Pesquisa 01 - Dispositivos de Proteção

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GEOVANA SANTOS FERREIRA 
LARISSA SANTOS DANTAS ARAÚJO 
PABLLO SILVA 
 
 
 
 
 
 
 
DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO 
Eletricidade Aplicada 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Vitória da Conquista – BA 
2021
 
 
GEOVANA SANTOS FERREIRA 
LARISSA SANTOS DANTAS ARAÚJO 
PABLLO SILVA 
 
 
 
 
 
DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO 
Eletricidade Aplicada 
 
 
 
 
 
Trabalho apresentado como requisito parcial de 
avaliação da disciplina de Eletricidade 
Aplicada da turma ECIV09, turno diurno de 
Engenharia Civil. 
 
Prof. Dr. Diego Habib Santos Nolasco. 
 
 
 
 
 
Vitória da Conquista – BA 
2021 
 
SUMÁRIO 
 
1 DISJUNTOR TERMOMAGNÉTICO………………………….……....................................4 
1.1 PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO…….............................................................................4 
1.1.1 Proteção Magnética………….........………..…………………………………………......4 
1.1.2 Proteção Térmica…………….........………..………………………………………….....4 
1.2 CLASSIFICAÇÃO E APLICAÇÃO DOS DISJUNTORES DTM………………..................5 
1.2.1 Quantidade de polos...………..…………………………………………….………....…...5 
1.2.2 Curvas de Atuação………………………………………………………….……....……..6 
1.3 DIMENSIONAMENTO………………………………………………..…...………….…….9 
1.3.1 Sobrecarga…………………………………………………………...…….........................9 
1.3.2. Curto-circuito…………………………………………………………...….…...……….10 
2 DISPOSITIVO DIFERENCIAL RESIDUAL - DR….…………………….……...….……12 
2.1 PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO...................................................................................15 
2.2 CLASSIFICAÇÃO DOS DISPOSITIVOS DR..........…………………..…………....……..19 
2.2.1 Modo de funcionamento…………..…………………………………………....……….19 
2.2.2 Sensibilidade….……………...........………………………………....…………………..19 
2.2.3 Tipos de correntes de falta detectáveis…….……………..……………………………..21 
2.2.4 Características de atuação…......………...….………..……………………....………….22 
2.3 APLICAÇÃO DOS DISPOSITIVOS DR……...........……………………………….……..24 
 
 
2.4 FORMA DE DIMENSIONAMENTO DOS DISPOSITIVOS DR.…………....…………...25 
3 DISPOSITIVO DE PROTEÇÃO CONTRA SURTOS ELÉTRICOS - DPS……....…….27 
3.1 SURTO ELÉTRICO…..…...………………………………………………………………...27 
3.2 CONCEITO E FUNCIONAMENTO..……………………………………………………...28 
3.3 CLASSIFICAÇÃO.…..…...………………………………………………………………...29 
3.4 UTILIZAÇÃO E DIMENSIONAMENTO.………………………………………………...30 
3.4.1 Formas de Conexão……...………..…………………………………………....……….30 
3.4.2 Dimensionamento…………...........………………………………....…………………..32 
4 CONCLUSÃO………................…………………………………………………………......34 
REFERÊNCIAS………...............………………………………………………………….......35
4 
 
1 DISJUNTOR TERMOMAGNÉTICO 
O Disjuntor Termomagnético tem a função de proteger as instalações elétricas no 
que se refere a possíveis problemas associados a sobrecargas e curtos-circuitos. Seu papel 
é acompanhar de forma monitorada e controlar a corrente elétrica, interrompendo de 
maneira imediata sua circulação de energia elétrica em caso de picos que extrapolem o 
considerado adequado com relação ao dimensionamento realizado previamente. 
1.1 PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO 
1.1.1 Proteção Magnética 
Acerca da proteção magnética, o disjuntor apresenta uma bobina elétrica, e no 
centro dessa existe um pistão. A bobina e o pistão não interagem entre si, no entanto, 
quando acontece um curto circuito, um contato entre ambos é estabelecido. Nesse 
contexto, nota-se que o disjuntor tem uma corrente nominal, sendo assim ele foi 
preparado para atuar respeitando tal corrente. Assim como a bobina, que também foi 
preparada para possuir um campo magnético, que não deve desempenhar nenhum tipo de 
influência sobre o pistão nos casos em que corrente for menor ou igual à corrente nominal. 
Dessa maneira, em situações em que ocorre um curto-circuito, a corrente que 
passa pela bobina sofre um significativo aumento, bem como o campo magnético da 
bobina, que aumenta de modo proporcional ao aumento da corrente. Isso promove uma 
indução no pistão e o “transforma” em uma espécie de ímã. Nessa perspectiva, evidencia-
se que a indução magnética faz com que o pistão se movimente, disparando o instrumento 
que abre o circuito do disjuntor e assim o disjuntor é desarmado, seccionando a corrente 
e cumprindo sua finalidade de proteção. 
1.1.2 Proteção Térmica 
Já no que se refere a proteção térmica, o disjuntor apresenta uma chapa 
bimetálica e essa é a principal encarregada da proteção térmica que o disjuntor realiza. 
Essa chapa bimetálica realiza a proteção por meio da aplicação do efeito joule, que ocorre 
quando uma corrente elétrica passa pela chapa, promovendo um aquecimento e a 
liberação de energia na forma de calor, que em determinadas proporções, dependo da 
intensidade da corrente, pode promover a deformação da chapa. Nessas condições, 
http://comprefoxlux.com.br/disjuntores66986698
https://www.mundodaeletrica.com/bonina-eletrica-como-funciona-como-testar/
5 
observa-se que a chapa bimetálica foi desenvolvida para se “transformar” em situações 
nas quais a corrente ultrapasse o valor nominal do disjuntor, quando essa deformação 
acontece é porque a mesma sofreu um aquecimento elevado, sendo assim a chapa se curva 
e aciona o mecanismo que desarma o disjuntor, seccionando a corrente e promovendo a 
proteção esperada. 
 
