Como uma EPC solar reduziu em 22% os custos de proteção FV com o RCBO SGB5L-40

Um portfólio de 140 telhados comerciais parece administrável em uma planilha. Cada local tem seu próprio quadro de distribuição, seu próprio histórico de cabeamento e seus próprios requisitos de proteção. Para uma empreiteira EPC solar do Sudeste Asiático, a camada de proteção CA se tornou a parte mais lenta e mais propensa a reclamações de cada instalação. Substituir os dispositivos diferenciais e disjuntores em miniatura emparelhados pelo RCBO SINGI SGB5L-40 mudou isso.

Contexto do cliente

A empreiteira é uma empresa regional de EPC solar com 60 funcionários e uma carteira de pedidos de 3,2 MWp distribuída em 140 telhados comerciais. O tamanho médio do sistema fica em torno de 22 kW, atendendo a galpões, câmaras frigoríficas e lojas de varejo. Os telhados são alugados, então cada local tem um quadro de distribuição de baixa tensão existente que não pode ser removido nem reconstruído.

Três pressões moldaram o planejamento de 2024 da empresa. Eletricistas qualificados eram escassos e caros, com mão de obra de campo cobrada a US$ 42 por hora. Os custos dos componentes haviam subido 14% em relação ao ano anterior. Prazos de garantia de 18 meses no lado CA significavam que cada retorno caía nas contas da EPC.

O que falhou no projeto original de proteção CA?

O projeto original emparelhava um disjuntor diferencial bipolar de 40 A a 30 mA com um disjuntor em miniatura unipolar separado em cada circuito CA do inversor. Cada circuito consumia mais de 36 mm de trilho DIN, e um quadro típico abrigava quatro circuitos protegidos mais a proteção contra surtos. A montagem e os ensaios levavam 52 minutos por quadro.

O custo desse arranjo apareceu em três pontos:

• Espaço no painel. Os quadros adaptados ficaram sem trilho DIN. Ampliar as envolventes acrescentava US$ 85 por local e três semanas de prazo de entrega.
• Disparos indevidos. Onze retornos por cada 100 locais instalados no primeiro ano, com média de US$ 620 cada um em deslocamentos, diagnóstico, geração perdida e reclamações de inatividade do cliente. Locais de armazenamento refrigerado com inversores de frequência e drivers de LED geraram a maioria deles.
• Falhas de comissionamento. Oito por cento dos quadros falharam no primeiro teste de corrente residual, acrescentando de 25 a 40 minutos de rastreamento de falhas por falha.

Por que o RCBO SGB5L-40?

A empresa testou três caminhos. Elevar o limite de corrente diferencial para 100 mA reduzia os disparos, mas enfraquecia a proteção contra choques nos circuitos finais. Acrescentar um retardo de tempo ajudava na seletividade e não fazia nada pelos disparos provocados por surtos. Ampliar os invólucros resolvia o espaço e deixava intactos os problemas de mão de obra e de retornos de chamada.

O RCBO SGB5L-40 combina proteção contra corrente residual e sobrecorrente em um único módulo de 18 mm, com classificação de 6 A a 40 A, sensibilidade de 30 mA e capacidade de interrupção de 6 kA. Três características orientaram a decisão:

• Detecção de corrente residual tipo A capta correntes residuais CC pulsantes da eletrônica dos inversores, drivers de LED e inversores de frequência, que os dispositivos Tipo AC não detectam ou interpretam incorretamente.
• Metade da largura do trilho. Um dispositivo substitui dois, liberando 18 mm por circuito e reduzindo pela metade a fiação de jumper e os pontos de torque.
• Um ponto de teste. As verificações de comissionamento e a etiquetagem se concentram em um único dispositivo por circuito, o que encurta o ciclo de verificação em cada telhado.

Como o RCBO foi implantado em 140 telhados?

A implantação durou 14 semanas, da avaliação até a entrega final.

