Apostila Inst_Ind-Cap_9

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CAPÍTULO – 9 
 
9. PROTEÇÃO DOS CONDUTORES ELÉTRICOS 
Para que o esquema de proteção dos condutores de uma instalação elétrica seja adequado, o mesmo 
deve atender os seguintes requisitos: 
 
a) Seletividade 
É a capacidade que possui o esquema de proteção de selecionar a parte danificada da rede e retirá-la 
de serviço sem afetar os circuitos sãos. 
 
b) Exatidão e Segurança de Operação 
Garante ao sistema uma alta confiabilidade operativa. 
 
c) Sensibilidade 
Representa a faixa de operação e não operação do dispositivo de proteção. Os projetos de proteção são 
feitos globalmente e não setorialmente, dado que estes levariam a uma descoordenação do sistema de 
proteção e, como consequência, à interrupções desnecessárias de setores de produção ou de utilização 
da energia elétrica, cuja rede em nada depende da parte afetada. 
Basicamente, o esquema de proteção é constituído de três dispositivos: fusíveis, disjuntores e relés. E, 
para que os mesmos sejam selecionados adequadamente, é necessário a determinação das corrente de 
curto-circuito nos vários pontos da rede elétrica. Os dispositivos de proteção contra correntes de curto-
circuito, devem ser sensibilizados pelo valor mínimo dessa corrente. 
A proteção é considerada adequada, quando reproduz fielmente as condições do circuito para o qual o 
mesmo foi projetado, ou seja, atuando dentro das limitações de corrente, tensão, frequência e tempo, 
para os quais foram dimensionados os equipamentos e materiais da instalação. 
A capacidade de um determinado circuito ou equipamento deve ficar limitada ao valor do seu 
dispositivo de proteção, mesmo que isto represente a subutilização da capacidade dos condutores ou da 
potência nominal do equipamento. 
 
9.1 Proteção Contra Correntes de Sobrecargas 
É necessária a aplicação de dispositivos de proteção para interromper as correntes de sobrecarga nos 
condutores dos circuitos, de sorte a evitar o aquecimento da isolação, das conexões e de outras partes 
da instalação elétrica, além dos limites previstos por norma. 
Deverão ser colocados dispositivos de proteção contra sobrecargas em todos os condutores não ligados 
à terra, exceto nos casos previstos pela NBR 5410. O condutor neutro ligado à terra não deverá conter 
chave fusível ou outro dispositivo capaz de causar qualquer interrupção. 
No caso de circuito com duas fases e um neutro, oriundos de circuito trifásico, o neutro não deverá 
conter fusíveis, porque, no caso de queima do mesmo, a tensão aplicada às lâmpadas será dobrada. 
Assim, queimado o fusível do neutro, a corrente, seguindo as setas, passará por “a”, “n” e “b”. Desse 
modo, entre “a” e “b” teremos 220 V, podendo haver queima das lâmpadas (Figura 9.1). 
 
 
 
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Figura – 9.1 
 
 
A proteção contra sobrecargas é efetuada por dispositivos tais como chaves faca com porta-fusíveis 
(chaves fusíveis) ou disjuntores, que são elementos de proteção e interrupção simultânea de circuitos 
com um, dois ou três pólos. 
As chaves fusíveis devem ser instaladas de modo que o peso das lâminas não tenda a fechá-las e os 
fusíveis fiquem sempre do lado da carga (Figura 9.2). 
 
Figura – 9.2 
 
 
Os disjuntores termomagnéticos, em caixa moldada, são construídos de modo a atender as exigências 
da norma NBR-5361, através de um disparador térmico, bimetálico de sobrecargas ou de um disparador 
magnético de alta precisão. Podem ser instalado em quadros de distribuição através de garras ou trilhos 
(Figura 9.3). 
 
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Figura – 9.3 
 
A NBR-5410 determina as seguintes condições básicas para a proteção contra correntes de curto-
circuito: 
 
IB ≤≤≤≤ IN IN ≤≤≤≤ IZ I2 ≤≤≤≤ 1,45 x IZ 
 
Onde - IB: Corrente de projeto do circuito; 
IN: Corrente nominal do dispositivo de proteção; 
IZ: Capacidade de condução de corrente dos condutores vivos, de acordo com o tipo de 
instalação e a disposição dos condutores em canaletas ou eletrodutos; 
I2: Corrente convencional de atuação dos dispositivos de proteção em função de IN; 
temperatura ambiente de 30 ºC (circuitos aéreos) ou 20 ºC (circuitos subterrâneos) 
 
 
As correntes nominais do dispositivo de proteção para o Disjuntor UNIC, é dado pela Tabela 9.1: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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TABELA 9.1 
 
9.2. Proteção Contra Correntes de Curto-circuito 
A NBR-5410 impõe as seguintes condições básicas que devem ser cumpridas para que seja garantida a 
proteção de um circuito contra as correntes de curto-circuito: 
 
− Os dispositivos de proteção devem ter a sua capacidade de interrupção ou de ruptura igual ou 
superior ao valor da corrente de curto-circuito presumida no ponto de sua instalação 
 
