Soluções Fluke Segurança em medições elétricas Marcos Leme.

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1 Soluções Fluke Segurança em medições elétricas Marcos Leme

2 Soluções Fluke Acessórios Alicates Amperímetros Múltimetros Digitais
Testadores Elétricos Testadores de Isolação Termômetros Digitais e Infravermelhos

3 Produtos Fluke Segurança (As ferramentas Fluke superam as principais Normas Internacionais , como ANSI, CSA , IEC e NBR) Robustez (Produtos feitos para meios rígidos) Confiabilidade (As ferramentas Fluke, muitas vezes, superam as expectativas do cliente) Inovação – VOC (Voice of costumer) Fácil de usar Exatidão e Resolução Parceria com o Distribuidor (ferramentas de treinamento, Notas de aplicação, Programa Champion, Seminários, recursos que levam conhecimento a distribuidores e clientes)

4 Segurança em Medições Elétricas
Evitando perigos ocultos Entendendo Padrões de Segurança

5 Objetivo do Programa Educacional
Objetivos: Concientização dos perigos em medidas elétricas Especificação de segurança em DMM e testadores Entendendo as quatro categorias de proteção Aprendendo como minimizar e evitar acidentes em medições elétricas Resumo: O que a potência elétrica pode fazer a um DMM – e em você Perigos comuns Organizações líderes em padrões de segurança Padrões de Segurança NFPA , IEC , NBR e NR10 Suggestions for presentations: 1 hour presentation: Use all slides except numbers 12, 13 and 14. Hands-on training presentation (1.5 hour, requires a digital multimeter): Use full presentation, including three slides with hands-on exercises (“Safety Inspection: Test leads and probes”, “Safety Inspection: Checking fuses on Amps inputs” and “Safety Inspection: Overload protection on volts inputs...”).

6 Segurança em Medidas Elétricas
No começo, segurança era a facilidade de utilizar uma ferramenta Existia um tempo onde a segurança de uma ferramenta era obvia. Nos dias de hoje existem ferramentas complexas, e sua segurança pode não ser claramente visível.

7 Perigo Oculto – Arco Elétrico
Instantaneous current can be tens of thousands of amps. Heat from the arc flash can reach 6000 degrees… the temperature of the sun

8 O que é um Arco Elétrico? Curto circuito, Fase-fase, ou fase-terra
Através do ar. Ar ioinizado (plasma)… um bom condutor Pequena duração, menos de um segundo Corrente do arco é limitada inicialmente pela resistência (ohms) da fiação de entrada e transformadores. Menos que um ohm em circuitos 480 VAC Instantaneous current can be tens of thousands of amps. Heat from the arc flash can reach 6000 degrees… the temperature of the sun Arc flash near a fused disconnect. If it did this to metal, what can it do to unprotected tissue?

9 O que um arco elétrico pode fazer?
Em pesssoas e equipamentos Queimaduras em muitos casos As vezes fatal Quase sempre danifica o equipamento Estimativa da Industria De 5 a 10 acidentes com arcos elétricos por dia nos EUA Industry estimate provide by CapShell (Dr. Mary CapeliShelpffer)

10 O que pode causar um Arco Elétrico?
Curto Circuito Instalações com Disjuntor Inserir ou remover o disjuntor num circuito ativo Ferramenta de mão causando curto entre duas fases Eletricista experiente realizando manutenção c/ cabos energizados Não uso de ferramentas de medições adequadas Medição entre fases com um amperímetro em série Medição de continuidade em um circuito “vivo”, com ferramentas que não suportam tensão Transiente de alta tensão Surto de alta tensão na linha podem causar um spark / arco Surto de 8KV em uma linha de 480V Inline ampmeter (DMM amps functiion) is a dead short

