Isolamento parcial em condicionadores de corrente CA: filtragem de ruído de modo comum versus ruído diferencial

Um condicionador de energia CA proporciona isolamento parcial ao suprimir o ruído de modo comum de alta frequência nos caminhos entre a linha e a massa, através de blindagem galvânica, ao mesmo tempo que oferece uma atenuação limitada contra as perturbações de modo diferencial que ocorrem entre os condutores de linha e neutro.

Separação de caminhos de ruído no condicionamento de energia
O ruído elétrico compromete as redes de distribuição através de dois caminhos de condução distintos. Determinar se o equipamento está sujeito a perturbações entre linhas ou a loops de terra é fundamental para definir a eficácia real de qualquer condicionador de energia instalado.

A interferência de modo comum manifesta-se simultaneamente em ambos os condutores ativos, com fase e amplitude idênticas em relação à terra. Os acionamentos industriais, os transmissores de rádio e as descargas atmosféricas induzem frequentemente este padrão específico de interferência de alta frequência na cablagem das instalações.

A interferência de modo diferencial ocorre exclusivamente entre os condutores ativos, em sentidos opostos. Comutações de cargas indutivas pesadas, retificadores de variadores de frequência e motores de grande dimensão geram quedas de tensão (notches) e picos transitórios diretamente nas linhas de fase.

Limites de atenuação em diferentes modos de condução
Os equipamentos de condicionamento padrão utilizam barreiras físicas especializadas para tratar a poluição na rede elétrica; contudo, a arquitetura interna dos circuitos impõe limitações operacionais.

Rejeição de modo comum por meio de componentes magnéticos blindados
As blindagens de Faraday, posicionadas entre os enrolamentos primário e secundário, desviam as correntes de deslocamento capacitivo para a terra, evitando danos.

Uma baixa capacitância entre os enrolamentos impede que as interferências eletromagnéticas de alta frequência atravessem o núcleo magnético em direção aos circuitos a jusante.

O desacoplamento dos caminhos entre a linha e a terra protege microprocessadores digitais sensíveis contra potenciais de terra indesejados e loops de terra persistentes.

Limites para a supressão do modo diferencial
Os núcleos magnéticos saturados não conseguem isolar as flutuações em série na linha sem provocar uma distorção significativa na tensão aplicada à carga.

Os condicionadores de energia industriais utilizam varistores de óxido metálico (em paralelo) e indutores (chokes) para limitar os transitórios de modo diferencial.

Os surtos diferenciais de maior duração podem contornar as barreiras de isolamento magnético e propagar-se para os circuitos a jusante, caso a tensão não atinja o limiar de atuação dos varistores.

Orientações para a seleção de equipamentos em instalações de campo
Antes de especificar os equipamentos de condicionamento de energia para instalações no terreno, é necessário realizar um diagnóstico para identificar o modo de interferência predominante.

Utilize um osciloscópio de dois canais para verificar as diferenças de potencial em relação à terra e quantificar os transitórios indesejados entre a linha e a terra.

Nos casos em que as diferenças de potencial em relação à terra comprometem malhas de controlo ou comunicações seriais, deve ser utilizado um condicionador de energia monofásico com isolamento galvânico. Instale filtros de linha ativos série dedicados a montante, caso os harmónicos entre fases e os entalhes de comutação recorrentes provoquem o desligamento de componentes.