Introdução
Um defeito de arco interno em comutadores de média tensão1 está entre os eventos mais violentos na distribuição de energia eléctrica. Na fração de segundo entre o início do defeito e a desativação da proteção, um arco sustentado a 12-40,5kV pode libertar energia equivalente a vários quilogramas de TNT - gerando temperaturas de plasma superiores a 10.000°C, ondas de pressão que podem romper invólucros de aço e ejetar metal fundido e gases em combustão que são letais para o pessoal a vários metros do painel.
A Classificação Interna do Arco (IAC) é a IEC 62271-2002 A IAC AFL é a classificação específica que certifica a proteção do pessoal acessível nas faces frontal, lateral e traseira da instalação do painel de distribuição.
Para os engenheiros eléctricos que projectam instalações de comutadores de MT em subestações secundárias, instalações industriais e em qualquer local onde possa estar presente pessoal durante um evento de falha, a classificação IAC não é uma opção de especificação premium - é a norma de segurança mínima que distingue uma instalação de comutadores concebida para proteção pessoal de uma que apenas cumpre os requisitos de desempenho elétrico. Compreender os requisitos da IAC AFL, o que o teste de tipo verifica e como o projeto do painel de distribuição obtém a certificação é a base técnica de toda especificação de segurança de instalação de MT responsável.
Este artigo fornece uma referência técnica completa para os requisitos de classificação de arco interno IAC AFL - desde a física da falha e a metodologia de teste IEC 62271-200 até às caraterísticas de design, definições de zona de acessibilidade e requisitos de especificação nos tipos de comutadores AIS, GIS e SIS.
Índice
- O que é a classificação do arco interno e como é definida a IAC AFL ao abrigo da norma IEC 62271-200?
- Como é que o teste de arco interno verifica a conformidade com a IAC AFL no painel de distribuição de MT?
- Como os projetos de painéis de distribuição AIS, GIS e SIS obtêm a certificação IAC AFL?
- Como especificar e verificar os requisitos IAC AFL para a instalação do seu painel de distribuição?
- Perguntas frequentes sobre a classificação do arco interno Requisitos IAC AFL
O que é a classificação do arco interno e como é definida a IAC AFL ao abrigo da norma IEC 62271-200?
A classificação de arco interno é definida pela IEC 62271-200 - a norma principal para comutadores de média tensão com invólucro metálico - como uma classificação voluntária de teste de tipo que verifica o desempenho do invólucro do comutador durante uma falha de arco interno em condições de teste definidas. O sistema de classificação utiliza um código de letras para identificar quais as faces do invólucro do painel de distribuição que foram testadas e certificadas para proteção pessoal.
O sistema de cartas de classificação da IAC
A norma IEC 62271-200 define a classificação do arco interno utilizando uma combinação de letras que especificam as zonas de acessibilidade testadas:
Códigos de classificação IAC:
- A: Classificação de arco aplicável (o dispositivo foi testado pelo IAC)
- F: Certificação da face frontal - o pessoal na parte frontal do painel está protegido
- L: Faces laterais certificadas - o pessoal nos lados do painel está protegido
- R: Certificação da face traseira - o pessoal atrás do painel está protegido
- B: Classificação aplicável a ambos os lados de um sistema de duplo barramento
Classificações IAC comuns:
- IAC A: Apenas a face frontal - classificação mínima; protege os operadores na parte frontal do painel
- IAC AF: Faces frontais e laterais - protege os operadores e o pessoal no corredor junto ao quadro elétrico
- IAC AFL: Faces frontal, lateral e posterior - proteção perimetral total; necessária sempre que o pessoal possa aceder a qualquer face da instalação
- IAC AFLB: Proteção perimetral total para quadros eléctricos de barramento duplo
Aulas de acessibilidade
A norma IEC 62271-200 define três classes de acessibilidade que determinam a proximidade do pessoal ao painel de distribuição durante o funcionamento normal e a manutenção:
Classe de acessibilidade A (acesso restrito):
A instalação do painel de distribuição está localizada numa área de acesso restrito, acessível apenas a pessoal elétrico autorizado e com formação. Espera-se que o pessoal mantenha distâncias seguras durante a operação e é treinado em arco elétrico3 sensibilização para os riscos. A classificação IAC A ou IAC AF pode ser aceite em função da configuração da instalação.
