Como usar os testadores de tensão durante a manutenção para proteger os operadores de altas tensões

Os quadros de distribuição normalmente encontrados em instalações industriais podem conter altas tensões que variam em tensões de linha de 110 ou 220 a muitas centenas de volts. Os regulamentos que cobrem estes quadros, incluindo Underwriter’s Laboratories (UL) e National Fire Protection Association (NFPA), exigem que as altas tensões dentro destes quadros sejam verificadas antes que qualquer atualização, reparo ou trabalho de manutenção possa começar.

Isto exige que os operadores coloquem equipamentos de proteção individual volumosos antes de desligar a energia do quadro e abrir a porta. O operador deve então dar andamento a um processo manual de teste das tensões internas. O equipamento de teste deve ser submetido a um autoteste antes e depois de verificar a ausência de tensões. Somente então o operador poderá iniciar a manutenção no quadro. Este é um procedimento demorado e sujeito a erros, que deve ser repetido para cada quadro.

Este artigo introduz os testadores de tensão (AVTs) e explica como eles podem ser usados para automatizar o processo de garantir que nenhuma tensão esteja presente no interior do quadro. Ele examina as vantagens dos AVTs com quadros de distribuição industrial de alta tensão e mostra como eles mantêm os operadores seguros ao mesmo tempo em que economizam tempo ao realizar a manutenção. Em seguida, são analisados três AVTs da Panduit Corporation que automatizam o processo de testes.

Protegendo os operadores humanos contra riscos elétricos

As instalações de automação industrial devem cumprir com todas as normas da NFPA aplicáveis para o ambiente de trabalho. Em particular, a NFPA-70E "Standard for Electrical Safety in the Workplace" impõe práticas de trabalho seguras para proteger os operadores humanos dos maiores riscos elétricos. Inclui procedimentos no local de trabalho para proteger contra ferimentos causados por redes de energia elétrica energizadas, incluindo choques elétricos, eletrocussão, clarão e explosão do arco elétrico.

Ao realizar a manutenção em quadros de distribuição, um técnico deve primeiro verificar com segurança se há uma ausência de tensão dentro do quadro de acordo com a NFPA-70E. Normalmente, este teste de ausência de tensão é um procedimento manual (Figura 1). Antes de abrir o quadro, o engenheiro ou o técnico de manutenção deve usar equipamento de proteção individual, incluindo isolamento de corpo inteiro com cobertura facial, capacete e luvas.

Figura 1: Antes de realizar a manutenção dentro de um quadro de distribuição — mostrado aqui com a porta aberta — os componentes elétricos devem ser testados com segurança para verificar se há uma ausência de tensão. (Fonte da imagem: Panduit Corporation)

Alguns quadros podem conter centenas de volts e o técnico deve estar devidamente protegido caso as tensões ainda estejam presentes. Por exemplo, um interruptor de energia pode ter funcionado mal e estar preso na posição "ON", ou uma configuração incorreta trouxe uma energia externa que não foi desligada adequadamente.

Em seguida, o engenheiro ou técnico deve desligar toda a energia elétrica do quadro usando um ou mais interruptores externos. Para testar as tensões internas, é usado um instrumento de tensão portátil como uma sonda ou voltímetro, que deve ser testado antes de ser usado para verificar o funcionamento correto. Isto inclui a verificação de que o display do instrumento está ligado e a verificação de que não há indicadores de bateria fraca.

Com o técnico devidamente protegido e a sonda de tensão pronta para uso, é então seguro para o técnico abrir o quadro, como mostrado na Figura 1. Os engenheiros ou técnicos verificam — usando o instrumento de tensão — que não há tensões nos pontos de teste de energia e conectores dentro do quadro, e que quaisquer capacitores são descarregados com segurança. Isto exige que eles coloquem cuidadosamente as duas sondas de tensão, uma no local da tensão a ser testada e a outra no terminal de aterramento associado. Isto deve ser feito sem perturbar os componentes elétricos existentes dentro do quadro ou deslocar quaisquer fios. A colocação incorreta das sondas pode levar a uma leitura falsa da ausência de tensão ou, em alguns casos, danificar os componentes internos. Qualquer ventoinha elétrica dentro do quadro é verificada visualmente se está parada, indicando que não restam cargas residuais.

