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:: Harm�nicas sob Controle

José Mauricio Santos Pinheiro em 29/01/2007

 

A partir do momento em que a utilização de redes de computadores em instalações residenciais, comerciais e industriais se tornou comum e começou a crescer a utilização de equipamentos eletroeletr�nicos em todos os ambientes, a perturbação das freq�ências harm�nicas nas instalações elétricas ficaram cada vez mais freq�entes.

Equipamentos como fontes de computadores, reatores eletr�nicos, variadores de velocidade e fontes de alimentação em geral introduzem deformações na freq�ência da rede elétrica. A decomposição desses sinais deformados em somas de sinais perfeitos de diferentes freq�ências resulta no aparecimento das componentes harm�nicas de um sinal.

Dessa forma, para instalações com sinais na freq�ência de 60 Hz, podem existir outros sinais em freq�ências m�ltiplas, como 180, 300, 420 Hz, etc. Se os componentes eletr�nicos dos dispositivos alimentados por essa rede elétrica não forem projetados e especificados considerando a presença desses sinais, eles poderão sofrer danos ou ter seu funcionamento e o desempenho afetados.

Os principais efeitos perceptíveis provocados pela presença de tensões e correntes harm�nicas no sistema elétrico de uma instalação são os seguintes:

Aquecimento excessivo de condutores, motores, geradores e transformadores;

Desarmes aleatórios de disjuntores e outros dispositivos de proteção;

Queimas inexplicáveis de fusíveis;

Ruídos excessivos em painéis elétricos, transformadores e motores;

Outro efeito é o surgimento de EMI (Interferência Eletromagnética) nas redes de computadores e sistemas de telefonia, bem como o aparecimento de tensões inaceitáveis entre neutro e terra nos circuitos destinados a alimentação dos equipamentos eletr�nicos (computadores, impressoras, roteadores, switches, PABX, etc), além da diminuição do fator de potência da instalação e aumento nas quedas de tensão nos condutores elétricos.

Quais providências tomar?

Considerando os diversos problemas causados pelas correntes e tensões harm�nicas em uma instalação elétrica destinada a uma rede de computadores, torna-se uma condição fundamental saber lidar com seus efeitos e tentar, tecnicamente, reduzi-los ou isolá-los. O principal é impedir que as harm�nicas circulem pelos componentes da instalação ou, caso isso não seja possível, sua existência deve ser considerada no projeto, seleção e dimensionamento dos equipamentos e dispositivos que serão submetidos aos seus efeitos.

Em princípio, temos três formas de abordar o problema: utilizando filtros de harm�nicas, utilizando transformadores de separação, dimensionando os componentes para suportar os efeitos.

No primeiro caso, podemos instalar junto às fontes poluidoras (ou internamente a elas), os chamados "filtros de harm�nicas", que podem ser de dois tipos: filtros passivos ou filtros ativos. Quando utilizamos esses filtros, o objetivo é acondicionar as correntes harm�nicas entre a fonte poluidora e o filtro, impedindo que o restante da instalação sofra os efeitos indesejados da circulação das harm�nicas.

No segundo caso, podemos utilizar transformadores de separação, cuja função é manter determinadas ordens de harm�nicas no secundário do transformador, não permitindo que elas se propaguem para o restante do sistema elétrico da instalação. Essa solução pode ser empregada, por exemplo, para conectar quadros de distribuição que alimentam exclusivamente os circuitos de iluminação com l�mpadas fluorescentes, cujos reatores são fontes de freq�ências harm�nicas. Dessa forma, as harm�nicas geradas pelos reatores estarão presentes apenas entre o transformador e as l�mpadas, não afetando o funcionamento de outros equipamentos eletr�nicos presentes na instalação.

No terceiro caso, quando a instalação elétrica não apresenta nenhuma filtragem ou confinamento das harm�nicas, só nos resta dimensionar os componentes para que suportem os efeitos produzidos pelas correntes harm�nicas. Os condutores elétricos e os transformadores devem ser especialmente escolhidos e dimensionados considerando o aquecimento produzido pelas harm�nicas. Esse fato resulta normalmente em condutores de fase e neutro com maiores seções (o condutor neutro pode ter sua seção até dobrada em relação à seção do condutor fase, com o objetivo de compensar o aquecimento adicional provocado pelas harm�nicas), assim como a instalação de transformadores de alimentação de maior potência ou com componentes internos mais reforçados.

José Maurício Santos Pinheiro
Professor Universitário, Projetista e Gestor de Redes, 
membro da BICSI, Aureside e IEC.

Autor dos livros:
 
· Guia Completo de Cabeamento de Redes ·
· Cabeamento Óptico ·
· Infraestrutura Elétrica para Redes de Computadores
·
· Biometria nos Sistemas Computacionais - Você é a Senha ·

E-mail: jm.pinheiro@projetoderedes.com.br

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