência Ativa (KW) para realizar o trabalho de gerar calor, luz, movimento, etc.
2) Potência Reativa (KVAR) para manter o campo eletromagnético.
A potência ativa é medida em Watts (W) ou Kilowatts (KW) e pode ser medida num kilowattimetro.
A potência reativa não produz trabalho útil, mas circula entre o gerador e a carga, exigindo do gerador e do sistema de distribuição uma corrente adicional. A potência reativa é medida me kilovolts-Amperes-Reativos (KVAR).A potência ativa e a potência reativa juntas formam a potência aparente. A potência aparente é medida em kilovolts-amperes (KVA).
Por que preocupar-se com fator de potência?
Um baixo fator de potência indica que você não está utilizando plenamente a energia paga. Veja um exemplo:
Se seu fator de potência está em 80% sua rede está aproveitando 80% da energia fornecida pela concessionária. Isto quer dizer que 20% do que você paga é desperdiçado.
O que fazer para melhorar o fator de potência ?
Você pode melhorar o fator de potência adicionando capacitores de potência ao seu sistema de distribuição de energia.
Quando a potência aparente (KVA) é maior que a potência ativa (KW), a concessionária precisa fornecer além da corrente útil (Ativa), uma corrente reativa. Os capacitores atuam como geradores de corrente reativa, reduzem a corrente que seu sistema retira da rede da concessionária.
Um fator de potência de 95% oferece o máximo de retorno. Teoricamente, os capacitores poderiam suprir 100% das necessidades de energia reativa, veja um exemplo: Uma instalação com fator de potência em 70% consumia 142 KVA, com a instalação de um banco automático de capacitores o fator foi elevado para 95%, após a instalação o consumo de energia caiu para 105 KVA, uma economia de 35% no custo da energia.
Redução nas contas de energia elétrica
Se sua instalação possui medição de energia reativa, sua concessionária cobra em forma de multa (pesadíssima) tudo que for registrado abaixo de 92%, os outros 8% restantes são embutidos na cobrança de energia ativa.
Instalando capacitores, mesmo que você não possua medição e cobrança de energia reativa, seu sistema de distribuição irá retirar menos corrente da rede da concessionária e consecutivamente diminuir o valor da tarifa.
Por que instalar um banco automático e não ligar capacitores direto na rede?
Por uma questão obvia, (mas que por razão de um custo mais elevado muitas empresas acabam não optando) o capacitor necessita de uma corrente elétrica para fornecer energia ativa. Portanto um capacitor ligado diretamente a rede quando esta está a vazio (com pouca carga) consome mais energia que a carga total.
Faça o teste do amperímetro: faça a leitura da corrente da sua carga a pleno uso, desligue tudo e volte a medir, você vai se surpreender.
Instalando um banco automático isto não ocorre, os capacitores são acionados de forma automática na proporção exata do consumo da sua carga evitando desperdício e intempéries da rede elétrica.
IMPORTANTE
Além de corrigir o fator de potência,os bancos de capacitores reduzem a corrente elétrica que flui para os equipamentos, reduzindo perdas,permitindo uma melhor utilização dos transformadores e da rede existente e melhorando a performance do sistema elétrico como um todo.
O QUE É UM BANCO DE CAPACITOR?
O banco de capacitor serve para corrigir o fator de potência, que é o causador das multas tarifárias de energia elétrica.
Existem três tipos de banco de capacitores, os automáticos, os fixos e os programáveis, cada um tem uma determinada recomendação que apenas uma empresa técnica pode informar.
Os componentes de um banco de capacitores são fundamentais para o redimento do equipamento como um todo, sendo que os resultados também estão diretamente ligados à qualidade dos componentes.
BANCO DE CAPACITOR AUTOMÁTICO
Equipamento composto de módulos ou capacitores trifásicos, que garantem maior segurança contra contatos acidentais.
A utilização de controladores automáticos de 6 e 12 estágios de última geração, com parametrização simples e baixíssima taxa de retrabalho. É a medida perfeita de sua necessidade.
Também utilizados contatores categoria AC6B, que propiciam uma vida útil prolongada para o equipamento.
Banco de Capacitor Automático
BANCO DE CAPACITOR FIXO
INDICAÇÃO: Compensação do reativo de transformadores;
A utilização de bancos fixos deve ocorrer com cautela, de forma a não provocar um baixo fator de potência no periodo capacitivo.
Os módulos fixos devem conter no mínimo sistema de proteção. É indicada a utilização de manobra por meio de contatores adequados a esse tipo de carga. Neste sistema os capacitores permanecem ligados até que um estimulo externo (manual) occora.
SAIBA QUAIS SÃO OS COMPOMENTES DE QUADRO DE BANCO DE CAPACITORES:
CONTATORES AC-6B
Os contatores Weg CWM25C, CWM32C, CWM50C e CWMM65C foram desenvolvidos especialmente para manobra de capacitores para correção de fator de potência (categoria de emprego AC-6b). Sua utilização possibilita o desempenho necessário para este tipo de aplicação. No ligamento dos contatores especiais o capacitor é pré-carregado através de resistores que reduzem o pico de corrente.
Após a pré-carga, os contatos principais se fecham, permitindo a passagem da corrente nominal. Para potências reativas maiores que 12,5 kvar (220V) e 25 kvar (380V/440), recomenda-se subdividir o banco de capacitores em módulos menores e chaveá-los com os contatores CWM25C, CWM32C, CWM50C e CWMM65C.
Características: baixo custo, alta confiabilidade, dimensões reduzidas, fixação do tipo rápida através de parafusos ou trilhos de 35mm (DIN), incorporam resistores de pré-carga, especificação técnica conforme ICE 947-4 e VDE 0660.
CONTATORES WEG
MÓDULOS CAPACITIVOS DOS BANCO DE CAPACITORES
Os módulos capacitores MCW WEG são unidades modulares trifásicas que incorporam três unidades capacitivas tipo UCW, ligadas em triângulo, resistores de descarga ( 30s, 1/10 Un ) e bornes dimensionados para conexão de até quatro módulos através de barras de interligação (BI-MCW).
O formato modular foi concebido de forma a permitir flexibilidade e facilidade nas montagens, instalações, ampliações ou alterações de bancos de capacitores. Sua forma construtiva permite montagem vertical ou horizontal e manutenção em cada unidade capacitiva que o compõe.
Característica importante: possui grau de proteção IP40.
MÓDULO CAPACITIVO
PROGRAMADOR CÍCLICO
Extremamente compacto e robusto, destaca-se a existência de 2 rotinas de tratamento de falhas por causas elétricas e EMI não previsíveis, fazendo o aparelho recuperar seus dados mesmo após congelamento (travamento) da CPU. Com isso, essa linha se diferencia cada vez mais de controladores genéricos, onde não são utilizados os cuidados necessários em aplicações que exigem segurança, como banco capacitivo, tornando este modelo cada vez mais especializado, simples e seguro.
Relógio em tempo real que possibilita o acionamento dos capacitores num período de tempo programado, 3 horários distintos (6 eventos diários)
Três saídas diárias sendo 2 a rele 15 A resistivos e uma a rele estado sólido 1 A
Seqüencial para 3 saídas de 0 a 99 segundos de retardo entre os capacitores
Reserva de marcha por bateria de 9V tipo PP3, 240 horas max. a substituir a cada dois anos
PROGRAMADOR CÍCLICO
CHAVES SECCIONADORAS
Veja abaixo algumas características importantes da chave seccionadora que compõe o banco de capacitor:
Acionamento sob carga - Fusíveis do tipo NH - Equipamento compacto - Qualidade Siemens
Acionamento ultra rápido - Sob carga - Externo - Sem fusíveis
O QUE É FIBRA ÓPtiCA
1. Porque utilizar fibra óptica? Quais são suas aplicações?
O uso crescente da fibra óptica vem mudando dramaticamente o mundo das telecomunicações. Ao longo de todo o planeta, a fibra óptica vem substituindo os cabos convencionais de cobre, como os cabos 'pares trançados' e os cabos coaxiais.
-As fibras ópticas possuem várias aplicações. Dentre elas destacamos, geração de imagens, iluminação, sensores e telecomunicações. A Energitech comercializa exclusivamente fibras otimizadas para comunicações.
-Atualmente, fibras ópticas para telecomunicações podem ser encontradas em toda parte. Muitas operadoras de telefonia de longa distância, assim como, operadoras locais, empresas de TV à cabo, bancos e redes de supermercados possuem sistemas instalados com base em fibras ópticas. A maior quantidade de fibra instalada para a comunicação global pode ser encontrada em sistemas submarinos e cabos submersos no oceano conectando os cinco continentes.
-Muitas empresas de geração de energia elétrica estão instalando fibras para substituir os antigos sistemas de microondas de baixa capacidade.
-Concessionárias de rodovias também utilizam fibras ópticas, criando assim as chamadas 'rodovias inteligentes', as quais oferecem serviços como cobrança automática de pedágio e informações em tempo real sobre o tráfego.
-As fibras ópticas também podem ser encontradas em redes internas de computadores de alta velocidade (LANs).
-O uso de fibras ópticas por operadoras de longa distância, assim como operadoras locais e provedores de redes de acesso vêm se tornando cada vez mais comum devido às vantagens significativas das fibras ópticas.
-As fibras ópticas também são muito utilizadas por empresas que querem agilizar a comunicação no campus corporativo. Atualmente, redes corporativas de alta velocidade conectam com segurança e robustez os sistemas corporativos, reduzindo o tempo de comunicação entre departamentos e aumentando o fluxo de informação entre a mesa do funcionário e a central de armazenamento de dados.
2. Quais as vantagens das fibras ópticas sobre os cabos de cobre?
-Os cabos 'pares trançados' e os cabos coaxiais estão rapidamente sendo substituídos por fibras ópticas por diversas razões.
-Através das fibras ópticas, um sistema de comunicação possuirá uma maior capacidade de transmissão de informação ou largura de banda (largura de banda é uma medida da capacidade de uma fibra óptica transmitir dados). Além de uma maior largura de banda, as fibras ópticas podem transmitir dados numa velocidade muito maior e são de fácil instalação.
-Uma primeira razão para o uso de fibras no lugar dos cabos de cobre é a perda na potência do sinal transmitido. Os sinais que são transmitidos através de uma fibra óptica experimentam menor atenuação (ou perda da potência dos sinais) e, portanto, podem viajar por distâncias muito maiores. Mesmo para distância relativamente curtas, as fibras ópticas ainda se sobressaem aos cabos de cobre mais avançados.
-A velocidade, taxa e capacidade de transmitir informação de uma fibra óptica é maior que qualquer sistema baseado em cabos de cobre. De outra maneira, podemos dizer que a fibra óptica transmite muito mais informação, em taxas muito maiores e por distância muito maiores.
-Um par de fibras ópticas, cujo diâmetro pode ser comparado com o de um fio de cabelo, pode transmitir 2.5 milhões ou mais de chamadas telefônicas ao mesmo tempo. Um cabo de cobre com a mesma capacidade teria um diâmetro da ordem de 6 m!
-Além disso, as fibras ópticas são mais fáceis de serem instaladas. Nas cidades mais populosas, a infra-estrutura já instalada para cabos de cobre não oferece mais espaço para a adição de novos cabos. Comparado com os cabos de cobre, os cabos de fibra óptica são mais leves, resistentes e de fácil instalação.Além disso, para sistemas de mesma capacidade, os cabos de fibras exigem muito menos conexões.
-Se instalada corretamente, as fibras ópticas sofrem menos deterioração do que os fios de cobre. As fibras ópticas são mais seguras e reduzem significantemente os custos com manutenção. As fibras ópticas também são imunes a radiação eletromagnética. Dessa maneira, os sinais propagados não sofrem interferências de geradores elétricos, motores, linhas elétricas de alta potência, relâmpagos que freqüentemente são causadores de ruídos nas linhas de transmissão baseadas em cabos de cobre.
