Um pórtico rolante percorre mais distância do que qualquer outra máquina da planta, e a alimentação precisa acompanhá-lo. Transformador, cabo, enrolador e aterramento, medidos na pista de rolamento e não na placa de identificação.
A maioria das questões elétricas de uma ponte rolante tem uma única resposta. Em uma ponte especial, a mesma pergunta tem quatro, e elas se contradizem. Uma barra de contato que é a forma mais barata e confiável de alimentar uma ponte com caçamba de 20 toneladas não é permitida de forma alguma no galpão ao lado, se aquele galpão for classificado. Um inversor que melhora o controle em uma linha de decapagem pode invalidar a certificação do motor a dois metros de distância. Uma talha perfeitamente segura em um galpão de carvão reprovará uma contagem de partículas em uma sala limpa.
Portanto, a decisão de alimentação em uma ponte especial não é um cálculo de carga. É um cálculo de sala. Erre a sala e o pacote elétrico estará errado, por melhor que tenha sido dimensionado.
Este artigo percorre as quatro salas para as quais construímos: movimentação de granéis em poeira combustível, linhas de decapagem e ácido, salas limpas e plantas com atmosfera de gás. Mesma família de pontes, mesmo controlador, quatro respostas diferentes. A capacidade instalada nessas salas vai de cerca de 0.5 tonelada em uma baia de semicondutores a 50 toneladas em uma caçamba.
Porque o modo de falha muda. Em uma ponte comum, o inimigo é a queda de tensão e a classe de regime de trabalho. Em uma área classificada, o inimigo é uma centelha que você não vê, ou uma superfície a 140 graus quando o gás inflama a 135. Em um salão de decapagem, o inimigo é uma película de ácido clorídrico que transforma um isolador limpo em condutor ao longo de dezoito meses. Em uma sala limpa, o inimigo é a poeira de carbono que sai das suas próprias sapatas coletoras.
Cada um desses é um problema elétrico com uma resposta mecânica, ou o contrário. É por isso que o pacote elétrico de uma ponte especial costuma ser o segundo maior item da proposta, depois da estrutura.
| Sala | O que a atmosfera faz | O que falha primeiro | Como a alimentação deve ser |
|---|---|---|---|
| Caçamba, terminal de granéis | Nuvem de poeira combustível, camada de 5 mm sobre toda superfície horizontal | Temperatura superficial sob a camada de poeira, não o arco | Invólucro para poeira, IP6X, classe T declarada com a camada |
| Linha de decapagem | Névoa ácida, condensação duas vezes ao dia, película de cloretos | Resistência de isolamento, depois trilhamento superficial | IP65 ou melhor, grau de poluição 3 ou 4 considerado, cobertura que resiste ao ácido |
| Sala limpa | Nada corrosivo. Em vez disso, tudo conta partículas | A ponte como fonte de partículas e de ESD | Inversor vedado, ar do motor filtrado, nenhum contato deslizante exposto |
| Planta com atmosfera de gás | Gás ou vapor inflamável, Zona 1 ou 2 | Qualquer contato que produza centelha, qualquer superfície quente | Motor e coletor com certificação Ex, nenhuma barra de contato aberta |
Observe que apenas uma dessas quatro colunas menciona eletricidade no sentido usual. Três delas tratam do que o ambiente faz com o equipamento, e não do que o equipamento faz com a alimentação.
As salas recebem nomes do sistema de zonas, não do processo. As zonas de gás são 0, 1 e 2. As zonas de poeira são 20, 21 e 22. O número indica com que frequência a atmosfera está de fato presente, e os valores abaixo são os que os fabricantes de pontes publicam em suas folhas de marcação Ex.
| Zona | Presença por ano | Categoria ATEX | Invólucro para poeira |
|---|---|---|---|
| 0 / 20 | Mais de 1.000 horas | Categoria 1 | IP6X, e a maioria dos fabricantes de pontes não cotiza |
| 1 / 21 | 10 a 1.000 horas | Categoria 2 | IP6X, condutora ou não |
| 2 / 22 | Menos de 10 horas | Categoria 3 | IP6X se a poeira for condutora, IP5X se não for |
Duas coisas costumam confundir as pessoas aqui. A primeira é que o requisito de IP não é um número único. Na Zona 22 você pode usar IP5X quando a poeira é não condutora e IP6X quando é condutora, de modo que um terminal de grãos e uma planta de pó metálico, ambos na mesma categoria de Zona 22, não recebem o mesmo invólucro. A segunda é que uma ponte Categoria 3 não é uma ponte Categoria 2 com menos certificados. As falhas ensaiadas são diferentes, e a documentação é diferente.