Classe de acessibilidade B (acesso geral):
A instalação do painel de distribuição está localizada numa área acessível a pessoal não elétrico - ocupantes do edifício, trabalhadores de manutenção ou membros do público - que podem estar presentes nas proximidades do painel de distribuição sem formação específica em arco elétrico. A classificação IAC AFL é o requisito mínimo para instalações de acessibilidade de Classe B.
Implicações práticas: Qualquer instalação de comutadores num edifício, numa instalação industrial ou numa subestação urbana onde possa estar presente pessoal não elétrico na zona de perigo durante o funcionamento normal deve ser especificada com a classificação IAC AFL como requisito mínimo de segurança.
Física do defeito de arco interno - O que os testes de IAC devem conter
Para compreender contra o que a classificação IAC deve proteger, é necessário compreender os fenómenos físicos gerados por uma falha de arco interno:
Onda de pressão:
Um arco interno gera plasma a temperaturas superiores a 10.000°C, causando uma rápida expansão do gás. Num invólucro metálico selado, a pressão aumenta a uma velocidade de 10-100 bar/ms - suficiente para romper painéis de aço, rebentar portas e projetar fragmentos do invólucro como projécteis de alta velocidade. A onda de pressão chega às posições do pessoal em milissegundos após o início do arco - mais rápido do que qualquer tempo de reação humana.
Radiação Térmica e Ejeção de Gás Quente:
O plasma do arco irradia uma energia térmica intensa em todas as direcções. Quando as aberturas de alívio de pressão são activadas, são ejectados do invólucro gases quentes a 500-2.000°C - capazes de causar queimaduras graves a distâncias de 1-3 metros da abertura de ventilação. A direção, a temperatura e a duração da ejeção de gases quentes são parâmetros críticos verificados nos testes IAC.
Projeção de metal fundido:
A erosão por arco dos barramentos, contactos e superfícies do invólucro gera gotículas de metal fundido que são ejectadas a alta velocidade através de aberturas de alívio de pressão ou rupturas do invólucro. As gotículas de cobre fundido a 1.083°C provocam a ignição imediata do vestuário e queimaduras graves por contacto.
Onda de pressão acústica:
A ignição inicial do arco gera uma onda de pressão que se propaga pelo ar à velocidade do som - aproximadamente 340 m/s. A sobrepressão acústica a 1 metro de um arco interno de 12kV pode exceder 200 Pa - suficiente para causar danos no tímpano e desorientação.
Parâmetros de ensaio IAC ao abrigo da norma IEC 62271-200
| Parâmetro de teste | Valor padrão | Notas |
|---|---|---|
| Corrente de ensaio | Corrente nominal de curto-circuito (Isc) | Tipicamente 16kA, 20kA, 25kA, ou 31,5kA |
| Duração do ensaio | 0,1s (100ms) ou 1,0s (1.000ms) | Especificado pelo fabricante; 1.0s é mais oneroso |
| Tensão de ensaio | Tensão nominal (Um) | 12kV, 24kV ou 40,5kV |
| Iniciação do arco | Fio fino entre fases ou fase-terra | Localização da falha no pior dos casos em cada compartimento |
| Painéis indicadores | Painéis em tecido de algodão a distâncias definidas | Ignição = falha no teste para essa face |
| Distância do pessoal | 0,3 m da face do recinto | Painéis indicadores posicionados a esta distância |
| Critérios de aprovação | Não há rutura do invólucro; não há ignição do indicador; não há projécteis que penetrem nos indicadores | Os três critérios devem ser preenchidos simultaneamente |
Como é que o teste de arco interno verifica a conformidade com a IAC AFL no painel de distribuição de MT?
