Tel.:21 2556-0144
Fax:21 2556-2896
 



Editorial nº 05

Chaves para Comando em Grupo de Iluminação Pública.
O conteúdo do artigo reproduz a opinião da equipe do site com base na técnica e na experiência.

A Chave para comando de IP é um equipamento de comando centralizado e múltiplo de um grupo de lâmpadas. Na realidade um equipamento composto de uma chave magnética que é acionada por um comando elétrico automático geralmente um Relé Fotoelétrico.
O que nos propomos aqui é orientar o operador da Iluminação Pública, principalmente Prefeituras e Condomínios que possuem arruamentos internos, fornecendo noções técnicas básicas sobre as Chaves de Comando em Grupo de Iluminação Pública, para efeito de especificação, em virtude de não haver uma norma brasileira para este tipo de equipamento.

Embora o comando de luminárias de Iluminação Pública seja atualmente feito na maioria dos casos através de Relés Fotoelétricos para comando individual, principalmente devido a sua praticidade e menor investimento inicial, em virtude de não requerer a construção de uma rede específica para a IP, a utilização de Chaves para comando em grupo de luminárias é ainda muito utilizada em um sem número de aplicações específicas, bem como também em casos onde o comando em grupo ainda seja o comando preferido por opção do usuário fato este que ocorre com freqüência.


1) APLICAÇÃO:
A chave de comando em grupo de IP é utilizada prioritariamente onde não exista uma rede de distribuição secundária para a alimentação da IP, e seja necessário se construir uma rede elétrica específica para a alimentação da IP.
Neste caso a utilização de comandos centralizados é mais coerente e até mais econômica.
Os exemplos mais típicos são as vias expressas, os viadutos, as praças, a orla marítima, as pétalas de IP, bem como também em muitos locais onde a rede de distribuição é subterrânea.
Todavia, mesmo em casos onde já exista uma rede de distribuição secundária, muitos operadores de IP preferem utilizar o comando em grupo devido a facilidade da manutenção que é centralizada, bem como em alguns casos também por necessidade da medição da energia fornecida para IP pela Concessionária para as Prefeituras, Condomínios, etc.

2) Características Construtivas:
2.1) Condições dos contatos de Chave:
Sendo a iluminação Pública um item importantíssimo para segurança, de trânsito, pessoal e patrimonial, é pois fundamental que a Iluminação Pública, em condições normais de operação da rede de alimentação, permaneça sempre acesa à noite.
Para que isto seja garantido mesmo em caso de defeito no equipamento, a chave de iluminação pública deve possuir seus contatos de carga, ou seja, aqueles que ligam as lâmpadas, na condição normalmente fechados (NF).
Com estas condições, em caso de defeito na bobina da chave magnética ou do Relé Fotoelétrico de comando, as luzes vão permanecer acesas garantindo-se a segurança do tráfego das pessoas e do patrimônio.
Para se conseguir esta condição, o Relé Fotoelétrico de comando, que neste caso específico vai comandar somente a bobina da chave magnética, deve possuir seus contatos normalmente abertos (NA).
Desta maneira, no caso de defeito no Relé Fotoelétrico, a bobina da chave magnética não será energizada à noite, o que garante que os contatos da chave magnética permanecerão fechados, garantindo a iluminação pública e cumprindo então o equipamento sua finalidade primordial.
Embora a grande maioria dos operadores de IP já utilize equipamentos com esta característica, a saber, chaves com contatos NF, comandada por um Relé Fotoelétrico com contatos NA, ainda existem também algumas poucas operadoras de IP que especificam uma Chave Magnética cujos contatos sejam NA, isto com o intuito de se utilizar o mesmo Relé Fotoelétrico que é utilizado no comando individual do ponto de luz, ou seja, um Relé Fotoelétrico NF.
Todavia esta opção não é a recomendada, pois no caso da queima da bobina da chave magnética que é o seu componente mais vulnerável ou no caso de acontecer algum defeito no Relé Fotoelétrico, as lâmpadas da IP, ficarão apagadas à noite, possibilitando a ocorrência de acidentes graves como atropelamentos, bem como todos aqueles delitos estimulados pela falta de iluminação. Lembramos que as chaves de IP comandam muitas lâmpadas, e que no caso de defeito do equipamento no caso de uma chave NA, teríamos a falta de luz em um grande trecho ou mesmo em grandes áreas como parques, onde a iluminação é de responsabilidade da Prefeitura.
Esta característica construtiva da chave com contatos NF, a qual garante as lâmpadas sempre acesas à noite em caso de defeito, também praticamente elimina a necessidade do operador de IP manter um plantão noturno para efetuar aqueles reparos urgentes em zonas que não podem ficar apagadas à noite, pois como a luz fica permanentemente acesa dia e noite, os reparos podem ser mais facilmente detectados e feitos durante o dia, com muito maior segurança para a equipe de manutenção.

