Barramento Blindado BWW

A solução global com máquinas
elétricas e automação para
indústria e sistemas de energia.
História
Fundação da Eletromotores Jaraguá
16 de setembro de 1961
Cada vez mais se consolidando
como fornecedor de sistemas
elétricos industriais completos
R$ 21,1 bilhões*
* Valor em 25/02/2016
Motores
Tintas
Automação
Unidades
de Negócio
Energia
Transmissão & Distribuição
Alternadores para
Grupos Geradores
 De 10 a 25.000 kVA
Energia
Hidrelétricas
Térmicas
 Geradores, turbinas hidráulicas
e hidromecânicos
 CGH’s até 1.000 kVA
 PCH’s até 30.000 kVA
 UHE’s até 150.000 kVA
 Geradores para cogeração com biomassa,
gás e outros
 4 polos até 62.500 kVA
 2 polos até 200.000 kVA
Solar e Eólica (Aerogeradores)
Controls
Automação
(produtos)
Drives
 Partida e proteção de motores elétricos
 Variação de velocidade
 Proteção de circuitos elétricos
 Partida suave de motores
 Correção do fator de potência
Segurança de
máquinas
 Segurança operacional
de máquinas e equipamentos (NR12)
 Sensores para automação industrial
Building Technology
Critical Power
 Equipamentos elétricos para construção
civil e automação predial
 Fontes de energia ininterruptas
Argentina
Chile
Colômbia
Venezuela
Peru
Fábricas e Filiais
Brasil(*)
Presença Global
Argentina
México
Estados Unidos
Portugal
Espanha
Itália
França
Áustria
Reino Unido
Alemanha
Bélgica
Holanda
Suécia
Emirados Árabes
Rússia
Índia
China
Cingapura
Japão
Austrália
África do Sul
Colômbia
México
EUA
Alemanha
Áustria
Portugal
Espanha
China
Índia
(*) Jaraguá do Sul (SC); Guaramirim (SC); Blumenau (SC); Itajaí (SC);
Joaçaba (SC); São José (SC); Gravataí (RS); Curitiba (PR); São Bernardo
do Campo (SP); Mauá (SP); Monte Alto (SP); Linhares (ES); Manaus (AM).
Filial comercial
Fábrica
África do Sul
NEGÓCIO WEG
A Solução Global com máquinas elétricas e
automação para a indústria e sistemas de
energia
Energia
Transmissão
Geração de Energia
Distribuição
Indústrias
Cidades
• Manobra e Proteção
de circuitos elétricos
• Critical Power
Building
Technology
Tração e Propulsão Elétrica
Conversão de Energia, Controle de
Movimento, Automação Industrial e Segurança
de Máquinas
Tintas
Building Technology
Solução completa da entrada de energia ao interruptor
Inversores e controls para
elevadores e HVAC
Energia solar
Barramentos blindados (bus way)
Quadros de distribuição, DRs,
minidisjuntores e protetores de surto
Tomadas & Interruptores
Inversores multibombas e
chaves de partida para bombas
UPS (nobreaks)
Disjuntores de média tensão
Transformadores a seco
Painéis testados TTW
Barramento Blindado
BWW
Barramento Blindado BWW
O que é?
É um sistema composto por condutores
metálicos rígidos
protegidos
por
um
invólucro metálico.
Sua função é transmissão e distribuição
de energia elétrica.
É
uma
alternativa
cabeamento.
ao
sistema
de
Barramento Blindado BWW
Cobre ou alumínio?
Características mecânicas
Designação
Material
Tensão de Escoamento
Tensão Limite de
Ruptura
Condutividade
Elétrica (IACS)
Cobre
200 MPa mínimo
(DIN 13601)
250 MPa mínimo
(DIN 13601)
98,3 % mínimo
(DIN 13601)
Alumínio
170 MPa mínimo
(ASTM B317/317 M)
200 MPa mínimo
(ASTM B317/317 M)
55% mínimo
(ASTM B317/317 M)
Tensão de escoamento = corresponde à tensão
necessária para promover uma deformação
permanente de 0,2%
Barramento Blindado BWW
Cobre ou alumínio?