A temperatura superficial vem além da zona. As classes de gás vão de T1 a 450 graus até T6 a 85, e a maioria dos compradores industriais pede T3 ou T4. T4 é 135 graus. Esse único número decide mais do pacote elétrico do que a zona, porque se aplica ao exterior do motor, ao interior da caixa de ligação e ao freio.
| Classe | Superfície máx. | Gás típico | O que isso custa |
|---|---|---|---|
| T1 | 450 C | Amônia, metano em alguns graus | Quase nada. Motores padrão atendem |
| T3 | 200 C | Vapor de gasolina, a maioria dos solventes | Real. Classe do motor, tipo de freio, caixa de ligação |
| T4 | 135 C | Acetaldeído, éter dietílico, a maioria das correntes de refinaria | Determina toda a seleção do motor e elimina a maioria dos freios padrão |
| T6 | 85 C | Dissulfeto de carbono | Somente máquinas especiais. Recusamos mais desses pedidos do que aceitamos |
Um motor de 30 kW com superfície a 85 graus não é um motor de 30 kW com um ventilador maior. É uma carcaça diferente, um enrolamento diferente e, muitas vezes, um método de refrigeração diferente. Se o comprador escrever T6 na especificação sem verificar o que existe na sala, o projeto trava na etapa de cotação do motor e todos perdem seis semanas.
Esta não é uma questão de opinião. A Mazzella, que eletrifica pontes há décadas, resumiu em uma única frase na sua comparação entre barras de contato, festoon e enroladores de cabo: um sistema de barra de contato nunca pode ser usado em um ambiente que exija uma ponte à prova de explosão.
A razão é a sapata coletora. Ela é um contato deslizante. Produz pequenas centelhas em cada junta, todas as vezes que a ponte passa, e sob carga produz mais. Em um galpão comum, essa centelha é um incômodo de manutenção. Em uma atmosfera Zona 1, é uma fonte de ignição com vida útil medida em milissegundos.
Também não se resolve isso vedando. Uma barra de contato fechada com cobertura IP6X ainda tem uma sapata deslizante correndo sobre um condutor nu dentro da cobertura, e a norma não aceita um invólucro como proteção para um contato que produz centelhas em uma atmosfera classificada. É por isso que a resposta não é uma barra de contato melhor. A resposta é outra tecnologia.
A mesma lógica vale para os acessórios. O próprio catálogo ATEX de festoon da Conductix-Wampfler estabelece velocidade máxima de deslocamento de 1 m/s e declara claramente que a proteção contra explosão é nula acima dessa velocidade. Ele também proíbe cabos e mangueiras de PVC no sistema e exige policloropreno pesado ou uma cobertura equivalente de elastômero sintético. Ambos os requisitos existem pelo mesmo motivo: o acúmulo de eletrostática e a degradação da cobertura produzem centelhas que nenhum invólucro contém.
Três opções, e elas não são intercambiáveis: festoon, enrolador de cabo e um anel coletor com certificação Ex, se a máquina girar.
| Método | Limite de velocidade | Cobertura e materiais | Onde se destaca |
|---|---|---|---|
| Festoon ATEX | 1 m/s, limite rígido | Policloropreno pesado. Nenhum PVC | Pistas curtas a médias, carro e ponte, controle incluído |
| Enrolador de cabo | Definido pelo enrolador e pelo cabo, tipicamente 60 a 100 m/min | Corpo em aço inox ou galvanizado, com pintura a pó | Deslocamento longo, salas corrosivas e ácidas, alto número de ciclos |
| Anel coletor Ex | Rotação, tipicamente 40 rpm e acima sob consulta | Carcaça à prova de chama ou de segurança aumentada, IP65 ou IP66 | Máquinas de giro, empilhadeiras de pátio, qualquer rotação contínua |
O festoon conduz mais cabo pelo menor custo e é a solução padrão para uma ponte em Zona 1. O limite de 1 m/s parece restritivo até você verificar a velocidade real de translação, que em uma ponte de processo de 20 toneladas costuma ser de 20 a 40 m/min, ou 0.33 a 0.67 m/s. O limite pesa em pontes de caçamba de alta velocidade e em pistas longas, onde você preferiria não arrastar 40 m de cabo.
O enrolador de cabo é a resposta no salão de decapagem, e não apenas pelo lado da explosão. Construção em inox ou galvanizado com corpo revestido é a única coisa que sobrevive a uma atmosfera ácida por uma década. A Mazzella cita especificamente ambientes corrosivos e ácidos como aplicação de enrolador, o que é o oposto do que a maioria das pessoas supõe. Nós já substituímos mais festoons do que enroladores em linhas de ácido.
