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23/10/2017
1
Prof. Alessandro Martins
UVA –Cabo Frio 
 Sistemas e Dispositivos de Segurança para 
Instalações Elétricas, veremos proteção 
contra:
 Sobrecorrentes e correntes de curto‐circuito
▪ Disjuntores termomagnéticos de BT
▪ Fusíveis
 Choques elétricos
▪ Contatos diretos
▪ Dispositivo residual diferencial
1. Conhecer os fundamentos de funcionamento
e especificação de disjuntores de baixa
tensão
2. Aprender os procedimentos para proteção
contra choques elétricos de contato direto.
3. Adquirir conhecimentos sobre os
dispositivos de proteção contra choque de
contato direto e indireto.
 Equipamentos e condutores, componentes de uma
instalação elétrica são, frequentemente solicitados
por tensões e correntes diferentes dos valores
nominais.
 Estas solicitações aparecem normalmente como
sobrecarga, curto‐circuito, sobretensões e
subtensões.
 As condições anormais de operação podem danificar
as instalações, equipamentos e causar acidentes
envolvendo indivíduos presentes na instalação.
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2
 As condições anormais de operação devem ser limitadas no tempo
de duração e na amplitude.
 Os dispositivos de proteção nas instalações elétricas devem
desligar o circuito nas condições adversas.
 Os principais dispositivos de proteção e segurança são os fusíveis,
os disjuntores e os relés térmicos.
 A proteção em uma instalação elétrica envolve várias etapas:
 Estratégia de proteção.
 Seleção dos dispositivos de atuação.
 Determinação dos valores de calibração dos dispositivos.
 A NBR 5410/2004 estabelece as prescrições
fundamentais destinadas a garantir a
segurança de pessoas, animais e bens
contra os danos que possam resultar da
utilização das instalações elétricas.
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 Definição
“Dispositivo de proteção que, pela fusão de
uma parte dimensionada para tal,
interrompe a corrente elétrica quando esta
excede um certo valor estabelecido,
durante um tempo determinado”.
 Características A proteção de um circuito, cuja corrente de curto-circuito 
é 300 A, é feita por um fusível 
diazed de 63 A. As curvas 
tempo-corrente de cinco 
fusíveis desse tipo são 
mostradas na figura acima.
De acordo com essas 
informações, o tempo mínimo 
de fusão do fusível utilizado, 
em segundo, quando houver 
um curto-circuito, é ....
RESP.: 1 Segundo (100)
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Fonte: Weg Fonte: Merlin Gerin
 Definição
“Equipamento de proteção cuja finalidade
é conduzir a corrente de carga sob
condições nominais e interromper
correntes anormais de sobrecarga e de
curto‐circuito”.
Em resumo, os disjuntores cumprem três funções básicas:
1. Permite abrir e fechar os circuitos 
(manobra), “operando-o como um interruptor, 
seccionando somente o circuito necessário para 
uma eventual manutenção” ou instalação de 
novos equipamentos. 
2. Proteger a fiação, ou mesmo os aparelhos, contra sobrecarga 
por meio do seu dispositivo térmico;
3. Proteger a fiação contra curto-circuito 
por meio de seu disparador ou 
dispositivo magnético.
Disjuntores devem SEMPRE ser ligados aos condutores FASE.
 Disjuntores Termomagnéticos atuam por:
 Efeito térmico com sobrecarga.
 Efeito eletromagnético com corrente de curto‐
circuito.
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 Disparador térmico simples: 
 Elemento bimetálico: duas lâminas de metal
soldadas, com diferentes coeficientes de
dilatação térmica.
 Quando sensibilizadas por uma corrente
superior ao estabelecido ambas dilatam, de
maneira desigual, arqueando o conjunto e
deslocando a barra de disparo.
 Disparador térmico simples
Posição Normal Posição de Disparo
 Disparador térmico Compensado
a) Posição normal b) Posição pré-disparo
Compensa a elevação de temperatura do ambiente.
c) Posição de disparo
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 Disparador magnético:
 Bobina que, quando conduz corrente acima do
valor estabelecido, atrai um êmbolo
ferromagnético processando a abertura dos
contatos do disjuntor.