Figura 1. Região interna do disjuntor termomagnético 
Fonte: <https://eletriccaseind.wixsite.com/eletricidademoderna/> 
 
1.2 CLASSIFICAÇÃO E APLICAÇÃO DOS DISJUNTORES DTM 
1.2.1 Quantidade de polos 
Os disjuntores apresentam diferentes quantidades de polos, o número de fases que 
é utilizado na alimentação da residência deve ser igual ao número de polos do disjuntor, 
sendo assim se o sistema de alimentação for bifásico, deve ser utilizado um disjuntor 
bipolar para proteção, para um sistema bifásico, um bipolar e para um sistema trifásico, 
um disjuntor tripolar. 
6 
1.2.2 Curvas de Atuação 
Os disjuntores são diferenciados por faixa de atuação, podendo ser classificados 
entre B, C ou D e essa nomenclatura está associada à curva que caracteriza o seu desarme. 
Nessa perspectiva, evidencia-se que fundamental diferença entre as curvas encontra-se 
no tempo de atuação do disparador magnético com relação ao curto-circuito, que é a área 
de atuação imediata do equipamento. 
Os disjuntores de norma IEC ou DIN nome comumente conhecido possuem três 
curvas de atuação que são com características distintas, estas curvas são conhecidas como 
curvas B,C e D, (NERY 2014, p 2014). 
 
Figura 2. Característica tempo-corrente típica de disjuntor termomagnético. 
Fonte: <https://wiki.sj.ifsc.edu.br/> 
7 
 
Figura 3. Gráfico com curvas de atuação de curvas B, C e D. 
Fonte: <https://wiki.sj.ifsc.edu.br/> 
 
Os disjuntores de curva B são mais apropriados para residências e cargas de baixas 
intensidades. É designado à proteção dos condutores que alimentam cargas de natureza 
resistiva como por exemplo aquecedores, chuveiros e lâmpadas incandescentes, e 
possuem atuação de 3 a 5 vezes de sua corrente nominal. 
No caso dos disjuntores de curva C são aqueles mais usados em indústrias. É 
designado à proteção de condutores que alimentam cargas de natureza indutiva como por 
exemplo compressores, motores, lâmpadas fluorescentes e eletrobombas. O disparador 
magnético possui atuação de 5 a 10 da sua corrente nominal. 
Já os disjuntores de curva D são aqueles que apresentam a curva de ruptura mais 
alta e atuam entre 10 e 20 vezes a sua corrente nominal. É designado à proteção de 
condutores que alimentam cargas de natureza fortemente indutivas como transformadores 
e grandes sistemas. 
8 
 
Figura 4. Gráfico com curvas de atuação de curvas B e C. 
Fonte: <https://www.voltimum.pt/artigos/noticias-do-sector/proteccao-das> 
O disjuntor termomagnético é ligado apenas ao condutor de fase e o disjuntor 
diferencial residual, aos condutores de fase e neutro dos circuitos. Nota-se que o neutro 
não pode ser aterrado após o DR, nem seccionar o condutor de proteção. 
O interruptor diferencialresidual deve ser usado, no circuito que necessita de 
proteção, auxiliando e complementando o disjuntor termomagnético, que promove a 
proteção de sobrecorrente, com o DTM instalado antes do interruptor DR. 
Os disjuntores devem ser identificados de maneira correta, para certificar e 
garantir a proteção contra sobrecarga e curto-circuito, seguindo de maneira rigorosa as 
normas existentes, destacando: 
• NBR NM 60898 – Normatiza os disjuntores especialmente projetados para 
serem manipulados por usuários leigos, sem realizar manutenções (normalmente 
instalações residenciais ou semelhantes). 
• NBR IEC 60947-2 – Normatiza os disjuntores manipulados por pessoas 
qualificadas, com formação especializada, de modo a realizar ajustes e manutenções 
(normalmente para instalações industriais ou semelhantes). 
9 
1.3 DIMENSIONAMENTO 
No dimensionamento. em concordância com a NBR 5410 é preciso observar os 
seguintes parâmetros: 
● Tipo de curvas: B, C ou D; 
● Corrente Nominal; 
● Capacidade de interrupção de corrente; 
● Número de polos; 
● Tensão e frequência; 
● Integral de Joule ou tempo de disparo; 
1.3.1 Sobrecarga 
Em concordância com a NBR 5410, destaca-se que "devem ser previstos 
dispositivos de proteção para interromper toda corrente de sobrecarga nos condutores dos 
circuitos antes que esta possa provocar um aquecimento prejudicial à isolação, às 
ligações, aos terminais ou às vizinhanças das linhas". 
Para que a proteção dos condutores contra sobrecargas fique assegurada, as 
características de atuação do dispositivo destinado a provê-la devem ser tais que: 
 a)𝐼𝑏 ≤ 𝐼𝑛 ≤ 𝐼𝑧 
 b) 𝐼2 ≤ 𝛼 . 𝐼𝑧, pela NBR IEC 60898, 𝛼 = 1,45 
Sendo: 
● Ib: corrente de projeto do circuito; 
● Iz: máxima capacidade de condução de corrente dos condutores; 
● In: corrente nominal do dispositivo de proteção (ou corrente de ajuste, para 
dispositivos ajustáveis); 
● I2: corrente convencional de atuação; 
10 
● 𝛼 vale: – pela NBR IEC 60947-2: 1,30 a quente a 30 °C; 
– pela NBR 5361: 1,35 a frio a 25 °C; 
– pela NBR IEC 60898: 1,45 a quente a 30 °C; – pela NBR 11840: 1,60. 
 
