Este tipo de rede é praticamente desconhecido na Europa atualmente. É gerado através de uma tomada central no lado secundário de um transformador monofásico. A tomada central está ligada à terra, de forma que a tensão entre ela e uma fase corresponda exatamente a metade da tensão entre as fases. A tensão utilizada é de 120/240 V.
Este tipo de rede é utilizado em praticamente todas as casas e pequenos edifícios de escritórios na América. Os equipamentos pequenos e de baixa potência, por exemplo, computadores, televisores ou iluminação, são ligados a 120 V. Os equipamentos de potência mais alta, por exemplo, o ar condicionado, são ligados a 240 V.
Pronto para NFPA 79
Os fabricantes de máquinas e integradores de sistemas que queiram exportar os seus produtos para o mercado norte-americano ou comercializá-los no seu território estão sujeitos às leis e disposições locais. Uma das normas importantes do setor é, para além do NEC, a versão revista da NFPA 79. O NFPA 79 é revisto a cada três anos, com base no NEC, adotando as suas inovações.
Descubra aqui quais os requisitos obrigatórios para máquinas elétricas que decorrem do NFPA 79 para a utilização de dispositivos de proteção contra sobretensões transitórias (SPD). Assim, está sempre do lado seguro.
A edição que é válida é decidida pelo estado federal, no qual a máquina é operada. Assim, há diferentes edições válidas por toda a América do Norte. Por isso, é aconselhável ter sempre em consideração a última edição.
NFPA 79 – Edição de 2021
- A proteção contra sobretensão é obrigatória para máquinas industriais com circuitos relacionados com a segurança (Safety) que ainda não estão adequadamente protegidas contra sobretensões.
- Os dispositivos de proteção contra sobretensões transitórias (DST) têm de ter a certificação "UL Listed".
- Um dispositivo de proteção contra sobretensões transitórias de tipo 4 no quadro de comando tem de corresponder ao "Type Location" da máquina e estar identificado em conformidade.
- Um dispositivo de proteção contra sobretensões transitórias de tipo 4 só pode ser instalado pelo fabricante do quadro de comando.
NFPA 79 – Edição de 2018
- A proteção contra sobretensão é obrigatória para máquinas industriais com circuitos relacionados com a segurança (Safety).
- Os dispositivos de proteção contra sobretensões transitórias (DST) têm de ter a certificação "UL Listed".
- Um dispositivo de proteção contra sobretensões transitórias de tipo 4 no quadro de comando tem de corresponder ao "Type Location" da máquina e estar identificado em conformidade.
A nossa solução – as vantagens para si
- Os produtos VAL-US têm certificação "UL Listed" e podem ser utilizados de forma universal em todas as "Type Locations"
- Sem exceder a corrente de curto-circuito graças a uma elevada resistência a curto-circuito de 200 kA
- Aprovação simplificada da instalação pelos inspetores, visto as regras do NFPA 79 serem respeitadas
- Produtos disponíveis em toda a Europa, aplicáveis e montáveis através da marcação CE
O que regulamenta o NFPA 79?
O NFPA 79 (Electrical Standard for Industrial Machinery) é uma norma de segurança americana para as máquinas dos EUA. Aqui são regulados os aspetos técnicos que, se forem mal realizados, podem conduzir a situações de perigo na máquina. Estes incluem, por ex. a proteção contra sobrecargas, a cablagem, os circuitos de segurança e, mais recentemente, a utilização de proteção contra sobretensão.
O NFPA 79 é revisto a cada três anos. A atual versão é de 2018.
Porque a minha máquina deve cumprir o NFPA 79?
Cada máquina colocada em funcionamento deve primeiro ser controlada por um inspetor e aprovada (approved). Nesta inspeção, para além do National Electrical Code (NEC – NFPA 70), é utilizado também o NFPA 79. Se o inspetor entender que a máquina não corresponde inteiramente à norma, pode recusar a sua aprovação e, por conseguinte, a certificação NFPA 79. Nesse caso, a máquina não pode ser colocada em funcionamento.
Onde se aplica a diretiva e qual o seu âmbito de aplicação?
A diretiva abrange todas as máquinas industriais nos EUA. A versão do NFPA 79 em vigor em cada estado/região depende da versão do National Electrical Code vigente no estado/região. Para máquinas utilizadas em "hazardous locations" - locais de risco, aplica-se além disso o NEC, Article 500 e seguintes.
Como lidar com as diferenças de conteúdo entre os vários conjuntos de normas?