Finalmente, eles devem testar novamente se o instrumento de tensão está funcionando corretamente para garantir que a leitura da ausência de tensão esteja correta e que não seja um mau funcionamento do equipamento. Somente então eles podem realizar a manutenção necessária dentro do quadro.

Este é um processo complexo e demorado que é suscetível a erro do operador devido a muitos fatores, incluindo distração, fadiga, ou interferência externa. Pode atrasar a manutenção e, no caso de um mau funcionamento, pode expor o técnico a tensões perigosas, ou mesmo expor um técnico desprotegido que esteja passando próximo ao quadro a tensões perigosas.

Testadores de tensão automatizados

A solução para este processo manual é um sistema automatizado que pode testar a ausência de tensão no interior do quadro antes que a porta seja aberta. A Panduit Corporation tem uma solução com seus VeriSafe AVTs. Os AVTs Panduit automatizam todo o processo de teste de ausência de tensão dentro de um quadro, incluindo um autoteste do AVT antes e depois do teste de tensão.

O AVT utiliza um módulo de isolação montado dentro do quadro que conecta sensores redundantes a áreas de alta tensão, assim como linhas neutras e de terra. O módulo de isolação é conectado com segurança a um módulo indicador alimentado por bateria, montado em um painel de orifícios pré-furados na porta do quadro de distribuição. Quando o botão de teste é pressionado, o AVT realiza primeiro um autoteste de seu sistema. Se o autoteste AVT falhar, a falha é indicada por LEDs vermelhos no botão e o teste pára. Se o autoteste for aprovado, o módulo de isolação então realiza testes para quaisquer tensões presentes, bem como para falhas de terra.

Depois disso, o AVT realiza um último autoteste. O sucesso ou erros são indicados por LEDs no botão de teste. Somente após a conclusão de um teste bem sucedido e a verificação da ausência de tensão, é seguro para o técnico abrir a porta do quadro. Isto economiza tempo e mantém engenheiros, técnicos e operadores seguros, ao mesmo tempo em que aumenta o tempo de atividade e melhora a produtividade.

Um AVT projetado para quadros industriais é o Panduit VS-AVT-C08-L10 VeriSafe (Figura 2). O módulo de isolação pode ser montado em um trilho DIN ou diretamente no quadro usando parafusos. Isto permite flexibilidade para a instalação em sistemas existentes. Possui três pares de cabos sensores de 3 metros para conexão a terminais de tensão e é seguro para sistemas de até 600 volts, CA ou CC.

Figura 2: O Panduit VS-AVT-C08-L10 é um AVT automatizado com cabos sensores de 3 metros e um cabo de sistema de 2,4 metros. Pode ser usado em sistemas de tensão CA ou CC. (Fonte da imagem: Panduit Corporation)

Possui um cabo de sistema de 2,4 metros que conecta com segurança a caixa de isolação ao módulo indicador. O módulo indicador amarelo brilhante (destacado na Figura 3) tem um pequeno botão de pressão momentâneo acima do logotipo Panduit. Isto é pressionado para iniciar o teste. Se tanto os autotestes quanto os testes de tensão forem concluídos com sucesso, o módulo indicador exibirá todos os LEDs de presença de tensão L1, L2 e L3 na cor verde. Se qualquer tensão perigosa for detectada, um ou mais dos detectores de presença de tensão acenderão em vermelho. Isto proporciona um método de teste seguro e confiável que garante que não haja tensões perigosas dentro do gabinete, antes que a porta do quadro seja aberta.

Figura 3: O módulo indicador dos sistemas Panduit AVT tem um botão de pressão momentâneo que inicia o teste. Os resultados dos testes de tensão e do autoteste são indicados por vários LEDs verdes, amarelos e vermelhos no módulo indicador. (Fonte da imagem: Panduit Corporation)

O módulo indicador externo tem 48,6 milímetros (mm) de diâmetro, e sua cor amarela brilhante se destaca claramente em uma porta de quadro. O diâmetro de montagem é de 30 mm de topo entalhado, de modo que pode ser facilmente montado em um painel padrão entalhado de 30 mm encontrado em portas de quadros industriais.

O AVT é alimentado por uma bateria industrial de lítio de 3,6 volts montada no módulo indicador. A bateria pode ser substituída desatarraxando o módulo indicador. Isto proporciona segurança adicional, pois a porta do quadro pode permanecer fechada com segurança enquanto a bateria é substituída.