Características
Conexões
Alumínio
Alumínio
Estanhadas = Evita corrosões galvânicas.
Garante desempenho adequado nas conexões sem aumento da resistência de
contato.
Peso
Preço
30% do peso do cobre
30 a 35% do preço do cobre – estabilidade nos
preços e maior disponibilidade para produção
ALUMÍNIO = Melhor custo x benefício
Barramento Blindado BWW
Benefícios com utilização do barramento blindado
 Economia de espaço na instalação - elimina prumadas com
grande volume de cabos elétricos;
 Redução do tempo de instalação - comparando com uma
prumada de cabos, reduz em até 80% o tempo de instalação
na obra;
 Melhoria na qualidade da energia elétrica - redução das
perdas e queda de tensão;
 Maior flexibilidade na expansão das instalações devido a
modularidade do sistema;
 Desperdício zero;
 Garantia de desempenho - NBR IEC 60439-2/1 e IEC 61439-6/1
Barramento Blindado
Critérios e considerações para dimensionamento
Barramento Blindado BWW
Critérios e considerações para dimensionamento
Executar um dimensionamento de barramento blindado é
utilizar as informações obtidas com os ensaios definidos em
norma que comprovam o desempenho de cada grandeza
considerada.
Barramento Blindado BWW
NBR IEC 60439-2
Conjunto de manobra e controle de baixa tensão – parte 2:
Requisitos particulares para linhas elétricas pré-fabricadas (sistema de barramentos
blindados).
IEC 61439-6
Low-voltage switchgear and controlgear assemblies – part 6:
Busbar trunking systems (busways).
Barramento Blindado BWW
Barramento Blindado BWW
Ensaios
Normas
IEC 61439-6
NBR IEC 60439-2
Resistência de materiais e peças
Resistência à corrosão
10.2.2
Propriedades dos materiais isolantes
Resistência a aquecimento anormal e a fogo devido a efeitos elétricos
10.2.3.2
Içamento
10.2.5
Impacto mecânico
10.2.6
Marcação
10.2.7
Capacidade de suportar cargas mecânicas
Procedimento para Ensaio em amostra de barramento reto
10.2.101.1
Procedimento para Ensaio em conexão.
10.2.101.2
Resistência do Encapsulamento ao Esmagamento
10.2.101.3
Ciclo térmico
10.2.102
Grau de Proteção
10.3
Verificação das distâncias de isolação
10.4
Verificação das distâncias de escoamento
10.4
8.2.13
8.2.10
8.2.12
8.2.7
8.2.5
8.2.5
Barramento Blindado BWW
Barramento Blindado BWW
Ensaios
Normas
IEC 61439-6
NBR IEC 60439-2
Resistência de materiais e peças
Resistência à corrosão
10.2.2
Propriedades dos materiais isolantes
Resistência a aquecimento anormal e a fogo devido a efeitos elétricos
10.2.3.2
Içamento
10.2.5
Impacto mecânico
10.2.6
Marcação
10.2.7
Capacidade de suportar cargas mecânicas
Procedimento para Ensaio em amostra de barramento reto
10.2.101.1
Procedimento para Ensaio em conexão.
