Autor: Franco Bua, Francesco Buratti and Antoni Klajn
Fonte: Manual da Qualidade de Energia Editado por Angelo Baggin, John Wiley & Filhos, Ltd
The following case study refers to a steel factory in the north of Italy where the entire electronic equipment in the plant’s laboratories was operating apparently in a crazy way: all device functionality was seriously affected by some unidentified problem which forced the factory managers to ask for expert help.
The causes of all the problems experienced can be found in the constructive aspects of the earthing system.
In the case of a large current flowing into the ground system of a big plant (Figure C10.1, the voltage drop between two different points of the ground system, due to that current, could be not negligible (Figure C10.2), causing problems related, por exemplo, to reference ground, as the whole net no longer has the same potential all over.
Portanto, the first solution proposed to this problem was simply to split the ground system of the sensible electronic appliances (Figure C10.3) from that of machinery causing disturbances (in this case some VSDs).
The datasheets of the sensible electronic appliances were then checked: the manufacturer had prescribed connection of its appliances only to a so-called clean earth.
This solution was then adopted: a new ground system was installed, far from the existing one near the boundary of the plant, and used only for the connection of sensible electronic appliances. Como resultado, every problem disappeared.
A further analysis of the problem was to determine if the implemented solution was correct or not: a resposta é que depende do ponto de vista.
Se houver a possibilidade de alguém tocar simultaneamente em duas partes condutoras expostas conectadas a dois sistemas diferentes, a solução não pode ser considerada correta: a pessoa estaria sujeita à diferença de tensão entre os dois sistemas de aterramento.
Por mais que os dois sistemas sejam independentes, a situação é perigosa porque o distúrbio de tensão se torna uma tensão tocante.
Se for garantido que ninguém pode tocar em duas partes condutoras expostas conectadas a dois sistemas diferentes ao mesmo tempo, a solução está obviamente correta.
A verdadeira questão é ter uma situação em que ninguém possa fazer isso. Portanto, deve-se considerar a eventualidade de não ser possível dividir os dois sistemas de aterramento: como o problema pode ser resolvido nesta situação?
Em princípio, existem duas soluções diferentes que podem ser adotadas:
- Para operar ao nível dos aparelhos, escolhendo-os com um nível de imunidade mais alto.
- Para trabalhar ao nível da instalação.
A primeira é obviamente a solução mais fácil, mesmo que não possa ser considerado uma solução, mas apenas contornar o problema. Por esta razão é melhor concentrar-se na segunda solução, e para adicionar apenas um pequeno comentário filosófico sobre o primeiro.
Um engenheiro de sistemas provavelmente poderia argumentar que é seu dever alimentar os aparelhos, não selecioná-los com base em alguns tipos de questões. Isso é parcialmente verdade, mas se considerarmos que os engenheiros geralmente têm que selecionar equipamentos com base na Proteção Internacional (PI) grau contra poluição, por que não escolher esse equipamento com base no grau IP eletromagnético contra poluição eletromagnética? O conceito é exatamente o mesmo.
A norma internacional não contém qualquer prescrição ou sugestão sobre ligação equipotencial de baixo ruído, exceto por um símbolo especial (Figura 10.31).
Os métodos utilizados para lidar com o problema ao nível da instalação provêm de boas práticas, que todo engenheiro de sistema deve saber:
- Os requisitos relacionados às medidas de proteção devem prevalecer.
- Sistemas de aterramento independentes são permitidos apenas no caso de partes condutoras expostas não estarem acessíveis simultaneamente.
- Circuitos sensíveis e perturbadores separados.
- Evite paralelismos.
- Adote o equilíbrio da linha.
- Use escudos e escudos duplos.
- Adote condutores diferenciados.