3. O que é uma fibra óptica e como ela funciona?
-A fibra óptica é um guia de onda dielétrico na forma de um filamento flexível, comparável a um fio de cabelo, feito com vidro de alta pureza. As fibras ópticas são capazes de transmitir informações na forma de luz. A fibra óptica é formada basicamente por um núcleo de vidro (onde a luz é guiada) e uma casca, também feita de vidro, que ajuda a dar uma maior resistência mecânica à fibra. A diferença no índice de refração do vidro e casca é tal que a luz fica confinada dentro do núcleo segundo os princípios da reflexão interna total da luz. A fibra é protegida por uma cobertura plástica (acrilato).
-O núcleo típico de uma fibra óptica varia de 8 a 62.5 µm. O uso específico de uma fibra depende do diâmetro de seu núcleo.
-O diâmetro da casca pode ser qualquer um, mas comercialmente, a indústria tomou como padrão o valor de 125 µm. Da mesma forma, o valor do diâmetro externo da cobertura de acrilato é da ordem de 245 ' 250 µm.
-Os dois elementos básicos de uma fibra óptica são o núcleo e a casca. O núcleo é a parte da fibra onde a luz viaja, enquanto a casca, que cerca o núcleo. A diferença entre o índice de refração do núcleo e a casca é menor que 0.5 %, sendo que o núcleo possui o maior índice. A luz que se propaga no núcleo quando atinge a interface com a casca é refletida novamente para o centro do núcleo ficando dessa forma aprisionada pelo princípio da reflexão interna total.
4. Quais são os tipos básicos de fibras ópticas?
-Existem dois tipos básicos de fibras ópticas: fibra monomodo e fibra multimodo. A luz numa fibra óptica monomodo só pode viajar num único modo. Já nas fibras multimodo, a luz pode se propagar em diversos modos possíveis.
5. O que é Modo?
-Os modos de propagação são 'caminhos' específicos por onde a luz pode viajar dentro do núcleo da fibra. Matematicamente, um modo é uma das diversas soluções das equações de Maxwell para a propagação da luz em meios dielétricos.
-A luz pode viajar dentro da fibra por um único caminho possível. Nesse caso a fibra é denominada monomodo. Fibras que permitem a propagação da luz em diversos modos são denominadas de fibras multimodo.
-O modo em que a fibra viaja depende da geometria da fibra, do perfil de índice de refração da fibra e do comprimento de onda da luz.
6. O que é dispersão?
-Geralmente a luz que propaga numa fibra óptica é injetada na forma de um pulso. Ao longo da propagação, os pulsos ópticos vão se espalhando, ou alargando temporalmente. Esse fenômeno é conhecido com dispersão. A dispersão faz com que os pulsos cheguem ao final da fibra com uma largura maior do que a inicial.
7. Quantos tipos de fibras monomodo existem? Quais são suas aplicações?
-Atualmente podemos classificar as fibras monomodos em três grupos : fibras monomodo convencionais ITU-T G.652 (Standard Monomode Fiber ' SMF), fibras de dispersão deslocada ITU-T G.653 (Dispersion Shifted Fiber ' DSF) e fibras de dispersão deslocada não nula ITU-T G.655 (Non Zero Dispersion Shifted Fiber ' NZDF).
-As fibras ITU-T G.652 foram as primeiras a serem construídas. Esses tipos de fibras foram otimizadas para operarem na janela de 1310 nm. Para sinais nesse comprimento de onda, as fibras convencionais apresentam dispersão nula e baixa atenuação. Praticamente todos os sistemas de comunicações do início da década de 1980 possuíam fontes que operavam nesse comprimento de onda. Esse tipo de fibra vem sendo fabricado desde o início dos anos 80 e é o tipo de fibra monomodo mais instalada no mundo inteiro. Apesar de estar otimizada para operação em 1310 nm, essa fibra também permite a operação na janela de 1550 nm, quando a dispersão não é um fator limitante para o sistema.
-No meio da década de 80, surgiram os primeiros amplificadores a fibra dopada com érbium (AFDEs). Esses amplificadores são capazes de amplificar sinais em torno de 1550 nm, coincidentemente a mesma região espectral onde as fibras apresentam a menor atenuação possível. Por essa razão, foi interessante migrar a região de operação dos sistemas de 1310 nm para a região de 1550 nm, onde os amplificadores poderiam ser utilizados e como conseqüência os sistemas poderiam cobrir distâncias muito maiores. Por esse motivo, foram desenvolvidas as fibras ITU-T G.653. Essas fibras possuem dispersão nula na região de 1550 nm, i.e., um sinal com comprimento de onda em 1550 nm propagando nessa fibra não sofrerá os efeitos da dispersão. Somando o efeito nulo da dispersão, com o mínimo de atenuação e o uso dos AFDEs, os sistemas baseados em fibras de dispersão deslocada puderam cobrir distâncias nunca antes imaginadas.
-Para sistemas que utilizam apenas um único canal (único laser), as fibras ITU-T G.653 são excelentes. No entanto, a utilização de apenas um único canal não é o melhor aproveitamento da largura de banda de uma fibra óptica. Mais recentemente, no início da década de 1990, surgiram os sistemas WDM (Wavelength Division Multiplexed), que consistem na utilização de diversos canais numa mesma fibra óptica. Com isso, os sistemas tiveram a capacidade total de transmissão multiplicada. Quanto maior o número de canais utilizados, maior a capacidade agregada do sistema. Contudo, ao se aumentar o número de canais na fibra também se aumenta a potência luminosa total dentro da fibra. Dado que o núcleo da fibra é muito pequeno, a intensidade da luz dentro do núcleo também é muito maior o que torna o sistema susceptível ao aparecimento dos efeitos não-lineares. Os efeitos não lineares ocorrem em qualquer tipo de fibra óptica. Especialmente nas fibras DS, onde a dispersão é nula, esses efeitos ocorrem com muito mais intensidade. O efeito não-linear mais conhecido é o Four Wave Mixing (FWM), ou mistura de quatro ondas. Esse efeito faz com que dois ou mais canais se misturem gerando sinais em outros comprimentos de onda. Esses sinais gerados agem com ruído para o sistema, tornando inviável a recepção dos sinais. Por esses motivos, a produção das fibras DS foi descontinuada por muitos fabricantes, que em seu lugar, desenvolveram as fibras ITU-T G.655 chamadas de fibras de dispersão deslocada não-nula (NZDFs). As NZDFs, são atualmente as fibras mais avançadas para aplicações em telecomunicações. A diferença entre as DSFs e as NZDFs é que as ultimas apresentam uma pequena dispersão suficiente para evitar os efeitos não lineares, mas ainda pequena o suficiente para não causar penalidades no sistema pelo alargamento dos pulsos.
-As fibras NZDs podem ser encontradas comercialmente apresentando tanto dispersão positiva ou negativa na região de 1550 nm e são uma evolução das fibras DS. As fibras DS não são mais fabricadas.
-A aplicação das fibras monomodo vão desde sistemas de ultra-longa distância (~1000 km), como os sistemas submarinos e terrestres, assim como os sistemas de telefonia regionais, acesso e serviços de TV a cabo (~100 km).
8. Ao escolher uma fibra monomodo, quais os principais parâmetros devo levar em consideração?
-As fibras monomodo são utilizadas em aplicações cuja distância típica pode variar de algumas dezenas até alguns milhares de kms. Por isso, os parâmetros da fibra responsáveis por efeitos cumulativos são mais importantes que os demais. Por isso, os principais parâmetros a serem observados são a atenuação e a dispersão.
-A atenuação faz com que a potência dos sinais ópticos que viajam pela fibra vá diminuindo com a propagação. Essa perda de energia é causada principalmente pela absorção das moléculas que constituem o vidro e o valor depende do comprimento de onda dos sinais utilizados. Uma fibra típica, apresenta atenuação de 0.2 dB/km em 1550 nm e 0.35 dB/km em 1310 nm. Mais recentemente, novos sistemas passaram a exigir a especificação em outros comprimentos de onda como 1383 nm e 1625 nm. Fibras que apresentam atenuação em 1383 nm menor que 0.4 dB/km são denominadas fibras de 'baixo pico d'água'. Esse tipo de fibra é uma evolução das fibras monomodo convencionais e já se tornaram padrão no mercado.
-Assim como o valor da atenuação, a dispersão da fibra é fator decisivo no desenho de um sistema. A dispersão causa o alargamento dos pulsos (bits) causando erros no receptor. Uma fibra SMF possui dispersão nula em 1310 nm e uma dispersão entre 17 -18 ps/nm.km em 1550 nm. Uma fibra NZD positiva ou negativa, possui dispersão em módulo entre 4 ' 7 ps/nm.km em 1550 nm.
-Uma outra fonte de dispersão é o PMD (Polarization Mode Dispersion). O PMD surge devido a dependência do índice de refração da fibra com a polarização da luz. Essa dependência existe por que durante o processo de fabricação, a fibra sofre variações de tensão que por sua vez causam uma birrefringência no núcleo. Como a polarização da luz na fibra não é mantida constante, os pulsos acabam se alargando porque diferentes porções da luz experimentam diferentes valores de índice de refração. Geralmente esse efeito é pequeno e só é um fator limitante para sistemas de alta taxa (> 10 Gpbs). Os valores típicos de PMD estão entre 0.1 ' 0.3 ps/km.
9. Quantos tipos de fibras multimodo existem? Quais são suas aplicações?
-Podemos encontrar no mercado dois tipos de fibras multimodo: fibras MM com núcleo de 50 µm de diâmetro e fibras MM com núcleo de 62.5 µm de diâmetro.
-A diferença entre as fibras monomodo e as fibras multimodo é que estas possuem núcleo de diâmetro muito maior permitindo a propagação da luz em vários modos.
-As fibras multimodo não podem ser utilizadas em aplicações cujas distâncias ultrapassem 2 km. O fator que limita a distância na utilização dessas fibras é a dispersão modal. Esse tipo de dispersão só ocorre nas fibras multimodo. Quando um pulso óptico é injetado numa fibra multimodo, diversos modos de propagação são excitados fazendo com que partes do pulso percorram caminhos diferentes na fibra. Assim, as componentes do pulso que viajaram nos modos de menor distância chegarão ao final da fibra mais rapidamente que as demais, causando um grande alargamento no pulso. A distância máxima permitida para o uso de uma determinada fibra multimodo depende da largura de banda da fibra e da taxa de transmissão utilizada.
-As principais aplicações das fibras multimodo são as redes internas de computadores (LANs) e demais aplicações de curta distância como as redes corporativas e Data Centers.
-Os sistemas que utilizam fibras multimodo, geralmente possuem LEDs (600 ' 850 nm) ou VCSELs (tipo de laser mais simples e barato com operação em 850 nm ou 1300 nm) como fonte luminosa.
10. Ao escolher uma fibra multimodo, quais os principais parâmetros devo levar em consideração?
-Para as fibras multimodo, os principais parâmetros a serem considerados são o diâmetro do núcleo e a largura de banda. No mercado, encontramos fibras multimodo com núcleo de 50 µm ou 62.5 µm.
-A largura de banda de uma fibra multimodo é medida em MHz.km e depende do núcleo da fibra. Geralmente as fibras de 50 µm apresentam maior largura de banda que as fibras de 62.5 µm. Esses valores estão tipicamente entre 200 ' 400 MHz.km para as fibras multimodo de 62.5 µm e entre 300 ' 2000 MHz para as fibras 50 µm.
-Algumas fibras multimodo apresentam perfil de índice otimizado para a operação com fontes laser ou VCSELs. Essas fibras foram desenvolvidas levando em consideração as diferenças nas fontes transmissoras. A luz de um LED se espalha muito mais pelo núcleo da fibra, de maneira que falhas no perfil de índice da fibra não representam grandes problemas. No caso de um laser ou um VCSEL, a luz se concentra principalmente na região central do núcleo, o que torna as variações no perfil de índice próximo ao centro do núcleo mais preocupantes. Essas fibras são fabricadas com um controle mais rigoroso do perfil de índice e podem apresentar larguras de banda da ordem de 4000 MHz.km. Estas são as fibras ideais para aplicações de alta taxa como as chamadas redes Gigabit Ethernet.
