Qual é a Função de um No-Volt Release?

Um disparo sem tensão fornece uma resposta a uma pergunta que todo fabricante de painéis de controle e projetista de máquinas deve se fazer em algum momento: “O que acontecerá se a energia for desligada e ligada novamente?” Dizer que “a máquina liga sozinha” não é aceitável para máquinas com facas rotativas, transportadores carregados e bombas de pressão. O disparo sem tensão (às vezes chamado de bobina sem tensão ou disparo por subtensão (UVR)) mantém a posição de “Eu permanecerei DESLIGADO até ser instruído a ligar.” Este dispositivo também é o dispositivo de segurança mais barato em um painel de controle e também um dos mais mal compreendidos porque a mesma função é realizada de maneira bastante diferente dependendo se um contatores ou disjuntor está sendo usado. Este guia contém informações sobre disparos sem tensão, seu funcionamento, suas aplicações, como diferem dos disparos por derivação, suas alternativas, a necessidade de disparos sem tensão e como especificar e testar um disparo sem tensão para que você não caia na armadilha da tensão da bobina.

Para resumir, o propósito de um disparo sem tensão é garantir que um dispositivo de comutação permaneça na posição fechada enquanto a tensão de controle for fornecida; se a tensão de controle for desligada, o equipamento abre automaticamente, conforme a norma IEC/EN 60947-2, quando a perda da tensão de controle cai abaixo de 35% do seu valor nominal; em contraste, na faixa de 35% a 70% da tensão nominal, não há níveis em que possa abrir automaticamente, e acima de 70%, não haverá abertura automática. Um disparo sem tensão inibe o reinício automático do equipamento após uma perda de alimentação, pois, uma vez que a energia é restaurada após a perda, o reinício pode ocorrer quando a tensão é restaurada para cerca de 85% do valor nominal.

A Função Principal

A versão em uma frase disso é que o disparo sem tensão torna o fornecimento de tensão de controle uma condição para que o controle permaneça ligado. Mas, existem quatro funções diferentes e é bom esclarecer quais são, pois vários projetos exigirão funções diferentes.

Prevenção de Reinício Inesperado. Este é o principal propósito do disparo sem tensão e de onde vem seu nome. Quando há uma falha no fornecimento, tudo após esse ponto é interrompido. No entanto, o perigo vem dos segundos após o fornecimento ser retomado. O acidente clássico que o disparo sem tensão pretende evitar é quando uma serra, misturador, transportador ou máquina-ferramenta volta a funcionar enquanto as mãos do operador ainda estão na máquina. O disparo sem tensão impedirá que o circuito se feche até que a pessoa que realiza a operação pressione o botão de partida. É importante ter isso nas normas de máquinas e é uma necessidade para a maioria das máquinas industriais.

Criar um Desligamento Automático sob Tensão Sustentada. Os motores não funcionarão bem quando houver uma tensão mais baixa. Motores individuais consumirãomais eletricidade em tensões mais baixas para produzir a mesma quantidade de trabalho e causarão maior calor nos fios, onde pode ocorrer uma falha na isolação e falha do equipamento. O papel do relé de subtensão (UVR) será abrir o circuito para que não ocorra uma falha térmica.

Criando um Dispositivo de Segurança com Fiação Rígida. Como o no-volt release opera em relação à falta de tensão quando há tensão de alimentação normal, todo dispositivo de segurança pode ser usado como meio para criar uma parada de emergência. Um interruptor de segurança, interruptor de cordão de tração, interruptor de alarme de incêndio ou contato com o sistema de gerenciamento predial naturalmente produzem a abertura do circuito. Qualquer coisa que interrompa a linha cria uma parada segura. Esse comportamento é conhecido como “fail-safe.”

Confirmando Tensão Saudável Antes do Fechamento. No caso de esquemas de transferência de gerador, haverá nervosismo ao fechar o interruptor se não houver tensão. O UVR permitirá a confirmação de que há tensão saudável (maior que 85% da tensão nominal).