Observação: A condição da alínea b) é aplicável quando for possível assumir que a 
temperatura limite de sobrecarga dos condutores (observar tabela 35 NBR 5410/2004) 
não venha a ser mantida por um tempo superior a 100 h durante 12 meses consecutivos, 
ou por 500 h ao longo da vida útil do condutor. Quando isso não ocorrer, a condição da 
alínea b) deve ser substituída por: 𝐼2 ≤ 𝐼𝑧. (NBR 5410/2004) 
Todos os circuitos devem possuir um tipo de proteção e no mínimo um polo. A 
NBR 5410/2004 exige que todo circuito terminal tenha proteção contra sobrecorrente por 
dispositivo que assegure o seccionamento simultâneo de todos os condutores da fase. 
 
Figura 5. Condições de proteção contra sobrecarga. 
Fonte: NBR 5410/90 
1.3.2 Curto-Circuito 
 
É importante destacar que as consequências do curto-circuito podem ser 
extremamente prejudiciais ao sistema elétrico em questão, caso não sejam eliminadas de 
forma rápida e eficiente por dispositivos de proteção. 
 
A NBR 5410/2004 evidencia que “A integral de Joule que o dispositivo deixa 
passar deve ser inferior ou igual à integral de Joule necessária para aquecer o condutor 
11 
desde a temperatura máxima para serviço contínuo até a temperatura limite de curto-
circuito” 
∫ 𝑖2
𝑡
0
 𝑑𝑡 ≤ 𝑘2𝑆2 
Sendo: 
● ∫ 𝑖2
𝑡
0
 𝑑𝑡: a integral de Joule (energia) que o dispositivo de proteção deixa 
passar; 
● 𝑘2𝑆2: a integral de Joule (energia) capaz de elevar a temperatura do condutor 
desde a temperatura máxima para serviço contínuo até a temperatura de curto-
circuito, supondo-se aquecimento adiabático. S é a seção do condutor. 
 
O fator K vai ser determinado a partir do material do condutor e o tipo de isolação. 
Geralmente, em instalações residenciais, é utilizado o cobre; dessa forma, por exemplo: 
K = 115 para cobre com PVC e K = 135 para cobre com EPR ou XLPE. Esses valores 
constam na NBR 5410/2004, inseridos na tabela 30 da norma citada. Portanto, duas 
condições devem ser satisfeitas, sendo essas: 
Primeira condição: 
𝐼𝑟 ≥ 𝐼𝑐𝑐 
Sendo: 
 
● Ir: corrente de ruptura do DTM; 
● Icc: a corrente de curto-circuito presumida no ponto da instalação. 
 
Segunda condição: 
𝑇𝑑𝑑 ≥ 𝑡, 𝑠𝑒𝑛𝑑𝑜 𝑡 = 
𝑆𝟐
 
𝐾 2
𝐼𝑐𝑐𝟐
 
Sendo: 
● Tdd: o tempo de disparo do DTM; 
● t: tempo-limite de atuação do DTM; 
12 
● S: seção nominal do condutor; 
● K: constante relacionada ao material do condutor. 
 
Figura 6. Condições de proteção contra curto-circuito. 
Fonte: <http://www.jorgestreet.com.br/> 
 
2 DISPOSITIVO DIFERENCIAL RESIDUAL - DR 
Existe uma corrente diferencial residual que representa a soma fasorial das 
correntes que percorrem um circuito em determinado ponto, em que, teoricamente, o 
valor 𝐼𝐷𝑅será nulo, a não ser que existam correntes de fuga ou de falta para a terra. 
Explicando melhor, uma fuga de corrente elétrica ocorre quando a corrente encontra outro 
caminho para seguir à terra, que não o condutor neutro, como, por exemplo, em choques 
elétricos e condutores mal isolados. Sabe-se que é praticamente impossível um modelo 
prático seguir, fielmente, um ideal, portanto, pode-se inferir que os circuitos reais 
apresentarão correntes de fuga, limitadas a valores mínimos, visto que não existe uma 
real isolação perfeita. 
O Dispositivo Diferencial Residual serve para detectar essas fugas em um circuito 
e desligá-lo imediatamente. Logo, esse dispositivo serve para garantir a segurança de 
instalações elétricas, evitando que alguma pessoa sofra um choque elétrico provocado por 
contato direto e/ou indireto com partes energizadas. Ademais, também protege os 
condutores dos circuitos contra sobrecarga, curto-circuito e riscos de incêndio acarretados 
13 
pelos possíveis efeitos de circulação dessa corrente. Dessa forma, o dispositivo DR 
supervisiona a existência da 𝐼𝐷𝑅e atua sempre que o seu valor for maior que um pré-
estabelecido, 𝐼∆𝑁, que é a corrente diferencial residual nominal de um dispositivo, 
geralmente é próxima de 30 mA. Esse valor se dá porque é a intensidade máxima que um 
ser humano pode suportar em seu organismo por um curto período de tempo sem danos 
permanentes. 
É muito comum observar uma confusão na nomenclatura dos dispositivos de 
proteção DR, como acontece com os termos DR e IDR. O primeiro é um nome genérico 
para qualquer dispositivo que atua contra correntes residuais. Já o segundo é um 
dispositivo que protege a instalação, exclusivamente, contra fuga de corrente, isto é, 
detecta as correntes de falta e para o sistema antes que cause danos fatais aos usuários. 
 