11. 50 µm ou 62.5 µm? Qual fibra multimodo escolher?
-A escolha entre os dois tipos de fibra multimodo depende mais da compatibilidade entre os equipamentos do sistema como conectores e racks do que com alguma aplicação em especial.
-Apesar das fibras de 50 µm terem sido as primeiras a serem desenvolvidas, foram as fibras de 62.5 µm que tomaram inicialmente a liderança no mercado. Esse fato ocorreu porque há algumas décadas, um bom acoplamento ou conexão entre fibras ainda era um desafio. Como as fibras de 62.5 µm possuem um núcleo maior, as conexões e emendas eram facilitadas. Apesar disso, as fibras de 50 µm se tornaram os padrões em países como Alemanha e Japão.
-Hoje em dia, acoplamento e emendas de fibras multimodo não são mais desafios para o instalador. Por essa razão e por apresentar maior largura de banda, as fibras de 50 µm deverão brevemente se tornar o padrão mundial de fibra multimodo.
O QUE É NO-BREAK
Gerenciamento de energia com proteção para qualquer dispositivo eletrônico.
Em tempos de tempestades e por conseqüência altos índices de descargas elétricas, devemos nos preocupar com a qualidade da energia em que nossos equipamentos estão conectados. Na sua maioria os equipamentos críticos têm custos elevados e são extremamente sensíveis aos possíveis danos causados por variações como: surtos, picos, quedas ou ruídos na energia. Para isso, apresentamos uma dica com as definições para cada situação apresentada.
Com os problemas que existem na rede de energia elétrica devemos utilizar estabilizadores ou no-breaks para aumentar a vida útil dos equipamentos de informática, PABX, switchs e etc. Para isso devemos saber o seguinte.
1. Qual a diferença entre estabilizador e nobreak?
-Ambos os equipamentos têm a função de estabilizar a tensão da rede, ou seja, manter a amplitude dentro dos valores aceitáveis pelos equipamentos, porém, a diferença primordial é que o nobreak possui uma ou mais baterias que fornecem energia, mesmo durante o período em que a rede elétrica não está presente, o estabilizador não. Assim, o nobreak não deixa parar o equipamento que está ligado a ele quando houver a falha da rede.
2. Por que é importante o uso de nobreak?
-Atualmente o uso de equipamentos de informática tornou-se extremamente comum, tanto em empresas como em residências. Assim, a utilização de equipamentos que necessitam de energia elétrica é de vital importância para dar seguimento a todo processo de armazenamento de dados, como planilhas, documentos, cadastros. Ou seja, os dados que giram pela empresa ou pelas máquinas de uso pessoal dependem diretamente do fornecimento de energia segura e de qualidade, o que muitas vezes não é garantido pelo sistema de geração, transmissão ou distribuição das operadoras, ou até mesmo pela instalação elétrica existente no sistema interno da empresa ou de nossa residência, pois diferentes tipos de problemas podem ocorrer na qualidade da energia, como surtos, ruídos, blecautes. A utilização de nobreak permite que tais problemas não sejam transferidos aos nossos equipamentos, garantindo o fornecimento de energia segura quando da deficiência da rede elétrica.
3. O que é nobreak inteligente?
-É aquele que possui uma interface entre nobreak e micro (geralmente com conector RS232) e que permite a monitoração do sistema de energia através de software específico para isso. Os softwares de monitoração permitem a emissão de relatórios e gráficos de ocorrências de falhas de energia e a execução de shutdown ou fechamento dos programas que estão sendo executados; alguns ainda permitem o acompanhamento detalhado da situação/nível da bateria ou da rede através de gráficos representativos.
4. Quais os fatores importantes que devo analisar antes de comprar um nobreak?
-Antes de adquirir um nobreak você deve definir quantos e quais equipamentos serão ligados a ele e como estão distribuidos fisicamente, bem como a potência que os mesmos irão consumir. Estes fatores irão permitir a avaliação do modelo e o tipo de nobreak que melhor solucionará sua necessidade.
5. Como faço para dimensionar o nobreak ideal para minha aplicação?
-Verifique a potência de cada equipamento, em W. Para isso leia a especificação na parte traseira ou inferior do equipamento que deseja ligar ao nobreak;
-Some todas as potências de todos os equipamentos;
Entre em contato com a Energitech que informaremos o nobreak ideal para a sua necessidade, considerando a potência contínua obtida anteriormente, o tipo de bateria e o tempo de autonomia desejada.
O QUE É SPDA, PARA-RAIOS
COMO SE FORMAM AS DESCARGAS ATMOSFÉRICAS ?
A formação de uma descarga atmosférica acontece quando temos nuvens intensamente carregadas (tempestades). A nuvem, carregada negativamente em sua parte inferior, forma uma descarga piloto em direção à terra. Em contrapartida, um caminho ionizado a partir da terra em direção à nuvem vai-se formando até encontrar a descarga piloto. Neste momento forma-se um caminho completo, que dá origem à primeira descarga (líder) possibilitando então a corrente de retorno (terra para a nuvem), de maior intensidade. Há casos, quando as nuvens estão intensamente carregadas, de os raios se repetirem pelo mesmo caminho (raios múltiplos), com diversas descargas simultâneas.
QUAL A AMPLITUDE DOS RAIOS ?
A corrente de uma descarga atmosférica é da ordem de 15.000A, podendo chegar a 200.000A. O tempo de duração total de um raio é de aproximadamente 200 micro-segundos, porém a frente de onda ocorre em apenas 1,2 micro-segundos.
ÍNDICE CERÁUNICO
A quantidade de raios em uma determinada região é dada pelo seu índice Ceráunico, que determina o número de dias de tempestade por ano em uma região. Em Santa Catarina e Paraná este índice está entre 40 a 60 dias de tempestade por ano.
A título de exemplo, este mesmo índice para a Europa seria entre 5 a 30, e justamente lá os sistemas de proteção às descargas são bastante rigorosos.
DANOS DAS DESCARGAS ATMOSFÉRICAS
Um dos principais danos das descargas atmosféricas está relacionado à ação dos raios em seres vivos (seres humanos, animais, vegetação). A descarga direta mata instantaneamente, porém é bastante rara. A descarga indireta, mais freqüente, acontece nas imediações e pode provocar seqüelas e até mesmo a morte. A descarga indireta dá origem a enormes sobretensões que afetam os seres e as estruturas nas imediações da descarga. Atualmente, com a sofisticação e proliferação dos equipamentos eletrônicos, as descargas têm sido uma preocupação constante. Geralmente as descargas provocam sobretensões que afetam ou mesmo inutilizam os equipamentos. Em regiões onde o índice Ceráunico é alto isto se verifica com freqüência em sistemas de computação, transmissão de dados, equipamentos cirúrgicos, telefônicos, etc. Indústrias que trabalham com materiais combustíveis ou explosivos são as que devem ter o melhor tipo de proteção, pois estão mais sujeitas aos danos provocados pelas descargas. Edifícios residenciais, comerciais, públicos, de convenções, hospitais, hotéis e outros semelhantes, localizados em regiões abertas e com alto índice Ceráunico, devem contar com sistema de proteção eficiente, tanto com relação às pessoas quanto à sua estrutura.
SISTEMAS DE PROTEÇÃO AS DESCARGAS ATMOSFÉRICAS
Os sistemas mais comuns utilizados atualmente são os captores radioativos (fora de norma), captores verticais (franklin) e captores em malha (gaiola de faraday), ou uma combinação deles. Devido à natureza das descargas, no entanto, dificilmente a proteção poderá ser 100% segura, mas pode se aproximar disto, como vemos abaixo.
O CAPTOR RADIOATIVO É PROIBIDO
O captor radioativo, muito utilizado há algum tempo atrás, hoje está sendo retirado do mercado e proibido o seu uso pelo CNEN (Conselho Nacional de Energia Nuclear). Testes feitos com este tipo de captor indicaram que seu raio de atuação não é maior que o do captor franklin. Ou seja, a maioria das instalações que utiliza o captor radioativo com um grande raio de ação, na verdade está quase que totalmente desprotegida, pois estão errados os dados fornecidos pelos fabricantes. Além disto há o problema do material radioativo utilizado em sua fabricação, que tem durabilidade muito maior do que o restante dos materiais empregados no captor, e mesmo do que a estrutura que supostamente protege. O indicado é substituir este tipo de captor por um sistema mais eficiente e menos perigoso, e o mais rápido possível. O captor franklin protege um cone formado a partir de sua ponta, com um ângulo que varia conforme sua altura em relação à terra. Este ângulo varia de 45 a 25 graus, porém estruturas com mais de 20 metros de altura, necessitam de proteção lateral, pois o captor não á capaz de proteger as descargas atmosféricas laterais (inclinadas). Captores em forma de malha (gaiolas de faraday) são os mais eficientes, pois formam uma malha de condutores em torno de toda a edificação, protegendo quase que totalmente seu interior. Desta forma o campo magnético no interior é nulo, não havendo a indução de tensões que poderiam afetar os seres e equipamentos.
COMO FAZER UMA PROTEÇÃO EFICIENTE PARA AS EDIFICAÇÕES
Cada caso de proteção às descargas atmosféricas deve ser analisado com exclusividade. Nesta análise deve-se considerar o tipo de estrutura, a sua área construída, o material usado na estrutura, as estruturas das vizinhanças, a geografia do local e seu índice Ceráunico, tipo de ocupação e conteúdo da estrutura. A partir destas condições pode-se realizar um bom projeto e uma boa instalação de proteção. A melhor opção para proteção é integrar o sistema aos próprios elementos da edificação, chamados de componentes naturais de proteção, tais como estruturas metálicas, detalhes metálicos da arquitetura, armações do concreto, fundações, etc. Para isto é necessário o conhecimento correto para uso destes elementos e sua forma de integração ao sistema protetor. Obviamente os custos do sistema de proteção caem consideravelmente, além do ganho qualitativo.
QUANDO SE TEM UM PÁRA-RAIOS NA EDIFICAÇÃO, OS EQUIPAMENTOS ELETRÔNICOS ESTÃO PROTEGIDOS ?
A proteção da edificação tem apenas a finalidade de captar e escoar a corrente da descarga para a terra caso ela ocorra sobre o seu volume. Os seres humanos no interior da edificação estão protegidos, porém os equipamentos muito sensíveis não estão. O grande campo magnético associado à descarga pode afetar estes equipamentos, assim como as descargas nas redondezas e as correntes circulantes na terra, caso o aterramento não seja adequado e as linhas de energia e de comunicação não estejam protegidas contra surtos.
COMO PROTEGER OS EQUIPAMENTOS ?
Os equipamentos sensíveis no interior da edificação devem ter um sistema de proteção dedicado, que esteja associado às suas características de suportabilidade. Para isto todas as possibilidades de acoplamento devem ser levantadas, e em cima disto deve ser feito um trabalho de proteção que envolva desde blindagens até filtros protetores de baixa tensão. Um grande problema para os equipamentos não é apenas a 'queda' de um raio sobre a edificação em que está alojado. As descargas nas imediações podem induzir elevados surtos nas linhas de energia de alta e baixa tensão, assim como em linhas telefônicas (troncos e ramais) e linhas de comunicação de dados. Estes surtos podem alcançar os equipamentos, os quais podem sofrer desde paralisações temporárias até a queima total.
OS EQUIPAMENTOS 'QUEIMAM' SOMENTE QUANDO HÁ TEMPESTADES ?
Sem dúvida os transientes originados devido às descargas atmosféricas são os que mais tem afetado os equipamentos, mas uma série de outras causas têm originado problemas, e muitas vezes o usuário nem chega a se dar conta de que a causa esteja tão próxima. Como exemplo destas causas podemos citar: proximidade dos equipamentos sensíveis de cabos alimentadores de potência; proximidade às subestações; chaves contatoras na mesma linha de alimentação ou em linhas próximas; fontes de rádio-frequência (walk-talk); cabeamento de lógica junto a cabeamento de energia;
QUANDO UM ATERRAMENTO É DE QUALIDADE ?