Como Funciona

Em sua configuração de contatores, o princípio é muito simples. A energia é fornecida à bobina do contator ao pressionar o botão de partida, e quando os contatos principais fecham, um contato auxiliar normalmente aberto em paralelo ao botão de partida também fecha. Esse contato auxiliar, conhecido como contato de retenção, continua energizando a bobina após o operador liberar o botão. Portanto, mesmo que seja liberado, a bobina ainda tem um caminho para a corrente, mantendo assim o circuito automaticamente, pois não requer nenhuma fonte externa de energia para mantê-lo nesse estado. Como é a tensão de controle que aciona o dispositivo, podemos dizer que a bobina serve como o no-volt release. Nenhum componente adicional é necessário no circuito.

Com o disjuntor, no entanto, nos encontramos em uma situação diferente, e é daí que surgem a maioria das confusões. Um disjuntor depende de um trinco mecânico, o que significa que ele permanece em posição fechada indefinidamente sem energizar o circuito. Pelo contrário, um mecanismo de segurança, chamado dispositivo de liberação por subtensão neste caso, deve ser adicionado como um solenóide com um trinco que mantém o mecanismo fechado somente quando sua bobina está energizada. As especificações desses dispositivos conforme IEC/EN 60947-2 são as mesmas para todos os principais fabricantes:

Tensão de controle (como fração da tensão nominal da bobina)	Comportamento do dispositivo
Abaixo de 0,35 × U_n	Desarme definitivo — o solenóide libera e o dispositivo abre
Entre 0,35 e 0,70 × U_n	Indeterminado — pode desarmar, pode não; essa faixa não é um ponto de especificação deliberado
Acima de 0,70 × U_n	Sem desarme pela função de subtensão
Recuperação até cerca de 0,85 × U_n	Fechamento permitido novamente — mas somente por operação deliberada, nunca automaticamente

A partir dessa tabela, podem ser feitas duas conclusões muito práticas. A primeira é que a faixa indeterminada 35-70% significa que um UVR não pode ser confiável para disparar em um único nível de tensão; é um dispositivo à prova de falhas apenas, e não um monitor de precisão. O segundo ponto é que, no caso de instalações onde há reclamações breves por escrito sobre quedas, uma unidade de retardo de tempo está disponível; essa unidade permitirá que o disparo seja retardado no caso de quedas de tensão por menos de cerca de 200 milissegundos, permitindo que uma breve queda de tensão que não afete o processo não desligue a planta. A seleção de um UVR com retardo de tempo em casos onde quedas são comuns é a diferença entre fornecer proteção útil e fornecer algo que os operadores não usarão.

Dois Formatos: Contator vs Disjuntor

Ser capaz de entender qual tipo de formato você está usando evitará a maioria dos erros de especificação, pois os dois termos são distintos e não servem ao mesmo propósito dentro de um sistema.

	Partida baseada em contator	Disjuntor
Mecanismo de retenção	Bobina eletricamente mantida mais contato auxiliar de retenção	Trava mecânica
O que acontece na perda de alimentação	Bobina desenergiza, contatos principais abrem automaticamente	Permanece fechado — a trava não é afetada pela perda de alimentação
Liberação sem tensão fornecida por	A própria bobina, sem custo adicional	Um acessório separado de liberação por subtensão no slot da bobina
Reinício após queda de energia	Impossível sem pressionar start novamente	Impossível apenas se um UVR estiver instalado; sem ele, o disjuntor simplesmente permanece fechado
Uso típico	Partidas de motor: DOL, estrela-triângulo, soft starter, contator VFD	Isoladores de máquina, disjuntores de motor, disjuntores de entrada ATS, proteção de alimentadores
Norma aplicável	IEC/EN 60947-4-1	IEC/EN 60947-2

O exemplo com o contator refere-se ao motivo pelo qual o termo “no-volt release” é tão comum nas normas britânicas e da Commonwealth; porque todo starter DOL vem com tal mecanismo independentemente de essa especificação ter sido feita ou não, dando-nos assim o acrônimo TONVR (sobrecarga térmica, liberação sem tensão) como descrição da proteção padrão de um starter. O exemplo com o disjuntor refere-se ao motivo pelo qual a mesma especificação pode se tornar cara; porque se o dispositivo a montante utilizado para proteger o equipamento for um disjuntor moldado em caixa em vez de um contator, a função à prova de falhas deve ser adquirida separadamente como acessório. A partir desses exemplos, podem ser derivadas regras práticas; se o dispositivo de desconexão for um contator, a função é gratuita, enquanto se for um disjuntor, o usuário deve solicitar especificamente o acesso à parte UVR e verificar se há um slot disponível na estrutura para uma bobina.

