Um localizador de falta à terra de baixa corrente pode ser usado em sistemas de energia de minas subterrâneas de carvão? Em teoria, sim. Mas a questão central é se você pode realmente instalar e executá-lo na mina, e isso depende de dois pré-requisitos frequentemente confundidos.
Primeiro, observe a configuração da rede. Os sistemas de distribuição subterrânea de minas de carvão na maioria das regiões adotam esquemas de aterramento de pequenas correntes: o ponto neutro é isolado ou aterrado por meio de uma bobina de supressão de arco. Isso está longe de ser um detalhe trivial. Quando uma falta à terra monofásica ocorre em tal rede, a corrente de falta permanece muito baixa - geralmente apenas alguns amperes - porque não há caminho de baixa impedância para a corrente retornar à alimentação. Essa baixa corrente de falta é exatamente a razão pela qual a localização de faltas é difícil e por que os localizadores de falta à terra de pequenas correntes foram desenvolvidos. Este equipamento foi desenvolvido especificamente para este tipo de rede. Em sistemas solidamente aterrados ou com baixa resistência, as correntes de falta podem atingir centenas de amperes, e a proteção padrão contra sobrecorrente pode lidar com faltas sem equipamento de localização dedicado. Assim, do ponto de vista da compatibilidade do sistema, a conclusão é clara: um localizador concebido para sistemas de ligação à terra de pequenas correntes enquadra-se no cenário técnico encontrado nas minas de carvão.
A verdadeira dor de cabeça vem das condições de operação subterrânea. O ar da mina pode reter metano e pó de carvão. Em certas concentrações, qualquer faísca elétrica ou superfície quente pode provocar uma explosão. Todos os equipamentos elétricos colocados em áreas perigosas de minas devem ter certificação de proteção contra explosão. A principal norma internacional é a IEC 60079, e os equipamentos de mineração subterrânea se enquadram no Grupo I. Os gabinetes à prova de chamas para mineração são normalmente marcados como Ex d I Mb. Um localizador de faltas que funcione de forma confiável na superfície dentro de uma subestação não pode simplesmente ser levado para o subsolo. Seu invólucro, conexões de terminal e quaisquer peças internas que possam produzir faíscas ou aquecer devem ser projetadas e testadas. O equipamento deve conter uma explosão interna e impedir que ela inflame a atmosfera circundante da mina. Esta não é apenas uma formalidade de certificação. Requer testes de pressão, verificações de folga de chama com tolerâncias de até centésimos de milímetro e, às vezes, testes de ignição interna. Os fornecedores não podem fornecer este equipamento de forma legal ou segura para uso subterrâneo, a menos que o produto tenha concluído todo o processo de certificação.
Há um terceiro fator que decide o desempenho no mundo real. Mesmo com um esquema de aterramento correspondente e certificação de explosão válida, o localizador ainda precisa encontrar falhas com sucesso. Os métodos tradicionais de estado estacionário que dependem da magnitude da corrente de sequência zero ou da comparação de fases enfrentam dificuldades nas redes de minas, especialmente quando o neutro usa uma bobina de supressão de arco. A bobina compensa a corrente de falha capacitiva, o que pode tornar o sinal de sequência zero no cabo defeituoso quase idêntico ao dos circuitos saudáveis. As falhas de arco intermitente são comuns em redes de minas dominadas por cabos; essas falhas criam sinais transitórios que os algoritmos de estado estacionário não conseguem capturar. Métodos mais recentes extraem dados direcionais usando corrente transitória de sequência zero ou medição de área ampla. Essas técnicas ainda funcionam com bobinas de supressão de arco e falhas de alta resistência. Para os operadores de minas, a seleção não envolve apenas saber se a unidade funciona em redes de aterramento de pequenas correntes. A questão principal é se ele pode localizar faltas em *sua* rede, para os tipos de faltas que eles comumente encontram - e de preferência sem a necessidade de amostragem de tensão de sequência zero, que é notoriamente difícil de implementar no subsolo.
Quando os operadores de minas avaliam um localizador de falhas, eles precisam passar por um conjunto de verificações práticas. Primeiro, verifique se o dispositivo está classificado para sistemas aterrados com neutro isolado ou bobina de supressão de arco. Se a folha de dados fizer referência apenas a redes solidamente aterradas, ela não será adequada. Segundo, confirme se o modelo exato possui a certificação de proteção contra explosão exigida para a zona perigosa onde será instalado. As unidades com certificação de superfície não podem substituir as com classificação subterrânea. Terceiro, verifique quais tipos de falhas o algoritmo pode tratar. Um localizador que funciona bem para faltas à terra metálicas, mas não consegue detectar faltas com arcos intermitentes, resolve apenas metade do problema.
A própria categoria de equipamento é aplicável a sistemas de energia de minas subterrâneas de carvão. Mas um produto específico só pode ser implementado de forma segura e eficaz se cumprir todos os três requisitos acima.