Um dos grandes problemas nos sistemas de proteção é referente ao aterramento. Em geral as recomendações vão no sentido de se ter uma baixa resistência, o que não quer dizer necessariamente que o aterramento seja bom. As malhas de aterramento têm a função de escoar correntes de falta quando ocorre um curto-circuito, ou a de escoar as correntes de surtos ' descargas atmosféricas. Para os dois casos as condições são diferentes, porém, por questões de engenharia, devemos associar as malhas da melhor maneira possível conforme as condições do local. Um aterramento para correntes de surto é de qualidade quando possibilita o escoamento num grande plano, de forma a diminuir as tensões de passo, bem como diminuir até eliminar a circulação de correntes por outros meios, tais como blindagens ou cabos.
AS MALHAS DE ATERRAMENTO DEVEM SER SEPARADAS ?
Do ponto de vista ideal, as malhas para diferentes sistemas deveriam ser totalmente independentes, porém isto é impossível na realidade da engenharia, pois os diferentes sistemas (elétrico, telefônico, dados, vídeo, carcaças) compartilham o mesmo espaço físico e sempre as malhas de aterramento, mesmo que independentes, são suficientemente próximas para gerarem diversos acoplamentos. Com estas considerações, as normas específicas (ABNT / IEC) recomendam a utilização de uma única malha e a criação de uma ligação equipotencial ' LEP ' para aterramento dos diversos sistemas.
CONFUSÕES E MITOS A DERRUBAR
í comum dizer que um pára-raios muito bom 'puxa' os raios. Ora, o fenômeno das descargas é de grandes proporções, ocorre num espaço de vários quilômetros, e não será um conjunto de cabos e captores sempre o preferido para a descida. Na ocorrência de uma descarga, a estrutura que tiver uma boa proteção não sofrerá, enquanto que outra, desprotegida, terá que suportar sobre seu próprio corpo a captação, descida e descarregamento para a terra, com conseqüências imprevisíveis. O pára-raios tipo franklin, desenvolvido por Benjamim Franklin há décadas é utilizado até hoje e considerado adequado. No entanto, devido às proporções das descargas, as pontas do franklin não têm nenhuma serventia especial, apenas é mais 'bonito' do que uma ponta só, e mais caro. Quando se vê grandes edifícios, arquitetura ousada, ótimo acabamento, sempre há o 'defeito' das descidas do pára-raios com um cabo passando por diversos isoladores. Para quê os isoladores ? A norma é clara: apenas quando a estrutura de suporte é de material combustível (madeira, por exemplo). Mas quase todos os edifícios são de alvenaria ! Além do mais a distância de 10 ou 20 cm dos isoladores não faz muita diferença, em termos de proteção, para uma corrente de mais de 15.000 amperes.
CRENÇAS POPULARES
Um raio não cai duas vezes no mesmo lugar.
- Isto não é verdade, pois é provado que um raio pode cair várias vezes no mesmo lugar.
O Pára-Raios do meu vizinho, protege a minha casa?
- O sistema de proteção contra descargas atmosféricas instalado no prédio do seu vizinho, foi projetado para proteger a edificação do seu vizinho, portando a sua está desprotegida.
O Pára-Raios atrai os raios para minha edificação?
- Errado, o sistema de proteção contra descarga atmosférica serve para conduzir a energia gerada por um raio à terra, por um caminho seguro.
O Pára-Raios protege meus equipamentos eletrônicos?
- Não, ele não protege os equipamentos eletrônicos. Os equipamentos eletrônicos devem ser protegidos por aterramento e outros dispositivos que tenham esta função.
Devo separar o Pára-Raios dos outros aterramentos?
- Não, todos os sistemas de aterramentos, seja de telefonia, de equipamentos eletrônicos, informática, SPDA, tubulações, etc., devem possuir uma ligação equipotencial.
DICAS PARA REALIZAÇÃO DE UM BOM PROJETO
- Os condutores de descidas e anéis intermediários podem ser fixados diretamente na fachada das edificações ou por baixo do reboco.
- Os condutores de descida devem ser distribuídos ao longo do perímetro da edificação, de acordo com o nível de proteção, com preferência para as quinas principais.
- Em edificações acima de 20m de altura, os condutores das descidas e dos anéis intermediários horizontais deverão ter a mesma bitola dos condutores de captação, devido à presença de descargas laterais.
- Para minimizar os danos estéticos nas fachadas e no nível dos terraços, podem ser usados condutores chatos de cobre.
- A malha de aterramento deverá ser com cabo de cobre nu #50mm a 0,5m de profundidade no solo, interligando todas as descidas.
- Os eletrodos de aterramento tipo 'Copperweld' deverão ser de alta camada (254 microns) não sendo permitidos os eletrodos de SPDA baixa camada. .
- As conexões enterradas deverão ser preferencialmente com solda exotérmica, porém se forem usados conectores de aperto, deverá ser instalada uma caixa de inspeção de solo para proteção e manutenção do conector.
- Todas as ferragens deverão ser galvanizadas a fogo, sendo portanto proibida a galvanização eletrolítica.
- As equalizações de potenciais deverão ser no mínimo executadas no nível do solo e a cada 20m de altura, onde deverão ser interligadas todas as malhas de aterramento, bem como todas as prumadas metálicas da edificação e a própria estrutura da edificação.
- As tubulações de gás com proteção catódica não poderão ser vinculadas diretamente. Neste caso deverá ser instalado um DPS tipo centelhador.
Recomenda-se que todos os furos realizados na instalação do SPDA sejam bem vedados para evitar infiltrações no futuro. Recomenda-se o uso de porcas, arruelas e parafusos em aço inox e buchas de nylon para aumentar a vida útil do SPDA.
MÉTODOS DE PROTEÇÃO:
Existem alguns meios de elaborar uma adequada proteção contra descargas atmosféricas. Dentre as mais usuais encontramos:
1) MÉTODO FRANKLIN - a teoria de proteção consiste na rotação da tangente de um triângulo em torno de um eixo (geratriz), cujo ângulo de abertura é determinado por uma tabela específica, variando em função do nível de proteção da edificação e da altura da edificação.
2) MÉTODO DA GAIOLA DE FARADAY - consiste no lançamento de cabos horizontais sobre a cobertura da edificação, modulados de acordo com o nível de proteção. Este sistema funciona como uma blindagem eletrostática, tentando evitar que o raio consiga perfurar a blindagem e atinja a edificação e também reduzindo os campos elétricos dentro dela.
OBS: Outras estruturas metálicas da edificação a ser protegida contra descargas atmosféricas podem ser utilizadas como captores naturais ou condutores de descida tais como: coberturas, pilares, treliças, calhas, tubos, etc.
IMPORTANTE: A fabricação e comercialização dos captores radioativos está proibida desde 1989 pela Resolução 04/89 da CNEN (Comissão Nacional de Energia Nuclear) publicada em 09/05/1989, devido os fabricantes não terem conseguido comprovar a sua eficiência com o uso de material radioativo. Este tipo de captor deve ser substituído, e após isso a instalação deverá ser adaptada à Norma 5419/93 da ABNT parta que ofereça um mínimo de segurança, de modo a minimizar a exposição aos riscos provenientes de uma descarga atmosférica.
O QUE FAZER?
Para proteção de estruturas e equipamentos contra descargas e transientes, que geram prejuízos de grande monta, deve-se procurar um projeto de engenharia elétrica adequado, que gera gastos de pequeno custo e grande valor.
NOVAS TECNOLOGIAS
A DATALINK desenvolve projetos especiais de SPDA, controle de interferências, surtos e transientes utilizando os próprios componentes das instalações como estruturas metálicas das paredes, pisos e telhados para compor um sistema integrado de proteção.
Se há uma nova edificação a ser construída não deixe de nos consultar, sempre teremos uma solução de infra-estrutura e de engenharia para casar com o seu projeto de arquitetura.
O QUE É SWITCHES
Switches são dispositivos que filtram e encaminham pacotes entre segmentos (sub-redes) de redes locais. Operam na camada de enlace (camada 2) do modelo OSI, devendo ser independentes dos protocolos de camada superior.
LANs que usam switches para ligar segmentos são chamadas switched LANs (LANs comutadas) ou, no caso de redes Ethernet, switched Ethernet LANs.
Conceitualmente, switches poderiam ser consideradas bridges multi-portas. Tecnicamente, bridging é uma função da camada 2 do modelo OSI, e todos os padrões atuais de rede, como Ethernet, Token Ring e FDDI, podem ser conectados através de bridges ou switches.
Os switches aprendem quais estações estão conectadas a cada um dos segmentos de suas portas. Ele examina o tráfego de entrada, deduz endereços MAC de todas as estações conectadas a cada porta, e usa esta informação para construir uma tabela de endereçamento local.
Os frames recebidos, em vez de serem propagados para todas as portas, são enviados apenas para a porta correspondente ao endereço de destino.
Muitos switches usam uma arquitetura baseada em ASIC (Application Specific Switching Circuits), ao invés dos microprocessadores tradicionais, permitindo com isto uma maior velocidade na comutação, e um barateamento do custo.
CLASSIFICAÇÃO DOS SWITCHES
Quanto ao método de encaminhamento dos pacotes utilizado: store-and-forward, cut-through ou adaptative cut through.
Store-and-Forward
Switches Store-and-Forward guardam cada quadro em um buffer antes de encaminhá-lo para a porta de saída. Enquanto o quadro está no buffer, o switch calcula o CRC e mede o tamanho do quadro. Se o CRC falha, ou o tamanho é muito pequeno ou muito grande (um quadro Ethernet tem de 64 bytes a 1518 bytes) o quadro é descartado. Se estiver tudo OK, o quadro é encaminhado para a porta de saída.
Esse método assegura operações sem erro e aumenta a confiabilidade da rede. Contudo, o tempo gasto para guardar e checar cada quadro adiciona um tempo de latência grande ao processamento dos quadros.
A latência total é proporcional ao tamanho dos pacotes: quanto maior o pacote, maior o delay.
Cut-Through
Os Switches Cut-Through foram projetados para reduzir a essa latência. Esses switches minimizam o delay lendo apenas os 6 primeiros bytes de dados do pacote, que contém o endereço de destino, e logo encaminham o pacote.
Contudo, esse switch não detecta pacotes corrompidos causados por colisões (conhecidos como runts), nem erros de CRC. Quanto maior o número de colisões na rede, maior será a largura de banda gasta com o encaminho de pacotes corrompidos.
O segundo tipo de switch cut-through, fragment free, foi projetado para eliminar esse problema. Nesse caso, o switch sempre lê os primeiros 64 bytes de cada pacote, assegurando que o quadro tem pelo menos o tamanho mínimo, evitando o encaminhamento de runts pela rede.
Adaptative Cut-Through
Os switches que processam pacotes no modo adaptativo suportam tanto store-and-forward quanto cut-through. Qualquer dos modos pode ser ativado pelo gerente da rede, ou o switch pode ser inteligente o bastante para escolher entre os dois métodos, baseado no número de quadros com erro passando pelas portas.
Quando o número de quadros corrompidos atinge um certo nível, o switch pode mudar do modo cut-through para store-and-forward, voltando ao modo anterior quando a rede se normalizar.
Switches cut-through são melhor utilizados em pequenos grupos de trabalho e pequenos departamentos. Nessas aplicações é necessário um bom throughput, mas erros potenciais de rede ficam no nível do segmento, sem impactar a rede corporativa.
Já os switches store-and-forward são projetados para redes corporativas, onde check de erros e bom throughput são desejáveis.
Apenas os switches store-and-forward, ou Adaptative cut-through funcionando no modo store-and-forward possuem a capacidade de suportar mais de um tipo de LAN (como por exemplo Ethernet e Fast Ethernet), pois são os únicos com capacidade de bufferização dos quadros, condição necessária para a posterior conversão do formato do quadro MAC, ou do método de sinalização.
Quanto à forma de segmentação das sub-redes, podem ser classificados como switches de camada 2 (Layer 2 Switches), switches de camada 3 (Layer 3 Switches), ou switches de camada 4 (Layer 4 switches).
