Ensaios de tensão suportável e continuidade de aterramento com o equipamento HG371 - Portaria INMETRO 371 - Equipamentos eletrodomésticos

Nessa página você irá encontrar informações sobre os ensaios de rigidez dielétrica e continuidade de aterramento realizados com o auxílio do equipamento HG371 segundo as orientações da portaria do INMETRO Nº 371 de 29 de dezembro de 2009.

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Os exemplos de ensaio são feitos supondo que o equipamento de ensaio usado é o HG371 fabricado pela Entran. Para mais informações sobre esse equipamento, acesse o site do fabricante no link abaixo.

http://equipamentos.entran.com.br/hg371/

Sumário

Portaria INMETRO 371
Rigidez dielétrica
Ensaio segundo a portaria 371
Exemplo de ensaio - Torradeira elétrica

Portaria INMETRO 371

Devido a acidentes ocorridos com aparelhos eletrodomésticos e vários resultados negativos em análises desses aparelhos o INMETRO formulou o Programa de Avaliação da Conformidade de Aparelhos Eletrodomésticos e Similares, que define vários requisitos de segurança para equipamentos eletrodomésticos que devem ser seguidos de forma compulsória pelos seus fabricantes. Os critérios desse programa estão estabelecidos na portaria 371/2009. Esse documento está acessível no link abaixo.

http://www.inmetro.gov.br/rtac/pdf/RTAC001519.pdf

A base da avaliação de segurança é a norma ABNT NBR NM 60335-1 em conjunto com as suas normas particulares. Essa norma deve ser seguida pelo fabricante no projeto do seu produto para garantir a segurança na utilização do mesmo em relação aos riscos elétricos, mecânicos, térmicos, de fogo e radiação dos aparelhos.

Além de impor a conformidade com a norma ABNT NBR NM 60335-1, a portaria 371 exige que sejam feitos ensaios de rotina nos aparelhos fabricados. Esses ensaios são feitos pelo fabricante em 100% das unidades fabricadas, como mostra o trecho abaixo retirado da portaria.

6.1.2.3 Ensaios de Rotina
6.1.2.3.1 Os ensaios de rotina para controle da qualidade do produto são de responsabilidade do fabricante e devem ser realizados em 100% da produção, no produto completo. Devem ser realizados, pelo menos, os ensaios descritos no Anexo B deste RAC.
6.1.2.3.2 Registros destes ensaios deverão ser mantidos para verificação do OCP no processo de Auditoria Inicial e nas Auditorias de Manutenção.

O Anexo B define três ensaios de rotina: Ensaio de continuidade de aterramento, Ensaio de tensão suportável e Ensaio funcional. Esse documento trata apenas do ensaio de tensão suportável, chamado também dos testes de rigidez dielétrica ou teste de HIPOT e continuidade de aterramento. Antes de explicar como é feito o ensaio, primeiramente explicaremos o conceito de rigidez dielétrica e aterramento.

Atenção, o teste de rigidez dielétrica não equivale ao ensaio de resistência de isolamento. Embora eles sejam parecidos, são ensaios diferentes.


Rigidez dielétrica

Um dielétrico é um material isolante o qual idealmente não permite passagem de corrente elétrica. Na prática existe a passagem de corrente, mas com um valor muito baixo.

Os materiais dielétricos funcionam como bons isolantes em uma grande faixa de tensão (volts) aplicada sobre eles. Porém, sob elevados níveis de tensão, esses materiais podem deixar de funcionar como isolantes e conduzem correntes significativas. Nesse ponto pode-se dizer que sua rigidez dielétrica foi ultrapassada. A imagem abaixo ilustra um dielétrico que é submetida à uma tensão V1 através de dois eletrodos. Se essa tensão V1 não for suficiente para romper o dielétrico, não haverá corrente significativa circulando entre os eletrodos. Caso seja aplicada uma tensão V2, alta o suficiente para romper o dielétrico, uma corrente começará a circular entre os eletrodos.