O teste de tipo IAC é um dos testes mais exigentes e destrutivos na certificação de comutadores de média tensão - o painel em teste é deliberadamente sujeito ao pior caso de falha de arco interno com corrente de curto-circuito nominal, e o invólucro deve sobreviver ao evento enquanto protege posições de pessoal simuladas em todas as faces certificadas.
Configuração e procedimento do teste
Passo 1 - Instalação do painel indicador:
Os painéis indicadores de tecido de algodão (normalizados de acordo com o Anexo A da norma IEC 62271-200) são instalados a uma distância de 0,3 m de cada face do invólucro do quadro de distribuição que está a ser testado. O tecido de algodão é o principal indicador de aprovação/reprovação - se o tecido se inflamar durante o evento de arco, o teste falha para essa face. A distância de 0,3 m representa a distância mínima segura de trabalho para o pessoal na zona de acessibilidade.
Passo 2 - Fio de iniciação do arco:
Um fio de cobre fino (tipicamente 0,1-0,5 mm de diâmetro) é instalado entre as fases ou entre a fase e a terra no local do pior caso de falha em cada compartimento do painel - o compartimento do barramento, o compartimento do dispositivo de comutação e o compartimento do cabo são testados separadamente. O fio vaporiza-se instantaneamente no início do arco, criando um arco sustentado ao nível da corrente de teste.
Passo 3 - Testar a aplicação atual:
O circuito de teste aplica a corrente de curto-circuito nominal através do arco durante a duração de teste especificada (0,1s ou 1,0s). A duração de 1,0s é significativamente mais onerosa do que a de 0,1s - representa o pior caso de tempo de libertação da proteção para um sistema de proteção primária falhado que dependa da proteção de reserva. A maior parte das especificações IAC AFL modernas requerem uma duração de teste de 1,0s para instalações com tempos de desativação da proteção de reserva superiores a 100ms.
Passo 4 - Gravação a alta velocidade:
Câmaras de alta velocidade (mínimo de 1000 fotogramas/segundo) registam o evento do arco a partir de todas as faces simultaneamente, captando o tempo de ativação do alívio de pressão, a direção e a temperatura de ejeção do gás, a deformação do invólucro e quaisquer eventos de ejeção de projécteis. As gravações são analisadas quadro a quadro para verificar a conformidade com todos os critérios de aprovação.
Etapa 5 - Inspeção pós-teste:
Após o evento de arco, o painel de ensaio é inspeccionado quanto a:
- Integridade estrutural do invólucro (sem rutura ou fragmentação)
- Retenção da porta e da tampa (todas as tampas permanecem fixas ou controladas)
- Estado do painel indicador (sem ignição, sem buracos de projécteis)
- Função de ventilação de descompressão (activada corretamente e selada de novo)
Critérios de aprovação da IAC AFL - Todos os três devem ser cumpridos
Critério 1 - Não há rutura do invólucro:
O invólucro do painel de distribuição não deve romper-se, fragmentar-se ou projetar partes durante o evento do arco. A deformação controlada do invólucro é aceitável - a distorção permanente de painéis, portas ou coberturas é esperada e não constitui uma falha. O requisito crítico é que não ocorra nenhuma fragmentação descontrolada que possa projetar peças metálicas em direção às posições do pessoal.
Critério 2 - Ausência de painel indicador de ignição:
Nenhum dos painéis indicadores de algodão a 0,3 m de distância de qualquer face certificada pode inflamar-se durante ou após o evento de arco. Este critério verifica se a ejeção de gás quente, a radiação térmica e a projeção de metal derretido são todos direcionados para longe das posições do pessoal - quer contidos dentro do invólucro, quer exauridos através de canais de alívio de pressão controlados direcionados para zonas seguras.
Critério 3 - Não há penetração de projécteis:
Nenhum projétil sólido - fragmentos do invólucro, elementos de fixação, produtos de erosão do arco ou gotículas de metal fundido - pode penetrar nos painéis indicadores. Este critério verifica se a conceção do invólucro impede a ejeção de fragmentos de alta velocidade em direção às posições do pessoal em todas as faces certificadas.
