A questão surge antes mesmo do produto chegar. Alguém decidiu que o quadro elétrico precisa de monitorização sem fios da temperatura. O primeiro problema prático não é saber que dispositivo comprar. É saber quantos sensores encomendar, onde os colocar e o que o sistema deve fazer quando um deles registar um valor elevado. Se houver erros nestes três aspetos, a instalação apresentará valores que ninguém terá em conta.
Nota de âmbito: isto abrange a monitorização contínua da temperatura de juntas aparafusadas, ligações de barras condutoras e terminações de cabos em aparelhagem de baixa e média tensão, utilizando sensores sem fios montados de forma permanente e um recetor local. Não se trata de janelas de inspeção por infravermelhos nem de imagiologia térmica periódica. Estas continuam a ser úteis e respondem a uma questão ligeiramente diferente. A ACXION fabrica os recetores ACX6600 e ACX6500 e os sensores WTC405 e GTC405 aqui descritos, pelo que isto reflete a forma como os especificamos.
Por que é que as articulações ficam quentes?
Uma junta aparafusada conduz corrente através da área de contacto entre dois condutores. Essa área nunca corresponde à totalidade da superfície da junta. Trata-se da soma de vários pequenos contactos de aspereza, e a sua dimensão efetiva depende do binário de aperto dos parafusos, do estado da superfície e da pressão que permanece após anos de ciclos térmicos.
Cada ciclo de carga aquece a junta e deixa-a arrefecer. Cada ciclo relaxa ligeiramente a pilha. O alumínio e o cobre também sofrem fluência. Forma-se uma camada de óxido na superfície de contacto, e o óxido é um pior condutor do que o metal subjacente. A resistência aumenta, o que produz mais calor, o que, por sua vez, acelera o mesmo processo. Trata-se de uma falha lenta, com um longo período estável seguido de um curto período de evolução acentuada. É precisamente este padrão que as inspeções periódicas têm dificuldade em detetar.
Os limites de aumento de temperatura para as ligações estão definidos na norma IEC 62271-1 e na sua equivalente chinesa, a GB/T 11022. Esses limites resultam de ensaios de tipo realizados em condições definidas. Não constituem uma descrição de um armário numa subestação quente em agosto, razão pela qual um limiar de alarme absoluto copiado diretamente da norma raramente é a resposta certa.
Contagem dos pontos
Comece pelo circuito, não pela caixa. Cada ponto em que a corrente atravessa uma ligação mecânica é um ponto suspeito. Os pontos suspeitos não têm a mesma probabilidade de avaria.
As terminações dos cabos são o local de falha mais comum. A ligação depende de um terminal estar corretamente crimpado e, em seguida, corretamente aparafusado, sendo que ambas as operações são realizadas manualmente. Uma terminação de cabo trifásico envolve, portanto, três pontos, se se pretender todas as fases. Vale a pena pretender todas as fases, pela razão a seguir exposta.
Seguem-se as juntas das barras colectoras entre os cubículos. Numa linha de distribuição longa, há mais do que as pessoas esperam. Depois, os contactos fixos e móveis no interior da unidade extraível. Esses são os mais difíceis de alcançar e os mais importantes de monitorizar num alimentador crítico. Por fim, os contactos do seccionador ou do interruptor de ligação à terra no mesmo circuito.
Num cubículo de entrada típico, com terminações de cabos na parte inferior e ligações às barras colectoras na parte superior, juntamente com os contactos dos disjuntores, a contagem real situa-se algures entre seis e doze pontos. É por isso que os receptores estão disponíveis em versões de 3, 6, 9 e 12 pontos, em vez de um tamanho fixo. A maioria das instalações que fornecemos acaba por ter seis ou nove pontos por linha. A versão de doze pontos é normalmente reservada para painéis de entrada e de acoplamento de barramento, onde as consequências são mais graves.
A razão pela qual se prefere as três fases em vez de apenas uma é que o sinal útil é frequentemente diferencial. Uma articulação que funciona a 70 graus nas três fases, numa sala a 40 graus, está a suportar carga. Uma articulação que funciona a 70 graus numa fase, enquanto as outras duas se mantêm a 48, está a falhar. Nenhum limiar absoluto definido com rigor suficiente para detetar o segundo caso será jamais utilizável no verão.
Escolher o sensor
Existem dois tipos de sensores nesta gama. A diferença reside na forma como são alimentados, e é isso que determina onde cada um deles pode ser instalado.
O WTC405 é alimentado a bateria. Transmite na frequência de 2,4 GHz, com um alcance em linha reta de cerca de 80 metros, e mede temperaturas entre 0 e 110 graus Celsius. Pode ser fixado numa junta durante uma breve interrupção de corrente e, em alguns casos, mesmo sem qualquer interrupção. O facto de ser autoalimentado significa que funciona em qualquer lugar. Isso inclui circuitos que conduzem pouca ou nenhuma corrente na maior parte do tempo e juntas que não se encontram perto de um condutor ao qual se possa fixar.