Figura 7. Exemplo de um Interruptor Diferencial Residual 
Fonte: <https://www.guiadaengenharia.com/dispositivos-seccionamento/> 
Os interruptores DR devem ser utilizados nos circuitos em conjunto com 
dispositivos como disjuntores ou fusíveis, colocados antes do interruptor. Um tipo de IDR 
é o tetrapolar (ilustrado acima), podendo ser usado também o bipolar. 
Usualmente, os dispositivos DR são fornecidos em módulos acoplados elétrica e 
mecanicamente a disjuntores termomagnéticos, formando um único dispositivo. Assim, 
não somente as estruturas do circuito são protegidas (módulo termomagnético), como 
também as pessoas contra choques elétricos (módulo DR). E esse equipamento é 
denominado Disjuntor Diferencial Residual, DDR. Basicamente, o DDR é um IDR mais 
completo e com a função de um disjuntor, que são as proteções contra curto-circuito e 
sobrecarga através da detecção térmica e magnética. Logo, o funcionamento é similar e 
ele pode substituir o interruptor em uma instalação. 
14 
 
Figura 8. Exemplo de um Disjuntor Diferencial Residual tetrapolar 
Fonte: <https://www.guiadaengenharia.com/dispositivos-seccionamento/> 
O DDR pode ser utilizado como disjuntor geral de uma instalação, mesmo não 
sendorecomendado, já que pode prejudicar na identificação de problemas no circuito, 
portanto, indica-se que este dispositivo seja usado somente como disjuntor de circuitos 
parciais. Os disjuntores DR devem ser ligados aos condutores fase e neutro, sendo que o 
neutro não pode ser aterrado após o DR. Os tipos mais utilizados de disjuntores residuais 
de alta sensibilidade (máximo de 30 mA) são: 
 
Figura 9. Exemplos de Disjuntor Diferencial Residual bipolar e tetrapolar. 
Fonte: Instalações Elétricas Residenciais (2003, p. 61) 
Algo interessante é que os DR’s possuem um botão de teste, em sua parte frontal, 
que serve para uma simulação interna de fuga de corrente para fazer com que o dispositivo 
desarme sempre que for pressionado. É recomendado que esse teste seja feito pelo menos 
uma vez por mês e caso não aconteça o desarme, é importante fazer mais testes e uma 
verificação mais aprofundada. 
15 
 
Figura 10. Exemplo de Polos para ligação do IDR 
Fonte:<https://www.mundodaeletrica.com.br/como-testar-idr-como-usar-o-botao-de-
teste/> 
Na imagem acima, o circuito verde destacado, mostra quais polos, internamente 
ligados no IDR, devem estar ocupados para que o teste funcione. 
2.1 PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO 
Figura 11. Construção interna de um DR 
Fonte:<https://abracopel.org/blog/tecnologia/conceitos-e-aplicacoes-de-dispositivos-de-
corrente-diferencial-residual-dr/> 
Um dispositivo diferencial residual é constituído, essencialmente, por: contatos 
fixos e móveis, transformador diferencial e disparador diferencial (relé polarizado). 
16 
 
Figura 12. Partes Principais de um Dispositivo DR 
Fonte: Projetos de Instalações Elétricas Prediais - Domingos Leite (2001, p. 203) 
Os contatos permitem a abertura e o fechamento do circuito e são dimensionados 
de acordo com a corrente nominal do dispositivo (𝐼∆𝑁). 
O transformador é composto por: um núcleo laminado, cujo material possui alta 
permeabilidade; tantas bobinas primárias quanto forem os polos do dispositivo, por 
exemplo, em um dispositivo bipolar, vão haver duas bobinas primárias; uma bobina 
secundária destinada a detectar a corrente diferencial residual. Enquanto as bobinas 
primárias são iguais e enroladas, para que, normalmente, não exista fluxo resultante no 
núcleo, a bobina secundária tem a função de perceber um eventual fluxo resultante. O 
sinal na saída dessa bobina é encaminhado a um relé polarizado que aciona o mecanismo 
de disparo para a abertura dos contatos principais. 
O disparador diferencial é um relé polarizado formado por um ímã permanente, 
uma bobina ligada à bobina secundária do transformador e uma peça móvel fixada de um 
lado por uma mola e ligada mecanicamente aos contatos dos dispositivos. Em condição 
de repouso, a peça móvel permanece na posição fechada, encostada no núcleo e 
tracionando a mola. 
17 
 
Figura 13. Esquema do Disjuntor Diferencial 
Fonte: Instalações Elétricas - Hélio Creder (2007, p. 116) 
Normalmente, o fluxo resultante no núcleo do transformador, produzido pelas 
correntes que percorrem os condutores de alimentação, é nulo e na bobina secundária não 
é gerada nenhuma força eletromotriz (𝐼𝐷𝑅 < 0,5・𝐼∆𝑁). A parte móvel do disparador 
diferencial está em contato com o núcleo (Figura 14), tracionando a mola, atraída pelo 
campo do ímã permanente. 
 
Figura 14. Ausência de falta para a terra 
Fonte: Instalações Elétricas - Hélio Creder (2007, p. 116) 
Quando o fluxo resultante no núcleo do transformador for diferente de zero 
(Figura 15), será gerada uma força eletromotriz na bobina secundária e uma corrente 
percorrerá a bobina do núcleo do disparador (𝐼𝐷𝑅 ≥ 0,5・𝐼∆𝑁). O fluxo criado no núcleo 
do disparador provocará a desmagnetização do núcleo, abrindo o contato da parte móvel 
e, por conseguinte, os contatos principais do dispositivo. 
18 
 
Figura 15. Condição de falta para a terra 
Fonte: Instalações Elétricas - Hélio Creder (2007, p. 116) 
Além do funcionamento elétrico do dispositivo, também é importante notar o 
funcionamento mecânico: 
 