Design de alívio de pressão - A chave para a conformidade com a IAC AFL
O mecanismo técnico que permite a conformidade com a IAC AFL é o alívio de pressão controlado - o caminho projetado através do qual a pressão gerada pelo arco e os gases quentes são afastados simultaneamente de todas as posições do pessoal. Para a certificação IAC AFL (todas as três faces protegidas), o sistema de alívio de pressão deve afastar os gases de escape das posições frontal, lateral e traseira - o que normalmente significa direcionar os gases de escape para cima através do teto do painel ou para baixo através do chão.
Abordagens de projeto de dispositivos de alívio de pressão:
- Condutas de descompressão montadas no topo: Os gases do arco são exauridos verticalmente para cima através de abas de alívio de pressão montadas no teto - a abordagem mais comum para os comutadores de interior onde a altura do teto o permite
- Canais de escape inferiores: Gases de arco dirigidos para baixo através de canais no chão para um plenum de exaustão dedicado - utilizado quando a altura do teto é limitada ou quando a sala de comutação tem um piso elevado
- Condutas de exaustão de arco integradas: Condutas de exaustão montadas de fábrica que canalizam os gases do arco para um ponto de exaustão seguro remoto - utilizadas em instalações onde não é viável a exaustão superior ou inferior
IAC Duração do ensaio Impacto no projeto
| Duração do teste | Energia do arco (25kA, 12kV) | Requisito de descompressão | Aplicação típica |
|---|---|---|---|
| 0,1s (100ms) | ~30 MJ | Área de ventilação moderada | Proteção rápida (< 100ms de compensação) |
| 0,3s (300ms) | ~90 MJ | Grande área de ventilação | Coordenação de proteção standard |
| 1.0s (1.000ms) | ~300 MJ | Área máxima de ventilação | Compensação da proteção de segurança |
| 0,1s + 1,0s | Combinado | Área máxima de ventilação | Especificação mais onerosa |
Como os projetos de painéis de distribuição AIS, GIS e SIS obtêm a certificação IAC AFL?
A abordagem para obter a certificação IAC AFL difere fundamentalmente entre as tecnologias de aparelhagem de comutação AIS, GIS e SIS - reflectindo as diferentes energias de arco, volumes de compartimento e desafios de alívio de pressão associados a cada isolamento e meio de comutação.
Aparelhagem AIS IAC AFL Design
O painel de distribuição isolado a ar apresenta o problema de projeto AFL IAC mais difícil: grandes volumes de compartimento, elevada energia de arco por evento de falha (a extinção de arco de ar é mais lenta do que o vácuo ou o SF6) e a necessidade de gerir o alívio de pressão de um invólucro fisicamente grande, protegendo simultaneamente as três faces.
AIS IAC AFL Caraterísticas de conceção:
- Compartimentação: Barreiras metálicas separadas entre o barramento, o dispositivo de comutação e os compartimentos dos cabos limitam a propagação do arco e contêm o aumento da pressão apenas no compartimento em falha
- Painéis reforçados da caixa: O aço de maior calibre (2,5-3 mm) nas faces frontal, lateral e traseira resiste à deformação induzida pela pressão e evita a fragmentação
- Alívio de pressão montado no topo: Abas de alívio de pressão de grande área no teto do painel exaurem os gases do arco verticalmente para cima, afastando-os das três posições da face
- Trincos de porta resistentes ao arco elétrico: Mecanismos de porta com fecho positivo que permanecem fechados sob carga de ondas de pressão, impedindo a ejeção da porta em direção ao pessoal da frente
Limitação AIS IAC AFL: Grandes volumes de compartimentos significam que deve ser gerida uma energia de arco total mais elevada; alcançar 1,0s de duração de ensaio IAC AFL em AIS requer uma área de ventilação de alívio de pressão substancial - limitando frequentemente as dimensões de altura e profundidade do painel.
Aparelhagem GIS Conceção IAC AFL
O painel de distribuição isolado a gás beneficia de Gás SF64 mas a construção selada cria um desafio diferente: se o compartimento de SF6 não conseguir conter a pressão do arco, a rutura do invólucro resultante é mais violenta do que no AIS devido à energia adicional armazenada do gás pressurizado.
