Painel de distribuição

O que é um painel de distribuição?

Os circuitos elétricos são projetados para suportar uma capacidade de carga predeterminada. Eles precisam ser regulados para evitar que o excesso de corrente superaqueça a fiação e sobrecarregue o sistema. Um sistema sobrecarregado representa um risco à segurança, podendo danificar componentes vitais e até mesmo causar incêndios elétricos. Os painéis de distribuição existem para regular os ativos elétricos e garantir sua operação segura e eficiente.

Os componentes de um painel de distribuição incluem chaves seccionadoras, disjuntores, fusíveis e para-raios que conduzem ou interrompem a corrente elétrica. Quando ocorre uma sobretensão, o painel de distribuição interrompe o fluxo de energia e protege os sistemas elétricos contra danos causados ​​por uma sobrecarga.

Por que é necessário um painel de distribuição?

Os quadros de distribuição são projetados para proteger os equipamentos conectados a uma fonte de alimentação contra a ameaça de sobrecarga elétrica. Os equipamentos de comutação elétrica protegem máquinas, aparelhos, motores e outros sistemas que contêm circuitos elétricos, controlando e regulando o fluxo de corrente elétrica.

Os painéis de distribuição também protegem os técnicos de manutenção e reparo, separando-os dos circuitos energizados. Eletricistas e concessionárias de energia dependem dos painéis de distribuição para desenergizar equipamentos, testar circuitos com segurança, realizar tarefas de manutenção e eliminar falhas subsequentes.

Como funciona um painel de distribuição?

Os equipamentos de manobra evitam danos e interrupções no fornecimento de energia, controlando o fluxo de eletricidade em um sistema elétrico. Eles podem isolar circuitos afetados enquanto fornecem energia de múltiplas fontes para uma carga simultaneamente. Quando uma sobretensão ou falha elétrica aciona um disjuntor no conjunto de manobra elétrica, os componentes auxiliares interrompem e drenam a corrente no circuito sobrecarregado, mantendo o fornecimento de energia aos circuitos em operação.

Painéis de distribuição vs. equipamentos de comutação
Os quadros de distribuição e os equipamentos de manobra têm funções muito diferentes. Possuem componentes de hardware, voltagens, usos e normas de segurança distintos. Os quadros de distribuição são dispositivos de baixa tensão utilizados em ambientes comerciais e industriais para transmitir, redirecionar e distribuir energia para transformadores individuais, sistemas de controle, painéis de circuitos e cargas. Os equipamentos de manobra regulam o fluxo de corrente elétrica para evitar sobretensões perigosas.

Tipos de equipamentos de comutação
Na América do Norte, três tipos de equipamentos de comutação elétrica são classificados de acordo com as normas ANSI/IEEE e NEC 2014 para sistemas elétricos que fornecem correntes alternadas.

1. Equipamentos de comutação elétrica de baixa tensão são usados ​​em sistemas que operam com menos de 1 quilovolt (kV).

2. Os equipamentos de comutação elétrica de média tensão operam em tensões de 1 kV a 75 kV.

3. Os equipamentos de comutação elétrica de alta tensão operam em tensões de 75 kV a cerca de 230 kV.

Os equipamentos de comutação elétrica devem ser alojados em uma caixa apropriada com classificação NEMA quando usados ​​ao ar livre para protegê-los contra adulteração e intempéries.

● Painéis de distribuição de baixa tensão
Os equipamentos de manobra de baixa tensão incluem interruptores, disjuntores de baixa tensão, disjuntores de fuga à terra, disjuntores miniatura (MCBs), disjuntores de caixa moldada (MCCBs), fusíveis de alta capacidade de interrupção (HRC) e isoladores elétricos de descarga.

Este equipamento pode ser configurado para uso interno ou externo e pode ser classificado para uso em 208 volts, 240 volts, 480 volts e 600 volts até 1000 volts. Instalações industriais, municipais e comerciais geralmente usam painéis de distribuição de baixa tensão para regular o fornecimento de energia para sistemas de climatização (HVAC), iluminação e outros sistemas prediais.

● Painéis de distribuição de média tensão
Os equipamentos de manobra de média tensão utilizam isoladores a óleo, gás ou vácuo e disjuntores para interromper o fluxo de corrente em caso de sobretensão ou falha no sistema. Os isoladores protegem e resfriam os componentes internos do equipamento de manobra elétrica, enquanto o disjuntor separa os contatos do circuito para dissipar o arco elétrico.

Os sistemas internos e externos são geralmente classificados em 5 kV, 12 kV, 15 kV e 35 kV até 75 kV para indicar a tensão máxima que podem suportar. Esses equipamentos de comutação elétrica são comumente empregados em usinas geradoras e subestações de transmissão. Também são utilizados para controlar motores, circuitos alimentadores e geradores em instalações industriais e comerciais.

● Painéis de distribuição de alta tensão
Os equipamentos de manobra de alta tensão controlam sistemas de energia que operam com um mínimo de 75 kV. Esses equipamentos de manobra elétrica utilizam seccionadores, chaves de aterramento, mecanismos de comutação de alta corrente, fusíveis e disjuntores para controlar, regular, interromper, isolar e drenar a corrente.

Como qualquer falha elétrica pode criar um arco extremamente potente, os equipamentos de comutação elétrica de alta tensão precisam operar de forma contínua e confiável. Esses equipamentos são vitais para operações que apresentam alta incidência de falhas elétricas e necessitam desenergizar equipamentos regularmente. São comumente encontrados em grandes sistemas de transmissão e distribuição de energia elétrica, bem como em instalações comerciais ou industriais.

Tipos de isolamento de painéis elétricos
Com tensões variáveis, os painéis de distribuição também podem usar diferentes tipos de isolamento para proteger os dispositivos energizados contra falhas elétricas. Os invólucros dos painéis de distribuição utilizam os seguintes tipos de isolamento.

● Equipamentos de comutação elétrica isolados a gás
Os painéis de distribuição isolados a gás (GIS, na sigla em inglês) utilizam disjuntores que empregam gás hexafluoreto de enxofre pressurizado (SF6) para isolar condutores e contatos e extinguir a corrente de arco gerada por uma falha elétrica. O dióxido de carbono (CO2) é uma alternativa ecologicamente correta ao SF6. A substituição do SF6 por CO2 pode reduzir as emissões de gases de efeito estufa em 10 toneladas ao longo do ciclo de vida do equipamento.

● Equipamentos de comutação elétrica isolados a ar
Os painéis de distribuição isolados a ar (AIS, na sigla em inglês) utilizam disjuntores que usam ar comprimido ou força magnética para alongar o arco elétrico, permitindo que ele se dissipe.

● Equipamentos de comutação elétrica isolados a óleo
Os equipamentos de manobra isolados a óleo vaporizam o óleo mineral ao longo do caminho do arco elétrico criado quando os contatos condutores de corrente se separam e o envolvem com uma bolha de gás hidrogênio que dissipa a corrente e impede que o arco se acenda novamente.

● Equipamentos de comutação elétrica com isolamento a vácuo
Os painéis elétricos com isolamento a vácuo eliminam moléculas que poderiam ser ionizadas pela corrente elétrica. Qualquer arco elétrico será esticado e extinto mesmo com o aumento da tensão.

Instalação de painéis elétricos
A instalação de todos os equipamentos de comutação elétrica deve ser realizada por profissionais devidamente habilitados, em conformidade com as normas de segurança aplicáveis, as diretrizes de construção e as instruções do fabricante. A instalação correta garante a máxima confiabilidade operacional.