Figura 16. Funcionamento Mecânico de um Dispositivo DR 
Fonte: Projetos de Instalações Elétricas Prediais - Domingos Leite (2001, p. 203) 
19 
2.2 CLASSIFICAÇÃO DOS DISPOSITIVOS DR 
2.2.1 Modo de funcionamento 
 O funcionamento de um relé diferencial residual pode ser direto, sem aporte de 
energia auxiliar, sendo puramente eletromagnético; ou demandar a amplificação do sinal, 
precisando, nesse caso, de aporte de energia auxiliar, sendo eletrônico ou misto. 
6.3.3.2.7. Admite-se o uso de dispositivos DR com fonte auxiliar que não 
atuem automaticamente no caso de falha da fonte auxiliar se a instalação na 
qual o dispositivo for utilizado tiver sua operação, supervisão e manutenção 
sob responsabilidade de pessoas advertidas (BA4) ou qualificadas (BA5) [...]. 
(NBR 5410, 2004, p.126) 
 A tabela a seguir relaciona os tipos de dispositivos DR quanto ao modo de 
funcionamento e indica as aplicações, na proteção contra choques, a que eles estão 
habilitados. 
 
Tabela 1. Condições de utilização dos dispositivos DR segundo o modo de funcionamento 
Fonte: Guia EM da NBR 5410 (2001, p. 65) 
2.2.2 Sensibilidade 
 É definida como a menor corrente de fuga que o dispositivo é capaz de perceber 
e, imediatamente, desligar o circuito. Essa corrente é denominada Corrente Diferencial 
Residual nominal de atuação (𝐼∆𝑁) e é o primeiro fator a ser verificado para saber se o DR 
20 
poderá ser utilizado. Essa sensibilidade varia de 30 a 500 mA e deve ser dimensionada 
com cuidado, correndo risco de prejudicar a própria qualidade da instalação. 
 O grupo de dispositivos com 𝐼∆𝑁≤ 30 mA são classificados como de 
alta sensibilidade, enquanto aqueles com 𝐼∆𝑁> 30 mA são classificados 
como de baixa sensibilidade. Pode-se, ainda, classificar de acordo com sua corrente de 
atuação e sua finalidade: 
● Proteção contra contato direto (30mA): ideal para a proteção de seres humanos, 
já que esse valor garante que os usuários não sofrerão danos fisiológicos. 
● Proteção contra contato indireto (100mA a 300mA): no caso de uma falta 
interna em algum equipamento ou falha na isolação, peças de metal podem se 
tornar energizadas. 
● Proteção contra incêndio (500mA): correntes para a terra com este valor podem 
gerar arcos/faíscas e provocar incêndios. 
5.1.3.2.1.1 O uso de dispositivos de proteção a corrente diferencial-residual 
com corrente diferencial-residual nominal 𝐼𝛥𝑛 igual ou inferior a 30 mA é 
reconhecido como proteção adicional contra choques elétricos. NOTA A 
proteção adicional provida pelo uso de dispositivo diferencial-residual de alta 
sensibilidade visa casos como os de falha de outros meios de proteção e de 
descuido ou imprudência do usuário. (NBR 5410, 2004, p.49) 
 
Figura 17. Identificação da sensibilidade do dispositivo DR 
Fonte: <https://heitorborbasolucoes.com.br/dispositivo-diferencial-residual-dr/> 
21 
2.2.3 Tipos de correntes de falta detectáveis 
 Outra forma de classificar os DR’s é pela sua “capacidade de detecção”, isto é, 
pelos tipos de corrente de falta que eles são capazes de detectar e realizar o disparo. A 
normalização IEC (International Electrotechnical Commission) distingue três tipos: 
● tipo AC: sensível apenas para corrente alternada; 
● tipo A: sensível a corrente alternada e corrente contínua pulsante; 
● tipo B: sensível a corrente alternada, a corrente contínua pulsante e a corrente 
contínua pura (lisa). 
6.3.3.2.1 Em circuitos de corrente contínua só devem ser usados dispositivos 
DR capazes de detectar correntes diferenciais-residuais contínuas. Eles devem 
ser capazes, também, de interromper as correntes do circuito tanto em 
condições normais quanto em situações de falta. 6.3.3.2.2 Em circuitos de 
corrente alternada nos quais a corrente de falta pode conter componente 
contínua só devem ser utilizados dispositivos DR capazes de detectar também 
correntes diferenciais-residuaiscom essas características. 6.3.3.2.3 Em 
circuitos de corrente alternada nos quais não se prevêem correntes de falta que 
não sejam senoidais, podem ser utilizados dispositivos DR capazes de detectar 
apenas correntes diferenciais-residuais senoidais. Tais dispositivos podem ser 
utilizados também na proteção de circuitos que possuam, a jusante, 
dispositivos DR capazes de detectar as correntes de falta não-senoidais que os 
circuitos por eles protegidos possam apresentar. (NBR 5410, 2004, p.125 - 
126) 
22 
 
Figura 18. Esquema de dispositivo diferencial capaz de detectar correntes de falta CA, CC 
pulsantes e CC lisas. 
Fonte: Guia EM da NBR 5410 (2001, p. 73) 
2.2.4 Características de atuação 
 A normalização IEC determina limites tempo-corrente para a atuação dos 
dispositivos diferenciais. 
 
Tabela 2. Limites tempo-corrente para a atuação dos dispositivos diferenciais, conforme a IEC 
61008 e IEC 61009. 
Fonte: Guia EM da NBR 5410 (2001, p. 77) 
23 
 De acordo com a tabela acima, é possível perceber que as normas IEC estabelecem 
limites definidores de dois tipos de DR. O tipo G, em que são definidos os limites 
máximos, ou seja, o tempo máximo que o dispositivo deve efetuar o desligamento do 
circuito protegido (tempo máximo de interrupção 𝑡𝑜). E o tipo S, em que são definidos os 
tempos mínimos de não atuação (𝑡𝑛𝑜), isto é, ele só pode atuar depois de decorrido esse 
tempo. 
 