Caraterísticas de conceção GIS IAC AFL:
- Compartimentos de gás selados como contenção primária: O compartimento de gás SF6 foi concebido para conter a pressão do arco durante toda a duração do ensaio sem rutura - o principal mecanismo de proteção do IAC no GIS
- Válvulas de descompressão: As válvulas de alívio de pressão reguladas de fábrica em cada compartimento de gás são activadas num limiar de pressão definido, encaminhando os gases de escape para canais controlados
- Pressão nominal do compartimento: Os invólucros GIS são classificados como pressão para suportar a pressão máxima do arco sem rutura - normalmente 3-5× a pressão nominal de enchimento de SF6
- Condutas de exaustão de arco externo: O escape de alívio de pressão é direcionado através de condutas montadas na fábrica para pontos de escape seguros, afastados de todas as posições do pessoal
GIS IAC AFL Advantage: Os volumes mais pequenos dos compartimentos e a extinção mais rápida do arco de SF6 reduzem a energia total do arco por evento de falha, tornando a conformidade com o IAC AFL mais facilmente alcançável em durações de teste mais longas do que os projectos AIS equivalentes.
Aparelhagem de comutação SIS IAC AFL Design
O painel de distribuição com isolamento sólido alcança as caraterísticas de desempenho IAC AFL mais favoráveis das três tecnologias - combinando os pequenos volumes de compartimento do GIS com a vantagem da energia de extinção de arco a vácuo que minimiza a energia total do arco por evento de falha.
Caraterísticas de conceção do SIS IAC AFL:
- Contenção de arco com interrutor de vácuo: O interrutor de vácuo contém o arco de comutação dentro do seu invólucro selado - nenhuma energia de arco é libertada para o compartimento do comutador durante as operações normais de corte em carga
- Resistência ao arco do encapsulamento epóxi: O isolamento de epóxi fundido fornece superfícies resistentes ao arco (IEC 61621 > 180 segundos) que resistem à propagação do arco através das superfícies de isolamento durante eventos de falha
- Volumes de compartimento compactos: Os pequenos volumes dos compartimentos físicos limitam o volume total de gás disponível para expansão da pressão, reduzindo a taxa de aumento da pressão de pico
- Alívio da pressão de escape superior: A geometria compacta do painel simplifica a conceção do alívio de pressão de escape superior, atingindo o IAC AFL com áreas de ventilação mais pequenas do que os equivalentes AIS
Comparação do desempenho do SIS IAC AFL:
| Parâmetro | AIS | SIG | SIS |
|---|---|---|---|
| Energia do arco por defeito (25kA, 0,1s) | Elevada (extinção no ar) | Médio (extinção SF6) | Baixa (extinção por vácuo) |
| Volume do compartimento | Grande | Médio | Pequeno |
| Taxa de aumento da pressão de pico | Elevado | Médio | Baixa |
| Área de ventilação de descompressão necessária | Grande | Médio | Pequeno |
| IAC AFL a 1,0s Atingibilidade | Desafiador | Padrão | Padrão |
| Recolocação em serviço após avaria | Complexo (danos na calha do arco) | Análise de gases necessária | Apenas ensaio Hi-pot + PD |
Caso de cliente: Especificação IAC AFL Prevenção de um incidente de segurança do pessoal
Um gestor de compras de uma empresa de serviços públicos que gere uma rede de subestações secundárias urbanas de 12kV na Europa Central contactou a Bepto após um incidente de quase-acidente na instalação de um painel de distribuição de um concorrente. Uma falha no barramento de um painel não classificado como AIC resultou na rutura do invólucro na face lateral - projectando gases quentes e fragmentos de metal para o corredor da subestação onde um técnico estava a trabalhar segundos antes da ocorrência da falha. O técnico só não ficou ferido porque saiu do corredor para ir buscar uma ferramenta.
