Drivers de LED não isolados - Cuidado!
- fernandacasara
- há 12 horas
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Escolher uma fonte de alimentação para luminárias públicas pode ser desafiador, especialmente devido às inúmeras opções e regulamentações que devem ser seguidas a depender de cada tipo de aplicação. Um dos principais pontos a ser avaliado quando falamos de equipamentos conectados à rede elétrica é a questão de segurança, em especial contra choque elétrico, que pode colocar vidas em risco.
No Brasil, essa tarefa é ainda mais complexa devido à falta frequente de sistema de aterramento em muitas instalações, seja por serem antigas ou mesmo por falta de viabilidade técnica. Neste contexto, a Norma ABNT IEC 60598-1 define classes de proteção para a classificação das luminárias, sendo elas classe I (exigem aterramento), classe II (têm isolação reforçada e não necessitam de aterramento) ou classe III ( operam em baixa tensão, sem risco de choque elétrico). De acordo com essa classificação, as luminárias oferecem mais ou menos segurança e são indicadas para diferentes situações.
No Brasil as luminárias comercializadas para iluminação pública são basicamente de Classe I, onde a proteção contra choque elétrico é fundada na obrigatoriedade do aterramento.
O grande problema é que são raras, para não dizer inexistentes, as luminárias utilizadas em vias públicas que possuem aterramento, assim, tornando este tipo de instalação um risco para qualquer pessoa que tenha contato com o poste ou luminária.
A seguir está uma explicação sobre as luminárias LED e o cuidado que se deve tomar com a segurança elétrica.
As Luminárias
A construção de uma luminária LED envolve três componentes principais, conforme pode ser visto na imagem abaixo:
Construção básica de uma luminária de LED
O corpo de alumínio, que serve como dissipador de calor e estrutura mecânica e é fabricado com alumínio;
O driver, que é a fonte de alimentação que converte a tensão da rede (220V) em corrente contínua adequada para os LEDs. Ele controla a corrente fornecida, protege contra variações de tensão;
O módulo LED, que é o componente que efetivamente gera luz. Consiste em LEDs montados em uma placa de circuito impresso de Alumínio (MCPCB). A placa é fixada diretamente no dissipador de alumínio para garantir transferência eficiente de calor.
A lente, que fazem a correta distribuição da luz
Mais especificamente, os principais componentes da luminária são o Driver e os Módulos de LED, por onde flui a corrente elétrica, sendo estes os componentes críticos para a segurança do equipamento.
A seguir, estes dois componentes são detalhados, explicando sua criticidade quanto à segurança da luminária.
Os Drivers:
Drivers de LED são divididos em duas categorias principais, sendo eles Drivers isolados e Drivers não isolados. Os modelos não isolados têm se popularizado em luminárias de baixa qualidade e por isso é importante saber identificar e evitar seu uso.
Drivers isolados:
Drivers que possuem isolação galvânica entre entrada e saída através de transformador, oferecendo maior segurança pois existe um acoplamento magnético entre o lado da rede elétrica e o lado da carga, não havendo uma interconexão direta entre os dois lados.
Esse tipo de acoplamento evita o choque elétrico caso ocorra o fechamento do circuito entre algum cabo de saída e um ponto aterrado.
A tensão de isolação entre entrada e saída é de 3750Vac, e a tensão de isolação entre os cabos de alimentação e a carcaça (ou conector terra) é de 1440Vac.
Driver Isolado
Nota-se que consta a informação no Datasheet do produto que se trata de um driver Isolado, e na área de segurança é informado que o driver possui uma tensão de isolação entre entrada (I/P) e saída (O/P) de 3750Vac.
Neste exemplo, embora a indicação seja diferente, o datasheet especifica que se trata de um Driver Isolado. Na área de isolação, consta que o Driver possui isolação dupla entre Entrada (Input/Mains) e Saída (Led output). Considerando que o Driver atende às normas vigentes, a isolação dupla corresponde a 3750Vac.
Drivers Não - isolados
São drivers que não possuem isolação galvânica entre entrada e saída, sendo conectados através de ligação elétrica direta. São mais compactos e econômicos, porém são indicados apenas para luminárias com proteção externa adicional, como envoltório isolante, ou onde o aterramento é garantido.
Por não haver isolação entre entrada e saída, a corrente elétrica tem caminho direto pelos cabos, resultando em tensão de isolação de 0 Vac entre entrada e saída. Esta característica exige cuidados especiais na instalação para prevenir riscos de choque elétrico.
Empresas que fornecem este tipo de driver, por vezes não deixam a informação explícita e isso pode confundir o projetista de luminárias.
Nota que na descrição é citado que apenas os cabos de dimerização são isolados. E não é informado que a saída é isolada da entrada.
A identificação se dá apenas quando a tabela de Segurança é avaliada. Note que apare as informações de isolação elétrica apenas entre:
Da mesma forma nesta tabela apenas são informadas as tensões de isolação entre entrada contra carcaça ou entrada contra dimerização e saída contra dimerização. Mas note que não tem a tensão de isolação entre cabos entrada e Cabos de Saída.