Figura 19. Curvas de atuação dos dispositivos diferenciais tipo G e tipo S, conforme a IEC 
61008 e IEC 61009. 
Fonte: Guia EM da NBR 5410 (2001, p. 77) 
 Esses dados explicam o porquê do tipo G, formalmente “de uso geral”, é referido 
como instantâneo. E o tipo S, analogamente, como seletivo. 
6.3.6.3.1 A seletividade entre dispositivos DR em série pode ser exigida por 
razões de serviço, notadamente quando a segurança estiver envolvida, de modo 
a manter a alimentação de partes da instalação não diretamente afetadas pela 
ocorrência de uma falta. 6.3.6.3.2 Para assegurar a seletividade entre dois 
dispositivos DR em série, estes dispositivos devem satisfazer, 
simultaneamente, as seguintes condições: a) a característica tempo–corrente de 
não-atuação do dispositivo DR a montante deve se situar acima da 
característica tempo–corrente de atuação do dispositivo DR a jusante; e b) a 
corrente diferencial-residual nominal de atuação do dispositivo DR a montante 
deve ser superior à do dispositivo DR a jusante. No caso de dispositivos DR 
conforme a IEC 61008-2-1 e a IEC 61009-2-1, a corrente diferencial-residual 
nominal de atuação do dispositivo DR a montante deve ser pelo menos três 
vezes o valor da corrente diferencial-residual nominal de atuação do 
dispositivo DR a jusante. (NBR 5410, 2004, p.138) 
 
24 
2.3 APLICAÇÃO DOS DISPOSITIVOS DR 
 Como já foi dito, os dispositivos DR podem ser instalados na proteção geral da 
instalação, mas recomenda-se o seu uso nas proteções individuais de circuitos terminais. 
Quando esses dispositivos estiverem na proteção geral e nos circuitos terminais, será 
preciso fazer uma coordenação em busca de seletividade de atuação. O dispositivo de 
maior sensibilidade de atuação (menor 𝐼∆𝑁) deverá ser instalado no circuito terminal e o 
de menor sensibilidade no circuito de distribuição. 
 É evidente que para poder perder instalar um dispositivo DR na proteção de um 
circuito ou instalação (proteção geral), as respectivas correntes de fuga deverão ser 
inferiores ao limiar de atuação do dispositivo. Dessa forma, antes de instalar um 
dispositivo DR, é necessário efetuar uma medição preventiva destinada a verificar a 
existência, pelo menos, de correntes de fuga superiores a um certo limite. Caso o resultado 
seja favorável (não existam correntes de fuga significativas fluindo para a terra), pode-se 
instalar um dispositivo DR como proteção geral contra contatos indiretos. Caso contrário, 
só poderão ser instalados dispositivos DR nas derivações da instalação. 
O item 5.1.3.2.2 da NBR 5410 define alguns casos onde o uso desse dispositivo é 
obrigatório: 
a. circuitos que sirvam a pontos de utilização situados em locais com banheira ou 
chuveiro; 
b. circuitos que alimentam tomadas de corrente em áreas externas; 
c. circuitos que alimentam tomadas de corrente internas que podem ser usadas para 
alimentar equipamentos no exterior; 
d. circuitos que, tanto em locais de habitação quanto em edificações não-
residenciais, sirvam a pontos de utilização pelas áreas molhadas em uso normal 
ou sujeitas a lavagem. 
 Vale ressaltar, que é preciso estar atento aos esquemas de ligação, padronizados 
pela norma ABNT NBR 5410 itens 4.2.2.2.1, 4.2.2.2.2 , 4.2.2.2.3. 
 Também é lícito destacar, a título de conhecimento, que, geralmente, o dispositivo 
DR bipolar é utilizado quando o circuito é monofásico ou bifásico exclusivos, ou seja, sai 
do quadro elétrico e vai em direção a alimentação é pontual, como, por exemplo, para um 
chuveiro elétrico. Já o dispositivo DR tetrapolar, normalmente, é utilizado em um circuito 
25 
onde a carga será distribuída, como, por exemplo, tomadas de uso geral, ademais, também 
pode-se utilizar esse dispositivo para integrar vários circuitos. 
 
2.4 FORMA DE DIMENSIONAMENTO DOS DISPOSITIVOS DR 
 Dimensionar o dispositivo DR é determinar o valor da corrente nominal (𝐼𝑁) e da 
corrente diferencial residual nominal de atuação (𝐼∆𝑁), de modo que se garanta a proteção 
do ser humano contra choques elétricos. 
 Já é sabido que, no caso de um DR de alta sensibilidade, o valor máximo para a 
corrente diferencial residual nominal de atuação é de 30 mA. E, de modo geral, as 
correntes nominais típicas para dispositivos DR são 25, 40, 63, 80 e 100 A. 
 Dessa forma, existem duas possibilidades: 
● Disjuntor DR: deve ser escolhido com base na tabela a seguir. Pode-se notar que, 
nela, não é permitido utilizar um DDR de 25 A, por exemplo, em circuitos que 
utilizem condutores de 1,5 e 2,5 mm². Nesses casos, a solução é fazer uso de uma 
combinação de disjuntor termomagnético (DTM) + interruptor diferencial 
residual (IDR). 
26 
 
Tabela 3. Dimensionamento de dispositivos DR 
Fonte: Instalações Elétricas Residenciais (2003, p. 101) 
 Geralmente, em uma instalação, todos os condutores de cada circuito possuem a 
mesma seção, contudo, a norma permite a utilização de condutores de proteção com seção 
menor. 
27 
 
Tabela 4. Relação entre seção dos condutores de fase e dos condutores de proteção 
Fonte: Instalações Elétricas Residenciais (2003, p. 102) 
● Interruptor DR: deve ser escolhido com base na corrente nominal dos 
disjuntores termomagnéticos. 
 