O anel coletor é a quarta opção e aquela de que os compradores esquecem. Se a máquina gira, a energia precisa atravessar uma junta rotativa e, em uma máquina Ex, essa junta é um componente certificado, não um componente padrão. O fabricante italiano TER publica um anel coletor Ex classificado IP65 ou IP66 na faixa de menos 40 a mais 60 graus, até 150 A no quadro pequeno e 638 A no grande, respectivamente até 1.000 V e 6.000 V, certificado conforme a diretiva ATEX e as normas EN 60079-0, EN 60079-1 e EN 60079-14, também com IECEx. A Trolex constrói a mesma ideia para Zona 1 como unidade à prova de chama do Grupo IIB, IP66, 400 A de capacidade a 1.000 V AC, 40 rpm, com aquecedor anticondensação autorregulável integrado e um mínimo de duas escovas por anel. Note a divisão das escovas: cobre-grafite para potência, prata-grafite para sinais.
Este é o mal-entendido mais caro de todo o pacote, e não é culpa do comprador. A maioria dos inversores é vendida como produto de uso geral, a maioria dos motores Ex é vendida como motor, e a combinação é tratada como um detalhe de ligação. Não é.
A própria orientação da ABB sobre motores e inversores em atmosferas explosivas define o que cada tipo de proteção exige antes que um inversor possa ser conectado. Vale a pena ler nas palavras deles, e não nas minhas, mas o formato é este:
| Tipo de proteção | O que precisa ser verdadeiro para permitir o inversor | Efeito prático no pedido |
|---|---|---|
| Ex d, à prova de chama | Motor ensaiado com o inversor para o regime e com o dispositivo de proteção, ou proteção direta de temperatura com sensores embutidos e margem | O modelo do inversor passa a fazer parte do certificado. Troque-o e o processo está morto |
| Ex ec, segurança aumentada | Ensaiado com o inversor ou com um inversor comparável, ou classe de temperatura por cálculo, ou controle direto por sensores embutidos | Viável. O cálculo ou a via dos sensores costuma ser o caminho mais barato |
| Ex eb | Ensaiado em conjunto com o inversor específico e o dispositivo de proteção. O ensaio combinado de aquecimento é obrigatório | Sem atalhos. É um ensaio de fábrica, não um cálculo |
A via do dispositivo de proteção é a que a maioria dos projetos acaba usando, e tem um detalhe que passa despercebido. Os inversores podem ter uma função integrada de temperatura segura do motor, definida na EN e na IEC 61800-5-2, e essa função é certificada como dispositivo de proteção no âmbito da ATEX. Mas a marcação nesse inversor refere-se apenas à função de segurança interna, e não ao inversor ensaiado com o seu motor. E, como esses inversores normalmente não têm invólucro Ex, só podem ser instalados fora da área classificada. No certificado isso aparece como uma categoria entre parênteses, por exemplo (2), que se lê como um dispositivo destinado a ser montado fora da zona.
Portanto, a pergunta a fazer não é “este inversor tem certificação ATEX”. A pergunta é “para que serve o certificado e onde o gabinete fica fisicamente”. As respostas são diferentes e mudam o layout do painel.
A classe T não é uma propriedade do motor. É uma propriedade do motor em um determinado ponto de operação, e o ponto de operação que importa raramente é o da placa de identificação.
Um motor padrão totalmente fechado com ventilação por ventilador no eixo tem um ventilador montado no eixo. Na velocidade nominal, o ventilador move ar suficiente para manter a temperatura do enrolamento baixa. A 10 por cento da velocidade nominal, ele quase não move ar, porque a vazão do ventilador cai aproximadamente com a velocidade, enquanto as perdas dentro do motor permanecem próximas do valor pleno sob carga. O enrolamento fica mais quente a 5 Hz do que jamais fica a 50 Hz, com o mesmo torque.
É exatamente por isso que as normas dão tanta importância à combinação inversor-motor. Um motor que mantém T4 a 1.500 rpm não necessariamente manterá T4 a 75 rpm com a mesma carga, e nenhuma configuração de inversor altera a vazão de ar. O que o inversor pode fazer é medir e agir: ler o PTC ou PT100 no enrolamento, modelar o estado térmico e desligar antes que a superfície ultrapasse o limite. A orientação da ABB lista exatamente isso como alternativa a uma combinação ensaiada, e observa que limitar a frequência de chaveamento pelos parâmetros Ex reduz a corrente disponível, o que precisa entrar no cálculo.
Três caminhos práticos, em ordem de custo:
O primeiro é um soprador de ventilação forçada separado no motor, intertravado com o inversor. Barato, feio, eficaz e a resposta padrão em máquinas-ferramenta. Elimina a variável por completo.
