Dimensionamento Proteção

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INSTALAÇÕES ELÉTRICAS INDUSTRIAIS
Proteção das Instalações Elétricas
Pós-Graduação em Eletrotécnica e 
Sistemas de Potência
2018
ESPAÇO PARA AMPLIAÇÃO EM 
QUADROS DE DISTRIBUIÇÃO
 Devem ser previstos espaços para ampliações 
futuras em quadros de distribuições;
 Descrito seção 6.5.9.2 da NBR 5410;
 Tabela com quantidade de circuitos e espaços 
reservas:
2
Quantidade de circuitos 
efetivamente disponíveis
N
Espaço mínimo destinado a 
reserva (em número de 
circuitos)
Até 6 2
7 a 12 3
13 a 30 4
N > 30 0,15*N
Nota: A capacidade de reserva deve ser considerada no cálculo do 
alimentador do respectivo quadro de distribuição
DIMENSIONAMENTO DA PROTEÇÃO 
DOS CIRCUITOS
 Os circuitos elétricos obrigatoriamente possuem 
dispositivos que permitem:
a) A interrupção da passagem de corrente por 
seccionamento;
b) A proteção contra curtos-circuitos e sobrecarga.
 Os dispositivos de proteção classificam-se 
conforme seu objetivo:
a) Assegurar apenas proteção contra curto-circuitos;
b) Proteger com eficácia apenas contra sobrecargas.
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DIMENSIONAMENTO DA PROTEÇÃO 
DOS CIRCUITOS
 Dispositivos de comando de circuitos:
 Interruptores unipolares interrompem a corrente no fio 
fase;
 Circuitos alimentados por dois condutores fase 
(bifásico), devem utilizar interruptores bifásicos;
 Circuitos alimentados por três condutores fase 
(trifásicos), devem utilizar interruptores trifásicos;
 Chaves de faca com porta fusíveis: Dispositivos de 
proteção e interrupção simultânea
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DIMENSIONAMENTO DA PROTEÇÃO 
DOS CIRCUITOS
 Chave magnética (comandadas a distância):
a) Chave magnética protetora: Combinação de chave 
magnética com relés de proteção (sobrecarga);
b) Chave magnética combinada: Associação da chave simples 
com relé térmico, fusíveis ou disjuntor (proteção para 
motores)
 Pressostato: Dispositivo de pressão que opera em 
função de pressões predeterminadas;
 Termostato: Dispositivo sensível a temperatura que 
fecha ou abre automaticamente um circuito;
 Contatores: Dispositivos eletromecânicos que 
permitem o comando de um circuito a distância;
 Relé térmico: Protege um equipamento contra danos 
térmicos de origem elétrica.
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DIMENSIONAMENTO DA PROTEÇÃO 
DOS CIRCUITOS
 Relés de subtensão : bobina de mínima tensão que 
numa falta ou queda de tensão interrompe a passagem 
de corrente;
 Relés de tempo: utilizados em manobras temporizadas 
de comando, proteção e regulagem
 Master switch (chave-mestra): Comanda de um só 
ponto várias lâmpadas situadas em locais diferentes;
 Relés de partida: atenua o efeito do torque na partida 
(principalmente de motores de pequeno porte);
 Comando por células fotoelétricas: promovem o 
acionamento automático da iluminação em ambientes 
abertos.
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DIMENSIONAMENTO DA PROTEÇÃO 
DOS CIRCUITOS
 Dispositivos de proteção contra curto-circuitos
 Deve interromper a corrente antes que os efeitos 
térmicos e mecânicos danifiquem as instalações;
 Descrito na seção 5.3.4 da NBR 5410;
 A capacidade de interrupção do circuito deve ser, no 
mínimo, igual a corrente de curto pressumida;
 Dispositivo com capacidade inferior é admitido se 
outro com capacidade necessária estiver a montante;
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intkI I
DIMENSIONAMENTO DA PROTEÇÃO 
DOS CIRCUITOS
 A fórmula para a determinação desse tempo é dada 
por:
 Onde:
 t = duração do tempo em segundos;
 k = constante que depende do tipo de condutor;
 I = corrente de curto-circuito, A;
 S = seção do condutor em mm2.