Layer 2 Switches
São os switches tradicionais, que efetivamente funcionam como bridges multi-portas. Sua principal finalidade é de dividir uma LAN em múltiplos domínios de colisão, ou, nos casos das redes em anel, segmentar a LAN em diversos anéis.
Os switches de camada 2 possibilitam, portanto, múltiplas transmissões simultâneas, a transmissão de uma sub-rede não interferindo nas outras sub-redes. Os switches de camada 2 não conseguem, porém filtrar broadcasts, multicasts (no caso em mais de uma sub-rede contenham as estações pertencentes ao grupo multicast de destino), e quadros cujo destino ainda não tenha sido incluído na tabela de endereçamento.
Layer 3 Switches
São os switches que, além das funções tradicionais da camada 2, incorporam algumas funções de roteamento, como por exemplo a determinação do caminho de repasse baseado em informações de camada de rede (camada 3), validação da integridade do cabeçalho da camada 3 por checksum, e suporte aos protocolos de roteamento tradicionais (RIP, OSPF, etc)
Os switches de camada 3 suportam também a definição de redes virtuais (VLAN's), e possibilitam a comunicação entre as diversas VLAN's, sem a necessidade de se utilizar um roteador externo.
Por permitir a interligação de segmentos de diferentes DOMÍNIOS DE BROADCAST, os switches de camada 3 são particularmente recomendados para a segmentação de LAN's muito grandes, onde a simples utilização de switches de camada 2 provocaria uma perda de performance e eficiência da LAN, devido à quantidade excessiva de broadcasts.
Pode-se afirmar que a implementação típica de um switch de camada 3 é mais escalável que um roteador, pois este último utiliza as técnicas de roteamento a nível 3 e repasse a nível 2 como complementos, enquanto que os switches sobrepõem a função de roteamento em cima do switching, aplicando o roteamento aonde se mostrar necessário.
Layer 4 Switches
Estão no mercado a pouco tempo, e geram uma controvérsia quanto à adequada classificação destes equipamentos. São muitas vezes chamados de Layer 3+ (Layer 3 Plus).
Basicamente incorpora às funcionalidades de um switch de camada 3, a habilidade de se implementar a aplicação de políticas e filtros a partir de informações de camada 4 ou superiores, como portas TCP e UDP, ou SNMP, FTP, etc.
Classificação dos Switches Layer 3
Existem dois tipos básicos de Switches Layer 3: Pacote-por-Pacote (Packet by Packet) e Layer-3 Cut-through.
Basicamente um switch Packet By Packet é um caso especial de switch Store-and-Forward, pois como estes, bufferizam e examinam o pacote, calculando o CRC do quadro MAC, e além disto decodificam o cabeçalho da camada de rede para definir sua rota através do protocolo de roteamento adotado.
Um switch Layer 3 Cut-Through (não confundir com switch Cut-Through, assim classificado quanto ao método de encaminhamento dos pacotes), examinam os primeiros campos, determinam o endereço de destino (através das informações dos 'headers' de camada 2 e 3), e, a partir deste instante, estabelecem uma conexão ponto a ponto (a nível 2), examinando apenas as informações de nível 2, para conseguir uma alta taxa de transferência de pacotes.
Cada fabricante tem o seu projeto próprio para possibilitar a identificação correta dos fluxos de dados a fim de possibilitar o repasse após os primeiros terem sido roteados. Como exemplo, temos o 'IP Switching' da Ipsilon, o 'SecureFast Virtual Networking da Cabletron', o 'Fast IP' da 3Com.
O único projeto adotado como um padrão de fato, sendo portanto implementado por diversos fabricantes, é o MPOA (Multi Protocol Over ATM). O MPOA, a despeito de sua comprovada eficiência, é complexo e caro de se implementar, e é limitado a backbones ATM.
O switch Layer 3 Cut-Through, a partir do momento em que a conexão ponto a ponto for estabelecida, poderá funcionar no modo 'Store-and-Forward' ou 'Cut-Through'
Capacidade do backplane de um Switchs
A capacidade de repasse de pacotes do backplane de um switch deverá ser de pelo menos a metade da soma das taxas máximas de transmissão de todas as portas do switch, se estas forem half duplex. Se as portas do switch puderem operar em full fuplex, a capacidade de repasse dos pacotes deverá ser igual ou maior à soma das taxas máximas de transmissão das portas do switch.
Por exemplo, um switch de 12 portas fast ethernet half duplex deverá possuir um backplane com a capacidade de efetuar o repasse dos quadros a uma velocidade mínima de 600 Mbps, o que corresponde à situação crítica de haver 6 portas recebendo quadros, e estes sendo redirecionados às outras 6 portas. Se o backplane não suporta o fluxo agregado de 600 Mbps está recebendo, terá que guardar em memória alguns dos quadros, a fim de evitar o seu descarte. Neste caso o backplane torna-se o gargalo da rede.
Um switch que, por maior que seja o tráfego recebido, o backplane nunca será o gargalo da rede é chamado Non Blocking.
Capacidade da aprendizagem dos endereços MAC:
Os switches possuem tabelas onde armazenam os endereços MAC 'conhecidos' da rede, e sua correspondente porta de origem, chamadas de source address tables (SAT). Estes endereços MAC são das estações de trabalhos, hubs 'inteligentes', outros switches, bridges ou roteadores. Os switches implementam o repasse dos quadros de acordo com a informação do endereço de destino nos mesmos e na porta de saída correspondente ao endereço MAC nas tabelas.
Toda vez que chega um quadro cujo endereço MAC não consta nas tabelas, é necessário que o quadro seja enviado a todas as portas do switch, como se fosse um broadcast. Esta ação acentua drasticamente o tráfego na rede, e pode provocar um número considerável de colisões. Uma vez que a estação de destino responde à transmissão, seu endereço MAC é 'aprendido' e armazenado nas SAT.
Porém, se as tabelas dos switches possuírem uma capacidade de aprendizagem de endereços MAC inferior ao número de dispositivos da rede, é possível que estas já estejam cheias. Neste caso uma das entradas da SAT deverá ser descartada para a armazenagem do novo endereço aprendido.
O critério para descarte do endereço na tabela varia de fabricante ou modelo, sendo mais comuns o uso de uma fila FIFO, onde se descarta o que não se anuncia a mais tempo, ou um critério estatístico em que se descarta aqueles que em uma média temporal geraram um menor tráfego. De qualquer modo, a necessidade de se descartar entradas na tabela acabará por acarretar no aumento do tráfego 'broadcast' da rede, o que é altamente indesejável.
Por esta razão, ao se escolher um switch para sua rede, recomenda-se dimensionar o tamanho da rede e escolher um modelo cuja capacidade de armazenagem de endereços seja igual ao maior ao número de dispositivos da mesma.
Protocolo IEEE 802.1D Spanning Tree
O Spanning Tree é um protocolo para sistemas baseados em bridges/switches, que permite a implementação de caminhos paralelos para o tráfego de rede, e utiliza um processo de detecção de 'loops' para:
- Encontrar e desabilitar os caminhos menos eficientes (os com menores largura de banda);
- Habilitar um dos caminhos menos eficientes, se o mais eficiente falhar.
O algoritmo de Spanning Tree determina qual é o caminho mais eficiente entre cada segmento separado por bridges ou switches. Caso ocorra um problema nesse caminho, o algoritmo irá recalcular, entre os existentes, o novo caminho mais eficiente, habilitando-o automaticamente.
As especificações do protocolo Spanning Tree são padronizadas pelo IEEE, dentro do conjunto das normas IEEE 802.1D.
Links Resilientes
Além da redundância automática implementada pelo protocolo Spanning Tree, totalmente padronizado pelo IEEE, os fabricantes de switches costumam implementar um nível de redundância de links, chamado de resiliência. Cada implementação é proprietária, não sendo garantida a interoperabilidade entre switches de fabricantes diferentes, quando se aplica a resiliência.
Ao contrário do Spanning Tree, em que a definição do link ativo e dos links de standbye é feita por algoritmo próprio, através da determinação do melhor caminho, a escolha do par de links resilientes é a cargo do administrador da rede, desta forma é possível 'forçar' um determinado link a ficar ativo, mesmo que este não seja o caminho que proporcione a maior largura de banda.
Ao se definir duas portas de um switch como resiliente, isto é, uma sendo ativa e outra standbye, é necessário que se utilize a mesma configuração nas outras pontas definindo uma porta como ativa e a outra standbye.
As aplicações do protocolo Spanning Tree e da definição de Links Resilientes não podem ser aplicadas conjuntamente em um switch, ou seja, se for desejo do administrador da rede configurar links resilientes, a função de spanning tree deverá estar desabilitada no equipamento.
'Link Agregation' (IEEE 802.3ad)
Link Agregation é um tipo de conexão especial que possibilita aos dispositivos comunicarem-se utilizando mais de um link em paralelo. Estes links em paralelo produzem os seguintes benefícios:
- podem multiplicar a largura de banda da conexão, dependendo da quantidade de links que comporão o 'tronco' de portas ( 'Port Trunk')
- podem prover um nível de redundância. Se um link quebrar, os outros links dividirão entre si o tráfego que se destinaria ao link defeituoso.
Observações:
- As portas nos dois lados da conexão deverão estar configuradas como 'port trunk';
- Uma porta não pode pertencer ao mesmo tempo a mais de um 'tronco';
- Não é possível mesclar portas de mais de um switch em um mesmo 'tronco';
- É possível haver portas de mídia diferentes, como fibra e par trançado, em um mesmo 'tronco'.
- É possível haver portas de velocidades diferentes, como 10 e 100 Mbps, em um mesmo 'tronco'. Neste caso somente as portas de maior velocidade ficarão ativas. As de menor velocidade ficarão em standbye;
- As estatísticas em um port trunk são medidas em separado para cada link, e depois somadas. Não é possível coletar estatísticas do 'tronco', de outra maneira.
- Antes de se desabilitar um port trunk, é recomendável desconectar todos os links, ou desabilitar todas as portas, senão poderá ser criado um loop, caso o protocolo spanning tree não estiver habilitado.
Espelhamento de Tráfego
Esta característica é desejável se o administrador da rede pretende conectar um analisador de protocolo diretamente à uma porta do switch, e monitorar o tráfego de outras portas do equipamento.
Deve-se definir uma porta que será monitorada, e o seu 'espelho', a porta em que o analisador de protocolo será conectado. Uma vez que esta funcionalidade for ativada, todo o tráfego oriundo ou destinado à porta monitorada será espelhado na porta 'espelho'
O Espelhamento de Tráfego torna-se necessário se o administrador de rede não quiser monitorar o tráfego de um determinado segmento, sem modificar as características físicas do segmento monitorado, ao se conectar um analisador de protocolo ao segmento.
Controle de Fluxo (IEEE 802.3x)
O padrão IEEE 802.3x ' Full Duplex e Controle de Fluxo ' foi completado em 1997. O padrão Full Duplex já foi apresentado e bastante estudado. Vamos, portanto, enfocar a capacidade de controle de fluxo em switches:
Quando se trabalha com duas ou mais tecnologias de comunicação com diferentes taxas de transmissão, Poderá ocorrer um gargalo devido aos pacotes que chegam dos links de maior capacidade, e ainda não conseguiram ser retransmitidos nos links de menor capacidade. Eventualmente, se um servidor a 100 Mbps, por exemplo, estiver se comunicando simultaneamente com um número grande de estações a 10 Mbps, o gargalo pode ocorrer no link de maior velocidade (100 Mbps).
Nos dois casos, o switch deverá possuir capacidade de bufferização dos pacotes que não puderam ser reenviados no momento em que chegaram ao equipamento, devido ao gargalo.
O problema é que a capacidade de bufferização será limitada pela quantidade de memória disponível no equipamento, que, por maior que seja , sempre poderá ocorrer um 'estouro' nos buffers, com o conseqüente descarte de pacotes.
Para que seja evitada a situação crítica em que os buffers fiquem cheios, é desejável que os switches implementem a capacidade de controle de fluxo, padronizada pela norma IEEE 802.3x.