Para maior confiabilidade, há dois cabos sensores para cada um dos três contatos de tensão, proporcionando redundância no caso de um cabo ser acidentalmente desconectado. Os três pares de cabos sensores de 3 metros do VS-AVT-C08-L10 são para conexão aos fios de fase, neutros e de aterramento em um sistema de tensão CA. Em um sistema de tensão contínua, estes cabos duplos seriam conectados aos terminais de tensão positiva, tensão negativa e de terra. Além disso, há um quarto par de cabos sensores para conexão ao aterramento físico. Quando o AVT não está operacional, cada um dos cabos dos sensores é aberto em um estado de alta impedância de modo a não interferir com o funcionamento do circuito elétrico do quadro.

Para cada par de cabos redundantes, é importante que cada par não seja mecanicamente conectado ao mesmo ponto de contato, o que anularia a segurança e redundância dos cabos duplos. Cada par de fios deve ser conectado ao mesmo cabo a alguma distância um do outro, proporcionando redundância e evitando falhas em um único ponto de contato.

O AVT da Panduit aumenta a segurança do operador e pode reduzir a necessidade de um operador usar equipamento de proteção individual ao abrir o gabinete. Entretanto, é importante notar que a necessidade de usar tais equipamentos de proteção ainda pode se aplicar por razões além do escopo das capacidades especificadas do AVT, e pode incluir fatores como equipamentos próximos, outras atividades na área e treinamento do operador. Por essa razão, cabe aos gerentes de segurança de uma instalação decidir se o uso do AVT da Panduit reduz a necessidade de equipamentos de proteção individual durante a manutenção do quadro.

Indicando ausência de tensão na presença de gases inflamáveis

Se o quadro estiver localizado em um ambiente industrial onde gases inflamáveis possam estar presentes, a Panduit oferece o AVT VS-AVT2-C02L03 para áreas de risco (Figura 4). Ele tem a mesma operação e aparência do VS-AVT-C08-L10, exceto que é designado para operação em áreas de risco da OSHA Classe I Divisão 2 onde líquidos inflamáveis são usados e contidos, mas gases inflamáveis ainda podem estar presentes na atmosfera.

Figura 4: O VS-AVT2-CO2L03 tem aparência e operação similar ao VS-AVT-CO8-L10, mas foi projetado para uso em áreas de risco da OSHA Classe 1 Divisão 2. (Fonte da imagem: Panduit Corp.)

O VS-AVT2-C02L03 possui cabos sensores acima de 91 cm e um cabo do sistema com cerca de 61 cm e fornece indicação segura da ausência de tensão para que altas tensões não sejam expostas a gases inflamáveis quando a porta do quadro for aberta.

Renovação de sistemas existentes

Para quadros elétricos existentes que não têm pontos sensores embutidos, ou para quadros que não podem ser retirados da linha por um longo período de tempo para instalar pontos de contato para sensores, a Panduit oferece o AVT retrofit VS-AVT-RKP1. Tem todos os mesmos componentes que o AVT Panduit VS-AVT-C08-L10, incluindo cabos sensores de 3 metros e um cabo de sistema de 2,4 metros, mas também inclui um kit de conectores perfurantes VeriSafe (Figura 5).

Figura 5: O AVT retrofit VS-AVT-RKP1 vem com um kit de conectores perfurantes para quadros que não podem ser retirados da linha para instalações de contato com sensores. (Fonte da imagem: Panduit Corp.)

Fornece uma forma eficiente no espaço de renovação de um quadro para um AVT, sem comprometer a integridade dos condutores existentes. É apropriado para ramificar rapidamente condutores com bitola de 14 a 6 (AWG) sem corte ou desencape. Isso economiza tempo e permite a instalação rápida e segura do AVT Panduit — sem grandes paradas. Também inclui doze abraçadeiras de cabo e seis suportes de abraçadeiras para manter, com segurança, os cabos do sensor fora do caminho do circuito elétrico existente.

Conclusão

Manter engenheiros, técnicos e operadores a salvo de tensões perigosas é uma prioridade máxima nas instalações industriais. Os quadros elétricos de distribuição podem conter centenas de volts e por isso devem ser verificados para não haver tensões no interior, antes de abrir o gabinete para manutenção. Os AVTs fornecem um meio seguro, fácil e eficaz de automatizar os testes de ausência de tensão dentro do quadro antes que a porta seja aberta. Isto garante a segurança enquanto economiza tempo e melhora a produtividade.