O segundo é um inversor com função térmica certificada e um PT100 no enrolamento, com o disparo ajustado para o limite da classe e não para a classe de isolamento. É mais barato que um soprador em uma máquina pequena e exige disciplina de comissionamento, porque os parâmetros padrão vêm configurados para um motor comum.
O terceiro é aceitar uma carcaça maior, de modo que o torque contínuo derrateado ainda cubra o regime. Em uma ponte com caçamba e ciclo de trabalho de 40 por cento, essa costuma ser a resposta mais limpa e é a que sobrevive a uma auditoria cinco anos depois.
Qualquer que seja o caminho, o documento de aceitação é um ensaio de aquecimento na menor velocidade em que a ponte realmente vai operar, com a maior carga que ela realmente vai carregar, com a temperatura superficial medida e não presumida. Já vimos uma ponte de caçamba T4 passar nesse ensaio a 50 Hz e reprovar a 6 Hz, na mesma tarde, sem nada alterado além da referência de velocidade.
Com calma, e depois medindo. Os trilhos parecem o caminho de terra mais óbvio do edifício e são justamente aquele em que você não pode confiar. Rodas não são condutor de equipotencialização. O contato roda-trilho depende da carga, da ferrugem, da graxa e de a ponte estar ou não sobre uma junta. No momento em que você mais precisa da ligação, a ponte pode estar descarregada e a resistência de contato pode ser de dezenas de ohms.
Portanto, a equipotencialização é feita com condutor de cobre, e não com uma superfície de apoio. A IEC TS 60079-32-1 dá um número para isso na seção 13.2.2: itens metálicos em bom contato com a terra devem ter resistência a ela inferior a 10 ohms e, embora até 1 megohm seja aceitável para dissipar eletrostática, valores acima de 10 ohms são um indicador precoce de corrosão ou de conexão frouxa e devem ser investigados. A NFPA 77 é coerente, citando cerca de 10 ohms para cobre e 25 ohms para aço inox na prática.
| Ponto de equipotencialização | Meta | O que realmente vemos em campo |
|---|---|---|
| Trilho do festoon para a terra do edifício | Abaixo de 10 ohms | Normalmente bom. Suportes pintados são a exceção |
| Ponte para trilho da pista | Ligação contínua em cobre | Ausente em cerca de uma ponte em cinco. Presumiu-se que as rodas bastavam |
| Carro para ponte | Ligação contínua em cobre | Frequentemente feita através do carrinho do festoon em vez de uma fita dedicada |
| Estrutura da talha para o carro | Ligação contínua em cobre | Esquecida quando a talha é fornecida separadamente e parafusada em campo |
| Caçamba ou dispositivo de içamento | Equipotencializado, não suspenso pelo cabo | A ligação mais esquecida em pontes com caçamba |
Meça com um instrumento adequado de baixa resistência, não com um multímetro na escala de ohms. Registre os valores, porque a segunda leitura, um ano depois, é a que diz se uma junta está corroendo. E meça nas juntas, não apenas de ponta a ponta: uma boa leitura ponta a ponta pode esconder uma fita que está conduzindo corrente através de um rolamento.
A poeira se deposita, isola e queima. O gás se dispersa e inflama. Essa diferença muda o cálculo de duas maneiras.
A primeira é o invólucro. A poeira precisa ficar fora da caixa, o que é um problema de IP, e o requisito não é uniforme. Na Zona 21, tanto poeira condutora quanto não condutora exigem IP6X. Na Zona 22, pode-se usar IP5X para poeira não condutora, mas IP6X para poeira condutora. Uma planta de pó metálico e um moinho de farinha podem ambos ser Zona 22 e não podem usar o mesmo invólucro.
A segunda é a temperatura superficial, e é aqui que a poeira é mais sutil que o gás. Para o gás, você compara a superfície com a temperatura de ignição do gás. Para a poeira, é preciso considerar a nuvem e a camada separadamente, porque uma camada de 5 mm de poeira isola a superfície e permite que ela opere mais quente do que o mesmo equipamento operaria limpo.
| Etapa | Fórmula | Exemplo numérico |
|---|---|---|
| Limite da nuvem | Dois terços da temperatura de ignição da nuvem | Nuvem inflama a 450 C, o limite passa a 300 C |
| Limite da camada | Temperatura de ignição da camada menos 75 K | Camada inflama a 300 C, o limite passa a 225 C |
| Valor determinante | O menor dos dois | 225 C, então o equipamento é marcado T3 ou melhor |
| Correção de ambiente | Declarado a 40 C, salvo indicação diferente na placa | Um galpão a 55 C exige máquina com nova classificação, não uma nota no desenho |
Observe o que essa tabela significa para uma ponte. O motor não é a única superfície quente. O freio fica quente toda vez que para. O resistor também, se houver, e as câmaras de extinção de arco dos contatores. Em uma ponte com caçamba para poeira, marcamos o freio e o resistor separadamente, porque o certificado do motor não os cobre.