11 Acidente Ocorrido no Brasil

12 Substituições Perigosas

13 Imagine o que aconteceu ao usuário !

14 Imagine o que aconteceu ao usuário !

15 O que pode causar um “Spike”?
Transiente de alta tensão Motor ou desligamento de carga indutiva Mal funcionamento de equipamentos Chaveamento de carga Inversores de Frequencia Se um arco estiver em uma linha de alta energia, toda a corrente do circuito pode alimentar este elétrico. Spikes até 8.000V When power is removed to a charged inductor, an inductive kick back pulse is generated, similar to a spark plug firing. 480 V RMS, +/- 678Vp

16 Segurança em Equipamentos Portáteis
Como não economizar dinheiro Resquisseos de um multímetro onde o fusível foi substituído por um fusível automotivo This meter had the original fuse replaced with an automotive fuse. When the operator attempted to measure 480 volts with the leads in the amps inputs, the fuse offered no protection. It is better to leave the circuit unfused and open than to use the wrong fuse. Note that the test leads and probes, though damaged, survived more or less intact. This fact, plus the mechanical ruggedness of the meter body, which helped to contain the explosion, contributed to the fact that the operator was not hurt. Pontas de teste intactas

17 Segurança em equipamentos Portáteis
Multímetro inadequado usado em um circuito de Potência Fusível de 250V não abriu a tempo An electrician was loaned this low-cost meter one day because his quality meter was not available. He accidentally went across 480 volts with the leads in the amps jacks. Both fuses are 250 volts. The fuse didn’t open in time to prevent major damage to the meter. However, while the meter is not as dramatically damaged as the previous ones, the electrician was injured - he had severe burns on his forearm, upper arm and shoulder and had his arm in a sling when we met him. A good part of the reason is the cheap quality of the probes and leads (see next slide). Ponteiras derretidas Pontas de teste de baixa qualidade causaram danos ao usuário

18 Segurança em equipamentos Portáteis
O eletricista sofreu diversas queimaduras em suas mãos e braços Impressão digital nas pontas de prova There are two lessons here: One is that the safety quality of the leads and probes is just as important as the quality of the meter itself. In some cases, more important. The other is that it can happen to anyone: this electrician was a seasoned journeyman with 30-odd years of experience.

19 DMM Comum / Testes de Segurança
Arco Elétricos (chaveamento de cargas, relâmpagos) Proteção: Certificação Independente: CAT III-1000 V ou CAT IV- 600 V Contato com tensão, multímetro setado em continuidade ou Ohms Proteção: Overload Protection em Ohms até o range do DMM Medir Tensão com as pontas de teste nos bornes de Corrente Proteção: Fusíveis de alta Energia Testadores sem or bornes de corrente Choques provenientes de contatos acidentais em circuitos “vivos” Proteção: Isolação Dupla, conectores encapsulados, anéis de proteção, certificação, CAT III – 1000 V. Peposição quando danificados. Usar o medidor acima do especificado Proteção: Um bom anjo da guarda Safety hazards are broken into two broad categories, “operator error” which are avoidable and “electrical environment” (later slide) which are unavoidable. 1. The mA/amps jacks on a DMM connect to a very low impedance test circuit inside the meter. When the low impedance of the DMM’s mA/amps input jacks accidentally are placed across a power circuit, they in effect form a short-circuit. See graphics slide entitled “Misuse of DMM in ammeter mode”. You can demonstrate the input impedance of the amps inputs by measuring it. Put the meter into ohms mode and attach leads. Use the red lead (connected to the V/Ohm input) and put the probe tip into the 10 A and the mA input (typical reading is 0.1 ohm and 10 ohm respectively). An OL reading indicates an open fuse. 2. Older analog meters would typically self-destruct if they contacted power circuit voltages while in ohms mode. 3. Sometimes it is necessary to emphasize what should be obvious. We have seen and heard examples of people not understanding that DMMs are low-voltage measuring devices. Solenoid testers on the other hand are very vulnerable to contact with MV, and there are instances of electricians suffering fatal injuries when accidentally measuring MV with their “wiggies”.