10.2.101.2
Resistência do Encapsulamento ao Esmagamento
10.2.101.3
Ciclo térmico
10.2.102
Grau de Proteção
Verificação das distâncias de isolação
Verificação das distâncias de escoamento
8.2.13
8.2.10
8.2.12
10.3
8.2.7
10.4
10.4
8.2.5
8.2.5
Barramento Blindado BWW
Barramento Blindado BWW
Ensaios
Normas
IEC 61439-6
NBR IEC 60439-2
Proteção contra choque elétrico e integridade do circuito de proteção
Continuidade entre partes condutivas expostas e o circuito de
proteção
Eficácia do circuito de proteção
Incorporação de dispositivos de manobra e componentes
Circuitos elétricos internos e conexões
Terminais para condutores externos
Propriedades dielétricas
Tensão aplicada na frequência industrial
Nível básico de impulso
Elevação de temperatura
Curto circuito
Operação mecânica
Verificação da resistência à propagação de chamas
Verificação da barreira corta-fogo em passagens de edificações
Verificação das características elétricas do sist. de linha elétrica préfabricada
Verificação da durabilidade dos sistemas de linhas pré-fabricadas com
meios de derivação do tipo contato deslizante
10.5.2
8.2.4.1
10.5.3
10.6
10.7
10.8
8.2.4
10.9.2
10.9.3
10.10
10.11
10.13
10.101
10.102
8.2.2
8.2.2
8.2.1
8.2.3
8.2.6
8.2.14
8.2.15
8.2.9
8.2.11
Barramento Blindado BWW
Barramento Blindado BWW
Ensaios
Normas
IEC 61439-6
NBR IEC 60439-2
Proteção contra choque elétrico e integridade do circuito de proteção
Continuidade entre partes condutivas expostas e o circuito de
proteção
Eficácia do circuito de proteção
Incorporação de dispositivos de manobra e componentes
Circuitos elétricos internos e conexões
Terminais para condutores externos
Propriedades dielétricas
Tensão aplicada na frequência industrial
Nível básico de impulso
10.5.2
8.2.4.1
10.5.3
8.2.4
10.6
10.7
10.8
10.9.2
10.9.3
8.2.2
8.2.2
Elevação de temperatura
Curto-circuito
10.10
10.11
8.2.1
8.2.3
Operação mecânica
Verificação da resistência à propagação de chamas
10.13
10.101
8.2.6
8.2.14
10.102
8.2.15
Verificação da barreira corta-fogo em
passagens de edificações
Verificação das características elétricas do sist. de linha elétrica préfabricada
Verificação da durabilidade dos sistemas de linhas pré-fabricadas com
8.2.9
Barramento Blindado BWW
Critérios e considerações para dimensionamento
-
Condições de serviço:
• Temperatura ambiente;
• Altitude;
• Local de instalação; Trajetos
a considerar
• Características das cargas a
serem alimentadas;
Barramento Blindado BWW
Critérios e considerações para dimensionamento
Identificar pontos de peças especiais
Conexões com
transformador
Conexões com painel
de distribuição
Interferências
Barreira corta-fogo
Barramento Blindado BWW
Critérios e considerações para dimensionamento
Barreira Corta Fogo
Sistema capaz de fazer a proteção
passiva contra incêndio até 240
minutos.
Barramento Blindado BWW
Os ensaios são a garantia de desempenho e
segurança de operação do conjunto montado.
Barreira corta fogo após ensaio:
Barramento Blindado BWW
Critérios e considerações para dimensionamento
-
Características elétricas:
 Tensão nominal
 Frequência nominal
 Tensão de isolação
 Tensão suportável nominal de impulso
 Grau de proteção
 Corrente nominal
 Corrente nominal suportável de curta duração
 Corrente nominal suportável de crista
 Queda de tensão no trecho considerado
Barramento Blindado BWW
Critérios e considerações para dimensionamento
-
Características elétricas:
 Tensão nominal
 Frequência nominal
 Tensão de isolação
 Tensão suportável nominal de impulso
 Grau de proteção
 Corrente nominal
Filme
 Corrente nominal suportável de curta duração
 Corrente nominal suportável de crista
 Queda de tensão no trecho considerado
Barramento Blindado BWW
Critérios e considerações para dimensionamento
Todas as grandezas consideradas devem estar alinhadas com
demais equipamentos do projeto;
Barramento Blindado BWW
Como dimensionar?







Tensão
Corrente
Capacidade de curto circuito
Queda de tensão
Grau de proteção
Condutor neutro
Condutor de proteção
Barramento Blindado BWW
Como dimensionar?