A auditoria de segurança subsequente da concessionária identificou 23 instalações de subestações secundárias onde o painel de distribuição não classificado como IAC ou classificado apenas como IAC A foi instalado em locais acessíveis a pessoal não elétrico. Depois de especificar o painel de distribuição SIS classificado como IAC AFL da Bepto para todos os painéis de substituição, a concessionária confirmou que o design compacto de alívio de pressão de exaustão superior alcançou o IAC AFL com duração de teste de 1,0s - fornecendo proteção total ao pessoal do perímetro, mesmo em cenários de tempo de compensação de proteção de backup. A construção de isolamento sólido selado também eliminou as preocupações com danos na calha do arco e contaminação por gás SF6 que complicaram o recomissionamento pós-falha no equipamento do concorrente.
Como especificar e verificar os requisitos IAC AFL para a instalação do seu painel de distribuição?
Especificar corretamente o IAC AFL requer uma avaliação sistemática das condições de acessibilidade da instalação, dos tempos de libertação da proteção e da disposição física - combinada com uma verificação rigorosa do certificado de ensaio de tipo IAC do fornecedor em relação aos parâmetros específicos da instalação.
Passo 1: Determinar a classificação IAC necessária
Avaliar a acessibilidade do pessoal:
- Cartografar todas as posições do pessoal relativamente à instalação do aparelho de distribuição durante o funcionamento normal, a manutenção e a resposta a emergências
- Identificar quais as faces do invólucro do quadro de distribuição que são acessíveis ao pessoal - apenas a face frontal, a face frontal e as laterais, ou as três faces
- Classificar a acessibilidade da instalação de acordo com a norma IEC 62271-200: Classe A (restrita, apenas pessoal treinado) ou Classe B (acesso geral, pessoal não elétrico possível)
- Regra: Se qualquer pessoal não elétrico puder aceder a qualquer face da instalação do aparelho de distribuição, especificar IAC AFL como mínimo
Determinar a duração necessária do teste:
- Identifique o tempo de ativação da proteção primária para a instalação (normalmente 60-150ms para a proteção digital moderna)
- Identificar o tempo de compensação da proteção de backup (normalmente 300-1.000ms para backup a montante)
- Regra: Especificar a duração do teste IAC igual ou superior ao tempo de compensação da proteção de reserva; para instalações com tempos de compensação de reserva superiores a 300 ms, especificar uma duração de teste de 1,0 s
Passo 2: Verificar a direção do limitador de pressão
A certificação IAC AFL é específica da instalação num aspeto crítico: a direção do escape de descompressão deve ser verificada em relação à disposição real da instalação. Um painel certificado IAC AFL no teste de fábrica com exaustão superior pode não proteger o pessoal se for instalado num local onde a exaustão superior esteja bloqueada por um teto baixo ou direcionada para uma área ocupada.
Lista de controlo da verificação do dispositivo de descompressão:
- Confirmar se a direção do escape do limitador de pressão (superior, inferior ou conduta) é compatível com a geometria da sala de instalação
- Verificar o espaço livre mínimo no teto acima das aberturas de descompressão (normalmente 300-500 mm de espaço livre mínimo)
- Confirmar que o encaminhamento da conduta de exaustão (se aplicável) termina num local seguro e desocupado
- Verificar se a ativação do alívio de pressão não direciona os gases quentes para os pontos de entrada dos cabos, para os tabuleiros dos cabos de controlo ou para o equipamento adjacente
Passo 3: Verificar o certificado de ensaio de tipo IAC
O certificado de ensaio de tipo IAC é a única prova válida da conformidade IAC AFL - e deve ser verificado em pormenor em relação aos parâmetros específicos da instalação:
Lista de controlo de verificação de certificados:
- Norma de ensaio: Confirmar que o certificado faz referência à norma IEC 62271-200 (edição atual) - e não a uma edição substituída
- Corrente de ensaio: Confirmar se o Isc testado é ≥ o Isc nominal no ponto de instalação (corrente de defeito prevista)
- Duração do ensaio: Confirmar que a duração testada é ≥ a duração necessária (0,1s, 0,3s ou 1,0s)