Os quadros de comando utilizados em máquinas industriais devem, além do NEC e do NFPA 79, cumprir também a norma UL 508A. Se estes conjuntos de normas impuserem diferentes requisitos, aplica-se a regra mais rigorosa. Em dispositivos de proteção contra sobrecorrente, por exemplo, deve ser utilizado o valor mais baixo.
Porque se tornou obrigatória a proteção contra sobretensão com a nova edição do NFPA 79?
A proteção de pessoas desempenha um papel importante. Para evitar situações de perigo para pessoas junto à máquina, uma sobretensão não pode danificar os circuitos de segurança de uma máquina. Considerações sobre a operacionalidade adicional da máquina após a sobretensão transitória não têm aqui qualquer relevância.
Como cumprir os requisitos que resultam do NFPA 79 no que diz respeito à proteção contra sobretensão?
No NEC (2017) e no NFPA 79 (2018), as máquinas industriais devem estar dotadas de circuitos de segurança equipados com proteção contra sobretensão (Surge Protective Device, SPD) para a fonte de alimentação. Esta deve dispor de uma aprovação "UL Listed", conforme a norma UL 1449. Além disso, deve apresentar uma resistência a curto-circuito (Short Circuit Current Rating – SCCR) superior à corrente de curto-circuito do local de montagem.
Como utilizar os dispositivos de proteção contra sobretensões transitórias, a fim de cumprir com o NFPA 79?
Os dispositivos de proteção contra sobretensões transitórias para a fonte de alimentação devem ser instalados o mais perto possível da alimentação. Dependendo do local em que se encontra a máquina na instalação, deve escolher-se entre os respetivos tipos de dispositivo de proteção contra sobretensões transitórias (ver NFPA 79 (2018), artigo 7.8). A série VAL-US torna-o especialmente fácil: os equipamentos de tipo 1 UL Listed podem ser utilizados em qualquer local da instalação. Aqui pode ser útil considerar a proteção do cabo contra sobrecorrente.
Os dispositivos de proteção contra sobretensões transitórias para tecnologia de sinal e dados não estão sujeitos ao NFPA 79. Podem, ainda assim, ser instalados em máquinas. É recomendável um dispositivo de proteção contra sobretensões transitórias para a interface de comunicação da máquina, por exemplo, para a tecnologia de controlo.
Como posso aceder às informações completas do NFPA 79?
Tanto o NEC como também o NFPA 79 podem ser adquiridos ou consultados gratuitamente na "National Fire Protection Association". Estão disponíveis comercialmente em formato eletrónico e em papel.
Tipos de rede americanos
Por razões históricas, os tipos de rede, tensões e respetivas frequências americanos diferem consideravelmente dos europeus. As máquinas industriais são operadas principalmente com os tipos de rede "trifásico em triângulo" e "delta". Existem, no entanto, outros tipos de rede e os comuns são apresentados abaixo.
Este tipo de rede assemelha-se muito ao sistema TN utilizado na Europa. Os condutores externos sob tensão são alimentados a partir de um transformador em ligação em estrela e têm um desfasamento de 120º. O ponto neutro está ligado à terra. Conforme necessário, pode ou não ser utilizado um condutor PEN. As tensões utilizadas são de 277/480 V nos EUA e no México e de 347/600 V no Canadá. Este tipo de rede é utilizado principalmente em ambiente industrial.
Este tipo de rede é desconhecido nas redes de distribuição na Europa. O transformador de alimentação está ligado no lado secundário do triângulo, o desfasamento é de 120º entre as fases. Um condutor PEN pode não estar disponível, dependendo do circuito. As tensões utilizadas são de 480 V nos EUA e no México e de 600 V no Canadá. Dependendo das condições de ligação à terra, existem diversas variantes:
Ungrounded Delta
O transformador não está ligado à terra no lado secundário. O sistema funciona de forma semelhante à do sistema IT, conhecido na Europa.
Corner-Grounded Delta
Um condutor externo está ligado diretamente à terra. Este tipo de rede é frequentemente utilizado quando são necessárias potências elevadas, como, por exemplo, para motores grandes.
Este tipo de rede não é utilizado na Europa. Trata-se de uma combinação entre os tipos de rede delta e fase dividida. O sistema delta tem uma tensão entre fases de 240 V. Um dos três lados é dotado de uma tomada central adicional, ligada à terra. Produzem-se assim três tensões:
Fase A – N = Fase C – N = 120 V
Fase B – N = 120 V * √3 = 208 V
Entre todas as fases = 240 V
Este tipo de rede é utilizado em edifícios de escritórios de grandes dimensões e pequenos edifícios industriais. Tal como no sistema de fase dividida, os aparelhos de baixa potência são ligados a 120 V (computadores, torradeiras,...) e os aparelhos de potência mais alta (ar condicionado,...) a 240 V. Os 208 V são geralmente utilizados para a iluminação.