20 Quem cria os padrões? Occupational Safety and Health Administration (OSHA) 29 Code of Federal Regulations 1910, Subpart S National Fire Protection Association (NFPA) NFPA 70E (Standard for Electrical Safety in the Workplace) NFPA 70 (National Electrical Code) American National Standards Institute (ANSI) ANSI/ISA S82.02 (Requerimentos de Segurança para uso de equipamentos de medição, controle e laboratório) Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) IEEE 1584™-2002 (Guide for Arc Flash Hazard Calculations) International Electrotechnical Commission (IEC) IEC (same as ANSI/ISA S82.02 and Canadian Standards Association (CSA) C22.2 No )

21 Programa de Segurança Norma NR10 NBR - ABNT Notas de Aplicação Apresentação Programa Educacional Video de Segurança

22 Segurança – Agora é Lei NR10 – Norma Regulamentadora do Ministério do Trabalho e Emprego Segurança em Instalações e Serviços em Eletricidade Objetivos: Garantir a segurança e a saúde dos trabalhadores que, direta ou indiretamente, interajam em instalações elétricas e serviços com eletricidade. Aplicação: Geração, transmissão, distribuição e consumo. Medidas de Controle Todas as intervenções em instalações elétricas devem ser adotadas medidas preventivas de controle do risco elétrico e de outros riscos adicionais

23 Fonte – Revista Abreme – Ago/06

24 NR10 – Objetivo e Campo de Aplicação
Item Esta NR se aplica às fases de geração, transmissão, distribuição e consumo, incluindo as etapas de projeto, construção, montagem, operação, manutenção das instalações elétricas e quaisquer trabalhos realizados nas suas proximidades, observando-se as normas técnicas oficiais estabelecidas pelos órgãos competentes e, na ausência destas, as normas internacionais cabíveis

25 NR10 – Normas Técnicas Oficiais
NBR 5410 – Norma Brasileira para Instalações Elétricas de Baixa Tensão. Fixa as condições que as instalações de baixa tensão devem atender, a fim de garantir seu funcionamento adequado, a segurança das pessoas e a conservação de bens. Esta norma não menciona qq especificação às ferramentas e instrumentos de medição, utilizados na implantação e manutenção das mesmas.

26 NR10 – Normas Técnicas Oficiais
IEC Fixa as especificações técnicas de segurança para equipamentos de teste elétrico. IEC 348 – Antiga norma para projeto de equipamentos IEC idem

27 NR10 – Segurança SEGURANÇA NA CONSTRUÇÃO, MONTAGEM, OPERAÇÃO E MANUTENÇÃO  As instalações elétricas devem ser construídas, montadas, operadas, reformadas, ampliadas, reparadas e inspecionadas de forma a garantir segurança dos trabalhadores, dos usuários e de terceiros e ser acompanhadas e supervisionadas por profissional autorizado conforme dispõe esta NR. Nos locais de trabalho só podem ser utilizados equipamentos, dispositivos e ferramentas elétricas compatíveis com a instalação elétrica existente, preservando-se as características de proteção, respeitadas as recomendações do fabricante e as influências externas. Os equipamentos, dispositivos e ferramentas que possuam isolamento elétrico devem estar adequados às tensões envolvidas, e serem inspecionados e testados de acordo com as regulamentações existentes ou recomendações dos fabricantes. As instalações e equipamentos elétricos devem ser mantidos em condições seguras de funcionamento e seus sistemas de proteção devem ser inspecionados e controlados periodicamente, de acordo com as regulamentações existentes e recomendações dos fabricantes.

28 Certifications On line
Equipamentos Fluke – Certificado por Órgãos Independentes Certifications On line

29 Novos Padrões de Segurança ANSI/CSA/IEC

30 International Electrotechnical Commission
IEC é o novo padrão para baixa tensão “equipamentos de controle, e de teste e medição”. IEC define uma proteção bastante melhorada e atual contra “transientes de sobre tensão”- spikes de tensão. IEC é a base das normas: ANSI/ISA-S (US) CAN C22.2 No (CAN) EN :1993 (EUR) IEC 1010 was recently renumbered as IEC to correlate with the European standards numbering system (EN 61010). The content is the same and either IEC 1010 or IEC is acceptable. IEC is adopted by national standards organizations (such as ANSI in the U.S.) with the addition of a “National Forward” which makes minor additions or changes to take into account the differences between electrical systems and local regulations in various countries and areas. However, by and large, IEC is a uniform international standard. The major effect of IEC is to provide much greater protection against transients than the old standard, IEC-348. Transients are a major hazard for personnel as well as a major source of equipment damage.