2.2) Robustez:
A robustez de todos seus componentes é uma das características construtivas que as Chaves de IP devem possuir, e que deva ser levada em conta no momento da especificação do produto.
Existe uma diferença operacional muito grande em relação ao regime de serviço entre uma chave específica para uso em IP e uma chave magnética de uso genérico como, por exemplo, para comando de motores elétricos.
A principal diferença entre a operação de uma e outra chave é baseada no fato de que a chave IP é de uso contínuo, ou seja, permanece de 10 a 12 horas ligada e opera somente uma vez ao dia, enquanto as chaves magnéticas de uso genérico geralmente operam intermitentemente ligando e desligando a carga muitas vezes ao dia.
Por causa desta diferença básica no regime de operação, as chaves de IP necessitam ser muito mais robustas e seus componentes devem possuir muito mais massa para dissipar o calor gerado pela carga que permanece continuamente ligada durante as suas 12 horas de operação.
Por estes motivos, as partes condutoras, os contatos e as conexões internas e externas da chave de IP requerem um dimensionamento muito maior do que aquele das chaves magnéticas genéricas, embora sua capacidade de carga nominal seja a mesma.
Nossa sugestão é de que uma chave adequada ao serviço de IP possua as seguintes características técnicas no que se refere a robustez de seus componentes:
Os contatos principais de carga devem ser individualizados, ou seja, cada contato deve ser dimensionado para a corrente total especificada do pólo, por exemplo, um pólo de 60A deve possuir um só contato que seja dimensionado para suportar a corrente total de 60 A. Não é recomendada a utilização de, por exemplo, dois contatos em paralelo de 30A ou quatro contatos de 15 A em paralelo para se obter a corrente total de 60A
A justificativa técnica é que devido a não simultaneidade na operação mecânica de comutação dos contatos quando montados em paralelo não fecham nem abrem ao mesmo tempo, existirão sempre diferenças de milisegundos entre a operação de cada contato individualmente. Estas diferenças de tempo serão sempre maiores que a freqüência da corrente elétrica em AC de 60Hz, neste caso cada contato individualmente, que já está sub dimensionado, vai receber toda a carga comutada, ou seja, um contato de 15 A recebe uma carga de 60 A o que leva a sua destruição prematura.
As conexões internas também devem ser robustas e se possível, cravadas, para que se diminua a possibilidade de falha e aquecimento nas conexões soldadas ou aparafusadas.
O invólucro também deve ser robusto para suportar as intempéries, bem como resistir aos impactos que ocorrem em uma rede de distribuição.

3) Capacidade de Comutação:
Outro ponto importante para se levar em conta na especificação das Chaves de IP é o da definição de sua capacidade de comutação.
Pode se encontrar especificadas capacidades de comutação que vão desde 30 A monopolar, até 2x100 A bipolar, com variações neste intervalo de 2x30 A, 2x40 A, 2x60 A e 2x80 A e até 2x100A.
É de se salientar que os pólos das chaves bipolares devem operar independentemente duplicando assim sua capacidade de comutação em relação às chaves monopolares.
Ultimamente existe uma forte tendência das operadoras de IP de abandonar a chave monopolar para se utilizar chaves bipolares em virtude do custo/benefício.
Uma maior capacidade de comutação também proporciona um menor custo de aquisição e de manutenção, senão vejamos:
Uma Chave monopolar de 30 A comuta até 15 lâmpadas de V.S. de 400 Watts.
Para efeito comparativo vamos considerar que esta chave tenha um custo de aproximadamente R$ 80,00.
Por outro lado a Chave de 2x60 A comuta até 60 lâmpadas V.S. 400 watts, ou seja, 4 vezes mais que a chave 1x30, todavia o custo de uma chave de 2x60A é de aproximadamente R$ 160,00.
Com a chave monopolar de 30 A, chegamos a um custo unitário de comutação de 80/15 = R$ 5,3 por ponto de luz comutado.
Na chave de 2x60A que temos um custo de comutação por lâmpada de 160/60 = R$ 2,6 por ponto comutado, praticamente menos do que a metade do custo.
Como nas chaves bipolares, os pólos são completamente independentes, um pólo pode alimentar um lado da rua e o outro pólo o outro lado.
Nas chaves bipolares, também as despesas de instalação e de manutenção também são menores, pois, para cada chave de 2x60A instalada, são necessárias instalar-se quatro chaves de 1x30 A.
As diferenças construtivas entre uma chave de 30 A monopolar e uma de 2x100A bipolar são poucas, pois normalmente a caixa invólucro é a mesma, o conjunto núcleo/bobina de aço silício, é também o mesmo, e o Relé Fotoelétrico também é o mesmo, sendo que o que muda basicamente são as partes condutoras, os contatos e as conexões.
Nas chaves de maior porte, ou seja, as de capacidade 2x80 A e 2x100 A, as partes condutoras externas, a saber, os cabos de ligação com a rede devem ser cravados internamente e levados até a parte externa da chave que são fornecidas com rabichos de cabos para facilitar a instalação na rede.

