A eletricidade é um serviço fundamental no mundo moderno, pois proporciona a forma mais rápida e eficiente de fornecer grandes quantidades de energia. No entanto, esta capacidade de fornecimento de energia também torna a electricidade perigosa se não for tratada adequadamente. É precisamente com isso que a engenharia elétrica trata: aproveitar o poder da eletricidade com segurança.
As instalações elétricas ocupam muito menos espaço do que os sistemas mecânicos e hidráulicos, mas são a espinha dorsal de muitos serviços prediais. Uma instalação elétrica bem projetada pode fornecer tensão e potência adequadas para cada dispositivo, ao mesmo tempo que inclui medidas de proteção contra todos os tipos de falhas elétricas.
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Quais são os tipos de falhas elétricas?
Entre o público em geral, as falhas elétricas e os curtos-circuitos são vistos como conceitos equivalentes. No entanto, existem outros tipos de falhas além dos curtos-circuitos, e a seguir estão alguns exemplos:
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Uma falta à terra ocorre quando um condutor energizado toca um objeto ou superfície que não faz parte do circuito.
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Uma falta linha a linha ocorre quando dois condutores energizados em tensões diferentes se tocam.
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Uma falha de arco é uma descarga elétrica que viaja pelo ar.
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Uma sobrecarga ocorre quando um dispositivo elétrico consome corrente acima de seu valor nominal.
Esses problemas normalmente desencadeiam uma resposta imediata dos dispositivos de proteção elétrica. No entanto, existem outras condições menos graves que causam danos a longo prazo. Um exemplo comum é a subtensão, que ocorre quando um sistema de potência possui uma tensão de alimentação inferior ao valor nominal dos dispositivos conectados. Em sistemas elétricos com diversas fases, também pode haver desequilíbrio de tensão entre fases.
Como os engenheiros elétricos evitam falhas
É do conhecimento geral que um fio energizado exposto representa perigo. A fiação elétrica é revestida com isolamento e introduzida no conduíte, proporcionando duas camadas de proteção. No entanto, o isolamento pode derreter se um fio transportar corrente acima de sua capacidade, e os engenheiros elétricos devem garantir que os tamanhos de fiação especificados sejam suficientes para a corrente esperada.
Quando um fio tem ampacidade adequada, o isolamento não derreterá em condições normais de operação. Se uma falha elétrica aumentar a corrente, os dispositivos de proteção elétrica desconectarão o circuito antes que a alta corrente possa causar danos.
As falhas à terra e as falhas de arco são particularmente perigosas: podem produzir correntes que não são suficientemente altas para danificar a cablagem, mas de magnitude suficiente para causar choque eléctrico ou iniciar um incêndio. Em aplicações onde esses tipos de falhas são um risco, os engenheiros elétricos especificam interruptores de circuito de falha à terra (GFCI) e interruptores de circuito de falha de arco (AFCI).
A importância da capacidade ideal de fiação
Ao selecionar o fio, os engenheiros elétricos se concentram em encontrar a ampacidade ideal dependendo da aplicação. A fiação subdimensionada é perigosa porque seu isolamento pode derreter facilmente, causando uma falha elétrica. No entanto, a fiação superdimensionada representa uma despesa desnecessária. Considere também que uma capacidade de corrente mais elevada não resulta em maior segurança:
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Se a fiação for superdimensionada, não há benefício de segurança porque os condutores já estão protegidos pelo disjuntor.
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Por outro lado, se o disjuntor for superdimensionado, poderá permitir correntes acima da capacidade da fiação. Em outras palavras, um disjuntor superdimensionado cria uma condição insegura.
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Se a fiação e o disjuntor forem superdimensionados, os dispositivos conectados ao circuito não estarão protegidos contra sobrecarga. Por exemplo, se a fiação e o disjuntor forem dimensionados para 50 amperes, um aparelho com corrente nominal de 10 A não estará protegido de forma eficaz.
Em poucas palavras, uma instalação elétrica é segura quando as capacidades da fiação e dos disjuntores são otimizadas. Tanto o sobredimensionamento como o subdimensionamento têm consequências negativas.
Quando são implementadas medidas de eficiência energética, pode ser possível especificar uma instalação eléctrica com capacidades de cablagem reduzidas. A segurança não fica comprometida neste caso, uma vez que a corrente consumida pelos equipamentos elétricos é menor.
Conclusão
Uma instalação elétrica bem projetada também é uma instalação segura. Quando você trabalha com engenheiros elétricos qualificados, eles realizam uma análise detalhada de todas as cargas elétricas e das possíveis condições de falha, para especificar condutores e dispositivos de proteção adequados.
Os serviços profissionais de engenharia elétrica também garantem a conformidade com os códigos, garantindo uma rápida aprovação do projeto. Para minimizar os riscos de incêndio, as instalações elétricas devem ser projetadas de acordo com o Código Elétrico Nacional (NEC) NFPA 70. Além disso, os componentes especificados devem ter marcas de certificação de um Laboratório de Testes Reconhecido Nacionalmente, como UL ou ETL.