31 IEC 61010 Conceitos Principais
Proteção contra transientes de tensão CATEGORIAS: CAT I a CAT IV O maior risco de transientes ocorre na maior categoria pois eles podem iniciar um arco de tensão. TESTE DE IMPULSOS: Não se permite falhas. Os meters devem ser testados aplicando-se uma quantidade de impulsos com picos de tensão determinados. Espaçamento Interno: Maior Clearance (Distância entre os bornes) e Creepage (Distância da superfície) foram aumentadas. The concept of Categories was not included in the old standard, IEC Categories correlate with available fault current (short circuit current). Categories are defined more in terms of current than voltage: the higher the fault current, the higher the category. If anything, it can be confusing to think in terms of voltage. For one thing, all categories apply to low voltage only (<1000 V); for another, within each category (from CAT IV to CAT I) there are “working voltages” – 1000 V, 600 V, 300 V, 150 V, 50 V The old standard, IEC 348 was based on steady-state voltages. IEC is based on over-voltage transients, as well as steady-state voltages. Impulse (transient) testing and specified clearance/creepage are both required by IEC Transient tests are the basic functional test, while clearance/creepage are the basic design spec. To pass the test, a meter must be hit with twenty transients in a row (ten positive, ten negative). The shape and peak value of the transient are specified in the standard.

32 Categorias de Sobre Tensão
O nível e energia de impusos de tensão são dependentes da localização Quanto mais próximo a fonte de energia, maior o risco de ocorrências perigosas e maior deve ser a categoria IEC define 4 localizações ou Categorias: CAT IV “Origem da instalação” Cabines de entrada e outros cabeamentos externos CAT III Distribuição da instalação, incluindo barramentos principais, alimentadores e demais circuitos; cargas permanentemente instaladas. CAT II Tomadas ou plugues; cargas removíveis. CAT I Circuitos eletrônicos protegidos. 1. Proximity to source of power determines the installation category (category for short). The introduction of categories is a new concept introduced with IEC which distinguishes it from IEC 348. 2. Address some common misunderstandings: First of all, emphasize that everything in IEC refers to low voltage (<1000 V). Even when we talk about the utility level, we are talking about the low voltage connection to the facility. If, as is common in industrial plants, the utility PCC (point of common coupling) is at medium voltage, that portion of the system is not covered by IEC Secondly, the concept of installation category is different from the concept of voltage level. It is possible for the dc voltage in a copier to be higher that the ac voltage feeding the facility, but the energy available and the potential for electrical explosion (arc and blast) are much different in the two locations. Category does correspond to the level of short circuit current available at that location. The standard recognizes that within a given category, higher voltages require higher levels of protection. This point is introduced later in the presentation.

33 Localização das Categorias
IEC is principally concerned with the effects of transients from lightning, the worst-case scenario. The reasoning behind IEC is that the lightning transient will be dampened as it travels through the cabling and various devices of the building. CAT IV - includes (low voltage) outdoor lines and the run between the meter and panel. CAT III - includes the “permanently installed” (i.e., not cord and outlet connected) motor. Three-phase distribution is CAT III. CAT II - includes receptacle outlet loads. The line side of the power supply in electronic equipment would be CAT II, while the electronic circuitry itself would be CAT I. CAT I - The copier has a step-up transformer. Therefore it could have high voltages, but it will not have high energy. The standard acknowledges that transients can come from the load itself, not just from lightning or utility activity. It states that equipment only belongs in a particular category “if it does not cause overvoltages increasing the level specified for that category.” In other words, if a normally CAT III piece of equipment generates transients which are at a CAT IV level, the equipment (and the electrical environment) become CAT IV.