Cada tipo material possui um valor característico de rigidez dielétrica. Esse valor não é exato e bem definido, ele pode variar entre amostras do mesmo material. Normalmente quando é dado um valor de rigidez dielétrica para um certo material, ele é uma média feita usando-se vária amostras.

Quando tratamos da rigidez dielétrica de um equipamento, estamos nos referindo à rigidez dielétrica dos isolantes com função de segurança que o equipamento contém. Podemos estar falando, por exemplo, da isolação entre as partes energizadas e o gabinete do equipamento, ou o terra.

A medição da rigidez dielétrica de um material, no caso de uma reprovação, é um processo destrutivo pois, ao haver o rompimento do dielétrico, é formado um caminho por onde a corrente passou no qual as propriedades do material são permanentemente alteradas.


Continuidade de aterramento

O aterramento é um recurso usado em instalações elétricas e equipamentos elétricos para proteção contra acidentes.

O sistema de aterramento de uma rede elétrica consiste em um condutor ligado a uma rede de aterramento a qual fica no solo. O potencial elétrico desse condutor é o potencial do terra, que é normalmente considerado 0V. A maioria das coisas (inclusive as pessoas) normalmente estão sob esse potencial ou muito próximo dele, portanto não devemos levar um choque se tocarmos no condutor de aterramento.

Quando ligamos um objeto à esse condutor de aterramento dizemos que o objeto está "aterrado" e dessa forma ele oferece riscos mínimos de causar choques elétricos se a rede de aterramento estiver bem feita. Os riscos são diminuídos pois, ao aterrar um objeto, forçamos ele a ficar no potencial do terra, ou 0V. Dessa forma, se outro objeto ou pessoa também no potencial do terra tocar esse objeto não haverá diferença de potência e portando não haverá corrente circulando, não haverá choque. Caso outro objeto carregado, fora do potencial do terra, tocar o objeto aterrado, a corrente irá fluir para o condutor de aterramento, que tem baixa impedância elétrica, e a carga não ficará acumulada, o que poderia causar uma descarga eletrostática posteriormente.

O aterramento de partes acessíveis de um equipamento é, então, uma forma de proteger o usuário do equipamento contra choques. Casa haja uma falha na isolação interna desse equipamento, o ateramento deve desviar a corrente de fuga resultante da falha para o condutor de aterramento evitando que ela passe pelo usuário.





Equipamento com aterramento: O condutor de aterramento devia para o terra a corrente proveniente de uma falha. Equipamento sem aterramento ou com aterramento não conforme: A corrente proveniente de uma falha é direcionada para o usuário.



Ensaio segundo a portaria 371

Abaixo temos o trecho da portaria 371 que define o procedimento de ensaio de rotina de rigidez dielétrica.

A isolação do aparelho é submetida a uma tensão praticamente senoidal com uma freqüência de aproximadamente 60 Hz por 1 s. Este valor da tensão de ensaio e os pontos de aplicação são mostrados na tabela B.1.

Tabela B.1 – Tensões de ensaio



NOTA 3: Pode ser necessário que o aparelho esteja em funcionamento durante o ensaio para garantir que a tensão de ensaio seja aplicada em toda a isolação pertinente, por exemplo, elementos de aquecimento controlados por um relê. Não devem ocorrer descargas disruptivas. Considera-se que tenha ocorrido descarga disruptiva quando a corrente no circuito de ensaio excede 5 mA. Entretanto, este limite pode ser aumentado até 30 mA para aparelhos com uma alta corrente de fuga.

NOTA 4: O circuito utilizado para o ensaio incorpora um dispositivo sensor de corrente que atua assim que a corrente excede o limite.

NOTA 5: O transformador de alta tensão deve ser capaz de manter a tensão especificada no limite de corrente.

NOTA 6: Ao invés de ser submetida a uma tensão c.a., a isolação pode ser submetida a uma tensão c.c. de 1,5 vezes o valor mostrado na tabela B.1. Uma tensão c.a. com uma freqüência de até 5 Hz é considerada como sendo uma tensão c.c.