 I(int) >>>> IK 
 
Onde – I(int): Capacidade de interrupção do dispositivo de proteção; 
 IK: Corrente de curto-circuito presumida no ponto de aplicação do dispositivo de proteção; 
− A energia que os dispositivos de proteção contra curto-circuitos devem deixar passar, não pode ser 
superior à máxima energia suportada pelos dispositivos e condutores localizados a jusante do ponto 
de localização do sispositivo de proteção. 
I2t <<<< K2S2 
Onde – I2t: Integral de Joule que o dispositivo de proteção deixa passar; 
K2S2: Integral de Joule necessária para aquecer o condutor desde a temperatura máxima 
para o serviço contínuo até a temperatura limite de curto-circuito. 
 
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9.2.1. Formulação de Correntes de Curto-circuito Presumidas: 
 
− Para 220/127 V: 
2
2
0
0
2
0
5cos57162
7,12
S
L
SI
L
I
I
K
K
K
K
•
•
••
++
=
ϕ
 kA 
 
 
− Para 380/220 V: 
2
2
0
0
2
0
5cos100484
22
S
L
SI
L
I
I
K
K
K
K
•
•
••
++
=
ϕ
 kA 
 
Onde - IK: Corrente de curto-circuito presumida em kA; 
IK0: Corrente de curto-circuito presumida a montante em kA; 
Cos(ϕϕϕϕK0): Fator de potência de curto-circuito aproximado, dado pela Tabela 9.2; 
L: Comprimento do circuito em metros; 
S: Seção do condutor em mm2. 
 
OBS: Dobrando-se o valor do comprimento “L”, a expressão para sistemas de 380/220 V é aplicável a 
circuitos monofásicos de 220 V e a expressão para sistemas de 220/127 V é aplicável a circuitos 
monofásicos de 127 V. 
 
TABELA 9.2 
IK0 (kA) 1,5 a 3,0 3,1 a 4,5 4,6 a 6 6,1 a 10 10,1 a 20 Acima de 20 
Cos(ϕϕϕϕK0) 0,9 0,8 0,7 0,5 0,3 0,25 
 
 
9.2.2. Tabelas de Correntes de Curto-circuito Presumidas no Secundário de Transformadores 
Trifásicos 
 
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9.3. Coordenação e Seletividade da Proteção 
Os dispositivos de proteção são especificados pelos fabricantes com determinada capacidade de ruptura 
de acordo com a tensão de serviço. Essas capacidades de ruptura são ditadas pelas correntes de curto-
circuito presumíveis, que podem ser suportadas sem causar avarias nas instalações elétricas. 
Consideremos o processo de desligamento dos disjuntores TIPO 3VE da SIEMENS no exemplo 
abaixo, em face de um curto circuito (Figura 9.4). Trata-se de um quadro geral na SE que alimenta dois 
barramentos. É desejável que, para um curto-circuito nos pontos “A” e “B”, atuem os disjuntores 
“Diaquick” (Pavilhão 1) ou 2VE-62 (Pavilhão 2) antes que operem os demais disjuntores que 
alimentam os quadros. 
 
9.3.1 – Curto-circuito no ponto “A” 
Consideremos uma corrente de curto-circuito em “A”: IccA=700 A 
O disjuntor de 15 A atuará em cerca de 0,001 segundos. Se houvesse falha nesse disjuntor o disjuntor 
seguinte 3VE-4, ajustado em 50 A (14 vezes a corrente ajustada), atuaria em 0,03 segundos 
(Figura 9.5-a). Se persistirem as falhas, o disjuntor 3VE-4 do quadro geral de distribuição (QGD), 
ajustado em 63 A, ou seja, 11 vezes a corrente ajustada, atuaria em 0,1 segundos. 
O disjuntor geral do QDG, do tipo 3WE, 630, ajustado para 400 A, para o curto de 700 A, ou seja, 1,75 
vezes a corrente ajustada, atuaria em 2 minutos. Não sendo assegurada a proteção adequada à 
instalação. 
 
9.3.2 – Curto-circuito no ponto “B” 
Consideremos uma corrente de curto-circuitoem “B”: IccB=2000 A 
O disjuntor 3VE62 atuará em cerca de 0,02 segundos. Se houvesse falha nesse disjuntor o disjuntor 
seguinte 3VE-7, ajustado em 350 A (6 vezes a corrente ajustada), atuaria em 5 segundos (Figura 9.5-c). 
Se persistirem as falhas, o disjuntor 3VE-7 do quadro geral de distribuição (QGD), ajustado em 400 A, 
ou seja, 5 vezes a corrente ajustada, atuaria em 9 segundos. 
O disjuntor geral do QDG, do tipo 3WE, 630, ajustado para 2000 A, ou seja, 1 vez a corrente ajustada, 
atuaria em 20 segundos. Ou seja, estaria assegurada a seletividade e a proteção adequada da instalação. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Figura 9.4 
 
 
Figura 9.5 
Diaquick