 Os dispositivos empregados para a proteção contra 
curto-circuitos são:
a) Fusíveis;
b) Disjuntores.
 Os dijuntores termomagnéticos também protegem 
contra sobrecargas prolongadas.
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2 2
2
k S
t
I


DIMENSIONAMENTO DA PROTEÇÃO 
DOS CIRCUITOS
 EXEMPLO 5
Na origem de um circuito de distruibuição com 
condutores isolados de 10 mm2 (k = 115), a corrente de 
curto circuito em 3 ciclos foi de 5kA. Qual é o tempo 
máximo para a atuação do dispositivo de proteção? 
 SOLUÇÃO:
Um disjuntor termomagnético adequado atuará em 0,02 
s.
Um fusível adequado atuará em 0,001 s.
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 
2 2
2
115 10
0,05 segundos
5000
t

 
DIMENSIONAMENTO DA PROTEÇÃO 
DOS CIRCUITOS
 Fusíveis:
 Dispositivo adequadamente dimensionado para interromper a 
corrente de sobrecarga ou curto-circuito;
 Normalização internacional (IEC 60269) e nacional (NBR’s 
11840 a 11849) definem três tipos de fusíveis:
1. gG: para proteção contra sobrecarga e curto-circuitos;
2. gM: apenas proteção contra curto-circuitos (proteção 
contra sobrecarga realizada por relé térmico);
3. aM: apenas proteção contra curto-circuitos (proteção 
contra sobrecarga realizada por proteção complementar);
 Fusível de rolha: seus contatos ficam numa peça roscada;
 Fusível cartucho: o elemento fusível é encerrado num tubo 
protetor de material isolante;
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DIMENSIONAMENTO DA PROTEÇÃO 
DOS CIRCUITOS
 Zonas de tempo:
 Fusível diazed (tipo D): limitador de corrente cujo o tempo é 
tão curto que o valor de crista da corrente não é atingido;
 Fusível NH: limitador de corrente de alta capacidade de 
interrupção, para correntes nominais de 6 a 1.000 A.
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DIMENSIONAMENTO DA PROTEÇÃO 
DOS CIRCUITOS
 Limitação de corrente pelo fusível:
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DIMENSIONAMENTO DA PROTEÇÃO 
DOS CIRCUITOS
 Zonas de fusão e não fusão:
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DIMENSIONAMENTO DA PROTEÇÃO 
DOS CIRCUITOS
 Disjuntores:
 Dispositivos de manobras e proteção, capazes de:
1. Estabelecer, conduzir e interromper correntes em 
condições normais do circuito;
2. Estabelecer, conduzir por tempo especificado e 
interromper correntes em condições anormais do circuito.
 Normalização internacional (IEC 60947-2) e nacional (NBR 
IEC 60947-2);
 Operam com disparadores que podem ser térmicos, 
eletromagnéticos e eletrônicos;
 Os térmicos atuam na ocorrência de sobrecarga moderada. 
Funcionam pela dilatação desigual de suas lâminas;
Alguns possuem uma faixa de corrente ajustável.
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DIMENSIONAMENTO DA PROTEÇÃO 
DOS CIRCUITOS
 Os magnéticos possuem uma bobina que atrai uma peça 
articulada quando a corrente atinge um determinado valor;
 Característica típica de um disjuntor termomagnético:
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DIMENSIONAMENTO DA PROTEÇÃO 
DOS CIRCUITOS
 Os eletrônicos compreendem sensores de corrente, 
processamento de sinais e comando de atuadores.
 Característica tempo corrente de um disparador eletrônico:
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DIMENSIONAMENTO DA PROTEÇÃO 
DOS CIRCUITOS
 Escolha do disjuntor:
As seguintes informações devem ser fornecidas pelo 
fabricante:
a) Tipo (modelo) do disjuntor;
b) Características nominais
- tensão nominal em Vca;
- nível de isolamento;
- curvas características (tempo x corrente)
- corrente nominal;
- frequência nominal;
- capacidade de estabelecimento em curto-circuito;
- capacidade de interrupção em curto-circuito;
- ciclo de operação.
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DIMENSIONAMENTO DA PROTEÇÃO 
DOS CIRCUITOS
 EXEMPLO 6
Dimensione a proteção de um circuito com corrente de 
20,45 A. Os fatores de correção são FCNC = 0,7 e FCT = 1. 