Existem 'dois tipos básicos de controle de fluxo: o 'Controle de Fluxo Half Duplex' e o Controle de Fluxo Full Duplex':
- Controle de Fluxo Half Duplex ('Backpressure'):
Em conexões Half Duplex, os switches utilizam um método chamado 'Backpressure'. Por exemplo, consideremos um servidor a 100 Mbps enviando pacotes a uma estação de trabalho a 10 Mbps. Será necessário bufferizar os pacotes no switch que não puderem ser transmitidos imediatamente pelo link de 10 Mbps. Caso os buffers do switch fiquem cheios, o switch necessita sinalizar ao servidor que pare temporariamente de transmitir. Isto é feito através do envio de um pacote gerado pela camada MAC do switch, forçando uma colisão no link de 100 Mbps. Serão geradas tantas colisões quanto forem necessárias para que se esvazie os buffers dos switches.
- Controle de Fluxo Full Duplex:Para conexões Full Duplex, não é possível conter uma transmissão forçando colisões, uma vez que neste tipo de tecnologia é possível a transmissão de pacotes nos dois sentidos, sem que ocorra colisão.
O padrão IEEE 802.3x define um esquema diferente de controle de fluxo para ambientes full duplex, utilizando um quadro especial conhecido como quadro 'PAUSE'. O quadro PAUSE utiliza um endereço de destino de multicast especial, que não é repassado pelos switches, não gerando desta forma tráfego adicional desnecessário, nem interferindo com funções de controle de fluxo em outras partes da rede.
Se um cliente a 10 Mbps estiver recebendo um tráfego muito intenso de um servidor, por exemplo, o cliente enviará quadros PAUSE ao switch, reduzindo o throughput pelo link. Isto não é comum acontecer, pois a interface do cliente está preparada para suportar tráfego intenso a 10 Mbps. Porém pode ocorrer, por exemplo, uma situação em que o cliente temporariamente não pode receber dados devido ao seu disco rígido estar cheio. O cliente enviará quadros PAUSE ao switch até que se apague arquivos e obtenha espaço no disco rígido, e a transmissão do switch irá ser reiniciada.
Da mesma forma, se um switch estiver recebendo quadros por um link e os buffers ficarem cheios, o switch passará a enviar quadros PAUSE pelo link, e a estação transmissora interromperá temporariamente a transmissão de pacotes.
A maioria dos switches e placas Fast Ethernet e Gigabit Ethernet fabricados atualmente já suportam IEEE 802.3x. Os equipamentos mais antigos que implementam Full Duplex, lançados antes do padrão muitas vezes utilizam métodos para controle de fluxo em links Full Duplex.
Classes de Serviço ' IEEE 802.1p
- Recentemente ratificado pelo IEEE;
- Norma que visa estabelecer priorização de tráfego, de acordo com a definição de classes de serviço. A priorização de tráfego permite respostas quase instantâneas para aplicações críticas.
- Define oito níveis de prioridade, em que os quadros da rede carregarão a informação de prioridade do pacote, desde o nível 7 (maior prioridade) até o nível 0 (menor prioridade).
- Os equipamentos de infra-estrutura de rede, como switches e roteadores, construídos para serem compatíveis com o protocolo IEEE 802.1p, devem priorizar a entrega dos pacotes de acordo com a configuração de prioridade, dando maior preferência aos quadros de mais alta prioridade.
- Pode-se desta forma dar um tratamento preferencial a 'dados críticos', e aplicações que necessitam tempo de resposta imediato, como sistemas em 'real time'.
Os 3 bits de prioridade são lidos pelos dispositivos de infra-estrutura de rede suportam IEEE 802.1p, e o frame é roteado para um buffer interno (com estruturas em fila ' FIFO). Sua posição de entrada será correspondente à prioridade do pacote.
Os quadros de maior prioridade serão entregues antes dos quadros de mais baixa prioridade. Quadros sem prioridade e quadros setados com prioridade 0 ficarão na fila de mais baixa prioridade.
Como a estrutura (e o tamanho máximo do pacote, que neste caso é de 1522 bytes, 4 bytes maior do que o Ethernet tradicional) mudou, Além dos switches e roteadores, as placas de rede deverão ser também compatíveis com a priorização de classes de serviço IEEE 802.1p.
Os hubs, switches e roteadores que não suportam 802.1p poderão descartar o pacote caso ele esteja no seu tamanho máximo (1522 bytes), pois está com um tamanho maior que eles reconhecem como o tamanho do frame Ethernet. Mesmo que não ocorra o descarte de pacote, este será tratado como um pacote Ethernet tradicional (sem prioridade).
- Atribuição de Prioridades:
Os fabricantes de hardware compatível (placas de rede) implementam 'filtros' de prioridade, em que o usuário, por software, pode atribuir determinada prioridade a um serviço, endereço ou protocolo.
Por exemplo pode-se atribuir determinada prioridade a SNMP, SMTP, HTTP, TCP/UDP, endereços IP ou MAC, Sockets IPX, endereços IPX.
A atribuição de prioridade pode ser realizada por software, na montagem das informações de camada MAC do pacote (driver MAC da placa de rede).
É importante que seja feito um planejamento antes de atribuir um grau de prioridade a determinado serviço. Se todos os serviços da rede possuem o mais alto grau de prioridade, por exemplo, então a rede se comportará como uma rede em que não se aplicam níveis de prioridade. A aplicação deste recurso demanda então uma definição de políticas de priorização de tráfego.
O QUE É TERMOGRAFIA
A Termografia é o método mais avançado de testes não destrutivos existente. O uso de um conjunto de instrumentos sensíveis à radiação infravermelho - termovisores e radiômetros - permite visualizar o perfil térmico e medir as variações de calor emitido pelas diversas regiões da superfície de um corpo sem a necessidade de contato físico com o mesmo.
Desta maneira, podemos formar uma imagem térmica (termograma) no momento da inspeção, para análise e correção do problema.
É importante ressaltar que a Termografia é realizada com os equipamentos e sistemas em pleno funcionamento, de preferência nos períodos de maior demanda, quando os pontos deficientes tornam-se mais evidentes, possibilitando a formação do perfil térmico dos equipamentos e componentes nas condições normais de funcionamento no momento da inspeção.
O processo é executado com a emissão de laudos técnicos indicando as distorções operacionais e suas respectivas ações corretivas, ilustrados com os respectivos termogramas e registros fotográficos dos pontos de calor excessivo.
Durante a inspeção termográfica é adotado o seguinte procedimento:
- Varredura qualitativa das instalações, com o Termovisor, para formar a imagem térmica do equipamento analisado, detectando pontos quentes;
- Medição de temperatura dos pontos relevantes com radiômetro (termômetro infravermelho);
- Confecção de fotografias reais digitais e de termogramas digitais (imagens térmicas) para a localização e registro dos pontos relevantes e posterior apresentação em CD no formato Word - Windows
QUAL É SUA ÁREA DE ATUAÇÃO ?
Instalações elétricas - industriais, comerciais e residenciais.
As instalações elétricas de qualquer natureza estão sujeitas à sobrecarga, desbalanceamento de fases e mau contato que apresentam como efeitos a geração de calor. Interrupções de fornecimento de energia ou mesmo acidentes mais graves como incêndios, são sinistros em geral não detectados por procedimentos usuais, mas podem ser detectados através de levantamentos periódicos do perfil térmico das instalações de alta, média e baixa tensão.
A Termografia aplicada desde a subestação ou cabine de entrada até as instalações secundárias e ramais em geral, revela e localiza os pontos críticos, indicando os componentes e equipamentos com aquecimento fora do normal. O relatório técnico fornecido ao cliente aponta, de forma simples, clara e sucinta o estado térmico das instalações elétricas e sugere ações corretivas, possibilitando a correção dos defeitos reais ou potenciais antes que venham a causar acidentes (conceitos de manutenção preditiva e proativa).
PRINCIPAIS APLICAÇÕES
Instalações elétricas em geral
Transformadores, conexões de banco de capacitores, bases fusíveis e conexões de cabos e barras coletoras, relés, disjuntores e contatores, medidores elétricos etc.
Motores elétricos
Comparação de temperaturas dos rolamentos, caixas de conexões, escovas, anéis e comutadores.
PORQUE USAR BATERIAS VRLA EM NO-BREAK
As baterias são dispositivos destinados a acumular energia elétrica na forma de energia química, deixando a eletricidade a disposição para uso, independente de processos de geração.
Diferentemente das pilhas, as baterias possuem reversibilidade da reação química, possibilitando que a energia elétrica utilizada seja reposta em um ciclo de recarga.
- As baterias são diferenciadas pela composição das substâncias ativas e também pela maneira como são construídas.
Nos dias de hoje é difícil encontrar baterias ventiladas (aquelas com tampinhas para repor água). A tecnologia desenvolveu novas ligas internas, novos compostos e estruturas que minimizam a evaporação e o desprendimento de gases do eletrólito, fazendo com que as baterias não necessitem reposição de água ao longo de toda a sua vida útil.
Os principais tipos utilizados atualmente, por representarem a melhor relação custo/benefício, são as baterias VRLA, também conhecidas como baterias seladas (apesar de não serem) e as baterias livres de manutenção, empregadas em larga escala na indústria automobilística.
Dentre as aplicações principais das baterias podemos destacar:
-Sistemas no-break.
-Equipamentos de telecomunicações.
-Sistemas de segurança.
-Repetidoras de microondas.
-Subestações elétricas.
-Equipamentos portáteis e móveis.
-Ferramentas.
-Sinalização.
-Sistemas de energia solar.
-Sistemas de TV a Cabo.
-Sistemas de iluminação de emergência.
-Equipamentos médicos.
-Partida de motores a combustão.
-Satélites.
É importante ratificar que existem baterias específicas para cada aplicação.
- Num sistema no-break a utilização da bateria é radicalmente diferente do uso num veículo.
- Enquanto no no-break a bateria será utilizada por um longo período de tempo com relativamente pouca densidade de corrente (sustentar o funcionamento de um computador por 15 minutos por exemplo), num automóvel, a principal utilização da bateria requer enormes densidades de corrente por baixíssimo tempo (partida do motor).
Construtivamente, o número de placas x espessura das mesmas, determina qual será o comportamento do elemento para a variável densidade de corrente.
- Esta é apenas uma das muitas variações possíveis.
As baterias chumbo ácidas reguladas por válvula o VRLA (valve regulated lead acid batteries) são as mais usadas nos dias de hoje para aplicações estacionárias.
Estas baterias são conhecidas vulgarmente no mercado como 'baterias seladas' visando criar uma diferenciação clara entre este produto e as então disponíveis, baterias ventiladas ou abertas.
- Embora a emissão de gás seja praticamente desprezível, as baterias VRLA não são seladas ou herméticas.
Existem 2 tipos básicos da baterias VRLA:
Eletrólito absorvido em manta de fibra de vidro AGM (absorbent glass mat) e Gel.
- No primeiro tipo o eletrólito é imobilizado no interior da bateria através da absorção do mesmo em mantas de fibra de vidro microporosa.
- A bateria tipo gel emprega dióxido de sílica misturada com o eletrólito de ácido sulfurico a fim de formar um composto firme, retendo o elemento ativo em contato permanente com as placas da bateria.
Ambos os tipos citados empregam como um dos componentes principais uma válvula reguladora da pressão interna. Destinada a aliviar o excesso de hidrogênio produzido durante o processo de recarga do elemento, a válvula impede que o oxigênio da atmosfera seja admitido na reação química, o que prejudicaria o rendimento e a vida útil do dispositivo.
O gás produzido durante os ciclos de carga e descarga são recombinados no interior do elemento e retornam para a composição do eletrólito. A baixa quantidade de gás liberado por uma bateria do tipo VRLA, operando em condições normais de carga e temperatura, é completamente livre de componentes corrosivos e representa um volume quase desprezível quando comparado com baterias ventiladas.
Normalmente, as baterias do tipo VRLA podem funcionar em qualquer posição, até mesmo de ponta cabeça.
A vida útil de uma bateria do tipo VRLA de primeira linha, operando em regime de flutuação (como por exemplo nos no-breaks) é de 3 a 5 anos, podendo ser abreviada em função dos seguintes fatores principais:
-Temperatura de operação.