Na página de definições você pode encontrar o significado do termos: Aparelho de classe 0, Aparelho de classe 0I, Aparelho de classe I, Aparelho de classe II, Aparelho de classe III, Isolação básica, Isolação suplementar, Isolação dupla.

Abaixo temos o trecho da portaria 371 que define o procedimento de ensaio de rotina de continuidade de aterramento.

B.1 Ensaio de continuidade de aterramento

Uma corrente de ao menos 10 A, proveniente de uma fonte com uma tensão sem carga (em vazio) não excedendo 12 V (c.a. ou c.c.), é circulada entre cada uma das partes metálicas acessíveis aterradas e:
- o terminal de aterramento, no caso de aparelhos classe 0I e aparelhos classe I previstos a serem ligados permanentemente a fiação fixa;
- para outros aparelhos classe I,
++ o pino de aterramento ou contato de aterramento do plugue;
++ o pino de aterramento do dispositivo de entrada.

A queda de tensão é medida e a resistência é calculada não devendo exceder
- 0,2Ω para aparelhos com um cordão de alimentação, ou 0,1 mais a resistência do cordão de alimentação,
- 0,1Ω para outros aparelhos.

NOTA 1: O ensaio é somente realizado por uma duração necessária para permitir que a queda de tensão seja medida.

NOTA 2: Cuidados devem ser tomados para assegurar que a resistência de contato entre a ponta do dispositivo de medição e a parte metálica sob ensaio não influencie os resultados de ensaio.

No página de definições você pode encontrar o significado do termos: Aparelho de classe 0, Aparelho de classe 0I, Aparelho de classe I


Exemplo de ensaio - Torradeira elétrica - Configuração do HG371

Esse exemplo mostra como fazer os ensaios de tensão suportável e continuidade de aterramento em uma torradeira elétrica especificada para funcionamento em 127V e 220V AC com carcaça metálica aterrada.



O primeiro passo para definir o procedimento de teste é classificar o equipamento quanto à sua classe. Nesse caso, como a carcaça da torradeira é aterrada, ela é classificado como classe I.

Para elaborar o procedimento do ensaio de continuidade de aterramento a portaria é clara, uma corrente de 10A, no mínimo, deve ser aplicada entre partes metálicas acessíveis aterradas e o pino de aterramento ou contato de aterramento do plugue (para equipamento classe I), resultando numa resistência de no máximo 0,2&Omega (para aparelhos com um cordão de alimentação). Para cada parte metálica acessível aterrada deve ser feito um ensaio, mas no caso aqui apresentando, há somente uma parte que é o gabinete da torradeira. Portanto, há somente uma medida. Se houvessem mais partes metálicas acessíveis aterradas deveriam ser feitas outras medidas para cada uma delas, com exatamente o mesmo procedimento para cada uma.

Para elaborar o procedimento do ensaio de tensão suportável devemos analisar o tipo de isolação da torradeira. As isolações separam as partes vivas das partes acessíveis. As partes vivas da torradeira são os condutores e a resistência interna. Essas partes devem ser separadas das partes acessíveis por isolação básica. Sempre devemos ter dois meios de proteção, nesses caso o segundo meio de proteção é o aterramento da carcaça. Se não houvesse o aterramento seria necessário uma isolação suplementar além da isolação básica.

Então podemos dizer que a torradeira é um aparelho de classe I, de tensão nominal de 220V e isolação básica entre partes vivas e partes acessíveis. Esses dados nos permitem procurar na tabela B.1 da portaria a tensão de ensaio, que nesse caso é de 1000V. O pontos de aplicação, segundo a mesma tabela são entre as partes vivas e partes metálicas acessíveis. Agora sabemos que para realizar o ensaio de tensão suportável devemos aplicar 1000V entre as partes vivas (que podem ser os condutores de fase ou neutro) e a carcaça.

Agora resta programar o equipamento de teste que nesse exemplo é o HG371 da Entran.



