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Atualizado 07/2022

Por Que a Exaustão do Arco de Falta Proporciona a Mitigação de Risco de Incêndio

A mitigação de incêndios é uma consideração de design crítica para engenheiros de sistemas de energia. O tema é complexo e os casos de ignição são multifatoriais, mas uma forma simples de reduzir o risco de incêndio é especificar equipamentos elétricos com Classificação de Arco Interno. A seguir resumiremos a razão pela qual a especificação da exaustão do arco de falta reduz o risco de início de incêndio para prestadores de serviços de rede.

O que é um arco de falta interno?

Resumidamente, é uma falha de isolamento interno de equipamentos elétricos. Essa falha faz com que um arco elétrico se forme, seja entre fases, de fase à terra ou ambas. Quando isso ocorre acontece em um espaço fechado, como na maioria dos equipamentos, ocorre uma explosão.

Arco de Falta Interno

Quais são as causas comuns dos arcos de falta internos

Embora sejam raros, existem muitas causas para arcos de falta internos. Muitas vezes, a falha não é do equipamento que sofre o arco interno.

Condições adversas de operação da rede, como neutros com falha causando sobretensões excessivas ou surtos de linha, podem fazer com que as tensões excedam as especificações nominais do equipamento sob proteção. Energia em excesso pode levar à ruptura do isolamento e, consequentemente, a uma explosão.

O que é Classificação de Arco Interno (IAC)

A Classificação de Arco Interno é um padrão formal de engenharia para o que o equipamento deve fazer se ocorrer um arco de falta interno.

O objetivo é falhar com segurança, descarregando a energia de forma controlada, em vez da detonação de equipamentos que não utilizam esse recurso.

Existem padrões de IAC para muitas classes de equipamentos, mas em nosso contexto de equipamentos montados em postes, o padrão é o IEC 62271-204.

Equipamentos como o religador OSM, GMK ou VISI-SWITCH® da NOJA POWER são todos testados em conformidade com o padrão para exaustão de arco de falta.

No caso pouco provável de um arco de falta interno, o equipamento é certificado para liberar a energia com segurança, em vez de agir como um explosivo.

Como podemos ver no vídeo de teste do Religador OSM, criamos manualmente uma falta fase-fase no dispositivo ao conectar duas fases e aplicamos alta corrente de falta para iniciar o arco.

O tanque conteve a explosão e o exaustor do arco de falta se abriu, permitindo que a energia fosse liberada com segurança.

O teste foi aprovado, porque o material de teste abaixo do equipamento não pegou fogo e nenhum componente grande ou estilhaço se soltou da instalação.

Com esta demonstração, podemos ver claramente como a mitigação do risco de incêndio pode ser alcançada ao especificar os requisitos de IAC para equipamentos montados em postes.

Qual a probabilidade de ocorrer um arco de falta interno?

A probabilidade de arcos de falta internos é gerada pela idade do equipamento, condições de operação e qualidade de energia da rede.Eles são mais comuns em equipamentos e projetos mais antigos, que podem não atender aos padrões de design elétrico modernos e às considerações de materiais.

No fim, a maioria dos equipamentos se degradaria a um ponto de arco de falta interno, caso fossem forçados suficientemente para além de sua vida útil.

Em programas de gerenciamento de ativos de alto funcionamento, os arcos de falta interno são raros, no entanto, na engenharia, a consideração do risco deve sempre considerar a matriz probabilidade-consequência.

Legenda: Consequência
Legenda: Consequência

Os negócios de rede elétrica operam sob um apetite de risco declarado. Embora a probabilidade de arcos de falta varie de incomum a rara, as consequências são extremas.

Além do risco de perda imediata de vidas nas proximidades de ativos de montagem em poste, se a explosão ocorrer em um ambiente propenso a incêndio, a probabilidade de ignição também é alta.

Ao especificarmos religadores montados em postes com classificação IAC, conseguimos mover esta consequência de extrema para moderada ou leve.

Quanto isso custa?

Para religadores, existe pouca diferença de custo entre equipamentos com e sem exaustão de arco.

Isso dificulta a justificativa da seleção de religadores de arco de falta não compatíveis quando dispositivos compatíveis com IAC, como o religador OSM, são competitivos em termos de custo.

Em outras categorias, como transformadores, a diferença de custo é mais acentuada. Isso leva a uma compensação entre os recursos operacionais da rede e o apetite/seguro de risco.

“A contenção e exaustão de arcos elétricos fazem parte do DNA de cada produto da NOJA Power, pois acreditamos que, ao desenvolver um produto, devemos considerar o fim de sua vida útil e garantir que ela chegue de maneira segura e controlada.“

Cada teste de IAC garante que, no caso de um arco de falta interno, nenhum subproduto dessa exaustão de arco precise causar um incêndio para ser aprovado no teste.“

Os clientes podem ter certeza de que os produtos projetados e testados com classificação de arco de falta interno também ajudam a reduzir o risco de incêndio florestal.“

Resumo

A mitigação de incêndios é uma consideração fundamental para engenheiros eletricistas. Especificar a classificação do arco interno em equipamentos montados em postes é uma maneira econômica e sensata de reduzir o risco de consequências catastróficas. Para mais informações, visite www.nojapower.com.br ou entre em contato com seu distribuidor local NOJA Power

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