E uma camada de poeira sobre um painel é um problema térmico mesmo quando não é um problema de ignição. Uma camada de 5 mm praticamente dobra a resistência térmica da parede do painel. É por isso que o derrateamento em um local poeirento é maior do que a especificação de poeira sozinha sugere.
Porque o ácido não ataca o metal primeiro. Ele ataca a superfície do isolamento, e o faz lentamente o suficiente para que ninguém perceba até o relé de fuga à terra disparar em uma máquina que operou por três anos.
O mecanismo é o trilhamento superficial. Uma película de cloretos sobre um isolador é levemente condutiva e, em um salão úmido com condensação duas vezes ao dia, essa película se torna um caminho de fuga pela superfície. Depois que uma trilha de carbono se forma, ela não se regenera. A estrutura da IEC 60664-1 dá nome a isso com o grau de poluição, e um salão de decapagem é grau de poluição 3 na melhor das hipóteses e 4 na zona de respingo. Como referência, a norma impõe distâncias mínimas de escoamento de 0.2 mm no grau 2, 0.8 mm no grau 3 e 1.6 mm no grau 4, independentemente da tensão, porque um vão pequeno pode ser atravessado por uma gota ou uma partícula qualquer que seja a tensão.
| Item | Construção padrão | O que uma linha de ácido exige |
|---|---|---|
| Painel | IP54, aço pintado | IP65 ou IP66, inox 304 ou 316, topo inclinado, sem aba horizontal |
| Condensação | Não tratada | Aquecedor anticondensação com termostato próprio, mais dreno de respiro |
| Cobertura do cabo | PVC | Policloropreno ou equivalente. O PVC fica quebradiço e racha nos prensa-cabos |
| Prensa-cabos e fixações | Latão niquelado | Inox 316, ou o prensa-cabo trava em dois anos |
| Resistência de isolamento | Não medida após a instalação | Pelo menos 1 megohm a 500 V DC, e novamente em cada parada anual |
O valor de 1 megohm vem da IEC 60204-1, seção 18.3, que é a norma de equipamentos elétricos de máquinas e não uma norma de pontes rolantes, e é o número que a maioria das folhas de comissionamento usa. Em uma máquina nova em um salão seco, normalmente vemos centenas de megohms. Em uma ponte de decapagem com três anos, medimos menos de 2 megohms com tudo ainda funcionando, que é o ponto em que a próxima estação úmida se torna um desarme.
O outro item específico de ácido é o material do invólucro, não o grau de proteção. IP66 em aço carbono pintado não continua IP66 por muito tempo em névoa de ácido clorídrico. Especificamos inox para o painel e para as caixas de ligação, e aceitamos que o inox é a razão pela qual o pacote elétrico custa mais que o mecânico nessas máquinas.
A nada relacionado à eletricidade. Uma ponte para sala limpa é eletricamente comum: 400 V, um inversor, uma talha, uma botoeira pendente. O que a sala recrimina é que a ponte é uma fonte móvel de partículas, uma fonte de ESD e uma fonte de EMI, e nenhuma dessas questões aparece em uma especificação de área classificada.
O problema de partículas tem uma resposta específica que surpreende as pessoas. A escolha óbvia de eletrificação, uma barra de contato aberta, é a pior delas, porque uma sapata coletora de carbono correndo sobre uma barra de cobre se desgasta e o produto do desgaste é poeira condutora fina. Ela vai direto para a sala. A VAHLE, que fabrica eletrificação para salas limpas, comercializa barra de contato, alimentação sem contato e sistemas a cabo especificamente com base em emissão reduzida de partículas, risco de ESD e EMI, o que mostra que a escolha não é automática e depende da classe.