4) Proteção:
A Chave de Comando de Iluminação Pública necessita possuir dois tipos de proteção, a saber, proteção contra curtos na carga e proteção contra surtos de tensão.
Como as Chaves de Iluminação Públicas são montadas na categoria C (categoria esta que indica que o local da instalação é junto às redes de energia elétrica) das Normas ANSI C.62.41 e IEEC 587-1980, os valores dos surtos que podem ocorrer nesta categoria podem alcançar 10KV e 10KA, ou seja, as Chaves de IP devem possuir uma proteção contra surtos que proteja o equipamento ao nível destes valores.
A proteção contra curtos na carga também é muito importante e se faz necessária, pois as Chaves de IP comandam uma grande quantidade de luminárias, o que multiplica a possibilidade de curtos tanto nas próprias luminárias quanto nos circuitos elétricos da instalação.

4.1) Proteção contra surtos de tensão:
A proteção da chave contra surtos de tensão pode ser efetivamente efetuada com o uso de um pára-raio de expulsão sendo que o aterramento da chave pode ser feito através de sua ferragem de fixação.
Alguns usuários brasileiros mais sofisticados que padronizaram as chaves de comando em grupo para seu uso, especificaram para sua proteção um módulo especial de proteção montado à parte e em separado da chave de IP. Este módulo de proteção utiliza um pára-raio de óxido de zinco de baixa tensão e um disjuntor bipolar é acionado externamente ao invólucro do módulo.

4.2) Proteção contra curtos na carga:
A proteção contra curtos na carga pode ser feita de várias maneiras, por diferentes tipos de fusíveis como fusível cartucho e fusível NH (não se deve especificar fusíveis tipo Diazed, pois os mesmos são fusíveis de atarrachar com rosca grossa e se desatarracham facilmente com a vibração causada pelo tráfego).
São utilizados também disjuntores monopolares, um por fase, ou ainda disjuntores bipolares que cortam as duas fases simultaneamente.
A tendência atual é a de se utilizar nas chaves bipolares, disjuntores bipolares, pois embora os pólos operem isoladamente, vários usuários como Concessionárias de Energia bem como Prefeituras que operam a IP, têm optado por se utilizar um disjuntor bipolar, ou seja, um disjuntor que desligue ambos os pólos simultaneamente em caso de curto na rede.
Os usuários justificam a preferência pelo uso do disjuntor bipolar, alegando que desligando os dois pólos de carga, aumentam a segurança do operador de rede no caso de manutenção, bem como não ocorre o desbalançeamento no circuito de IP no caso que o curto ocorra em só um dos pólos.

5) Manutenção:
As chaves de comando em grupo de Iluminação Pública de características modernas e com projetos específicos para esta finalidade já são projetadas e construídas com o objetivo de facilitar a sua manutenção.
O objetivo que se procura alcançar, é que a manutenção possa ser dada com segurança e com rapidez, no próprio campo, ou seja, sem ser necessário desconectar-se a chave da rede e ser necessário levá-la para a bancada ou devolvê-la para o fabricante para se efetuar a manutenção do equipamento.
Em princípio a chave não deve ser desconectada da rede para a substituição ou religamento das seguintes peças: bobina, Relé Fotoelétrico, troca de fusíveis e/ou acionamento do disjuntor e, por conseguinte, deverá ter uma tampa que permita o acesso a estes componentes.
O fato de se desconectar a chave da rede e levá-la para uma bancada para às vezes fazer um reparo simples como troca de um fusível ou acionamento de um disjuntor em muitos casos custa mais que o valor da própria chave.
Outro aspecto importante é que ao se retirar o equipamento para manutenção, no caso de não haver outro equipamento para reposição, permite-se que o trecho de IP comandado por este, ficará às escuras.

6) Conclusão:
Esperamos que estas orientações sejam de utilidade para o operador de Iluminação Pública, seja ele Concessionária de Energia, Prefeituras, ou mesmo Condomínios, Indústrias e até residências particulares que possuam arruamentos com iluminação externa, pois proporcionam uma série de informações técnicas para se especificar as Chaves Comando em Grupo para Iluminação, de modo a oferecer um acionamento da IP de forma mais garantida, com baixo custo de operação e manutenção do sistema.

Os artigos podem ser reproduzidos e referenciados, citando-se a fonte www.stieletronica.com.br

Clique aqui e indique para um amigo

Acesso as demais páginas dos Editoriais grifados abaixo:
Chave para Comando em Grupo de Iluminação Pública (IP) / O porque do retardo na operação de relés fotoelétricos / O quê o usário deve saber antes da compra de um Relé Fotoelétrico