QUALIDADE – Notícias

13/04/2017

A segurança de sistemas elétricos em tratores

Da Redação

A NBR ISO 16230-1 de 01/2017 – Tratores e máquinas agrícolas – Segurança de componentes e sistemas elétricos e eletrônicos de alta-tensão – Parte 1: Requisitos gerais aplica-se aos tratores e máquinas autopropelidas, conduzidos com o operador a bordo, implementos montados e implementos rebocados utilizados na agricultura e silvicultura. Esta parte 1 especifica os requisitos gerais referentes à proteção e segurança de operadores e espectadores em máquinas com tensões embarcadas na faixa de 50 V AC a 1.000 V AC e 75 V DC a 1.500 V DC. Esta Parte 1 aplica-se aos equipamentos elétricos e partes de equipamentos elétricos destas máquinas e inclui requisitos gerais relativos à proteção e segurança de operadores, espectadores e equipe de socorristas.

Esta parte 1 trata dos riscos, situações ou eventos de risco significativos, conforme listados no Anexo A, relativos a estas máquinas agrícolas, quando utilizadas conforme pretendido e nas condições de mau uso previsível pelo fabricante durante a operação e serviço normais. Não se aplica ao seguinte: elementos de projeto específicos de interfaces externas (por exemplo, a interface entre o trator e o implemento); equipamento motorizado externo (por exemplo, equipamento motorizado para linha de tensão, equipamento sem geração de energia embarcada); máquinas florestais de aplicação específica; geradores elétricos estacionários. Não se aplica às máquinas que forem fabricadas antes da data de sua publicação.

A eletrificação é uma tecnologia que habilita o aumento da densidade de energia e uma maior flexibilidade na forma de construção da máquina. Os benefícios para o cliente são o aumento da economia de combustível através de ganhos de eficiência e melhoria nas opções de distribuição de energia não possíveis com sistemas mecânicos atuais. Tradicionalmente, os sistemas elétricos de máquinas agrícolas estão na faixa de 12 V DC. A eletrificação está introduzindo tensões significativamente mais elevadas às máquinas agrícolas e ao setor de equipamentos móveis (ver definição no escopo) normalmente observadas somente em aplicações industriais/construção e outros setores de transporte.

O aumento no potencial da tensão requer considerações especiais de segurança neste novo ambiente. O objetivo desta norma é fornecer uma orientação sobre a segurança de sistemas elétricos, conforme definido no escopo (50 V AC a 1.000 V AC e 75 V DC a 1.500 V DC), nas máquinas e tratores agrícolas. Além disso, esta Parte 1 define os requisitos que podem ser aplicados aos equipamentos elétricos de tratores e máquinas agrícolas. As áreas de exemplo incluem, porém não são exclusivas, as seguintes: proteção contra o choque elétrico; práticas de instalação elétrica; marcação da sinalização de advertência – símbolos de segurança; e considerações do manual do operador.

As normas de apoio de equipamentos elétricos, como as IEC 60204-1 e ISO 6469 foram consideradas. Espera-se que as partes adicionais desta norma tratem da interface externa da máquina (distribuição e comunicação de energia). Esta Parte 1 é uma norma tipo C, conforme declarado na NBR ISO 12100. Quando os requisitos desta norma tipo C forem diferentes dos que são declarados em normas tipo A ou tipo B, os requisitos desta norma tipo C têm prioridade sobre os requisitos das outras normas para máquinas que foram projetadas e construídas de acordo com os requisitos desta norma tipo C.

As normas de segurança para tratores e máquinas agrícolas, por exemplo, NBR ISO 4254, NBR ISO 26322 e ISO 25119, devem ser aplicadas adicionalmente aos requisitos fornecidos nesta parte da NBR ISO 16230.

O projeto e a seleção do componente devem seguir a IEC 60204:2009, 4.2.1, para os principais componentes funcionais do sistema (por exemplo, seleção do inversor etc.). Os equipamentos elétricos devem fornecer proteção das pessoas contra choques elétricos. Tais proteções devem consistir em medidas básicas contra o contato direto e medidas de proteção em condições de falha única (contato indireto). Se qualquer uma das medidas de proteção em 5.2 e 5.3 não forem práticas, medidas equivalentes da IEC 61140 ou outras normas apropriadas podem ser utilizadas.

O sistema elétrico de alta-tensão em máquinas e tratores agrícolas deve ser projetado de tal forma que uma pessoa seja protegida contra o contato direto com partes energizadas. Os seguintes requisitos elétricos de segurança aplicam-se aos equipamentos de alta-tensão ou barramentos em um sistema fechado do veículo ou uma combinação de sistema do veículo e acessório ou implemento. Pelo menos uma ou uma combinação das seguintes medidas de proteção contra o contato direto com as partes energizadas deve ser aplicada: isolamento básico das partes energizadas; invólucros de acordo com 5.2.2; barreiras protegendo contra o contato direto com as partes energizadas do sistema de alta-tensão de qualquer direção comum de acesso.