- Faces testadas: Confirmar que o certificado indica explicitamente o IAC AFL (dianteiro, lateral e traseiro) e não o IAC AF ou o IAC A apenas
- Configuração do painel: Confirmar se a configuração testada corresponde ao painel especificado (barramento simples / barramento duplo; com / sem compartimento de cabos; com / sem compartimento de medição)
- Laboratório acreditado: O teste de confirmação foi efectuado numa Acreditado pela ILAC5 laboratório de ensaios de alta potência - não uma instalação de ensaios interna do fabricante
Passo 4: Corresponder normas e certificações
- IEC 62271-200: Norma primária - comutadores de média tensão metal-enclosed, incluindo a metodologia de ensaio IAC e a classificação
- IEC 62271-200 Anexo A: Especificação do painel indicador e requisitos de configuração do ensaio
- IEC 62271-1: Especificações comuns - definições de corrente nominal de curto-circuito e duração
- IEC 61482-1-1 / IEC 61482-1-2: Normas de vestuário de proteção contra arco elétrico - especificam os requisitos de EPI para o pessoal em zonas classificadas como IAC
- NFPA 70E: Norma dos EUA para a segurança eléctrica no local de trabalho - análise do risco de arco elétrico e seleção de EPI (aplicável às especificações dos EUA e com influência dos EUA)
- GB/T 11022 / GB/T 3906: Normas nacionais da China - confirmar os requisitos de classificação da IAC no contexto das normas nacionais chinesas
Resumo das especificações da IAC AFL
| Especificação Parâmetro | Requisito mínimo | Recomendado para a classe B |
|---|---|---|
| Classificação IAC | IAC AFL | IAC AFL |
| Corrente de teste | ≥ Isc prospetivo na instalação | ≥ Isc prospetivo + margem 10% |
| Duração do teste | ≥ Tempo de compensação da proteção de reserva | 1.0s |
| Rostos testados | Frente + Lateral + Traseira | Frente + Lateral + Traseira |
| Direção do alívio de pressão | Afastado de todos os postos de trabalho | Preferível o escape superior |
| Certificado de laboratório | Acreditado pela ILAC | Acreditado pela ILAC |
| Recolocação em serviço após avaria | De acordo com o protocolo do fabricante | Definido no manual de O&M |
Erros comuns de especificação e instalação de IAC
- Especificação de IAC A ou IAC AF para instalações de acessibilidade de classe B - a certificação apenas frontal ou frontal e lateral não protege o pessoal que pode aceder à parte traseira do painel de distribuição durante a manutenção; especificar sempre o IAC AFL para qualquer instalação em que seja possível o acesso à parte traseira
- Aceitação de certificados IAC sem verificação da duração dos ensaios - um certificado que mostre o IAC AFL com uma duração de teste de 0,1 s não certifica a proteção em cenários de compensação da proteção de reserva; verifique sempre a duração do teste em relação ao tempo de compensação da reserva da instalação
- Bloqueio das vias de escape do limitador de pressão durante a instalação - os suportes de cabos, as condutas e os elementos estruturais instalados acima ou abaixo das aberturas de descompressão após a entrega do aparelho de distribuição podem bloquear os caminhos de escape e invalidar o desempenho do IAC AFL; verificar as folgas de escape após a conclusão de todos os trabalhos de instalação
- Pressupondo que a classificação IAC elimina os requisitos de EPI - A classificação IAC AFL protege o pessoal a uma distância de 0,3 m da face do invólucro; o pessoal que trabalha a uma distância inferior a 0,3 m, ou que efectua operações que requerem a abertura do painel, continua a necessitar de EPI de arco elétrico adequado de acordo com a norma IEC 61482 ou NFPA 70E
Conclusão
A classificação de arco interno IAC AFL é a estrutura da IEC 62271-200 que transforma os comutadores de média tensão de equipamento elétrico em infra-estruturas seguras para o pessoal - verificando, através de testes de tipo destrutivos, que o pior caso de falha de arco interno com corrente de curto-circuito nominal é contido, direcionado e eliminado sem ferir o pessoal em qualquer face da instalação. Para engenheiros e gestores de compras que especificam comutadores em subestações secundárias, instalações industriais e qualquer local onde a acessibilidade do pessoal não possa ser totalmente controlada, a classificação IAC AFL é a norma de segurança não negociável que define a fronteira entre o risco aceitável e o inaceitável.
