O público em geral está ciente de que os disjuntores disparam quando há falhas elétricas, evitando danos aos equipamentos e incêndios. No entanto, existem problemas elétricos que não produzem corrente de alta magnitude ou danos imediatos e tendem a passar despercebidos por longos períodos. Esses problemas elétricos menos graves não são facilmente percebidos, mas encurtam a vida útil do equipamento e reduzem o desempenho.
Obtenha um projeto elétrico compatível com o código para o seu projeto de construção.
Queda de voltagem
Quando a eletricidade se move através de um material há sempre uma queda de tensão, que é determinada pela corrente (amperes) e pela resistência (ohms). Embora a fiação tenha baixa resistência, ainda há uma queda de tensão envolvida. Portanto, a tensão fornecida a um circuito é superior à tensão recebida pelas cargas conectadas ao circuito.
Os dispositivos elétricos normalmente podem operar dentro de uma faixa de tensão e, como resultado, toleram uma pequena queda de tensão. Porém, a queda excessiva de tensão é prejudicial ao desempenho de muitos dispositivos, podendo até causar danos. A queda severa de tensão tem muitas causas possíveis:
-
Fiação inadequada: A fiação normalmente é selecionada com base na corrente de carga, mas circuitos longos podem precisar de uma capacidade maior para reduzir a resistência e a queda de tensão.
-
Baixa tensão de alimentação: Problemas externos podem afetar a tensão na fonte, diminuindo a tensão de alimentação dos dispositivos elétricos, mesmo que a fiação seja adequada.
Tenha em mente que a fiação de maior ampacidade também é mais cara e os engenheiros elétricos não recomendam superdimensionamento por esse motivo. Você deve usar um tamanho de fio que transporte a corrente de carga com segurança e, ao mesmo tempo, minimize a queda de tensão. O Código Elétrico Nacional (NEC) recomenda uma queda de tensão inferior a 3% para circuitos ramificados e inferior a 5% para circuitos alimentadores.
A queda de tensão pode ser controlada com um projeto profissional de engenheiros elétricos qualificados. Com base nas cargas conectadas a cada circuito, eles podem especificar um tamanho de fio que mantenha a queda de tensão dentro da faixa recomendada no NEC.
Sobretensão é o fenômeno oposto, mas é muito menos frequente. Como a fiação sempre causa queda de tensão, a sobretensão normalmente é um problema na fonte de alimentação ou pode ser causada momentaneamente por alguns dispositivos. As principais consequências da sobretensão são o consumo adicional de energia e potenciais danos ao equipamento.
Desequilíbrio de tensão
A energia trifásica é comumente usada em grandes ambientes comerciais e industriais. Idealmente, as cargas elétricas deveriam ser equilibradas uniformemente, mas na prática um equilíbrio perfeito não é possível. Como resultado, haverá variação de tensão e corrente entre os condutores em um sistema trifásico.
Embora um desequilíbrio de baixa magnitude seja tolerado, alguns tipos de equipamentos são afetados quando o desequilíbrio de tensão aumenta. Os motores trifásicos são os mais afetados, sofrendo as seguintes consequências:
-
Superaquecimento: Enquanto um desequilíbrio de 2% causa um aumento de 8% na temperatura, um desequilíbrio de 5% leva a um aumento de 50% na temperatura.
-
Mau desempenho mecânico: Um motor com tensão desequilibrada não consegue fornecer um torque constante no eixo e também sofre com aumento de vibração e ruído.
-
Vida útil mais curta: Isto pode ser esperado quando um motor está sujeito a superaquecimento e vibração. Os rolamentos e o isolamento dos enrolamentos são normalmente os primeiros componentes danificados.
O desequilíbrio de tensão é impossível de eliminar completamente, mas pode ser mitigado com cargas distribuídas uniformemente. Nos casos em que as cargas não podem ser equilibradas de forma eficaz, a eletrônica de potência pode ser implantada para atingir uma tensão equilibrada.
Harmônicos
Os harmônicos são um fenômeno elétrico complexo – sua descrição é muito técnica e seu modelo matemático é igualmente complexo.
-
Quando cargas elétricas têm uma relação linear entre tensão e corrente, suas correntes se cancelam quando se encontram no condutor neutro. Quando apenas cargas lineares estão presentes, qualquer corrente no condutor neutro é devida apenas ao desequilíbrio de fase.
-
Por outro lado, cargas não lineares possuem sinais de corrente mais complexos, que se somam em vez de serem cancelados quando se encontram no condutor neutro. Estas são chamadas de correntes harmônicas.
A principal consequência dos harmônicos é o superaquecimento, que pode ser prejudicial tanto para a fiação quanto para o equipamento. Os harmônicos também podem interferir no desempenho de diversos tipos de equipamentos, causando quebras mais frequentes e reduzindo a vida útil.
Como as cargas não lineares são necessárias para muitas aplicações, os harmônicos requerem dispositivos de filtragem especialmente projetados. Esses filtros contêm harmônicos na fonte, evitando sua propagação para outras cargas e circuitos.
Conclusão
As condições elétricas descritas neste artigo caracterizam-se por poderem permanecer indetectadas por longos períodos, sem causar falhas repentinas, mas danificando gradativamente instalações e equipamentos.
Ao trabalhar com engenheiros elétricos qualificados durante a fase de projeto, você pode garantir que sua instalação atinja o desempenho ideal. Por outro lado, se você gerencia um edifício existente que apresentou um número crescente de problemas elétricos, poderá obter uma avaliação profissional para determinar suas causas.