UVR vs Disparo por Bobina Auxiliar (Shunt Trip)

Apesar de parecerem semelhantes e serem montados no mesmo local, o disparo por bobina auxiliar e a liberação por subtensão auxiliar são frequentemente confundidos em pedidos de compra porque servem a funções completamente diferentes. Misturar os dois acessórios é perigoso porque o disparo por bobina não fornece nenhum mecanismo de proteção no caso de um fio de controle rompido.

	Disparo por subtensão (no-volt, UVR, tipo MN)	Disparo por bobina auxiliar (SHT, tipo MX)
Acionamento	Perda de tensão da bobina, abaixo de 0,35 × U_n	Aplicação de tensão acima de 0,7 × U_n, como um pulso de pelo menos 20 ms
Comportamento se o cabo de controle for cortado	O dispositivo desarma — seguro por padrão	Nada acontece — o comando de disparo nunca chega
Comportamento em falha de energia	O dispositivo abre	O dispositivo permanece fechado
Religamento	Permitido somente acima de aproximadamente 0,85 × U_n, e somente por ação deliberada	Permitido sempre que um comando é emitido
A bobina deve estar continuamente energizada?	Sim — é assim que mantém o dispositivo fechado	Não — ela é pulsada
Aplicações típicas	Circuitos de parada de emergência, prevenção de religamento não supervisionado, segurança de máquinas, permissivo de fonte saudável em esquemas de transferência	Disparo remoto a partir de relé de proteção, intertravamento de alarme de incêndio, alívio de carga, desconexão iniciada pelo BMS

Uma forma fácil de lembrar a diferença entre os dois acessórios é o fato de que o disparo por bobina auxiliar requer um comando, enquanto o disparo por subtensão requer confirmação. Em outras palavras, o disparo por bobina auxiliar aguarda um comando para desarmar, mas o disparo por subtensão mantém o dispositivo fechado até que a energia seja perdida; ele abre imediatamente assim que a energia é cortada. Como mencionado anteriormente, ambos fornecem um mecanismo externo de disparo que contorna o dispositivo interno de disparo termomagnético ou eletrônico do painel; no entanto, apenas um falha de forma segura. Quando o objetivo é a segurança do pessoal, essa diferença é fundamental, e vale destacar que o disparo por sobrecorrente de um disjuntor pode ser acionado por muitas condições, que é um assunto separado abordado em nosso guia sobre o que causa o disparo de um disjuntor.

Onde É Usado

As aplicações são divididas entre aquelas que necessitam de segurança e aquelas orientadas a processos, de modo que equipamentos que utilizam requisitos de segurança entram em jogo de forma eficaz.

Partida de motores. Partidas diretas (DOL), estrela-triângulo, soft-start e partidas com inversores de frequência (VFD) utilizam contatores mantidos pela tensão do circuito de controle. A função no-volt protege uma lista interminável de dispositivos contra reinicializações não intencionais.
Máquinas-ferramenta e equipamentos para trabalho em madeira. Serras, fresadoras, prensas e furadeiras ilustram perfeitamente a necessidade do dispositivo; ele foi projetado para evitar um reinício indesejado enquanto o operador da máquina troca a ferramenta de corte ou remove cavacos. Regulamentos de segurança de máquinas também especificam medidas de segurança para evitar partidas indesejadas.
Circuitos de parada de emergência. Quando o botão de parada de emergência (e-stop) é conectado como um interruptor no circuito da bobina, em vez de ser conectado como entrada de PLC, ele se torna o dispositivo à prova de falhas. A entrada do PLC pode ser mal interpretada, perder sua alimentação ou permanecer em um módulo com defeito; um contato em série no circuito de controle não.
Guindastes, elevadores e pontes rolantes. A perda de alimentação pode causar um religamento descontrolado e a queda descontrolada da carga.
Bombas operadas remotamente e operações não supervisionadas. Bombas de poço, estações de bombeamento para irrigação e estações de reforço remotas operam sem operador no local. A última coisa que um operador deseja é uma bomba que comece a funcionar novamente em uma linha seca ou tubulação bloqueada quando a energia retorna.
Operações de gerador e transferência automática. O relé de subtensão atuará como um bloqueio permissivo até que o fornecimento de energia de entrada esteja efetivamente estabelecido.
Intertravamento de sistemas de alarme de incêndio e gerenciamento predial. Em caso de incêndio, o painel de controle de incêndio interrompe o circuito de tensão de controle.
Redução de carga. Quando um controlador de utilidade ou do local precisa que um circuito seja aberto mediante uma condição de fornecimento, o caminho de tensão de controle oferece uma opção com fiação rígida.