Após ligar o HG371 o botão ENTER deve ser pressionado para acessar o menu principal. A opção "Configura equip" deve ser selecionada e as seguintes configurações devem ser feitas:

Configuração Valor Observação
Grava result S O resultado de cada ensaio realizado será armazenado na memória do HG371.
Envia resul N Opção de enviar o resultado de cada ensaio feito para um computador após o fim do ensaio, não será usado.
Medida resul N Opção de mostrar o resultado de cada medida de um ensaio individualmente. Não é nessário aqui.
Buzzer Continuo Aviso sonoro emitido quando o ensaio está sendo realizado.
ID ensaio Numeros A cada ensaio será solicitado uma identificação para o produto sob teste, pode ser desabilitado caso não seja necessário.
Modo escravo --- Modo no qual um computador controla o HG371, não será usado aqui.
Programacao Lib Opção para liberar ou bloquear a configuração do equipamento.
Ajusta hora-data --- Opção para ajustar hora e data do HG371.

Retornar ao menu principal. A opção "Edita ensaio" deve ser selecionada e as seguintes configurações devem ser feitas:

Configuração Valor Observação
Ordem GB->HP Ordem das medidas, primeir a medida de continuidade de aterramento (GB) e depois a medida de tensão suportável (HP).
Acessar "Editar GB"
Corrente 11A A norma estabelece 10A como nímimo, colocamos 10% acima por segurança.
Rmax 200mR A norma estabelece 200mR para equipamentos com cordão de alimentação.
Tempo 2s A norma não estabelece tempo.
Medidas 1 Há somente um ponto de medida de aterramento, a carcaça da torradeira.
Retornar e acessar "Editar HP"
Tempo 1s A norma estabelece o tempo de 1s.
Medidas 1 Há somente um ponto de medida de tensão suportável, a carcaça da torradeira.
Acessar "Editar medidas"
Vmin 1000V A norma estabelece a tensão de 1000V para equipamentos sob teste alimentados em 220V.
Vmax 1500V A norma não estabelece tensão máxima, colocamos esse valor para garantir que uma tensão muito alta não será aplicada por engano.
Imax 5,00mA A norma estabelece a corrente máxima de 5mA

A configuração já está feita. Agora basta voltar à tela principal, confirmando a opção para salvar as modificações.


Exemplo de ensaio - Torradeira elétrica - Execução do ensaio

Para iniciar o ensaio é necessário que os cabos de testes do HG371 sejam conectados ao equipamento sob teste nos pontos de ensaio que foram definidos anteriormente (carcaça e condutor de fase/neutro). A imagem abaixo ilustra o posicionamento correto.



Com os cabos posicionados corretamente, o usuário deve pressionar o botão TEST. O HG371 então vai solicitar o número de série do equipamento sob teste, esse numero é inserido através dos botões ABAIXO e ACIMA para mudar o valor de cada caractere e o botão ENTER para mudar o caractere editado.



Após inserir a identificação o botão TEST deve ser pressionado novamente para que o ensaio efetivamente começe. Após realizar as medidas de continuidade de aterramento e tensão suportável o HG371 finalizará o ensaio e mostrará o resultado.





Mensagem para um ensaio aprovado. As duas medidas foram aprovadas. Mensagem para um ensaio reprovado. A medida de tensão suportável resultou numa corrente acima do máximo.

Nesse momento o ensaio está finalizado. Se houvessem outras partes metálicas acessíveis elas também deveriam ser ensaiadas, mas nesse caso a carcaça inteira foi considerada como uma só parte, portanto o ensaio consiste em somente uma medida.

Para inicia outro ensaio basta conectar os cabos de teste no próximo equipamento a ser ensaiado e pressionar o botão TEST.

Abaixo é disponibilizado um vídeo onde o HG371 pode ser visto em funcionamento fazendo um ensaio de acordo com a portaria 371/2009.

https://www.youtube.com/watch?v=fL3KrpsxVjc

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