Especificar IAC AFL com duração de teste de 1,0s para todas as instalações onde possa estar presente pessoal não elétrico, verificar o certificado em relação à sua corrente de falha específica e tempo de compensação da proteção, e confirmar a direção de escape do limitador de pressão antes da instalação - porque a classificação IAC só protege as pessoas que foi concebida para proteger quando a especificação, o certificado e a instalação estão todos alinhados.
Perguntas frequentes sobre a classificação do arco interno Requisitos IAC AFL
P: O que significa IAC AFL na norma IEC 62271-200 e para que posições de pessoal certifica a proteção?
A: A IAC AFL certifica que o invólucro do painel de distribuição protege o pessoal nas três faces acessíveis - Frontal, Lateral (ambos os lados) e Traseira - durante uma falha de arco interno com corrente de curto-circuito nominal e duração de teste especificada. É a classificação mínima exigida para qualquer instalação onde possa estar presente pessoal não elétrico.
P: Quais são os três critérios de aprovação que um painel de comutação deve cumprir para obter a certificação IAC AFL ao abrigo da norma IEC 62271-200?
A: Todos os três devem ser cumpridos simultaneamente: nenhuma rutura do invólucro ou fragmentação descontrolada; nenhuma ignição dos painéis indicadores de algodão a 0,3 m de qualquer face certificada; e nenhuma penetração de projétil sólido nos painéis indicadores - verificada por gravação de câmara de alta velocidade durante todo o evento de arco da duração do ensaio.
Q: Porque é que a duração do ensaio IAC é crítica e quando é que deve ser especificada uma duração de ensaio de 1,0s em vez de 0,1s?
A: A duração do teste determina a energia total do arco que o invólucro deve conter. Especifique 1.0s quando o tempo de compensação da proteção de backup exceder 300ms - um relé de proteção primária com falha que dependa de backup a montante pode sustentar um arco durante 500-1.000ms, gerando 10× mais energia do que um teste de 0.1s. A certificação de duração de teste subdimensionada não protege contra cenários de compensação de backup.
P: Como é que o painel de distribuição SIS com interruptores de vácuo atinge mais rapidamente a conformidade com a IAC AFL do que o painel de distribuição AIS?
A: A extinção de arco por vácuo gera 5-20× menos energia de arco por evento de falha do que a extinção de arco por ar, e os volumes compactos dos compartimentos do SIS reduzem a taxa de aumento de pressão de pico. Ambos os factores reduzem a área de ventilação de alívio de pressão necessária para a conformidade com a IAC AFL - tornando a duração do ensaio de 1.0s na norma IAC AFL para os projectos do SIS, onde é necessário um esforço de engenharia significativo no AIS.
P: A classificação IAC AFL elimina a necessidade de EPI de arco elétrico para o pessoal que trabalha no painel de distribuição ou perto dele?
A: Não. O IAC AFL protege o pessoal a uma distância de 0,3 m da face do invólucro durante um evento de arco com todos os painéis fechados. O pessoal que efectua operações que requerem a abertura de painéis, que trabalha a uma distância inferior a 0,3 m ou que está presente durante operações de comutação continua a necessitar de EPI contra arco elétrico de acordo com a norma IEC 61482 ou NFPA 70E - a classificação IAC e os requisitos de EPI são medidas de segurança complementares e não alternativas.
-
Explorar os princípios técnicos e as normas operacionais de segurança do equipamento de média tensão. ↩
-
Aceder à principal norma internacional para comutadores de média tensão com invólucro metálico. ↩
-
Compreender os perigos associados a eventos de arco elétrico e estratégias de mitigação. ↩
-
Analisar as propriedades isolantes e de extinção de arco do gás hexafluoreto de enxofre. ↩
-
Verificar a autenticidade dos relatórios de ensaio através da Cooperação Internacional para a Acreditação de Laboratórios. ↩