É importante observar no equipamento de distribuição que o disparo por subtensão é uma opção entre muitas que ocupam o mesmo espaço, juntamente com os contatos auxiliares e de alarme, disparos por bobina, operadores de motor e operadores manuais rotativos. Uma especificação para o disjuntor com UVR deve garantir a confirmação do conjunto de acessórios antes de fazer o pedido e definir: se a proteção instalada é um disjuntor moldado ou um dispositivo miniatura, é uma decisão que afeta quais acessórios existem, conforme abordado em nosso guia sobre a diferença entre MCCB e MCB.

Alternativas e Substitutos

A função fail-safe não pode ser verdadeiramente substituída, ainda assim, pode ser imitada com vários subprodutos, cada um com seu próprio risco.

Abordagem	O que ela alcança	Compromisso
Circuito de retenção do contato (contato auxiliar NA através do botão de partida)	O clássico disparo sem tensão — o reinício requer ação deliberada	Aplica-se apenas onde a carga é comutada por um contato, não por um disjuntor
Acessório de disparo por subtensão em um disjuntor	Mesmo comportamento fail-safe em dispositivos com trava mecânica	Custo extra, consome uma posição de bobina, necessita de uma alimentação de controle continuamente energizada
Disparo por bobina mais relé ou lógica PLC	Pode emular a inibição de reinício por programação	Falha insegura: se a lógica ou sua alimentação falhar, o disjuntor permanece fechado. Não aceitável como função de segurança
Relé de proteção de motor com inibição de reinício	Bloqueio eletrônico de reinício após disparo ou perda de alimentação, frequentemente com atraso ajustável	Depende do relé estar energizado e corretamente configurado; não é uma garantia com fiação rígida
Partida suave ou VFD com monitoramento de subtensão	Comportamento de reinício configurável, incluindo reinício inibido	Mesma dependência da eletrônica; também adiciona uma variável à comissionamento
Contator com trava mecânica	Mantém seu último estado após uma perda de alimentação	O comportamento oposto — pode reiniciar inesperadamente. Usado deliberadamente onde o auto-reinício é desejado, nunca como dispositivo de segurança
Isolador local com bloqueio	Proteção do pessoal durante a manutenção	Protege o mantenedor, não o operador durante uma interrupção não assistida

Há um padrão no conteúdo da tabela que merece ser destacado: enquanto soluções físicas garantem a confiabilidade do sistema, sistemas elétricos não. De fato, uma perda de Tensão de Controle não pode ser interpretada erroneamente, enquanto uma entrada de PLC pode ser lida incorretamente. Por isso, o princípio fail-safe sugere que deve haver sempre uma opção de conexão direta para qualquer coisa que proteja a vida humana, enquanto todas as outras funções operacionais podem ser realizadas eletronicamente.

Você Precisa de Um?

Para ser franco, é provável que você tenha um em qualquer motor controlado por um contator. A verdadeira questão é se os outros dispositivos que não são controlados por um contator precisam de um. Seria benéfico fazer uma lista de verificação rápida.

Você precisará de um se qualquer uma das seguintes condições for verdadeira: há possibilidade de choque por reinício inesperado; a carga é um motor e há risco de dano devido à subtensão sustentada; o sistema deve desligar com segurança se o cabo de controle for cortado; a aplicação é operada sem supervisão; há necessidade de desconectar a carga sob certas condições (incêndio ou gás); ou se o esquema de transferência deve confirmar que a fonte está em boas condições antes de fechar.

