A Fluke (www.fluke.com) em sua ampla gama de documentos técnicos, relata casos práticos em que seus instrumentos são usados para resolver problemas reais. Neste artigo focalizamos um interessante caso em que o Analisador de Qualidade de Energia Fluke 43B é utilizado para determinar o consumo de lâmpadas compactas de modo a se obter uma redução de custo real no consumo de energia numa empresa onde o sistema de iluminação está para ser substituído, e um outro caso de um semáforo problemático que apresentava defeitos intermitentes.
Nota: Artigo da Revista Saber Eletrônica 436 de maio de 2009.
Avaliação de reatores de Iluminação
O Analisador de Qualidade de Energia é um dos instrumentos mais importantes quando se deseja avaliar o consumo de diversos tipos de equipamentos. No caso, o Fluke 43B é o equipamento ideal para uso em diversas aplicações, como a descrita neste artigo, baseado em Application Note da empresa. Outros application notes interessantes, para leitores que dominam o Inglês, podem ser obtidos no cite da Fluke.
O problema surgiu quando foi manifestada a necessidade de se trocar o sistema de iluminação completo de uma empresa com o intuito de se reduzir os custos. Lembramos que os custos de uma instalação elétrica não estão apenas nas lâmpadas usadas. A própria instalação, a fiação, o fato de que as lâmpadas queimam e os reatores também, influem na escolha do melhor sistema. Assim, o engenheiro encarregado de fazer a avaliação de custos do sistema a ser substituído com o substituto, começou com a ideia de solicitar aos fornecedores em potencial, amostras de seus produtos de iluminação para poder fazer comparações.
O problema inicial foi, então, saber exatamente o que medir e como medir. Isso incluía medidas de consumo de energia, fator de potência, fator de deslocamento de potência e espectro harmônico. Informações sobre fator de potência e consumo levariam a um cálculo exato dos custos da instalação e consumo que utilizasse os produtos avaliados. Por outro lado, a distorção harmônica, se bem que não influa diretamente no consumo, pode ser importante na qualidade da energia distribuída, causando também problemas em transformadores, sistemas de proteção e outros elementos do sistema de distribuição de energia da empresa se não for apropriada.
Assim sendo, como primeiro procedimento, o engenheiro fez uma configuração especial de teste para poder acoplar o instrumento usado na avaliação. Esse sistema de teste consiste em se medir a tensão e também capturar por uma bobina a corrente circulante na lâmpada avaliada, no caso do tipo compacto, conforme mostra, o circuito da figura 1.
Com essa configuração foi possível elaborar uma tabela comparativa dos produtos testados, conforme mostrado na tabela 1.
De posse dessa tabela, com todos os produtos analisados, ficou fácil fazer a escolha do melhor produto para o novo sistema de iluminação da empresa.
Veja que é muito importante a realização do teste real das lâmpadas, pois as especificações dadas pelos fabricantes de muitas delas podem levar a resultados enganosos. De fato, em muitos casos, os fabricantes não informam em que condições as especificações indicadas foram obtidas e num teste real os valores constatados podem ser bem diferentes. O profissional encarregado de fazer a escolha das novas lâmpadas deve estar atento a esse fato.
O Semáforo Problemático
Este segundo caso teve origem em uma chamada do serviço policial de uma pequena cidade em que o semáforo estava apresentando um funcionamento errático. O engenheiro encarregado da manutenção foi informado que havia momentos em que o funcionamento era normal, mas havia outros em que ele apresentava funcionamento errático.
Levando em conta que na maioria dos casos quando ocorre a falha ela faz com que o semáforo simplesmente deixe de funcionar, e aqui o problema era intermitente, o engenheiro suspeitou que sua causa estaria na interação do semáforo com alguma coisa no sistema de alimentação e não no próprio circuito. Analisando a situação, o engenheiro verificou que na mesma linha de alimentação do semáforo havia três pequenos estabelecimentos: uma barbearia, um café e uma oficina automotiva, conforme mostra a figura 2.
A energia para as três instalações vinha do secundário de um transformador de distribuição, de acordo com a mesma figura. A solução do problema estaria, portanto, em verificar se algum desses estabelecimentos possuía equipamentos ligados à rede de energia capazes de produzir algum tipo de interação com o semáforo defeituoso.
Foi na visita à oficina que o problema foi localizado. A suspeita estava numa máquina de retifica usada para fazer a recuperação (retificação) de discos de freios. Essa máquina era alimentada por DC e utilizava um motor com controle de velocidade ajustável. Conectando o Analisador de Qualidade de Energia Fluke 43B à entrada de energia do estabelecimento, ele programou-o para fazer a captura de transientes. O resultado foi que esse instrumento registrou picos de transientes elevados justamente quando esta máquina entrava em operação, conforme ilustra a figura 3.
Ficou claro que a causa estava nos picos de tensão que eram gerados pelo SCR usado no controle de velocidade. Como sabemos, os controles de velocidade que utilizam este tipo de dispositivo produzem picos elevados de corrente, principalmente nas baixas rotações e isso sobre cargas indutivas, o que gera transientes muito intensos. No caso, os picos de transientes gerados eram suficientemente intensos para afetar o funcionamento do semáforo.
A solução foi utilizar um transformador separado para alimentar o semáforo, de modo a se obter uma isolação da linha em que os transientes estavam presentes.