34 Determinando a Relação de Tensão Suportável
Relação por categoria: Existem as “tensões de trabalho” designadas: (50, 150, 300, 600, 1000 V). Quanto maior o nível de tensão maior o Transiente CAT IV exemplo: CAT IV – 600 V: impulso de 8 kV CAT III exemplo: CAT III – 600 V: impulso de 6 kV CAT III – 1000 V: impulso de 8 kV CAT II exemplo: CAT II – 600 V: impulso de 4 kV CAT II – 1000 V: impulso de 6 kV Ohm’s Law states that amps = volts / ohms. For the same voltage a 2 ohm source will have 6 times the current and six times the power of a 12 ohm source. A 6 kV test impulse for a CAT II environment has much less energy than a 6 kV impulse for a CAT III environment, even though the CAT II-1000 V voltage is higher than the CAT III-600 V. This is definitely a potential source of confusion. Here is the problem: if a customer looks only at the voltage rating without understanding the category concept, he could actually choose the CAT II-1000 V instrument thinking that it was “safer” than the CAT III-600 V instrument.

35 Procure as indicações CAT IV e CAT III
CAT III-1000 V CAT IV -600V CAT IV-600 V CAT III-1000 V CAT III-600 V

36 Níveis de Proteção, CAT III
CAT Transiente com Fusível e Clearance Creepage Fonte de 2  overload (Bornes) (superfície) Rating III-1000 V V 1000 V 16.0 mm 16.0 mm IV-600 V III-600 V V 1000 V 11.5 mm 14.0 mm II-1000 V II-600 V 6000 V 600 V 11.5 mm 11.5 mm CAT IV-1000 V is the highest level of safety for which IEC has passed design and testing specifications. Why is the III-600 V / II-1000 V better: It is an improvement over the CAT II-600 V design because it uses 1000 V components and 1000 V creepage (spacing along the surface) specs. It can measure ac or dc to 1000 V It is an improvement over II-600 V because it can withstand the CAT III-600 V transient of 6 kV with a 2 ohm source (36 times more power than the CAT II-1000 V 6 kV spike with a 12 ohm source). It helps eliminate the confusion over categories and voltage ratings. The end-user is protected whether he selected the meter based on category or on voltage rating.

37 “CERTIFICADO” vs. “desenhado para”
IEC estabelece padrões mas não testa ou inspeciona a conformidade. Um fabricante pode dizer que o produto foi desenvolvido para atender um padrão sem uma verificação independente Para ser certificado UL-Listed, CSA, ou TUV o fabricante deve submeter o produto a uma agencia para obter a conformidade. Procure o emblema do orgão certificador. IEC-1010 is the basis for national standards: ANSI/ISA-S (USA) CAN C22.2 No (CAN) EN : 1993 (EUR) NRTL (National Recognized Testing Lab), such as UL and CSA, test and certify that products meet their safety specs, which are based on the national standards. UL 3111, for example, is based on the ANSI standard which follows IEC UL 1244 was based on IEC 348. While the system of approval by an independent listing agency is far from perfect, it is much superior to a manufacturer “self-certifying” by stating that products are “designed to” a standard.

38 Qual a atitude segura? Em circuitos de potência necessitamos CAT III-600V , III-1000V , IV-600V Observar a indicação de CAT e tensão nos bornes de entrada. Só a CAT ou relação de tensão pode não atender. Procure pela certificação independente. Some manufacturers mark their meters as CAT III-750 V. The IEC standard does not allow spacing in between 600 V and 1000 V; i.e., a meter can only “meet” CAT III-750 V by meeting CAT III-1000 V, in which case any manufacturer would presumably mark it CAT III-1000 V. Some manufacturer’s meters have 1000 V marked on the front, with no reference to CAT I, II or III. Only on the back and in the manual does it become clear that the meter is CAT I V (it is dual rated as CAT III-300 V). It is fair to say that there appears to be some “confusion” among manufacturers with regard to these relatively new standards., which is why it is important for you to educate yourself with regard to the new safety standards. CAT IV-600 V CAT III-1000 V