Você pode não precisar de um se o equipamento em questão for assistido e estiver sob controle manual local; se a carga for um circuito resistivo ou se não houver riscos de segurança associados ao circuito; ou se um inconveniente associado ao reinício do sistema após uma parada for aceitável e o projeto usar um mecanismo de trava. Neste último caso, a necessidade de intertravamentos deve ser abordada na decisão de projeto, em vez de simplesmente permitir que o comportamento padrão do dispositivo de proteção governe.

Especificação e Teste

Quatro pontos de especificação confirmam se o dispositivo funciona corretamente.

Conecte a bobina à alimentação de controle, não à alimentação da linha. Este é o erro mais comum cometido no campo, que resulta no sintoma mais enganoso – uma disparo por subtensão nova que “não funciona”. A classificação de tensão da bobina não é a mesma que a dos polos de potência do disjuntor, mas sim a classificação da tensão de controle gerada pelo painel, como 24 – 30 V CC, 110 – 130 V CA/CC, ou 220 – 240 V CA/CC. Verifique a classificação de tensão da bobina no diagrama do circuito de controle para evitar suposições prematuras sobre problemas mecânicos, e perceba que muitos dos acessórios devolvidos porque “não funcionam” são na verdade apenas com a bobina errada.
Selecione a versão com atraso de tempo com cuidado. Para aplicações que experimentam quedas de tensão inferiores a 200 ms seguidas pela retomada do processo que está sendo controlado, a versão com atraso de tempo provavelmente causará disparos desnecessários. Para essas aplicações, a versão instantânea proporcionaria melhor proteção.
Confirme que o fechamento está sendo inibido. O propósito do acessório é não apenas disparar, mas recusar fechar o circuito até que a tensão seja restaurada a 85% da sua tensão nominal ou superior. A verificação deve ser feita na comissionamento, em vez de confiar em suposições.
Coloque a bobina em um cronograma de testes periódicos. Os fabricantes recomendam o teste rotineiro das bobinas de disparo – geralmente pelo menos a cada seis meses – porque uma bobina falhada não será distinguível de uma bobina funcionando até que seja necessária. Testar um dispositivo suspeito quanto à integridade elétrica usa as mesmas técnicas que o diagnóstico de qualquer outra falha de disjuntor, que nosso guia como saber se um disjuntor está ruim cobre em detalhes.

Nos casos em que os componentes são selecionados para um painel em vez de serem substituídos nele, a camada de proteção deve ser especificada como um pacote, incluindo o disjuntor, acessórios associados e dispositivos miniatura certificados instalados no mesmo trilho DIN. A linha HUM18-63N é um exemplo do tipo de dispositivo que cumpre essa função — uma linha certificada de disjuntores miniatura que abrange de 1P a 4P a 63 A com curvas B, C e D — e sua página do produto HUM18-63N MCB mostra o formato de especificação que os compradores devem esperar ver documentado.

Erros Comuns

Pedir um disparo por shunt para uso com um relé de falta de tensão — ambos os números de peça parecem semelhantes e se encaixam nos mesmos terminais, mas um método tem segurança contra falhas e o outro não.
Conectar a bobina à tensão da linha. Isso garante ou uma bobina queimada ou um equipamento que permanece aberto.
Tratar um contator com trava mecânica como um dispositivo à prova de falhas. Este projeto na verdade manterá seu estado, o que é tudo menos o que deveria acontecer.
Tornar a função de parada de emergência uma função puramente de software no PLC (sem fiação rígida). Uma parada de emergência por software não é uma parada de emergência à prova de falhas; é a interrupção da fiação rígida no circuito de controle que garante o efeito da parada de emergência.
Falhar em implementar o recurso de retardo de tempo em um local de trabalho propenso a flutuações de tensão. O resultado é que sua operação sofrerá desligamentos indesejados; uma vez que ocorrem desligamentos indesejados, a proteção de failover foi removida.
Esquecer de incluir a pilha de acessórios. Uma estrutura com um slot para bobina não pode acomodar tanto um UVR quanto um disparo por shunt.
Nunca realizar um teste na própria bobina. A falha não é visível ATÉ o momento em que se torna crítica.

