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Um engenheiro eletricista foi chamado para diagnosticar um problema grave no quadro de distribuição principal de um andar comercial focado em micro e mini informática. A instalação é alimentada por um sistema trifásico com neutro (3F+N) e as cargas são predominantemente fontes de alimentação comutadas de computadores e impressoras (cargas não lineares monofásicas). A equipe de manutenção relatou que, apesar de as correntes medidas com um alicate amperímetro nas três fases estarem perfeitamente equilibradas e operando com folga em relação à capacidade nominal dos cabos, o condutor neutro apresenta um sobreaquecimento severo, com degradação visível de sua isolação. Um técnico da equipe sugere que o problema é apenas um mau contato no borne do neutro e propõe o simples reaperto da conexão, argumentando que, em um sistema trifásico equilibrado, a corrente no neutro deveria ser próxima de zero. Com base nos conceitos teóricos sobre perdas e aquecimentos em sistemas elétricos na presença de harmônicos, assinale a alternativa que apresenta o correto diagnóstico teórico do engenheiro para a causa raiz do aquecimento e a respectiva inadequação da proposta do técnico: O aquecimento é causado pela resistência elétrica do cabo que aumenta exponencialmente em altas frequências. Como as cargas geram 5ª e 7ª harmônicas, a resistência do neutro torna-se o principal ofensor. A decisão do técnico é falha pois o neutro precisa ser substituído por um material supercondutor O sobreaquecimento decorre de contínuos afundamentos de tensão (sags) provocados pelos capacitores das fontes chaveadas. Isso obriga o condutor neutro a fornecer potência ativa reativa de forma contínua para manter a estabilidade do sistema. O técnico erra ao ignorar a necessidade de um no-break (UPS) de grande porte para resolver o defeito. As cargas de informática geram expressivas correntes harmônicas de ordem ímpar, especialmente a 3ª harmônica. Por possuírem sequência nula (homopolar), essas correntes não se anulam no ponto neutro do sistema equilibrado, mas somam-se algebricamente, podendo atingir valores até três vezes maiores que os das fases e causando o aquecimento excessivo. A causa térmica reside na flutuação de tensão e no efeito de cintilação (flicker) característico das fontes de computadores. Esse distúrbio modula a amplitude da corrente no neutro em frequências sub-harmônicas, gerando perdas magnéticas no condutor. A sugestão do técnico é inútil, pois a solução exige a instalação de chaves de partida direta. As cargas não lineares descritas produzem essencialmente harmônicas de sequência negativa, que fluem exclusivamente pelo condutor neutro. Essa sequência atua freando as correntes fundamentais e dissipando energia térmica. O técnico equivoca-se, pois o correto seria instalar reatores de aterramento para desviar essa sequência.
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Rogério Barizão

há 2 meses

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há 2 meses

O diagnóstico correto é: As cargas de informática geram expressivas correntes harmônicas de ordem ímpar, especialmente a 3ª harmônica. Por possuírem sequência nula (homopolar), essas correntes não se anulam no ponto neutro do sistema equilibrado, mas somam-se algebricamente, podendo atingir valores até três vezes maiores que os das fases e causando o aquecimento excessivo do condutor neutro. A proposta do técnico é inadequada porque reapertar o borne do neutro não resolve o problema das correntes harmônicas que circulam pelo neutro. O correto é dimensionar adequadamente o condutor neutro para suportar essas correntes e, se necessário, adotar filtros de harmônicos para reduzir o problema.

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