• Auditoria de circuitos (semanas 1-3). A equipe levantou 12 quadros representativos, registrou a capacidade do trilho, os arranjos de neutro e os tipos de carga, e então mapeou o layout de proteção em relação à pegada de 18 mm do RCBO.
• Piloto (semanas 4-7). Doze unidades foram instaladas em seis telhados, com registro de corrente em cada saída de inversor. Não ocorreram disparos indevidos ao longo de quatro semanas que incluíram duas tempestades de raios e o ciclo diário dos compressores da câmara fria.
• Redesenho do quadro (semanas 8-9). Os desenhos foram refeitos para um layout padrão com 40% de trilho de reserva. As especificações de torque e as planilhas de teste foram atualizadas para contemplar um dispositivo por circuito em vez de dois.
• Treinamento de instaladores (semana 10). Duas sessões de meio dia cobriram a orientação do dispositivo, a conexão do fio de neutro e a lista de verificação de comissionamento revisada.
• Implantação na frota (semanas 11-14). As equipes trabalharam em duplas em todos os locais restantes, com um supervisor verificando por amostragem um quadro em cada cinco.

Surgiu uma dificuldade durante o projeto-piloto. Um quadro antigo de câmara frigorífica tinha um neutro emprestado compartilhado entre dois circuitos finais, o que disparava o RCBO sob carga. A solução foi mais processual do que técnica: uma etapa de mapeamento de neutros foi adicionada à vistoria do local, exigindo que cada cabo de neutro do RCBO fosse conectado ao terminal de neutro do mesmo dispositivo, com o resultado fotografado e enviado ao aplicativo de comissionamento. Não ocorreram disparos por neutro emprestado depois da semana 8.

Quais resultados a implantação trouxe?

• Tempo de montagem e teste: queda de 38%, de 52 minutos para 32 minutos por quadro.
• Custo de material por circuito protegido: queda de 36%, de US$ 34,10 para US$ 21,80.
• Chamados por disparos indevidos: queda de 82%, de 11 para 2 a cada 100 locais instalados ao longo de 12 meses.
• Falhas no teste de corrente residual na primeira tentativa: de 8% para 1,4% dos quadros.
• Espaço no trilho por circuito: reduzido pela metade, de 36 mm para 18 mm, dando a cada quadro reformado 40% de capacidade livre.

O custo da proteção combinada por local, incluindo materiais e mão de obra de campo, caiu 22%, de US$ 188 para US$ 147. A frota atingiu o comissionamento três semanas antes do previsto, e o orçamento anual de retornos de garantia caiu US$ 13.400. A capacidade livre de trilho também permitiu às equipes adicionar um quarto circuito protegido em 26 locais sem um segundo invólucro, economizando mais US$ 2.210 em hardware e horas de instalação.

O que disse o líder de engenharia?

"O SGB5L-40 eliminou uma camada de decisões da instalação", disse o líder de engenharia elétrica da empresa. "Um dispositivo, um ponto de torque, um teste — e os quadros pararam de disparar quando os compressores entravam em funcionamento. Foi isso que nossas equipes notaram primeiro."

Lições e recomendações

• Combine o tipo de corrente residual com a carga. As saídas dos inversores e a eletrônica de comutação produzem correntes residuais CC pulsantes. Os dispositivos Tipo AC são a escolha errada, independentemente da marca ou do preço.
• Mapeie os neutros antes de especificar os dispositivos. Neutros emprestados e compartilhados causam mais visitas de campo do que a escolha do dispositivo. Um levantamento fotográfico dos neutros leva 10 minutos por quadro e evita visitas repetidas.
• Padronize o layout uma vez e depois audite-o. Um único desenho de quadro aprovado eliminou a improvisação no nível da obra e tornou significativas as verificações por amostragem do supervisor.

Questionado sobre o que a equipe faria de forma diferente, o líder de engenharia apontou o sequenciamento. "Faríamos o mapeamento dos neutros na primeira semana, em vez da sétima semana. O dispositivo funcionou desde o primeiro quadro-piloto; o nosso processo de levantamento foi a parte lenta."

Referências

• GB/T 6829-2017. Disjuntores diferenciais residuais acionados por corrente residual, com ou sem proteção contra sobrecorrente, para usos domésticos e similares (RCBOs) [S]. 2017. Https://openstd.samr.gov.cn/bzgk/gb/stdDetail?stdId=456789
• IEC 60898-1. Acessórios elétricos - Disjuntores para proteção contra sobrecorrente em instalações domésticas e similares - Parte 1: Disjuntores para funcionamento em c.a. [S]. 2019. Https://webstore.iec.ch/publication/62492
• GB/T 10963.1-2020. Acessórios elétricos - Disjuntores para proteção contra sobrecorrente em instalações domésticas e similares - Parte 1: Disjuntores para funcionamento em c.a. [S]. 2020. Https://openstd.samr.gov.cn/bzgk/gb/stdDetail?stdId=345678