FAQ

Qual é a função principal de uma bobina no-volt?

O propósito da bobina no-volt é manter a energia para o dispositivo de controle enquanto a tensão de controle estiver sendo fornecida. Se houver uma perda da tensão de controle, a bobina abrirá o circuito para evitar que o equipamento seja reiniciado automaticamente quando a eletricidade for restabelecida. A bobina faz isso diretamente em um motor de partida com contatores, fornecendo a tensão de controle que mantém o contator acionado, mas em outros casos, um acessório separado para liberação por subtensão é fornecido para manter o mecanismo de travamento mecânico. Há uma função adicional de fornecer proteção contra subtensão contínua, que poderia causar superaquecimento e danos aos motores.

Qual é a diferença entre contatos NC e NO?

Um contato normalmente aberto (NO) está aberto em repouso e fecha quando é acionado, enquanto um contato normalmente fechado (NC) está fechado em repouso e abre quando é acionado. O circuito cria uma operação em duas etapas dos contatos: o botão de partida e os contatos de retenção são NO para que pressionar o botão estabeleça o circuito; enquanto o botão de parada, o botão de emergência e os contatos do relé de sobrecarga são NC para permitir a operação normal enquanto permanecerem fechados. Contatos NC são utilizados em circuitos de segurança porque resultam em uma condição de “desligado” no caso de falha do equipamento, em vez de uma ação “permissiva”.

O que é um contato no-volt?

Em um motor de partida com contator, o contato no-volt é o contato auxiliar normalmente aberto em paralelo com o botão de partida, também conhecido como contato de retenção. O botão de partida é pressionado para energizar a bobina e os contatos principais fecham. O contato auxiliar também fecha e fornece um caminho para a corrente da bobina para o dispositivo. Essa característica torna o circuito auto-sustentável. A liberação no-volt funciona porque a corrente da bobina depende da energia de controle através do contato. Portanto, se houver qualquer perda da energia de controle, a bobina perde energia. Se o contato de retenção estiver com defeito, o motor só pode ser iniciado quando o botão for pressionado.

Um motor de partida DOL já inclui liberação no-volt?

Sim, todos os motores de partida direto na linha com contatores mantidos eletromagneticamente incluem liberação no-volt. A sigla usada para proteção térmica contra sobrecarga com liberação no-volt é TONVR. Não há necessidade de adquirir nenhum acessório adicional. O dispositivo se torna um item extra no caso de um disjuntor com trava mecânica.

Por que minha liberação por subtensão está disparando sem motivo aparente?

Existem algumas razões para o disparo que geralmente ocorrem nesta situação. Se um disparo acontecer quando outro equipamento iniciar, a instalação deve ser atualizada para ter um disparo com retardo de tempo. Se a alimentação da bobina for compartilhada com outras cargas, o disparo sem tensão pode operar dentro da faixa indeterminada. O problema pode ser resolvido com uma fonte de alimentação auxiliar para o disparo sem tensão.

Referências

Conclusão

Você pode pensar que a função de um disparo sem tensão é bastante extensa apenas pelo seu nome, mas este não é o caso. Seu preço elevado também não indica a importância do produto, pois ele não verifica adequadamente a tensão nem é um sistema de reserva de uso geral. Tudo o que faz é indicar quando a tensão de controle está presente para que possa ser usada como condição inicial para avançar quando a tensão estiver segura e não precisar ser verificada. O disparo sem tensão oferece grande benefício a partir dessa função simples. Você poderá reiniciar após uma falha de energia, desconectar durante condições de subtensão, usar o disparo sem tensão automaticamente no caso de rompimento do cabo e, finalmente, evitar que o disjuntor feche em condições de carga nula. Se você tiver um motor de partida com contatores, não há custo adicional para este sistema de relançamento sem tensão. Se você tiver um disjuntor, será necessário adquiri-lo separadamente. Basta combinar a tensão da bobina e da carga, determinar se há necessidade de retardo e testar a bobina periodicamente. Desde que essa abordagem seja seguida, as consequências de ter o disparo sem tensão estarão garantidas, simulando o que o sistema de segurança precisa fornecer.