Tabela 5. Dimensionamento de Interruptor DR 
Fonte: Instalações Elétricas Residenciais (2003, p. 100) 
 
3 DISPOSITIVO DE PROTEÇÃO CONTRA SURTOS ELÉTRICOS - DPS 
3.1 SURTO ELÉTRICO 
Antes de falar sobre DPS precisamos abordar o que é um surto elétrico. O surto 
elétrico é um fenômeno que vem de uma onda transitória de tensão, em outras palavras, 
28 
uma corrente ou potência que causa uma taxa de variação elevada em um pequeno período 
de tempo. Podendo causar a queima de algum equipamento elétrico e eletrônico, tendo 
chances de iniciar incêndios. 
Existem diversas causas, entre elas a que mais se destaca é a descarga atmosférica, 
ou seja, um raio que atingiu a rede elétrica. Mas também pode ter origem em manobras 
de rede, partida de grandes motores, ou movimento de liga e desliga em máquinas. 
 
3.2 CONCEITO E FUNCIONAMENTO 
O DPS ou Dispositivo de Proteção contra Surtos é em poucas palavras, um 
dispositivo capaz de detectar sobretensões transitórias no circuito (com possível origem 
em descargas atmosféricas ou partidas de grandes motores e etc.) e direcioná-las para o 
aterramento evitando assim que essa sobrecarga atinja equipamentos elétricos e 
eletrônicos evitando que os mesmos queimem, abaixo um exemplo de um DPS: 
 
Figura 20. imagem de um DPS com suas especificaçõesFonte:<https://newalfaluz.com.br/dispositivo-de-protecao-de-surto-dps-45ka-89789792> 
Tal dispositivo funciona de forma a desviar o surto para a barra de proteção (terra) 
evitando danos no sistema, em suma isso se dá por conta de um elemento presente no 
29 
DPS, chamado varistor, responsável por gerar, em uma fração de segundos, um curto 
circuito entre a fase afetada e o PE ou terra. 
O varistor nada mais é do que um resistor elétrico que varia sua resistência de 
acordo com a tensão que está submetido, onde quanto maior a tensão, menor a resistência 
oferecida pelo mesmo. E o mais importante é que esse processo de mudança do valor da 
resistência ocorre de forma extremamente rápida evitando danos à rede elétrica da casa. 
E como o DPS usa essa característica? Podemos evidenciar isso colocando em 
prática. Supondo que uma grande descarga elétrica provocada por um raio percorra uma 
das fases, o varistor vai detectar tal sobretensão que tende ao infinito e diminuir sua 
resistência tendendo a 0 dessa forma o curto vai se fechar entre a fase e o aterramento 
(potencial= 0 Volts aproximadamente) sendo assim essa sobrecarga vai se dirigir ao solo 
em um tempo muito curto, tão curto que o disjuntor não consegue perceber a fuga de 
corrente, logo, não desarma, tornando o DPS muito eficiente. 
Vale ressaltar que os DPS comumente têm em seu corpo plástico uma tarja verde 
que indica o bom funcionamento do dispositivo, uma vez que essa tarja se torne vermelha 
ou acenda alguma luz vermelha, é a indicação de que se deve trocar o aparelho. Conforme 
Figura 20 
3.3 CLASSIFICAÇÃO 
Os Dispositivos de Proteção contra Surtos podem ser divididos em 3 classes. São 
elas: 
● Classe I: essa é a classe que engloba os dispositivos mais robustos pois são usados 
na proteção contra descargas diretas (geralmente associado ao SPDA), por isso é 
colocado logo no ponto de entrada da instalação. 
● Classe II: nessa classe estão os dispositivos, responsáveis por lidar com descargas 
indiretas, por isso geralmente é instalado no quadro de distribuição. Tal 
dispositivo é usado em residências e pequenos imóveis comerciais, 
complementando o trabalho do DPS de classe 1, como também na prevenção de 
sobretensões de manobra. 
30 
● Classe III: essa classe tem dispositivos com uma proteção mais sensível, por isso 
são considerados apenas como complementares. São instalados internamente, 
próximos aos equipamentos que se deseja uma proteção extra. 
3.4 UTILIZAÇÃO E DIMENSIONAMENTO 
3.4.1 Formas de conexão 
A norma que trata da utilização do DPS é a NBR 5410:2004 item 6.3.5, e nela 
temos uma exemplificação das formas de ligação dos dispositivos DPS no circuito da 
casa devido a alguns fatores conforme a Figura 21.: 
 
 
31 
 
Figura 21. exemplos de esquemas de conexão 
Fonte: NBR 5410:2004 
Além disso é importante que o comprimento dos condutores destinados a realizar 
a conexão do DPS (seja, do fase-DPS, neutro-DPS, DPS-PE e/ou DPS-neutro) precisa ser 
o mais curto possível e não ter nenhum tipo de curvas ou laços, idealmente. 
 