A bitola do condutor é igual a 4,0 mm2.
 SOLUÇÃO:
A corrente de projeto do circuito será de 32,0 A (Tabela).
A forma geral para dimensionamento de dijuntores será:
Assim:
A norma determina as correntes para os dijuntores:
2 – 4 – 6 – 10 – 13 – 16 – 20 – 25 – 32 – 40 – 50 – 63 – 80 – 100 – 125. 
 Logo: 18
 FIO DIS CIRCI FCNC FCT I I   
 32,0 0,7 1 20,45
22,4 20,45
DIS
DIS
I
I
   
 
25DISI A
DIMENSIONAMENTODA PROTEÇÃO 
DOS CIRCUITOS
 Correntes convencionais de não-atuação (Int), de atuação (I2) 
e tempo convencional para disjuntores BT 
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DIMENSIONAMENTO DA PROTEÇÃO 
DOS CIRCUITOS
 Diferentes categorias de disjuntores de BT
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DIMENSIONAMENTO DA PROTEÇÃO 
DOS CIRCUITOS
 Dispositivo diferencial-residual (DR)
 Equipamentos de seccionamento mecânico destinado a 
abertura dos contatos quando ocorre corrente de fuga à 
terra;
 Sua finalidade é proteger vidas humanas contra choques 
elétricos (correntes ≤ 30 mA);
 Não protege o circuito contra sobrecorrentes ou curto-
circuitos;
 Necessita da conexão com o neutro;
 Locais que devem possuir o dispositivo DR:
 Circuitos de banheiros ou chuveiros;
 Circuitos de tomadas externas;
 Circuitos de utilização residencial (cozinha, copa...);
 Circuitos em edificações não-residenciais com tomadas 
que sirva cozinha, copa, lavanderias, áreas de serviço, 
garagens e áreas internas molhadas.
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DIMENSIONAMENTO DA PROTEÇÃO 
DOS CIRCUITOS
 Princípio de funcionamento:
Constituição:
1. Contatos fixos e contatos móveis;
2. Transformador diferencial;
3. Disparador diferencial.
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DIMENSIONAMENTO DA PROTEÇÃO 
DOS CIRCUITOS
 Observações sobre as aplicações dos dispositivos DR
1. Para o esquema TT, se a instalação for protegida por um 
único DR, este deve ser colocado na origem da instalação;
2. Outra opção é o uso de vários dispositivos, um em cada 
derivação;
3. Neste esquema, deve-se levar em consideração o valor da 
resistência de aterramento RA, para não ocorrer tensões 
entre essa e a corrente de fuga de vários DR’s;
4. Cada instalação de um prédio deve possuir proteção 
diferencial própria:
 Administração, apartamentos, lojas, devem possuir DR’s 
localizados nas respectivas origens ou nos quadros de 
distribuição.
5. O condutor de proteção é o único que não deve passar pelo 
DR;
6. Cuidados na instalação de equipamentos CC. 
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DIMENSIONAMENTO DA PROTEÇÃO 
DOS CIRCUITOS
 Seleção dos equipamentos DR de acordo com o esquema de 
aterramento:
Esquema TN: as massas podem ser protegidas por DR. Não há 
a necessidade de ligá-las ao condutor de proteção, desde que 
ligadas a um eletrodo de aterramento;
Esquema TT: se protegido por um único dispositivo DR, este 
deve ser colocado na origem da instalação;
Esquema IT: a corrente residual de não atuação do dispositivo 
deve ser igual ou maior à corrente que circula quando uma 
primeira falta franca à terra afete um condutor fase.
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DIMENSIONAMENTO DA PROTEÇÃO 
DOS CIRCUITOS
 Seletividade
 Escolha adequada de fusíveis e disjuntores de tal 
forma que, na presença de um defeito na instalação, 
uma mínima parte seja afetada;
 A proteção mais próxima do defeito deve ser a 
primeira a atuar;
 Coordenação dos tempos de atuação dos dispositivos 
de proteção;
 Formas de seletividade:
1. Seletividade entre fusíveis;
2. Seletividade entre disjuntores;
3. Seletividade entre disjuntores e fusíveis em série.
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