-Regime de recarga
-Profundidade de descarga
-Número de ciclos de carga / descarga.
As baterias livres de manutenção são baterias abertas, com eletrólito líquido, e que empregam uma nova composição química das placas e grades internas.
Uma maior proporção de cálcio na liga, diminui sensivelmente a produção de gases no interior da bateria ao mesmo tempo que combate outros aspectos indesejáveis como degradação térmica e elevada autodescarga.
Esta nova tecnologia permitiu a criação de um elemento chumbo acido que não requer reposição de água ao longo de toda a sua vida útil.
A diminuição do nível do eletrólito em condições normais de uso, acaba por se verificar ao mesmo tempo em que os componentes internos começam a perder propriedades, denotando o momento de substituição integral do componente.
As baterias livres de manutenção não são seladas. Elas dispõem de uma respiro bastante delineado e requerem operação na posição vertical a fim de evitar vazamento da solução que compõe o eletrólito.
Estes componentes são bastante mais baratos que os elementos VRLA mas em compensação, prestam serviços em aplicações estacionárias por tempo inferior devido à sua própria construção e ao fenômeno da estratificação do eletrólito.
PROCEDIMENTO PARA COLETA EM ÓLEO ISOLANTE PARA TRANSFORMADOR
Todos os materiais frascos e seringas para a coleta das amostras de óleo são fornecidos (em comodatos) pelos laboratórios e são esterilizados, isentos de poeiras e umidade, para garantir um bom resultado das amostras coletadas. Devendo retornar após a realização das coletas em campo.
-Todas as seringas e frascos são identificados e etiquetados em códigos de barra, onde nelas estão inseridos os dados: cliente - data de fornecimento - identificação do equipamento no sistema elétrico (patrimônio ou TAG), potência, tensão, Nº serie, fabricante e outros. Desta forma a confiabilidade dos resultados é melhorada acentuadamente. Tudo isto se faz necessário para a gestão de resultados.
-Toda coleta de amostra de óleo deve ser feita com a limpeza do ponto de coleta, drenagem do óleo de descarte em um recipiente apropriado, volume de descarte aproximadamente 1 a 2 litros ou mais conforme volume total de óleo do trafo.
-Adaptação das conexões apropriadas, com o uso de uma mangueira de polipropileno e auxílio de um termômetro, são procedimentos de coleta das amostras de óleo. Todos os cuidados com derramamento de óleo devem ser tomados.
-O laboratório precisa de 1000 ml de amostra de óleo mineral isolante em frasco de vidro cor âmbar devidamente tampado, para análise físico-química e de 20 ml de amostra de óleo mineral em seringa de vidro com válvula de 03 vias, para análise cromatográfica.
-O laboratorio não aceita coletas feitas em materiais se não estes informados acima, já que não pode se responsabilizar pelos resultados, ou seja, deste modo não são emitidos laudos devidamente assinados pelo químico responsável.
-Coleta de Amostras - Materiais para Coleta
O laboratorio fornece caixas para transporte das amostras coletadas que mantêm a integridade das amostras, evitando vazamento e quebras dos produtos. Também disponibiliza caixas com sistema antichoque e contra derramamento em caso de acidentes.
-Coleta de Amostras - Materiais não permitidos para Coleta
Alguns materiais não são utilizados e permitidos para coleta de amostras. Os laboratorios seguem as recomendações e normas dos órgãos competentes, evitando assim quaisquer prejuízos durante as análises.
-Coleta de Amostras - Utilização dos equipamentos para coletas de amostras Físico-Químicas
- Limpar o registro de retirada do óleo;
-Instalar uma conexão galvanizada quando necessário no dreno do trafo;
-Colocar uma bandeja de contenção;
-Abrir vagarosamente o registro e deixar escoar um volume de óleo sem aproveitamento em recipiente apropriado (galão);
-Utilizar frasco de vidro de 1 litro com tampa O mesmo deve estar limpo e completamente seco;
-Drenar como descarte cerca de 200ml no frasco, fechar o registro;
-Lavar o frasco com o óleo do trafo;
-Descartar novamente o óleo;
-Abrir o registro novamente e encher o frasco. Fechar o frasco e o registro do trafo;
-Limpar o frasco;
-Colocar o tampão do registro e conectar de modo adequado;
-Certificar-se de não haver vazamento de óleo no registro do trafo;
-Identificar a amostra corretamente;
-Armazenar os frasco em local escuro até o envio ao laboratório.
-Coleta de Amostras - Utilização dos equipamentos para coletas de amostras Cromatografia Gasosa
A retirada de amostras deve ser preferencialmente coletada nos registros dos equipamentos elétricos. Quando não for possível, a amostra poderá ser retirada através da tampa de inspeção, utilizando seringas.
-Limpar o registro de retirada do óleo;
-Conectar uma bucha de redução com espigão quando necessário no dreno do trafo;
-Colocar uma bandeja de contenção;
-Abrir vagarosamente o registro e deixar escoar um volume de óleo sem aproveitamento;
-Utilizar a seringa de vidro de 20 ml com válvula de 03 vias. A seringa deve estar limpa e completamente seca;
-Lavar a seringa com o óleo do trafo;
-Descartar novamente o óleo;
-Abrir o registro novamente e encher a seringa. Fechar a válvula da seringa e o registro do trafo;
-Fechar a válvula da seringa;
-Certificar-se de não haver vazamento de óleo no registro do trafo;
-Caso se verifique a presença de bolhas, segurar a seringa verticalmente (torneira para cima) e pressionar o êmbolo de modo a eliminar as bolhas existentes. Fechar imediatamente a torneira (seringa na posição vertical);
-Identificar a amostra corretamente;
-Limpar cuidadosamente a seringa e acondicionar em caixa apropriada.
ROUPAS PROFISSIONAIS GARANTEM CONFORTO E SEGURANÇA AOS ELETRICISTAS?
Desde sua publicação, em junho de 1978, a Norma Regulamentadora Número 10, não havia sofrido alterações tão profundas quanto as que foram aprovadas pela Portaria 598, de 7 de dezembro de 2004. Muitos aspectos discutidos de forma tripartite foram aperfeiçoados e passaram a fazer parte da nova NR-10: Segurança em Instalações e Serviços em Eletricidade. O sistema tripartite de discussão para a revisão de normas regulamentadoras tem se mostrado eficaz. Os resultados obtidos representam avanços negociados entre as trás partes diretamente envolvidas com a segurança dos trabalhadores: sindicatos, seus legítimos representantes, empresas e governo.
Inúmeros são os benefícios da nova norma que trouxe o conceito de gestão para a prevenção e organização do trabalho em eletricidade. O planejamento e decorrentes ações dele originadas permeiam todo o conteúdo da norma e a consagrada metodologia do PDCA ( Plan / Do / Check / Act) tem sua utilização incentivada. Assuntos de crucial importância para a preservação da integridade física dos trabalhadores, tais como: prontuário das instalações, EPIs (Equipamentos de Proteção Individual), EPCs (Equipamentos de Proteção Coletiva), treinamento, autorização para o trabalho, APR (Análise Prevencionista de Risco) e vestimentas são alguns dos temas que a norma aborda, sempre com a preocupação de que melhorias sejam sistematicamente incorporadas a cada um deles, o que evidencia a visão de gestão que baliza toda a norma.
Até a revisão da NR-10, a maioria dos trabalhadores expostos aos riscos elétricos não possuíam vestimentas capazes de agregar algum tipo de proteção no caso de acidentes que originassem arcos elétricos. Mesmo as empresas que procuravam oferecer o melhor para seus empregados adotavam roupas totalmente confeccionadas em algodão com aplicação de produto químico que lhes conferia característica ignífuga, propriedade que decrescia a cada lavagem da roupa. Ou seja, embora representasse um avanço na proteção do trabalhador, não havia garantia de sua continuidade ao longo da vida útil da vestimenta.
A nova NR-10 passou a exigir propriedades específicas das vestimentas, o que lhes conferiu o status de EPI. O item 10.2.9.2 evidencia tais propriedades: As vestimentas de trabalho devem ser adequadas às atividades, devendo contemplar a condutibilidade, inflamabilidade e influáncias eletromagnéticas. Infelizmente ainda não há, no Brasil, empresas que fabriquem um tecido com tais características. Assim, foi necessário pesquisar empresas fora do país para que pudéssemos encontrar o tecido adequado.
Uma das características fundamentais das vestimentas utilizadas pelos trabalhadores expostos a riscos elétricos é a não inflamabilidade, ou seja, o tecido que se queima na presença de chama não dá continuidade à queima quando a chama é retirada. Em termos técnicos, pode-se dizer que o tecido deve ser ignífugo. Tal característica é fundamental pelo fato de que a energia originada pela ocorráncia de um arco elétrico acidental, muitas vezes, é suficiente para inflamar um tecido feito 100 por cento de algodão comum e, obviamente, a maioria dos sintéticos. Assim, após o arco elétrico, que tem a duração de fração de segundos, a continuidade da queima do tecido, se não evitada, faz com que o trabalhador acidentado seja vítima de queimaduras muito severas que podem conduzi-lo à morte
Arcos Elétricos de acordo com a NR10?
A funcionalidade da vestimenta depende da combinação das propriedades de diferentes fibras. As roupas da JGB são confeccionadas em Texíon W cuja mescla é a combinação de meta-aramida + viscose FR. Os tecidos 100% em meta-aramida são menos confortáveis pois absorvem apenas pequenas quantidades de vapor e fazem com que o usuário comece a suar muito rapidamente. Em contraste, a viscose FR é resistente a chama e por ser uma fibra natural possui excelente absorção de umidade e respirabilidade. A fibra de viscose FR incorporada a meta-aramida, é permanentemente resistente a chama.
A grande vantagem em relação ao algodão tratado, é de que o usuário tem a garantia de que a resistência a chama não diminuirá com as sucessivas lavagens.
Texíon W 51
- ATPV 8 ( classe 2 ) com apenas uma camada de 260 gr/m2
- permanentemente resistente a chamas
- resiste a lavagens sem alterar a gramatura
- excelente proteção térmica
- fibras de alta resistência mecânica, que aumentam a vida útil da roupa
- conforto e maciez
- não produz pilling ( bolinhas ) com o uso
- ótima solidez à luz com sucessivas lavagens
Para as classes 3 e 4 à ATPV 25 e 40 à é projetada as vestimentas com múltiplas camadas de acordo com o grau de risco de sua empresa de acordo com a NR 10.
USO DO GERADOR EM HORARIO DE PONTA
SISTEMA INTELIGENTE PARA CONTROLE, SUPERVISÃO E GERENCIAMENTO DE GRUPOS GERADORES
Conservar é saudável e traz retorno! Quando aplicada à energia elétrica no Brasil esta frase assume uma importância ainda maior devido à nossa situação atual interna e externa. Já sabemos que em face da reestruturação do setor elétrico nacional e da demanda crescente por energia, terão que ser aplicados vultosos investimentos em infra-estrutura de geração e transmissão além de novas tecnologias visando também melhorar a qualidade da energia fornecida. Mesmo diante de futuras opções vislumbradas neste novo mercado de energia elétrica o consumidor nacional busca atualmente alternativas de baixo custo em programas de conservação energética, aproveitando ao máximo os equipamentos já existentes em suas respectivas instalações industriais ou comerciais.
