Noções básicas de medição de corrente de fuga

Em qualquer instalação elétrica, alguma corrente fluirá através do condutor de aterramento de proteção para o aterramento. Isso geralmente é chamado de corrente de fuga. A corrente de fuga flui mais comumente no isolamento ao redor dos condutores e nos filtros que protegem os equipamentos eletrônicos em casa ou no escritório. Então qual é o problema? Em circuitos protegidos por GFCIs (interruptores de corrente de falha de aterramento), a corrente de fuga pode causar desligamentos desnecessários e intermitentes. Em casos extremos, pode causar um aumento da tensão nas partes condutoras acessíveis.

As causas da corrente de fuga

O isolamento tem resistência elétrica e capacitância – e conduz corrente por ambos os caminhos. Dada a alta resistência do isolamento, muito pouca corrente deve realmente vazar. Mas – se o isolamento estiver velho ou danificado, a resistência é menor e uma corrente substancial pode fluir. Além disso, condutores mais longos têm uma capacitância maior, causando mais corrente de fuga. É por isso que os fabricantes de disjuntores GFCI recomendam que o comprimento do alimentador unidirecional seja limitado a 250 pés, no máximo.

O equipamento eletrônico, por sua vez, contém filtros projetados para proteger contra picos de tensão e outras interrupções. Esses filtros normalmente têm capacitores na entrada, o que aumenta a capacitância geral do sistema de fiação e o nível geral de corrente de fuga.

Minimizando os efeitos da corrente de fuga

Então, como você pode eliminar ou minimizar os efeitos da corrente de fuga? Quantifique a corrente de fuga e identifique a fonte. Uma maneira de fazer isso é usar um alicate amperímetro de corrente de fuga. Eles são muito parecidos com os alicate amperímetros usados ​​para medir correntes de carga, mas oferecem um desempenho significativamente melhor ao medir correntes abaixo de 5 mA. A maioria dos alicate amperímetros simplesmente não registra essas correntes baixas.

Depois de colocar as mandíbulas de um alicate amperímetro em torno de um condutor, o valor da corrente que ele lê depende da intensidade do campo eletromagnético alternado em torno dos condutores.

Para medir com precisão os níveis de baixa corrente, é essencial que as faces de contato das mandíbulas sejam protegidas contra danos, sejam mantidas limpas e fechadas completamente juntas sem um espaço de ar durante o teste. Evite torcer as mandíbulas do alicate amperímetro, pois isso pode causar medições erradas.

O alicate amperímetro detecta o campo magnético ao redor dos condutores, como um cabo de núcleo único, um cabo blindado de arame, um cano d’água, etc .; ou os condutores emparelhados de fase e neutro de um circuito monofásico; ou todos os condutores vivos (3 fios ou 4 fios) de um circuito trifásico (como um GFCI ou dispositivo de corrente residual).

Ao testar os condutores vivos agrupados de um circuito, os campos magnéticos produzidos pelas correntes de carga se cancelam. Qualquer corrente de desequilíbrio vem do vazamento dos condutores para o aterramento ou outro lugar. Para medir essa corrente, um alicate amperímetro de vazamento deve ser capaz de ler menos de 0,1 mA.

Por exemplo, fazer uma medição em um circuito de 240 V CA com todas as cargas desconectadas pode resultar em um valor de vazamento de 0,02 A (20 mA). Este valor representa uma impedância de isolamento de:

240 V / (20 x 10-6) = 12 M ?. (Lei de Ohms R = V / I)

Se você conduziu um teste de isolamento em um circuito que foi desligado, o resultado seria em torno de 50 MW ou mais. Isso ocorre porque o testador de isolamento usa uma tensão CC para o teste, que não leva em consideração o efeito capacitivo. O valor da impedância de isolamento é o valor real que existe em condições normais de operação.

Se você mediu o mesmo circuito carregado com equipamento de escritório (PCs, monitores, copiadoras, etc.), o resultado seria significativamente diferente devido à capacitância dos filtros de entrada nesses dispositivos. Quando muitos equipamentos estão operando em um circuito, o efeito será cumulativo; ou seja, a corrente de fuga será mais alta e pode muito bem ser da ordem de miliamperes. Adicionar novos equipamentos a um circuito protegido por um GFCI pode desarmar o GFCI. E como a quantidade de corrente de fuga varia dependendo de como o equipamento está operando, o GFCI pode desarmar aleatoriamente. Esses problemas intermitentes podem ser difíceis de diagnosticar.

Um alicate amperímetro detectará e medirá uma ampla gama de correntes alternadas ou variáveis ​​que passam por um condutor em teste. Quando o equipamento de telecomunicações está presente, o valor de vazamento indicado por um alicate amperímetro pode ser consideravelmente maior do que aquele resultante da impedância de isolamento a 60 Hz. Isso ocorre porque o equipamento de telecomunicações normalmente incorpora filtros que produzem correntes de aterramento funcionais e outros equipamentos que produzem harmônicos, etc. Você só pode medir o vazamento característico em 60 Hz usando um alicate amperímetro que incorpora um filtro passa-banda estreito para remover correntes em outros frequências.

Medição da corrente de fuga para a terra

Quando a carga é conectada (ligada), a corrente de fuga medida inclui a fuga no equipamento de carga. Se o vazamento for aceitavelmente baixo com a carga conectada, o vazamento da fiação do circuito será ainda menor. Se apenas o vazamento da fiação do circuito for necessário, desconecte (desligue) a carga.

Teste os circuitos monofásicos fixando o condutor de fase e neutro. O valor medido será qualquer corrente fluindo para o solo.

Teste os circuitos trifásicos prendendo em torno de todos os condutores trifásicos. Se houver um neutro, ele deve ser preso junto com os condutores de fase. O valor medido será qualquer corrente fluindo para o solo.

Medir a corrente de fuga através do condutor de aterramento

Para medir o vazamento total fluindo para a conexão de aterramento pretendida, coloque a braçadeira ao redor do condutor de aterramento.

Medir a corrente de fuga para a terra por meio de caminhos não intencionais para a terra

O aperto de fase / neutro / terra juntos identifica a corrente de desequilíbrio que representa o vazamento em uma tomada ou painel elétrico por meio de caminhos não intencionais para o aterramento (como o painel colocado em uma base de concreto). Se houver outras conexões elétricas (como uma conexão a um cano de água), pode ocorrer um desequilíbrio semelhante.

Rastreando a fonte da corrente de fuga

Esta série de medições identifica o vazamento geral e a fonte. A primeira medição pode ser feita no condutor principal do painel. As medições 2, 3, 4 e 5 são feitas subsequentemente para identificar os circuitos que transportam as maiores quantidades de corrente de fuga. jklmn

Resumo

A corrente de fuga pode ser um indicador da eficácia do isolamento dos condutores. Altos níveis de corrente de fuga podem estar presentes em circuitos onde equipamentos eletrônicos com filtros são usados ​​e podem causar tensões que atrapalham a operação normal do equipamento. É possível localizar a fonte da corrente de fuga usando um grampo de corrente de fuga de baixa corrente para fazer medições metódicas conforme descrito acima. Se necessário, isso permite que você redistribua as cargas pela instalação de uma forma mais equilibrada.