AFCI – Dispositivo de detecção de arcos-voltaicos serão recomendados pela NBR5410
O advento das instalações de sistemas fotovoltaicos
Com o advento das instalações de sistemas fotovoltaicos em residências, ocorreu uma mudança significativa no paradigma da geração e consumo de energia elétrica. As residências agora não são apenas consumidoras de energia, mas também geradoras, graças aos painéis solares que convertem a luz do sol em eletricidade. No entanto, essa mudança trouxe consigo novos desafios relacionados à segurança elétrica, principalmente devido à geração em corrente contínua (CC) e à introdução do risco de arcos elétricos, algo que não era uma preocupação tão premente em instalações convencionais de corrente alternada (CA).
Para mitigar os perigos associados aos arcos elétricos em sistemas fotovoltaicos, são necessárias medidas de segurança específicas. Isso inclui o uso de dispositivos de proteção, como interruptores seccionadores DC, fusíveis adequados, aterramentos corretamente dimensionados, entre outros. Além disso, é fundamental que as instalações sejam realizadas por profissionais qualificados e em conformidade com as normas de segurança elétrica aplicáveis.
O que são Arcos-Voltaicos?
Arcos elétricos, ou arcos voltaicos, são descargas elétricas que ocorrem quando a eletricidade “salta” de um condutor para outro através do ar ou de um meio isolante. Essas descargas podem ser altamente perigosas e causar incêndios, danos a equipamentos elétricos e riscos para a segurança.
Vamos diferenciar entre corrente contínua (CC) e corrente alternada (CA) e explicar como os arcos elétricos se relacionam com cada uma delas:
Corrente Contínua (CC):
- Na corrente contínua, a eletricidade flui em uma única direção, de forma constante.
- Os arcos elétricos em sistemas de corrente contínua podem ocorrer quando há uma quebra súbita em um circuito, como quando um interruptor é aberto ou um fio é cortado.
- Um exemplo comum de arco elétrico em sistemas de corrente contínua é o que ocorre ao desconectar as garras de um cabo de bateria de um veículo. O arco é visível e pode ser acompanhado por faíscas.
Corrente Alternada (CA):
- Na corrente alternada, a eletricidade muda de direção periodicamente, geralmente em uma taxa de 50 ou 60 ciclos por segundo (Hz), dependendo do país.
- Os arcos elétricos em sistemas de corrente alternada de Baixa Tesão, (BT), aquelas utilizadas em residências, são muito raros, pois a baixa tensão limita o arco em distâncias muito curtas, em milímetros inclusive. Imensos arcos elétricos em CA geralmente ocorrem com tensões muito superiores, exemplo em Média ou Alta Tensão (MT/AT).
Em ambos os casos, a principal diferença entre CC e CA é a forma como a eletricidade flui. No entanto, os arcos elétricos podem ocorrer em ambos os tipos de sistemas, e eles são igualmente perigosos.
Para mitigar os riscos associados aos arcos elétricos, dispositivos como Disjuntores de Corrente de Falha à Terra com Proteção Contra Arco Voltaico (AFCI) e Disjuntores de Corrente Residual (DDR) são usados para detectar e desligar circuitos quando ocorrem arcos elétricos ou falhas de isolamento. Isso ajuda a prevenir incêndios e proteger a segurança das instalações elétricas e dos ocupantes.
O que são os Disjuntores AFCI?
A função do Disjuntor de Corrente de Falha à Terra com Proteção Contra Arco Voltaico (AFCI) está intrinsecamente ligada à detecção da alteração do padrão de ondas característico de um arco elétrico e à atuação imediata quando esse arco é percebido. A correlação entre esses elementos é crucial para entender como o AFCI opera.
- Detecção do Padrão de Ondas:
O AFCI é equipado com circuitos eletrônicos sensíveis que monitoram constantemente a corrente elétrica que flui pelo circuito. Ele analisa o padrão de ondas da corrente elétrica e procura por características específicas associadas a arcos elétricos perigosos.
- Arco Série vs. Arco Paralelo:
O AFCI pode detectar dois tipos principais de arcos elétricos: arcos série e arcos paralelos.
Arcos em Série: Esses arcos ocorrem quando há uma interrupção ou dano no condutor dentro de um cabo elétrico. Isso pode acontecer devido ao desgaste, fricção, danos físicos ou outros problemas. Arcos em série geralmente resultam em correntes elétricas mais baixas, mas podem durar mais tempo.
Arcos em Paralelo: Esses arcos ocorrem quando a corrente salta de um condutor para outro, como quando os fios de um cabo estão danificados e há uma “fuga” de corrente entre eles. Arcos em paralelo geralmente resultam em correntes mais altas, mas têm uma duração mais curta.
- Padrões de Ondas Característicos de Arcos:
Arcos elétricos produzem um padrão de ondas distinto na corrente elétrica, que inclui componentes de alta frequência. Esses componentes de alta frequência são criados devido ao calor gerado pelo arco elétrico e pelas faíscas resultantes do arco.
- Alteração no Padrão de Ondas:
Quando ocorre um arco elétrico perigoso em um circuito, o AFCI percebe uma alteração no padrão de ondas da corrente elétrica. Essa alteração é sutil, mas o AFCI é altamente sensível a essas mudanças.
- Resposta Rápida:
Assim que o AFCI detecta uma alteração no padrão de ondas que corresponde a um arco elétrico perigoso, ele responde rapidamente. A resposta é praticamente instantânea, visando desligar o circuito o mais rápido possível para evitar danos e perigos.
- Atuação do AFCI:
A atuação do AFCI envolve o desligamento imediato do circuito elétrico afetado. Isso é feito por meio de um interruptor interno no AFCI. Quando o AFCI detecta um arco elétrico perigoso, ele corta a energia elétrica para o circuito em questão.
- Prevenção de Incêndios:
A ação rápida do AFCI tem como objetivo prevenir incêndios elétricos que poderiam ocorrer devido a arcos elétricos. Ao cortar a energia, o AFCI interrompe a fonte de calor do arco, impedindo faíscas e superaquecimento.
- Integração em Painéis de Distribuição:
Os dispositivos AFCI são frequentemente integrados em painéis de distribuição elétrica, onde monitoram vários circuitos ao mesmo tempo. Eles também podem ser instalados como disjuntores individuais em caixas de disjuntores.
Essa correlação é fundamental para entender como o AFCI protege residências contra incêndios causados por arcos elétricos. O dispositivo não apenas identifica padrões de ondas elétricas associados a arcos perigosos, mas também age instantaneamente para cortar a energia e interromper a fonte do problema. Essa ação rápida é essencial para minimizar os riscos e manter a segurança elétrica em residências.