 Tensão
 Corrente
 Capacidade de curto circuito
 Queda de tensão
 Grau de proteção
 Condutor neutro
 Condutor de proteção
Barramento Blindado BWW
Corrente
 Ao definir a corrente, atenção na posição do invólucro e das
barras;
HORIZONTAL
BARRAS NA VERTICAL
HORIZONTAL
BARRAS NA HORIZONTAL
(CURRENT DERATING)
VERTICAL
(CURRENT DERATING)
Barramento Blindado BWW
A corrente demandada (Id) para o sistema de barramento blindado trifásico
BWW pode ser calculada pela seguinte fórmula:
𝑛
𝐼𝑑 = 𝑅𝐷𝐹.
𝐼𝑛 , 𝑜𝑛𝑑𝑒:
𝑖=1
Id = Corrente demandada (A).
In = Corrente demandada da derivação n (A).
RDF1= Fator de Diversidade.
1Segundo
a IEC 61.439-6, para um sistema de barramento blindado, a menos
que especificado de forma diferente, o fator de diversidade deve ser igual a 1,
isto é, todas as derivações (caixas extraíveis ou fixas) podem ser continua e
simultaneamente carregada com a sua corrente nominal.
Barramento Blindado BWW
Para derivações que contenham mais de um circuito de saída, a menos que
especificado de forma diferente, um fator de diversidade (RDF) conforme tabela
a seguir deve ser utilizado. A corrente demandada de uma derivação pode ser
calculada pela seguinte fórmula:
𝐼𝑛 =
2Tabela
𝑃. 𝑅𝐷𝐹
3. 𝑈𝑒 . 𝑐𝑜𝑠𝜑
, 𝑜𝑛𝑑𝑒:
In = Corrente demandada da derivação n (A).
P = Potência instalada na derivação n (W).
RDF2 = Fator de Diversidade.
Ue = Tensão Nominal (V)
cos = Fator de Potência.
– Fator de Diversidade segundo IEC 61.439-6
Número de Circuitos de Saída
Fator de Diversidade (RDF)
2e3
0,9
4e5
0,8
6 a 9 (inclusive)
0,7
10 (e acima)
0,6
Nota: É permitido pela IEC o uso de fatores de diversidade diferentes do especificado na norma.
Cabe ao projetista/usuário responsável pelo projeto de aplicação do barramento blindado a
definição de outros fatores de diversidade.
Barramento Blindado BWW
Queda de Tensão
 Para cada tipo de barramento blindado, em função de sua
corrente nominal e o fator de potência, o fabricante informa
os valores de queda de tensão do barramento em questão;
Barramento Blindado BWW
Queda de Tensão
A queda de tensão de um sistema de barramento blindado BWW pode ser
calculada pela seguinte fórmula:
∆𝑉 = 𝑇. 10−2 . 𝐼𝑛 . 𝑙, 𝑜𝑛𝑑𝑒:
T = Queda de tensão do modelo de BWW
selecionado, depende do fator de potência (cos),
conforme dados técnicos (V/100 m/A).
In = Corrente nominal do trecho considerado do
barramento blindado (A).
l = Comprimento do trecho considerado do
barramento blindado (m).
1) Calcular a queda de tensão conforme o projeto do BWW - transmissão ou distribuição.
2) A IEC 61439-6 permite a utilização de um fator de utilização de 50% para os casos de
barramento para distribuição.
Apesar desta indicação, recomendamos o uso do cálculo ponto a ponto.
A utilização do fator de 50% implica em uma consideração de que todos os trechos são iguais,
o que pode não acontecer.
Barramento Blindado BWW
Exemplo de dimensionamento
N.de Circ.de Saída
2e3
4e5
6 a 9 (inclusive)
10 (e acima)
Fator de Diversidade
(RDF)
0,9
0,8
0,7
0,6
Barramento Blindado BWW
Para K = 0,5 a queda de tensão = 0,46%.
Considerando cálculo ponto a ponto ∆V = 0,70%;
Neste caso K = 0,75 (0,70/0,93).
Conclusão: sempre que possível calcular a queda de tensão ponto a ponto.
WEG Automação
www.weg.net