-Além desta busca dos consumidores pela economia, cuja somatória contribui para melhorar o fator de carga nacional, temos presenciado certo grau de preocupação do mercado consumidor de alta tensão com relação à qualidade de fornecimento a partir do próximo ano. Isto se traduz não apenas com relação à conformidade da energia recebida (qualidade da forma de onda de tensão) mas principalmente com relação à disponibilidade da mesma a qualquer tempo, fundamental para se garantir a continuidade do processo. Sabemos que a nossa capacidade de geração e transmissão de energia elétrica não está totalmente esgotada mas que em determinados horários, valores próximos do limite de fornecimento do sistema são alcançados, possibilitando riscos de blecaute. Em virtude disso temos presenciado um interesse crescente pela utilização de geradores (à óleo ou gás) em substituição da energia fornecida pela concessionária no horário de maior tarifação, chamado de horário de ponta, sendo uma das principais razões a impossibilidade de remanejamento de suas cargas para outro horário. Porém a utilização destes equipamentos não está restrita à este caso, podendo os mesmos serem utilizados de forma economicamente estratégica no processo. Independente do principal objetivo buscado no uso de geradores é importante estarmos controlando e monitorando este processo de forma contínua e inteligente, agregando maior previsibilidade de falhas (externas ou internas) ou condições anormais em termos operacionais. Da mesma forma que existem subestações inteligentes estamos falando de geradores inteligentes, novos ou já existentes na empresa.
Podemos classificar os grupos de geradores conforme o motor que aciona o respectivo alternador (gerador de eletricidade para corrente alternada) obtendo desta forma dois grupos:
- Grupo Turbo-Geradores: Acionados por vapor gerado em caldeiras através da queima de combustível (gás natural, óleo BPF, bagaço de cana, carvão, biogás e etc.), estes equipamentos são acionados por turbinas a vapor e são utilizados em sistemas de grande porte. Tem seu custo de implantação elevado por exigir uma pesada infra-estrutura, além da necessidade de uma grande área física.
- Grupo Motor-Geradores: Acionados por motor a explosão (Ciclo Otto) estes equipamentos se diferenciam pela queima direta do combustível sem a necessidade de utilização de caldeiras. Podem ser implantados em sistemas de médio e grande porte e utilizam combustíveis fluidos (gás natural, óleo diesel, biogás e etc.).
Sistemas considerados de pequeno porte são sistemas até 1 ou 1,2 MVA e os sistemas ditos de médio porte são sistemas de 1 a 4 ou 5MVA (este não é um conceito rígido, na verdade é tomado de análises empíricas, pois dependendo da situação de disponibilidade monetária para instalação, disponibilidade de água para geração de vapor ou mesmo localização/disponibilidade de combustível pode-se viabilizar ou inviabilizar a implantação de Motor Geradores ou de Turbo Geradores).
-Neste artigo estaremos focalizando apenas o GMG (sigla que define o Grupo Motor-Gerador) instalado nas dependências do consumidor, fornecendo energia em baixa ou média tensão e reduzindo os investimentos com subestações assim como, dependendo do combustível a ser utilizado, obtendo uma redução considerável no impacto ambiental, fundamental para as empresas que buscam certificação na ISO 14.000. Definido nosso escopo de abrangência iremos apresentar um comparativo entre um sistema convencional e um sistema inteligente para controle e supervisão de GMG, apresentando as vantagens deste último desde a fase de especificação até a manutenção do processo como um todo. Para podermos proceder a implantação de um GMG (supondo-o inexistente na instalação) devemos lançar mão de um detalhado planejamento que inclui:
-1.Análise do perfil do consumidor
-2.Condições e localização da instalação do GMG
-3.Disponibilidade e custo de transporte do combustível a ser utilizado
-4.Sistema de Supervisão e Controle
Os sistemas de controle aqui analisados na verdade são os mesmos sistemas utilizados em grupos geradores tipo "stand-by" acrescidos da unidade de detecção da demanda de controle e da unidade de paralelismo momentâneo do grupo com a concessionária, afim de se prover uma transferência ininterrupta (a transferência ininterrupta se dará toda a vez que houver solicitação do sistema de controle de demanda e não por detecção de falta de energia). Quanto ao Sistema de Supervisão e Controle (o qual poderá ser adquirido e instalado em separado do GMG) podemos classificá-lo em trâs categorias:
-Convencional: implementa todo o controle, comandando e supervisionando o(s) GMG("s) através de relês e eletrônica discreta, sem supervisão e operação remota e sem flexibilidade.
Na Figura 01, apresentamos a arquitetura de um sistema convencional. Esta arquitetura é bastante complexa havendo interdependência dos diversos módulos. Mesmo em funcionamento manual, dependemos do módulo de controle. Também notamos a inflexibilidade do sistema pois, para se modificar a lógica do sistema visando se adequar à evolução do processo ou ampliar a unidade geradora, haveriam mudanças físicas que exigiriam um tempo muito longo com o equipamento parado.
Pseudo-inteligente: se caracteriza por contar com os mesmos recursos básicos e arquitetura do sistema convencional anterior apenas substituindo a lógica discreta por um microprocessador, mantendo-se ainda inflexível e na maioria das vezes sem operação remota. Quando a possui é uma solução dedicada quase impossível de interagir com o resto do processo.
Inteligente: o sistema de controle inteligente caracteriza-se por ser concebido dentro de uma filosofia preditiva, padronizada, de protocolo aberto e, além de monitorar a demanda e consumo da instalação em questão, monitora e interage com o processo de modo a garantir a eficiência máxima do sistema como um todo.
Na Figura 02, apresentamos a arquitetura de um sistema de controle inteligente.
-Analisando a arquitetura do sistema inteligente acima vemos que o mesmo concentra todas as operações na unidade de controle microprocessada o que torna qualquer alteração de lógica, ou de parâmetros operacionais, fácil de ser implementada, pois, é algo que depende apenas de software. Notamos também a existência de uma IHM (Interface Homem Máquina) responsável pela visualização local (via display de cristal líquido) dos dados obtidos pelos instrumentos de medição (transdutores) do sistema e pela operação local via teclado alfanumérico, podendo ser informados valores de pontos de operação para o sistema, havendo ainda a possibilidade de operação manual em casos de emergência (através da remoção da unidade de controle para manutenção).
Na Figura 03, temos um exemplo de IHM. O software de supervisão distribuída (vide exemplo na Figura 04) instalado no microcomputador interage de forma padronizada com o operador integrando o sistema de controle de demanda com o sistema de controle do GMG. Com ele pode-se operar bem como realizar a manutenção de forma remota através de modem"s. Como os sistemas anteriormente descritos, este sistema provê energia elétrica para o processo de forma ininterrupta, quando solicitado pelo sistema de controle de demanda (suposto existente) e também em casos de falha no fornecimento da concessionária.
O sistema inteligente oferece ainda facilidades para a manutenção, que o diferencia dos outros citados acima, tais como aquelas apresentadas na Tabela 01.
Característica Descrição
Auto diagnose O sistema se auto monitora e através de sinalizações pré ajustadas indica as falhas ocorridas. Dependendo do processo e da programação realizada, toma algumas decisões paliativas até a intervenção do técnico. A sinalização das falhas podem ser visualizadas localmente, via IHM, ou remotamente, via software de supervisão no microcomputador.
Protocolo de comunicação padronizado Facilita a interação com o processo e, integrado ao sistema de automação (industrial ou predial) existente , provê uma interface padronizada e amigável ao usuário
Histórico de eventos Mantém um arquivo onde estão registrados os últimos eventos ocorridos podendo ser analisados pela equipe técnica ou de gestão. Tal histórico facilita a solução de problemas de forma muito mais rápida do que se o fora feito de forma convencional
Relatórios Emite relatórios, além do histórico de eventos, informando variáveis e parâmetros de ajustes, manobras de transferência, resumo de alarmes, potência, tensão e correntes fornecidas pelo GMG.
Independência de Fornecedor O sistema Inteligente é concebido de forma a se adequar a qualquer GMG independente de fabricante de Motor e Alternador ou mesmo de GMG"s montados por terceiros.
Proteções O sistema inteligente provê proteções através de transdutores interligados serialmente com a unidade de controle micro processada que monitoram tensão, corrente, fator de potência e freqüência substituindo tradicionais relês de proteção e garantindo que estas grandezas não ultrapassem os valores nominais e através de entradas digitais monitoramos: Pressão do óleo, Bateria de partida, temperatura do motor, falha na partida, quebra de correia, etc.
Auto teste O sistema pode ser pré programado para se auto testar em períodos a serem definidos pelo operador e posteriormente, via histórico de eventos, relatar o resultado dos referidos testes
MTBF Aliando-se o alto MTBF da unidade micro processada (mínimo de 150.000 horas) com a montagem muito menos complexa que reduz a quantidade de pontos de conexão, o sistema possui um MTBF global muito maior que a arquitetura convencional o que, de maneira acentuada, reduz o número de horas parada do sistema. Este é um fator decisivo para a queda dos custos operacionais do sistema
Montagem A montagem como um todo é feita de modo inteligente permitindo o "by-pass" de partes do sistema afim de que sofram intervenções sem que haja prejuízo no processo. (vide Figura 05)
Flexibilidade O fato de todas as informações do sistema convergirem para a unidade de controle micro processada torna as alterações e ampliações físicas uma questão apenas de alteração de software exigindo um mínimo de horas paradas do GMG, e mesmo assim o sistema se manteria operacional via controle alternativo manual
Posta em marcha A posta em marcha do sistema é grandemente facilitada devido a todos os pontos de operação serem efetuados a partir da IHM ou do microcomputador remoto.
Manutenção local e remota Através de um modem e uma linha telefônica o sistema pode ser acessado de longas distâncias para suporte técnico, testes operacionais, diagnóstico e reprogramação, garantindo um rápido atendimento e dessa forma um menor número de horas paradas.
Interligação do(s) GMG("s) com o sistema elétrico da instalação A interligação do sistema alternativo de geração de energia elétrica ao sistema elétrico do consumidor em questão pode ser implementado conforme a Figura 06.
Os circuitos essenciais neste caso seriam as cargas que ficariam ligadas no horário de ponta e que devem, numa falta de energia elétrica, permanecerem ligadas. Também utilizaremos estas cargas para, estrategicamente e, melhorar o fator de carga da instalação.
Método de transição Concessionária -> GMG e GMG -> Concessionária:
-Os sistemas de controle para GMG"s mais comumente conhecidos são os que comandam Grupos Geradores tipo "stand-by", ou seja, são grupos que atuam exclusivamente na falta de energia elétrica e para os quais o sistema inteligente de controle é igualmente importante para garantir sua confiabilidade. Porém neste caso estamos descrevendo o sistema que além de executar esta função básica atua em conjunto com o sistema preditivo de controle de demanda afim de otimizar os custos com energia elétrica.
Este sistema que descrevemos necessita de uma transferência (Concessionária -> GMG e GMG-> concessionária) bastante peculiar, para que não hajam interrupções de fornecimento de energia elétrica.
-Para o início da operação o GMG é acionado, geralmente por solicitação do sistema de controle de demanda (no início do horário de ponta ou mesmo em momentos estratégicos no horário fora de ponta), e quando for confirmada sua estabilização, ou seja a tensão e a freqüência atingem valores nominais, o sistema responsável pelo controle de transferência inicia o processo de sincronização do GMG com a concessionária. Uma vez confirmada a situação de sincronismo a chave do GMG é acionada (supondo que a da concessionária já se encontrava acionada) e estando os dois em paralelo inicia-se o processo de transferência de carga para o GMG em forma de rampa, ou seja, uma leve aceleração do motor que se reflete em uma transferência gradual de carga.
-Ao assumir toda a carga da barra crítica a chave da concessionária é desligada. Temos, então, que observar o tempo máximo de paralelismo que é limitado, na maioria dos grandes centros, a 10 segundos pelas suas respectivas concessionárias.
Nesta condição, com o GMG alimentando as cargas, o mesmo permanecerá até que haja uma nova ordem do controlador de demanda, geralmente no final do horário de ponta ou no final de um horário estratégico qualquer. Ao receber a informação de que o GMG deva transferir a carga de volta à concessionária, entra de novo em ação o sistema de controle de paralelismo, o qual provocará uma nova sincronização da concessionária com o GMG e ao se detectar a condição de sincronismo, a chave da concessionária será ativada (supondo a chave do GMG já acionada). Inicia-se, então, o processo de devolução gradual da carga à concessionária através de uma rampa de desaceleração do GMG abrindo-se a chave do GMG ao término do processo. Vale salientar que o tempo máximo de paralelismo de 10 segundos também é válido para esta etapa de devolução da carga à rede da concessionária.