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Sags, swells e flickers



Sags, ou afundamentos de tensão, como são conhecidos, são rápidas reduções no valor nominal da tensão da rede elétrica por determinado tempo, exatamente o contrário das elevações, ou Swells.

A IEEE 1159-1195 define Sag como um decréscimo entre 10% e 90% do valor rms (eficaz) da tensão ou corrente na freqüência nominal, com durações entre 1/2 ciclo e 1 minuto. Na mesma IEEE, Swells ou elevações são definidos como acréscimos entre 10% e 80% do valor rms (eficaz) da tensão ou corrente na freqüência nominal, com durações entre 1/2 ciclo e um minuto. Mais adiante é possível subdividi-los em instantâneos, momentâneos e temporários. Nestes mesmos moldes, um afundamento abaixo de 10% é uma interrupção de curta duração.

A ANEEL, Agência Nacional de Energia Elétrica, na Resolução n° 505, de 26/11/2001 - artigo segundo, define nos incisos I e IX: I) Afundamento Momentâneo de Tensão: evento em que o valor eficaz da tensão do sistema se reduz, momentaneamente, para valores abaixo de 90% da tensão nominal de operação, durante intervalo inferior a 3 segundos. IX)Elevação Momentânea de Tensão: evento em que o valor eficaz da tensão do sistema se eleva, momentaneamente, para valores acima de 110% da tensão nominal de operação, durante intervalo inferior a 3 segundos.

A despeito de ligeiras diferenças nas várias definições, elevações e afundamentos normalmente são percebidos como aumentos ou diminuições da luminosidade das lâmpadas, se durarem mais de 3 ciclos de rede, mas provocam diferentes efeitos nos equipamentos eletrônicos.

Sags costumam travar programas de computadores e causar perdas de dados armazenados em memórias voláteis, devido à baixa capacidade de armazenamento de energia que os capacitores das fontes de alimentação apresentam em produtos comerciais, não passando de 3 ciclos de rede. Sags podem ainda provocar abertura errática de contatoras e reles.

Swells, por sua vez, são potencialmente destrutivos, resultando na degradação ou mesmo queima dos componentes dos equipamentos.

Cabe lembrar neste ponto, que o uso de equipamentos baseados em técnicas digitais, principalmente os implementados com microprocessadores, tem crescido rapidamente nos lares e plantas fabris. Isto torna certa a previsão de que problemas com Sags e Swells serão mais e mais freqüentes, porque estes circuitos, trabalhando em velocidades cada vez maiores, são extremamente suscetíveis a distúrbios na tensão da fonte de alimentação, conforme melhor analisado no item PSRR.

Os afundamentos são mais comuns que as elevações e suas causas são tão diversas quanto raios, vendavais, falhas nos equipamentos de transmissão e distribuição e acidentes com animais ou galhos de árvores sobre a rede. Quando o problema está na rede de transmissão, a duração do Sag (3 a 6 ciclos) é normalmente menor do que aquelas registradas na distribuição (tipicamente 6 a 20 ciclos, podendo chegar a 600 ciclos) devido à arquitetura dos circuitos de proteção. Sags também podem ser causados dentro das edificações por súbitos aumentos no consumo de corrente, devido a partida de grande cargas indutivas, como motores potentes, com durações médias de até 30 ciclos.

As elevações podem ocorrer por perda ou súbitas mudanças da referência de terra. Abruptas interrupções ou decréscimo no consumo de corrente por cargas indutivas e chaveamento de grandes bancos de capacitores, também resultam em Swells.

Há um esforço sistemático para se quantificar e estratificar estes eventos, tanto na sua ocorrência quanto nas suas conseqüências. Diversas organizações têm monitorado o comportamento dos sistemas ao longo dos anos nos mais variados locais e têm ensaiado os mais diversos equipamentos com relação à sua sensibilidade a Sags e Swells. Encontraram assim inúmeras combinações entre duração e níveis de variação de tensão, que resultam em comportamentos erráticos ou danos. Essas organizações publicaram recomendações possibilitando aos fabricantes projetar dispositivos mais imunes e, portando, proteções mais eficientes. Ainda assim, a crescente demanda por reduções de custo no competitivo mercado atual impõe limites aos fabricantes.

Por último, vamos imaginar cargas desequilibradas em eixos de motores de baixa rotação, como, por exemplo, uma máquina de lavar numa residência, provocando aumentos e diminuições cíclicas na corrente da rede. Condutores mal dimensionados nessa residência hipotética vão manifestar essas oscilações como 'flickers', percebidos como um tremeluzir contínuo nas lâmpadas. No caso descrito, existe uma modulação senoidal na amplitude da tensão da rede, uma seqüência de Sags e Swells suaves. Essas flutuações têm sido relacionadas também aos harmônicos e inter-harmônicos da rede.

O estudo detalhado do fenômeno e seu impacto na área de iluminação têm se tornado importante porque, além das questões técnicas, o flicker prolongado em lâmpadas utilizadas em lares e ambientes de trabalho pode provocar problemas de saúde como dor de cabeça, cansaço, irritabilidade etc.

Proteções para essas anomalias incluem estabilizadores de tensão, dispositivos anti-Sags, nobreaks, geradores e até recentes sistemas supercondutores de armazenamento magnético de energia.

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