O GTC405 é passivo. Obtém a sua energia por indução a partir do condutor que monitoriza, pelo que necessita de uma corrente de funcionamento de, pelo menos, 5 A para funcionar. Nos casos em que o circuito transporta sempre uma corrente superior a essa, o sensor passivo é a melhor opção. Não há bateria para substituir nem vida útil da bateria a ter em conta. Nos casos em que o circuito tem uma carga reduzida ou é intermitente, o sensor não funcionará. Especificá-lo nessas situações é um erro que já tivemos de corrigir em mais do que uma encomenda.
Ambos os sensores abrangem o mesmo intervalo de 0 a 110 graus. O próprio recetor abrange um intervalo de 0 a 120 graus, com uma precisão de mais ou menos 1 grau Celsius.
O recetor e o que faz com os dados
O ACX6600 é o visor para montagem em painel. O ACX6500 é a versão para calha DIN, com as mesmas opções de 3, 6, 9 e 12 pontos. Ambos dispõem de duas saídas de relé normalmente abertas para alarmes e de uma porta RS485 Modbus-RTU. O MTBF do dispositivo é avaliado em, pelo menos, 50 000 horas.
Duas saídas de relé são menos do que parece. Isso obriga a tomar uma decisão sobre o significado dos alarmes. A nossa recomendação é utilizar uma para um aviso e outra para um desligamento de emergência ou uma chamada urgente. Baseie o aviso numa diferença entre fases, em vez de numa temperatura absoluta. Um aviso que se acione a um valor fixo será ignorado, porque se aciona todos os verões, ou será definido a um valor tão elevado que se acionará demasiado tarde.
A porta Modbus é o que torna os dados úteis para além das portas da subestação. A análise da evolução de uma junta ao longo de vários meses revela o aumento gradual que os limiares absolutos não detectam. Uma junta cuja temperatura aumenta alguns graus por mês é mais preocupante do que uma que se mantém num valor estável.
Se o compartimento também necessitar de indicação do estado do quadro elétrico, indicação de tensão e controlo local, o ACX6100 satisfaz essas necessidades. A sua variante E aceita até doze pontos de temperatura sem fios na mesma face do painel. Isso evita a necessidade de um segundo recorte numa porta já sobrecarregada. Em construções novas, em vez de remodelações, é normalmente a solução mais organizada.
Onde se colocam os sensores e o que não são
Um sensor mede a temperatura do que está a tocar. Fixado no exterior de uma junta de barra colectora, indica um valor próximo da temperatura do condutor, mas não exatamente igual a ela. O desvio depende da firmeza com que está fixado e do fluxo de ar no interior do quadro. Para a análise de tendências e para comparações diferenciais, isto não tem importância. Para contestar um certificado de ensaio de tipo, tem.
Coloque o sensor no corpo da junta e não na cabeça do parafuso. Mantenha-o afastado de aquecedores ou da saída de ar de ventiladores. Registe a que junta física corresponde cada canal. Este último passo é aquele que costuma ser ignorado e é a razão pela qual um alarme acaba por ser investigado no compartimento errado.
A monitorização sem fios também não substitui o aperto correto das juntas durante a instalação, nem repara uma junta. Permite-lhe saber com antecedência suficiente para planear uma paragem, em vez de ter de a efetuar de improviso.
O que precisamos para definir um sistema
Somos o fabricante, pelo que devemos deixar claro que vendemos este equipamento. Para dimensionar um sistema, precisamos do esquema de instalação, do número e tipo de ligações a monitorizar e da corrente de carga em cada circuito monitorizado. Também precisamos de saber se o painel é de construção nova ou de adaptação, se o recetor é instalado numa porta ou num trilho e como os alarmes devem ser apresentados.
Os sistemas desta gama são configurados de acordo com o desenho do projeto e o orçamento é elaborado com base na configuração. As especificações dos sensores e recetores, os formatos de montagem e as opções de canais encontram-se no catálogo de monitorização e proteção de energia disponível no nosso centro de downloads. Nos casos em que a superfície do painel também necessite de indicação de estado, as nossas notas sobre painéis de indicação do estado dos quadros de distribuição abordar essa opção. O controlo da temperatura no armário é um problema à parte, descrito no nosso artigo sobre condensação em quadros elétricos.
Limites
Os sensores sem fios no interior de um cubículo metálico não se comportam da mesma forma que ao ar livre. O valor de 80 metros de alcance é um valor de linha aberta por uma razão. Num cubículo fortemente compartimentado, ou num em que exista uma grande quantidade de aço entre o sensor e o recetor, é necessário ponderar a posição da antena antes da instalação, e não depois. Nos casos em que seja necessário realizar um levantamento para efeitos de seguro ou para uma empresa de serviços públicos, um instrumento portátil calibrado ao longo do período de levantamento continua a ser o instrumento de referência.
As especificações apresentadas neste artigo provêm do catálogo atual. Confirme o número de canais, o tipo de sensor e o formato do recetor na confirmação da encomenda. Utilize o desenho fornecido com o equipamento para obter os detalhes finais da instalação.