O projeto das medidas de proteção também deve considerar a conexão entre o veículo e o equipamento externo (por exemplo, implemento, acessório ou máquina rebocada). Os invólucros atendem aos requisitos de 5.2, se atenderem a um ou mais dos seguintes critérios. As partes energizadas dentro do ambiente de trabalho do operador devem estar contidas dentro de invólucros concordantes com IPXXD, de acordo com a NBR IEC 60529; as partes energizadas em áreas diferentes do ambiente de trabalho do operador devem estar contidas dentro de invólucros concordantes com IPXXB, de acordo com a NBR IEC 60529; para acesso ao invólucro, não pode ser possível abrir o invólucro sem o uso de uma ferramenta.

Se uma ferramenta não for requerida para abrir o invólucro, a fonte de alimentação deve ser desligada automaticamente, se uma tampa do invólucro for aberta. A tensão das partes energizadas torna-se igual ou abaixo de 60 V DC ou igual ou abaixo de 30 V AC (rms) dentro de 5 s após a desconexão da tensão de alimentação, de acordo com a IEC 60204-1. Os conectores atendem aos requisitos de 5.2, se atenderem a um ou mais dos seguintes critérios. Quando capazes de serem desconectados sem ferramentas, os conectores dentro do posto do operador devem estar em conformidade com IPXXD e os conectores fora do posto do operador devem estar em conformidade com IPXXB.

Eles forem dotados de um mecanismo de travamento e for necessário o uso de ferramentas para remoção de outros componentes, a fim de desconectar o conector. A tensão das partes energizadas torna-se igual ou abaixo de 60 V DC ou igual ou abaixo de 30 V AC (rms) dentro de 1 s após o conector ser separado de acordo com a IEC 60204-1. Se o tempo exceder 1 s, dispositivos de comutação adicionais ou um dispositivo de advertência apropriado devem ser aplicados de acordo com a IEC 60204-1. Para soquetes que conectam o veículo com acessórios ou implementos, ver Seção 6. Pelo menos uma ou uma combinação das seguintes medidas deve ser aplicada.

As disposições de proteção (proteção por construção de classe II ou equivalente). A fim de evitar a ocorrência de tensões de contato, a instalação elétrica deve atender aos requisitos da IEC 61140:2009, 7.3, para equipamentos de classe II ou requisitos equivalentes de outras normas de segurança elétrica. Quanto à proteção por separação elétrica, as disposições da IEC 61140:2009, 7.3.1.2, para separação elétrica devem ser atendidas. A proteção por desconexão automática da fonte. A proteção por desconexão automática deve atender aos requisitos para sistemas IT, IEC 60204-1:Edição 5.1 2009, 6.3.3. Isto se aplica somente às falhas no chassi.

Exceto para os períodos de interrupção, aplica-se a IEC 60204-1. Os períodos de interrupção são definidos pela aplicação. Para proteção contra choques elétricos que podem surgir do contato indireto, as partes condutivas expostas, por exemplo, a barreira condutiva e invólucro, devem ser conectadas galvanicamente ao chassi elétrico pela conexão com fio ou cabo elétrico, soldagem ou por uma conexão utilizando parafusos etc., de modo que fontes potenciais perigosas não possam ser produzidas. Todos os componentes que formam a trajetória de corrente de equalização potencial (condutores, conexões) devem resistir à corrente máxima de defeito do sistema que pode ocorrer.

A resistência da trajetória de equalização potencial entre duas partes condutivas expostas do circuito elétrico de alta-tensão (incluindo todos os acessórios ou implementos), que podem ser tocadas simultaneamente por uma pessoa, não pode exceder 0,1 ohms a 0,2 A e a > 20 A. Alternativamente, a ligação equipotencial pode ser projetada e verificada de acordo com a IEC 61140. A proteção do cabo não pode ser parte do sistema de ligação equipotencial.

Se os barramentos de alta-tensão de corrente alternada (AC) e barramentos de alta-tensão de corrente contínua (DC) forem galvanicamente isolados uns dos outros, as resistências do isolamento devem ter um valor mínimo conforme descrito a seguir: 100 Ω/V da tensão nominal de trabalho entre o barramento de alta-tensão de corrente contínua (DC) e o chassi elétrico; 500 Ω/V da tensão nominal de trabalho entre o barramento de alta-tensão de corrente alternada (AC) e o chassi elétrico; 500 Ω/V da tensão nominal de trabalho entre os barramentos de corrente alternada (AC) e corrente contínua (DC). A referência deve ser a tensão máxima de trabalho adaptada da ECE R100, 5.1.3.1.

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