O motor é a segunda fonte. Um motor padrão aspira o ar da sala através de si mesmo para refrigeração e o devolve, carregando o que capturou lá dentro. As pontes para sala limpa usam ventilação do motor com filtro HEPA, para que o ar não filtrado da sala nunca passe pelo acionamento, e carcaças vedadas de inox em torno de motores, redutores e leitos de cabos, para que lubrificante e resíduos permaneçam dentro do equipamento.
| Fonte | Mecanismo | Solução |
|---|---|---|
| Desgaste do coletor | Sapata de carbono sobre barra de cobre gera poeira fina | Sistema vedado, festoon a cabo ou transmissão sem contato |
| Ar de refrigeração do motor | O ar da sala passa pelo motor e retorna | Ventilação com filtro HEPA, ou duto de exaustão para fora da sala |
| Desgaste de rodas e trilhos | Rodas de aço fundido liberam óxido | Rodas e trilhos de polímero que não liberam partículas |
| Lubrificante | Névoa de óleo de rolamentos e freios | Rolamentos sem lubrificação, freios a seco |
| Juntas dos trilhos | As folgas retêm e liberam poeira a cada passagem | Juntas sem folga, superfícies vedadas e limpáveis |
A ESD é a outra metade e é mais perigosa que a contagem de partículas. Uma ponte é uma grande massa metálica isolada movendo-se sobre um produto sensível. Se não estiver equipotencializada, ela se carrega e descarrega no que estiver mais próximo. As pontes para sala limpa usam fios de aterramento embutidos na estrutura exatamente por isso, e a mesma meta de 10 ohms da seção de áreas classificadas se aplica.
Um ponto a deixar claro: uma ponte para sala limpa não é uma ponte Ex, e uma ponte Ex não é uma ponte para sala limpa. Fomos solicitados a fornecer as duas coisas na mesma máquina exatamente duas vezes, em plantas farmacêuticas que manuseiam solvente e pó na mesma sala. É possível, e o pacote elétrico se torna o maior item isolado da proposta.
Potência e controle não são o mesmo circuito e, em uma ponte especial, raramente compartilham um condutor. Uma barra de contato pode conduzir potência e nada mais, o que é uma limitação que pega as pessoas de surpresa em sistemas modulares. Em uma máquina de área classificada, a mesma separação aparece por outro motivo: o sinal precisa atravessar a mesma junta móvel que a potência e, em uma máquina rotativa, isso significa um anel coletor com um conjunto de anéis separado.
Os materiais diferem, e esse é o detalhe útil. Em um anel coletor Ex, os anéis de potência usam escovas de cobre-grafite e os anéis de sinal usam prata-grafite, com anéis de bronze fosforoso e deposição de metal precioso para sinais, e no mínimo duas escovas por anel. Isso não é decoração: a prata-grafite proporciona resistência de contato menor e mais estável, que é o que um sinal de 24 V ou um barramento precisa, enquanto o cobre-grafite suporta a corrente e o arco de um circuito de motor.
Quando há barramento envolvido, o mesmo anel coletor pode conduzir PROFINET, PROFIBUS ou CAN, mas o cabo e a blindagem passam a fazer parte do pacote de certificação. Nossa regra é simples: se o controle for qualquer coisa além de 24 V em fiação rígida ou uma botoeira pendente, o caminho de sinal recebe seu próprio desenho, sua própria distância de separação em relação ao cabo do motor e seu próprio teste no comissionamento. A alternativa é uma máquina que funciona perfeitamente no teste e falha intermitentemente em produção.
Mais do que a maioria das pessoas espera, e o número é definido pelo inversor e não pelo motor. A IEC 61800-5-1 exige atenção quando a corrente de fuga ultrapassa 3.5 mA em CA ou 10 mA em CC e, nesse ponto, uma de três condições precisa ser verdadeira: o condutor de proteção tem pelo menos 10 milímetros quadrados de cobre, ou existe um segundo condutor de proteção em paralelo, ou o condutor de terra é monitorado por algo que dispare em caso de falha.
A magnitude é previsível o suficiente para ser estimada. Uma regra prática usada pelos fabricantes de inversores é 20 mA por inversor mais 1 mA por metro de cabo de motor a 8 kHz de frequência de chaveamento, e 2 mA por metro a 16 kHz. Em uma ponte especial, os percursos de cabo são longos porque o painel fica em uma extremidade e a talha se desloca, então o termo do cabo cresce rápido.
| Caso | Estimativa | Consequência |
|---|---|---|
| Um inversor, 8 kHz, cabo de 40 m | 20 + 40 = cerca de 60 mA | Acima do limite. PE de 10 mm² ou um segundo condutor |
| Três inversores, 8 kHz, 25 m cada | 60 + 75 = cerca de 135 mA | Um DR de 30 mA no alimentador não vai sustentar, e não se deve pedir isso a ele |
| O mesmo a 16 kHz | Cerca de 210 mA | Dobrar a frequência de chaveamento dobra o termo do cabo |
Duas consequências decorrem disso, e ambas geram discussão em campo. A primeira é o dispositivo diferencial residual. Apenas um dispositivo tipo B é permitido a montante de um inversor, porque a fuga tem uma componente CC que um dispositivo tipo A ou AC não detecta, e todo dispositivo a montante do tipo B também precisa ser tipo B. Instalar retroativamente um DR tipo B em um alimentador que já tem um dispositivo tipo AC de 300 mA não é uma troca de peças, é um estudo de proteção.