Legenda:
(I/P) - Cabos de entrada
(PE) - Carcaça ou cabo terra
(DIM) - Cabos de Dimerização
(O/P) - Cabos de saída
Da mesma forma nesta tabela apenas são informadas as tensões de isolação entre entrada contra carcaça ou entrada contra dimerização e saída contra dimerização. Mas note que não tem a tensão de isolação entre cabos entrada e Cabos de Saída.
Legenda:
(Primary) - Cabos de entrada
(Ground) - Carcaça ou cabo terra
Os Módulos de LED
Nas Luminárias LED, o conjunto ótico é composto por uma placa de circuito impresso com base de alumínio, cuja isolação elétrica é realizada por uma fina camada de material dielétrico (aproximadamente 60µm). Devido à extrema finura desta camada isolante, é possível que, não raramente, ocorram falhas em alguns pontos, criando um caminho para corrente elétrica entre a camada de cobre e a base de alumínio.
Sendo assim é fundamental que quando este tipo de placa seja utilizado algum tipo de proteção extra seja implementado para garantir que no caso se qualquer falha nessa camada, não coloque em risco a segurança do produto.
Segurança
Com a popularização do LED, as luminárias passaram a ser produzidas em diversos formatos e configurações. Como os LEDs operam em baixa tensão (50-300V), houve uma redução no cuidado com a isolação das luminárias.
Apesar da existência de normas que exigem tensão mínima de isolação de 1500Vac para evitar energização de partes metálicas, a fiscalização insuficiente e certificação precária permitem que produtos de baixa qualidade sejam comercializados.
As luminárias de IP utilizam módulos LED construídos com placas de alumínio, nas quais a parte superior, onde os LEDs são conectados, é isolada do corpo por uma fina camada dielétrica. É essencial um sistema adicional de proteção para prevenir que a luminária se torne energizada em caso de falha na isolação.
Existem basicamente 2 formas para garantir essa segurança:
Garantir que a luminária seja aterrada. Nesse caso se houver qualquer tipo de falha nessa camada isolante da placa de MCPCB, as correntes são drenadas para o terra.
Nesse caso a conexão do terra precisa ser 100% garantida.
Utilizar um drivers isolados, conforme apresentado acima. Estes drivers possuem isolação Galvânica entre entrada e saída. Essa característica faz com que a rede de alimentação fique eletricamente isolada da saída do Driver que está conectadas na placa de LED. Nesse caso, mesmo que módulo de LED apresente alguma fuga de corrente, isso não fará com que o corpo da luminária se torne uma parte energizada.
O Problema - Luminárias sem aterramento
As luminárias de Iluminação Pública no Brasil não possuem sistema de aterramento, comprometendo a segurança elétrica dos equipamentos. Embora os fabricantes indiquem em seus materiais técnicos a necessidade do aterramento, poucas instalações o possuem devido ao alto custo e dificuldade de implementação, que exigiria barras de cobre dedicadas no solo para cada poste. A ligação do cabo terra ao neutro da rede elétrica de baixa tensão não é uma alternativa viável, pois o condutor neutro não tem função de proteção e pode aumentar o risco ao produto e a segurança.
Sem aterramento adequado, qualquer falha na isolação básica pode tornar o corpo do produto energizado, representando risco de choque elétrico para instaladores e usuários que tenham contato com o equipamento ou superfícies condutoras conectadas.
O risco é ainda maior em luminárias construídas com drivers não isolados, onde a única proteção é a isolação do módulo LED. Estes drivers permitem a transferência direta do potencial de tensão da rede (220V) para o módulo LED. O uso indiscriminado destes drivers em luminárias IP, motivado pela redução de custos, torna o equipamento potencialmente perigoso, especialmente sem aterramento adequado.
Infelizmente tem acontecido um uso indiscriminado deste tipo de driver não isolado em Luminárias IP, exclusivamente para baratear o custo do produto, entretanto torna a luminária uma “bomba relógio”, principalmente pelo fato de não serem aterradas, o que gera um risco iminente de choque elétrico.
A seguir, apresentam-se casos documentados de acidentes com choque elétrico em iluminação pública.
Diante do exposto, fica evidente que a segurança elétrica em luminárias públicas é um tema crítico que merece atenção especial. O uso de drivers não isolados em instalações sem aterramento representa um grande risco à segurança pública que se torna mais grave pela ausência de um aterramento confiável da luminária e, portanto, a utilização desse tipo de driver deveria ser banida deste tipo de instalações.
Na ausência de um aterramento confiável, a utilização de luminárias Classe II pode representar a solução mais seguras, porém até que se encontre uma solução definitiva é fortemente recomendável que sejam utilizados drivers isolados, (com isolação galvânica entre a alimentação e a saída).
É fundamental que fabricantes, projetistas e órgãos fiscalizadores priorizem a segurança sobre a economia de custos, evitando acidentes e preservando vidas. A adoção de normas técnicas e certificações mais rigorosas, aliada à fiscalização efetiva, são medidas necessárias para garantir a segurança da iluminação pública no Brasil.
