J.P.C. GUTIERREZ - MANUTENÇÃO INDUSTRIAL/MEDIÇÃO DA CORRENTE DE FUGA
Quando qualquer corrente indesejada flui de qualquer parte energizada do sistema elétrico para o solo, isso é chamado de Corrente de Fuga. Geralmente, a corrente de fuga flui através do caminho condutor indesejável. Basicamente, a corrente de fuga causa diferentes tipos de falhas que são conhecidas por nós como falha à terra, falha à terra, falha por corrente residual, etc. A corrente de fuga pode ser de magnitude muito pequena ou muito grande de acordo com seu caminho condutor, tensão do sistema, tipos de falhas, etc. Um exemplo comum de vazamento é o choque elétrico humano. Sim, quando uma pessoa recebe um choque elétrico, a corrente que flui através do corpo dessa pessoa pode ser chamada de corrente de fuga.
Causas da corrente de fuga:
Existem várias causas de corrente de fuga, como,
Falha de isolamento
Capacitância Virtual Shunt em linhas de energia
Uso de capacitor de bypass, capacitores Y em filtros EMI, etc.
Ativação de protetores contra surtos
Tipos de corrente de fuga:
Existem dois tipos principais de corrente de fuga,
Corrente de fuga CA
Corrente de fuga CC
Os outros tipos de corrente de fuga são sinais de ruído de alta frequência, correntes de surto, etc.
No vazamento de CA nas linhas de transmissão e distribuição de energia elétrica, enquanto o vazamento de CC é visto principalmente em produtos e dispositivos finais. O vazamento do sinal de ruído de alta frequência pode ser visto em circuitos de filtro, etc.
Corrente de fuga CA
A corrente de fuga alternada por natureza é chamada de corrente de fuga CA. Como sabemos que nosso sistema de distribuição e transmissão de energia elétrica é baseado em corrente alternada. Portanto, você verá que a maioria das falhas de corrente de fuga que ocorrem nas linhas de energia são correntes de fuga CA.
Corrente de fuga CC
A corrente de fuga é de natureza direta, constante e estacionária e é chamada de corrente de fuga CC. Vazamento DC significa vazamento de corrente contínua. Sabemos que a maioria dos dispositivos eletrônicos são projetados para funcionar com uma fonte de alimentação CC, portanto a corrente de fuga que ocorre nesses dispositivos é uma corrente de fuga CC.
Medição de corrente de fuga
Existem vários tipos de medidores disponíveis no mercado para medir a corrente de fuga. Alguns deles são projetados para medir a corrente de fuga que flui através deles. Isso significa que o medidor está conectado em série com a linha de aterramento para que possa medir a corrente que flui através dele. Esses dispositivos têm limitações porque podem medir a corrente de fuga em um caminho de aterramento condutor específico.
Outro tipo de medidor de corrente de fuga à terra é projetado para medir a corrente de fuga pelo princípio da corrente residual. Basicamente, eles monitoram continuamente o fluxo de corrente através da fase e do neutro. A corrente igual fluindo pela fase e pelo neutro indica que não há corrente de fuga, mas se a corrente desigual flui pela fase e pelo neutro, isso significa que há corrente de fuga em qualquer lugar do sistema. Lembre-se de que o princípio da corrente residual funciona com corrente alternada.
Você verá que para uma medição de corrente muito baixa, geralmente, o resistor ou a rede resistor-capacitor está conectado em série. Em seguida, a queda de tensão entre eles é medida por um voltímetro sensível.
O nível seguro para corrente de fuga
De acordo com a norma de segurança IEC 950,
A corrente de fuga máxima aceita é de 0,25 mA para produtos ou sistemas com isolamento duplo
Para um sistema aterrado, 0,75 mA para um sistema portátil e 3,5 mA para um sistema estacionário ou permanente.
Para equipamentos médicos 0,5mA em condições normais e 1mA para condições de falha única.
Efeitos da corrente de fuga
1. A corrente de fuga causa perda indesejada de energia elétrica.
2. Tornar instável e desequilibrar a tensão do sistema.
3. Cria calor indesejado no sistema.
4. Altas chances de choque elétrico e danos ao equipamento.
Proteção contra corrente de fuga
Existem vários dispositivos de segurança e proteção disponíveis no mercado para proteção contra corrente de fuga. Por exemplo, o ELCB ou disjuntor de fuga à terra oferece proteção usando o princípio de detecção de corrente ou queda de tensão. Por outro lado, o RCCB ou Disjuntor de Corrente Residual oferece proteção utilizando o princípio de medição de corrente residual.
A corrente de fuga surge de dois fenômenos físicos: (1)
resistência de isolamento e (2) capacitância.
Na maioria das situações, a resistência de isolamento é tão
alta que pode ser ignorada como fonte de corrente de fuga. A maior parte
da corrente de fuga se deve à capacitância distribuída dos circuitos da rede
elétrica para peças metálicas mortas. (Em produtos com filtros EMI, a
maior parte da corrente de fuga se deve aos capacitores reais da rede elétrica
para o terra do filtro EMI.)
Observe que a fonte da corrente de fuga é a tensão da rede
elétrica. Se a tensão for conhecida e a capacitância das peças de metal
morto for conhecida, a corrente de fuga poderá ser prevista com precisão
razoável. (É interessante considerar se a corrente de fuga pode ou surge
de fontes de tensão que não sejam da rede elétrica em circuitos primários ou de
circuitos secundários.)
Ou, dito de outra forma, o valor máximo da capacitância pode
ser calculado conhecendo a corrente de fuga máxima permitida e a tensão da
rede.
Se o limite de corrente de fuga for 0,5 miliamperes e a
tensão da rede for 120,60 Hertz, a reatância capacitiva não pode ser inferior
a:
A capacitância não pode ser superior a:
Por outro lado, se o limite de corrente de fuga for 3,5
miliamperes e a tensão da rede for 250,50 Hertz, então a reatância capacitiva
não pode ser inferior a:
A capacitância não pode ser superior a:
Esses valores de capacitância não são prováveis em equipamentos comuns e na construção de produtos. Esses valores surgem quando há necessidade de capacitância discreta entre a rede elétrica e as peças de metal morto, como em um filtro EMI.
Na maior parte, o fenômeno conhecido como corrente de fuga
aproxima-se de uma fonte de corrente. Uma fonte de corrente é uma fonte
que fornece uma corrente constante independentemente da
carga. Infelizmente, complicamos indevidamente a medição da corrente de
fuga ao exigir uma rede através da qual medimos a tensão e depois calculamos a
corrente. Como resultado, muitos erros são incorridos na medição.
Defendo uma medição simples da corrente no fio terra para
determinação da corrente de fuga. Basta colocar um amperímetro em série
com o fio terra. Infelizmente, isso não fornecerá uma medição precisa
quando a corrente vier de uma fonte de tensão e não de uma fonte de
corrente. (Uma bateria de 1,5 volts medirá 1 miliampere de corrente de fuga
usando os esquemas tradicionais de medição de corrente de fuga.) Alguns
especialistas levantam a hipótese de que parte da corrente de fuga em certas
fontes de alimentação comutadas vem de uma fonte de tensão e não de uma fonte
de corrente. Alguns circuitos de medição de corrente de fuga foram
concebidos para desviar a corrente de uma fonte de tensão de alta
frequência. Mas, que eu saiba, ninguém ainda estudou ou publicou dados
sobre se alguma corrente de fuga provém ou não de uma fonte de tensão.