A segunda é o próprio condutor de terra. Um terra de 10 milímetros quadrados em um cabo de festoon é incomum, e é por isso que alguns fornecedores instalam discretamente 6 milímetros quadrados e torcem para dar certo. Em uma máquina de área classificada, isso não é um atalho, é uma constatação em auditoria.
Estes são nossos próprios números de planejamento, tirados de propostas, e não uma estatística publicada; eles variam com a zona, o organismo de certificação e o mercado. São percentuais sobre o nosso pacote elétrico padrão de ponte para interiores, para a mesma capacidade e o mesmo vão.
| Sala | Adicional do pacote elétrico | Para onde vai o dinheiro |
|---|---|---|
| Poeira, Zona 22, Categoria 3 | Mais 45 a 80 por cento | Invólucros IP6X, motor para poeira, classe T declarada, freio |
| Poeira, Zona 21, Categoria 2 | Mais 70 a 130 por cento | Invólucros certificados em todo o sistema, prensa-cabos certificados, dossiê de projeto |
| Gás, Zona 2, Categoria 3 | Mais 35 a 60 por cento | Motor Ex, festoon ATEX, sem barra de contato |
| Gás, Zona 1, Categoria 2 | Mais 90 a 160 por cento | Combinação inversor-motor certificada, proteção térmica, coletor Ex |
| Decapagem, ácido | Mais 30 a 55 por cento | Inox em tudo, aquecedores, upgrade de cobertura, enrolador em vez de barra |
| Sala limpa, ISO 7 | Mais 60 a 110 por cento | Inversores vedados, ar do motor com HEPA, rodas de polímero, sem barra aberta |
| Sala limpa, ISO 5 | Mais 120 a 200 por cento | Transmissão sem contato quando a classe exigir, inox integral, validação |
O adicional não é a parte cara. A parte cara é descobrir a zona depois que a ponte já está no navio, porque a adaptação é feita com custos de campo e com a ponte parada. Já cotamos uma conversão para Zona 1 em uma máquina entregue por aproximadamente o preço do próprio pacote elétrico, duas vezes.
Estes dados vêm dos nossos próprios registros de assistência técnica em pontes especiais, e não de um estudo publicado; vale lê-los como uma lista de coisas fáceis de esquecer, e não como um ranking.
| Problema | Participação | Prevenção |
|---|---|---|
| Prensa-cabo sem certificação Ex, cobertura rachada no prensa-cabo | 24 por cento | Lista de prensa-cabos no desenho, conferida com a lista de cabos |
| Equipotencialização do trilho nunca medida, apenas instalada | 18 por cento | Registrar os ohms no comissionamento, em cada junta |
| Aquecedor anticondensação com falha ou nunca ligado | 16 por cento | Aquecedor em circuito próprio com indicador visível |
| Parâmetros do inversor deixados no padrão de motor comum | 14 por cento | Modelo térmico ajustado ao limite da classe, e fotografado na entrega |
| Cobertura atacada por névoa ácida em um ponto baixo | 12 por cento | Sem pontos baixos. Laços de drenagem e leito de inox |
| Contagem de partículas reprovada por desgaseificação do cabo do festoon | 9 por cento | Cobertura de baixa desgaseificação especificada, não presumida |
| Escovas do anel coletor não assentadas antes da carga | 7 por cento | Assentar em vazio e depois verificar a resistência de contato por anel |
Apenas uma dessas sete é falha de componente. Seis são falhas de instalação ou de documentação, e todas elas são invisíveis no teste de aceitação em fábrica e óbvias na primeira auditoria.
Dez itens. Se algum deles faltar na consulta, a proposta carregará uma premissa, e a premissa será a mais barata.