Figura 22. Formas de ligação do DPS a)em série e b)em paralelo com a instalação elétrica. 
Fonte: NBR 5410:2004 
Como apresentado na Figura 22a) a soma do comprimento do conector fase-DPS 
(a) e o conetor DPS-PE (b) deve ser menor ou igual a 0,5 m. Caso não seja possível a 
instalação a essa distância, a melhor alternativa é realizar a ligação em paralelo, Figura 
22b), dessa forma o valor de b deve ser menor que 0,5 m. 
Quanto a bitola dos fios a NBR 5410:2004 no item 6.3.5.2.9 diz o seguinte: 
32 
Em termos de seção nominal, o condutor das ligações DPS-PE, no caso de DPS 
instalados no ponto de entrada da linha elétrica na edificação ou em suas 
proximidades, deve ter seção de no mínimo 4 mm2 em cobre ou equivalente. 
Quando esse DPS for destinado à proteção contra sobretensões provocadas por 
descargas atmosféricas diretas sobre a edificação ou em suas proximidades, a 
seção nominal do condutor das ligações DPS±PE deve ser de no mínimo 16 mm2 
em cobre ou equivalente. (NBR 5410, 2004, p.136) 
3.4.2 Dimensionamento 
Os dispositivos de proteção ainda podem ser divididos de forma a considerar a 
corrente máxima de descarga, como apresentado pelo livro Instalações Elétricas Prediais, 
do autor Cavalin em sua 14ª edição: 
DPS 20 kA: recomendado como proteção única ou primária em instalações 
situadas em zonas de exposição a raios classificadas como AQ1 (desprezível). 
Deve ser instalado no circuito elétrico no qual o equipamento está conectado. 
DPS 30 kA: recomendado como proteção única ou primária em redes de 
distribuição de baixa tensão situadas em áreas urbanas e densamente edificadas, 
expostas a raios classificadas como indiretas (AQ2). Deve ser instalado junto 
com o quadro de distribuição central de rede elétrica. 
DPS 45 kA: recomendado como proteção única ou primária em redes de 
distribuição de baixa tensão situadas em áreas rurais ou urbanas com poucas 
edificações, em zonas expostas a raios classificadas como diretas (AQ3) e com 
histórico frequente de sobretensão. Deve ser instalado junto com o quadro de 
distribuição central de rede elétrica. 
DPS 90 kA: recomendado como proteção única ou primária em redes de 
distribuição de baixa tensão situadas em áreas rurais ou urbanas com poucas 
edificações, em zonas expostas a raios classificadas como diretas (AQ3) e com 
histórico frequência elevada de sobretensões. Deve ser instalado junto com o 
quadro de distribuição central de rede elétrica. 
(CAVALIN e CERVELIN. Instalações Elétricas Prediais, 14ª edição, p. 381) 
Ainda fazemos a correlação das correntes máximas de descarga (corrente máxima 
que o DPS consegue descarregar) com a corrente nominal de descarga (corrente de 
descarga indicada para se trabalhar com o DPS) e o nível de proteção de corrente nominal 
para facilitar o dimensionamento, segundo a Tabela 6. 
 
33 
Tabela 6. Relação entre Imax (kA), In (kA) e VP (kV) 
Fonte: Instalações Elétricas Prediais –Cavalin e Cervelin- 14ª edição (2006, p 381) 
Quanto ao esquema de aterramento a NBR 5410:2004 item 6.3.5.2.4 explica qual 
esquema de conexão pode ser usado e qual tensão estará submetida cada tipo de 
aterramento (TT, TN-C, TN-S, IT com neutro distribuído e IT sem neutro distribuído). 
segundo a Tabela 7. 
 
Tabela 7. Tabela com a relação do aterramento com a conexão 
Fonte: NBR 5410:2004 
 
 
 
 
 
 
 
 
34 
4 CONCLUSÃO 
Utilizar dispositivos de proteção da rede elétrica de maneira correta e eficiente é 
de extrema importância para a proteção tanto do sistema, como dos indivíduos que fazem 
o uso desse instrumento. Nesse contexto, evidencia-se a relevância do disjuntor 
termomagnético, que realiza uma proteção de duas formas, de modo que o seu princípio 
de funcionamento está ligado à proteção contra sobrecarga, assim como contra curtos-
circuitos, assegurando a atividade adequada das instalações elétricas, visando a redução 
de acidentes e possíveis danos na rede. 
Em relação ao Dispositivo Diferencial Residual (DR), por meio desta pesquisa, é 
possível defini-lo como um equipamento capaz de garantir a segurança de instalações 
elétricas, evitando que alguém sofra um choque por contato direto e/ou indireto com 
partes energizadas do sistema. Para isso, ele supervisiona a corrente diferencial residual 
(𝐼𝐷𝑅) e atua, desligando o circuito, sempre que o seu valor for maior que a corrente 
diferencial residual nominal do dispositivo (𝐼∆𝑁). Os equipamentos DR podem ser 
Interruptores (IDR), que protegem a instalação, exclusivamente, contra fuga de corrente 
e evitam danos fatais aos usuários, ou, Disjuntores (DDR) que são, basicamente, 
interruptores DR mais completos e com a função de um disjuntor. 
Assim como os demais, o Dispositivo de Proteção contra Surtos (DPS), tem 
grande relevância, pois o equipamento é capaz de detectar uma sobretensão (oriunda de 
descargas atmosféricas na redeelétrica, partida de grandes motores ou manobras de rede 
por exemplo), e em uma fração de segundos direcioná-la para o aterramento, antes mesmo 
que outro dispositivo sequer perceba a fuga de corrente e desarme, garantindo assim uma 
maior proteção aos equipamentos elétricos e eletrônicos da instalação. 
 Diante disso, é lícito declarar que, nessa pesquisa, ficou evidente o quão 
importantes esses dispositivos são para uma boa e segura instalação elétrica. Vale 
lembrar, também, que muitas outras informações acerca da aplicação, funcionamento, 
características específicas e, até mesmo, curiosidades desses instrumentos foram 
apresentadas, sempre, é claro, sendo buscado em diversas fontes, para evitar ao máximo 
divergências e inexatidões. Outro fator significativo, foi o uso, como base para muitas 
questões, da norma técnica NBR 5410, que aborda, justamente, instalações elétricas de 
baixa tensão. 
35 
REFERÊNCIAS 
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