Ensaio de tensão suportável - Portaria INMETRO 371 - Equipamentos eletrodomésticos

Nessa página você irá encontrar informações sobre o ensaio de rigidez dielétrica realizado com o auxílio de um HIPOT 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 HP5300M fabricado pela Entran. Para mais informações sobre esse equipamento, acesse o site do fabricante no link abaixo.

http://equipamentos.entran.com.br/hp5300m-ensaio-de-rigidez-dieletrica/

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 de teste de rigidez dielétrica ou teste de HIPOT. Antes de explicar como é feito o ensaio, primeiramente explicaremos o conceito de rigidez dielétrica.

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.


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.


Exemplo de ensaio - Torradeira elétrica

Esse exemplo mostra como fazer o ensaio de tensão suportável em uma torradeira elétrica especificada para funcionamento em 127V 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.

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.

Resumindo as informações sobre a torradeira: aparelho de classe I, tensão nominal de 127V 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 800V. 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 800V 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 HP5300M da Entran.



Após ligar o HP5300M o botão MENU deve ser pressionado para que a configurações sejam acessadas. A tabela abaixo mostra os valores que devem ser escolhidos para cada parâmetro. O equipamento deve ser configurados como é mostrado abaixo e essas configurações devem ser salvas.

Configuração Valor Observação
MANUAL MODE OFF O modo de ensaios deve ser usado.
MAX VOLTAGE 1000v Para dar uma sobra no ajuste de tensão, colocamos o máximo 200V acima do valor exigido pela portaria.
MIN VOLTAGE 800v A tensão de ensaio não pode ser menor que o valor exigido pela portaria.
MAX CURRENT 10mA O máximo de corrente segundo a norma deve ficar entre 5mA e 30mA.
TESTER TIMER 1s A portaria estabelece o tempo de ensaio como sendo 1s.
RAMP OFF Não são exigidas rampas nos ensaios com essa portaria.
BUZZER ON Essa escolha fica a cargo do operador.

Para iniciar o ensaio é necessário que os cabos do HP5300M sejam posicionados 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 ajustar a tensão do ensaio para algum valor entre 800V e 1000V (850V por exemplo) girando o botão VOLTAGE ADJUST do HP5300M. A tensão de ensaio fica no canto inferior esquerdo da tela, como mostra a ilustração.



Quando a tensão ajustada adquirir algum valor entre 800V e 1000V o LED verde do HP5300 irá acender, o que significa que o ensaio pode ser iniciado. Nesse momento o botão RUN deve ser pressionado para que o ensaio seja realizado.



Após um segundo o HP5300M finalizará o ensaio e mostrará o resultado.





Mensagem para um ensaio aprovado. A tensão do teste (média entre máximo e mínimo configurado) é mostrada na linha inferior esquerda. A corrente máxima lida durante o ensaio é mostrada na linha inferior direita. Mensagem para um ensaio reprovado. A corrente máxima lida durante o ensaio é mostrada na linha inferior.

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.


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