| Item | O que precisamos | Por que isso muda o valor |
|---|---|---|
| 1. Zona e categoria | Número da zona e categoria ATEX, por área do edifício | Move o pacote em dezenas de por cento |
| 2. Grupo de gás ou poeira | IIA, IIB ou IIC para gás. Temperaturas de ignição da poeira para poeira | Hardware IIC não é a mesma linha de produto que IIB |
| 3. Classe de temperatura | Classe T ou o limite determinante de superfície para poeira | Decide a carcaça do motor e se um freio padrão é permitido |
| 4. Ambiente e camada | Temperatura ambiente de projeto e a camada de poeira esperada em mm | Um galpão a 55 C ou uma camada de 5 mm reclassifica tudo |
| 5. Inversor ou partida direta | Se o controle de velocidade é necessário e se o motor já é certificado com inversor | Uma combinação ensaiada pode dobrar o prazo de entrega do motor |
| 6. Velocidade de translação | Velocidade da ponte e do carro em m/min | Acima de 1 m/s a opção de festoon ATEX desaparece |
| 7. Rotação | Se alguma parte da máquina gira continuamente | Acrescenta um anel coletor certificado, não um padrão |
| 8. Controle e barramento | Botoeira pendente, rádio ou CLP com fieldbus | Uma barra de contato não conduz isso. Muda todo o esquema |
| 9. Arranjo de terra e DR | Proteção existente a montante e a meta de terra do local | Pode ser necessário um dispositivo tipo B e PE de 10 mm² |
| 10. Idioma da documentação | Quais certificados serão realmente exigidos no local | O trabalho de organismo notificado é um item de custo, não uma cortesia |
Se você conseguir responder aos dez, o pacote elétrico é uma proposta. Se conseguir responder a quatro, é uma estimativa com quatro premissas dentro, e as premissas serão todas a nosso favor, não a seu.
Construímos essas máquinas para as quatro salas, e o pacote elétrico é projetado junto com a sala, e não depois dela. Se você quiser que o lado da alimentação seja analisado antes de especificar a ponte, a linha de pontes especiais lista o que construímos para caçamba, pré-moldados, decapagem, sala limpa e regime Ex, e o lado da talha está na página de talhas e acessórios. Envie o desenho de zonas junto com a consulta e cotaremos o pacote elétrico como item separado, que é a única forma de ver quanto a sala está custando.
Não. A barra de contato é o único componente que não pode se tornar aceitável por meio de invólucro, porque o contato deslizante aberto é a fonte de ignição e as normas não aceitam uma cobertura como proteção para ele em uma atmosfera classificada. Acrescentar caixas Ex a uma ponte alimentada por barra deixa a própria barra como a constatação, e é a constatação que um inspetor escreve primeiro. A barra precisa sair e ser substituída por festoon, um enrolador ou um coletor certificado.
Não. O certificado do motor cobre o motor. Um inversor altera o quadro térmico porque pode fazer o motor operar abaixo da velocidade nominal, onde o ventilador montado no eixo quase não move ar. Para Ex eb, a norma exige um ensaio combinado de aquecimento com o inversor específico. Para Ex d e Ex ec existem alternativas, incluindo uma função de proteção térmica certificada com sensores no enrolamento, mas alguém precisa escolher o caminho e documentá-lo. Um inversor padrão com parâmetros de fábrica em um motor Ex é uma constatação esperando para ser escrita. A folha de pedido da ponte especial tem uma linha exatamente para isso.
IP65 é o mínimo de trabalho e IP66 é o que especificamos para tudo que esteja ao alcance do respingo do tanque. O grau de proteção é a parte fácil. As peças que falham são o material da cobertura, que precisa ser policloropreno ou equivalente em vez de PVC, os prensa-cabos, que precisam ser de inox ou travam, e o aquecedor anticondensação, que precisa estar em circuito próprio e realmente ligado. Uma caixa IP66 de inox com cabo de PVC e sem aquecedor se enche de condensado na primeira estação fria.
No comissionamento e depois em cada inspeção anual, com os valores registrados por escrito. A orientação da norma é que um caminho metálico acima de 10 ohms é um indício precoce de corrosão ou de conexão frouxa, então a tendência importa mais que o número absoluto. Recomendamos medir em cada junta em vez de ponta a ponta, porque uma boa leitura ponta a ponta pode ser conduzida por um rolamento e esconde a fita que já falhou.
Fisicamente sim, e na prática tentamos evitar. Uma ponte que transita de uma área Zona 2 para uma área não classificada leva consigo sua classificação Ex, o que é aceitável, mas o inverso não é: uma ponte padrão não pode entrar na zona. Quando uma única máquina precisa cruzar um limite, a máquina inteira assume a classificação mais alta e o pacote elétrico é cotado para a pior sala em que entra.
A Categoria 3 é protegida em operação normal, o que significa que uma falha não é considerada. A Categoria 2 é protegida com uma falha assumida, o que significa que o projeto tem de tolerar uma falha única e continuar seguro. Na prática a diferença aparece como proteção duplicada, ensaios de invólucro diferentes e um dossiê de certificação mais longo. É também a diferença entre uma proposta para Zona 2 e uma para Zona 1, e costuma ser o maior salto isolado na linha elétrica de qualquer proposta de ponte especial.
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