Tipos de dispositivo de proteção contra sobretensões transitórias segundo o UL 1449
Os SPD subdividem-se em diferentes tipos, dependendo da resistência a curto-circuito garantida. Adicionalmente, a instalação é também subdividida em "Type Locations" de acordo com as correntes de curto-circuito verificadas.
A "Type Location" do local de ligação especifica o tipo de dispositivo de proteção contra sobretensões transitórias que deve ser utilizado como mínimo. Assim, os SPD do tipo 1 podem ser utilizados em todas as "Type Locations". Os SPD do tipo 2 podem ser utilizados em locais de tipo 2 ("Type 2 Location") e de tipo 3 ("Type 3 Location").
Esta divisão dos SPD fornece informações sobre a capacidade de descarga dos aparelhos ou sobre a sua área de aplicação no âmbito do conceito de proteção contra descargas atmosféricas, como especificado nas normas IEC. Os tipos de acordo com a UL baseiam-se exclusivamente no teste de resistência a curto-circuito prescrito pela UL 1449.
Classificação
Descrição | |
---|---|
Classificação | |
SPD Tipo 1 | Instalação atrás do transformador, antes do fusível principal/seccionador |
SPD Tipo 2 | Instalação atrás do fusível principal/seccionador principal |
SPD Tipo 3 | Comprimento de cabo mín. 10 m em relação à proteção contra sobrecargas/seccionador a montante |
SPD Tipo 4* | Parte de um equipamento/quadro de comando, o equipamento completo precisa de verificação de curto-circuito conforme UL |
*No dispositivo de proteção contra sobretensões transitórias Tipo 4, ao "Type Location" do equipamento depende do resultado do teste do SPD Tipo 4 no que diz respeito à resistência a curto-circuito. |
Requisitos dos produtos
Para os diferentes tipos de redes e tensões estão disponíveis produtos da série VAL-US. Estes cumprem os requisitos que decorrem do NFPA 79 porque, por um lado, apresentam a aprovação "UL Listed". Por outro lado, podem ser utilizados com uma resistência a curto-circuito (SCCR) de 200 kA (conforme o UL 1449 ed. 4) de forma universal e sem cálculos adicionais.
Trifásico em estrela
|
|
---|---|
Nome (N.º de artigo) | |
Tensão do sistema (fases) | |
277/480 V (A, B, C, N, G) | VAL-US-277/40/3+1-FM (2910374) |
277/480 V (A, B, C, G) | VAL-US-277/40/3+0-FM (1199369) |
347/600 V (A, B, C, N, G) | VAL-US-347/30/3+1V-FM (1079099) |
347/600 V (A, B, C, G) | VAL-US-347/30/3+0-FM (2910383) |
Corner-grounded/ungrounded Delta
|
|
---|---|
Nome (N.º de artigo) | |
Tensão do sistema | |
480 V | VAL-US-480D/30/3+0-FM (2910386) |
600 V | VAL-US-600D/30/3+0-FM (2910391) |
Fusíveis
A proteção contra sobretensão, com aprovação "Type 1 Listed" segundo o UL 1449, não necessita de proteção contra sobretensão (1). Contudo, o NEC impõe que os cabos sejam protegidos contra a sobrecorrente. Por isso, pode ser necessário dotar os cabos do SPD de dispositivos de proteção contra sobrecorrente (Overcurrent Protection Device, OCPD) (2).
A instalação ou definição da OCPD, de acordo com o NFPA 79, não é realizada pelo fabricante do equipamento utilizado, mas pelo projetista de sistema, neste caso o fabricante de máquinas. O mesmo é válido para os SPD. O procedimento de instalação da OCPD para dispositivos de proteção contra sobretensões transitórias corresponde ao de todos os outros equipamentos. Uma vez que o dispositivo de proteção contra sobretensões transitórias (SPD) não apresenta corrente de carga, podem ser utilizados os dados indicados pelo fabricante de SPD para o cabo de ligação. Estes dados incluem as secções transversais mínimas e máximas, bem como os materiais autorizados no cabo. Com base nestes dados é possível, como habitualmente, conceber o dispositivo de proteção contra sobrecorrente, recorrendo às tabelas correspondentes no NEC.