39 Qual a Atitude Segura? A Segurança parte de dentro
Um Fabricante sério dedica cerca de 15% dos componentes exclusivamente para proteção. Proteção interna contra os perigos relativos a segurança: Transientes de alta tensão e risco de arco de tensão Tensão de contato no modo resistência ou continuidade Componentes de alta qualidade Medir tensão quando pontas estão na entrada de corrente Fusíveis de alta energia Overload protection Em todas funções 1000V fuíveis de alta energia CAT IV-600 V CAT III-1000 V

40 O que faço com meu Multímetro antigo?
Multímetros e Testadores fabricados antes de 1997 não atendem à norma Multímetros novos possuem novas características e novas funções Display maior Back light Mede até 1000 Vac Capacitância Frequência Pendurador Magnético Temperatura Exatidão em DC melhorada 3 vezes Exatidão em AC melhorada 2 vezes Gravação de MIN/MAX Segurador de Pontas de teste Porta para bateria The Fluke 70/20 Series meters, originally designed according to IEC 348, when re-rated according to IEC 1010, come up as CAT II-600 V meters. It’s probably accurate to say that they were the premier meters of their generation from a safety point of view - yet they do not qualify as CAT III meters. Therefore, it is recommended that these older meters, including the many 77II-class meters being used to test power circuits, be replaced with CAT III-600 V meters as soon as possible. While there is no regulatory obligation to do so, ultimately it is in the user’s best interest. Original Fluke 70 Series Sem Certificação New 170 Series CAT IV-600 V CAT III-1000 V Older Fluke 70 Series-III CAT II-600 V Não Atende

41 Segurança em Medidores, Check List
Procure por Rachaduras ou óleo no case Bornes quebrados ou soltos Nenhum medidor está seguro se usado de forma inadequada. Usa-lo dentro de sua especificação Use médidores próprios para circuitos de energia Use fusíveis e peças sobressalentes especificadas pelo fabricante

42 Segurança, Pontas de Teste
Não deixe a ponta de teste ser o ponto fraco Especificação, CAT III-1000 V ou CAT IV 600 V/ CAT III 1000 V Isolação Dupla Conectores emcapsulados Aneis de Proteção Isolação sem dano: derretida, corte, quebrada ou arranhada Conectores: com parte metalica exposta Ponteiras: soltas ou quebradas (muito curta)

43 Primeiro a Segurança Alguma práticas de Segurança recomendadas:
Sempre que possível, trabalhe em circuitos desenergizados. Siga sempre os procedimentos. Utilize ferramentas em boas condições e aparatos de segurança Óculos de segurança, ferramentas e luvas isoladas, trajes de segurança adequados, etc. Não trabalhe sozinho. Pratique técnicas de segurança. Sempre conecte a ponta de teste do comum, depois a da fase. Desconecte a ponta de prova da fase, depois a do terra. Utilize o método dos três pontos. Testar um circuito conhecido, testar o circuito alvo e então retestar o circuito conhecido. The first three bullets are self-explanatory. The “one-handed” measurement technique ensures that the lowest impedance path is not through the heart. It works like this: first one lead is attached (ground lead first, if the measurement is phase to ground); then the measurement is made with the other lead. A fault path from phase to phase would exist through the meter, not through the person doing the measurement, as would be the case if he/she were holding one probe in each hand when testing phase to phase voltage. Similarly, a fault from phase to ground would travel along the side of the body, and chances of survival would be greater. Of course, that “extra” hand should be kept where it won’t accidentally make contact with a conducting surface. “One-handed measurement” is nothing but the electricians’ old “one hand in the pocket” trick. The three-point test method implicitly tells electricians to never assume that their test equipment is always working right. Get into the habit of testing your test equipment.

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45 Obrigado Marcos Leme Fluke do Brasil