Disparador magnético
Posição normal Posição de disparo
 Os seguinte itens devem ser discriminados:
 Corrente nominal de operação (In)
 Capacidade de interrupção
 Tensão nominal
 Frequência nominal
 Tipo (térmico, magnético, termomagnético,
ajustável,...)
 A NBR 5410‐2004 estabelece condições que
devem ser cumpridas para que haja
coordenação entre os condutores de um
circuito e o dispositivo de proteção.
 O item 5.3.4 da norma diz que a corrente do
disjuntor deve interromper a corrente de
sobrecarga antes do aquecimento excessivo
dos condutores (até 5 segundos).
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 O item 5.3.4 estabelece que proteção deve 
satisfazer as duas inequações:
e
IB – corrente de projeto
IN – corrente nominal do disjuntor
IZ – capacidade de condução dos condutores vivos
I2 – corrente convencional de atuação do disjuntor ou fusível.
OBS.: a segunda equação é obrigatória para fusíveis e 
dispensável para a maioria dos DTMs que seguem normas 
internacionais, já satisfeitas na 1ª Inequação.
I2
o (In) é a corrente que o disjuntor pode suportar em regime 
ininterrupto, a uma temperatura de referência especificada (30°C) 
• Monopolar: 
• In: 2, 4, 6, 10, 20 e 25 ampères.
• Bipolar:
• tensão de 240v e In de 10, 16, 20, 25, 30, 35, 40, 50, 60 e 70 
ampères,
• tensão 110/220v e In de 6, 10, 15, 20, 25, 30, 40, 50, 60 e 70 
ampères.
• Tripolar: 
• tensões de 240v a 480v e In de 16, 20, 25, 30, 35, 40, 70, 90 e 
100 ampères
• Valores apresentados pela marca Schneider.
 Condição para atuação sob sobrecarga
Deve atuar em no máximo 1h.
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 Ex1: Dimensionar o disjuntor para um chuveiro: 5400VA,
220V. Dados dos condutores: bitola de 4 mm2, capacidade de
condução de 32A.
Solução:
5400 / 220 = 24,55 A 
24,55 A < In < 32 A
Opções: 
a) DTM 25 A
b) DTM 32 A
Qual escolher ?
Disparo Instantâneo:
 As faixas de atuação B, C e D:
 B: de 3 In a 5 In;
 C: de 5 In a 10 In;
 D: de 10 In a 20 In.
Ação do disparador térmico
Efeito de Sobrecarga
Ação do disparador magnético
Efeito de Curto-Circuito
 Ex2: Sendo a corrente nominal
do disjuntor 50 A, estime o
tempo de atuação para uma
corrente de carga de 150A e
300A.
 Solução:
 150A = 3x50A => 3 segundos
 300A = 6x50A => 0,015 segundos
0,015s
3s
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Selecione a corrente (In) do disjuntor de proteção contra sobrecargas de uma 
instalação constituída por condutores isolados Nexans PVC com seção de 2,5 
mm2, em parede termicamente isolante, que vai alimentar uma máquina de lavar 
roupa cuja intensidade de serviço (já ajustada) (IB) é de 14,6 A, 127v.
IB = 14,6 A
s = 2,5 mm2→ IZ = 19,5 A (Tabela 2, pagina 33 indica método A1, Tabela 3 A1-2 resultado)
1ª condição: IB ≤ In ≤ IZ
A intensidade nominal do disjuntor (In) terá que ser maior ou igual a 14,6 A (IB). 
Sabendo que as correntes estipuladas dos disjuntores são de 6 – 10 – 16 – 20 – 25 
– 32 – 40 …encontramos nessa situação o disjuntor com uma intensidade nominal 
de 16 A. Assim, a 1ª condição está verificada:
14,6 < 16 < 19,5
O Corrente ou a intensidade nominal do disjuntor a utilizar seria de 16A.
35
Tabela2, Pagina 33, Catalogo Nexans
36
Tabela 3, Pagina 34, Catalogo Nexans
OBS.: a coluna do valor 3 se refere a sistema trifasicos,
normalmente usada em motores e outros elementos de alta potência
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A proteção contra curto-circuitos das instalações elétricas é assegurada se 
as características dos aparelhos de proteção respeitarem simultaneamente 
as seguintes condições:
Regra do poder de corte: o poder de corte não deve ser inferior à corrente de 
curto-circuito presumida no ponto de localização.
Icc ≤ Pdc
Regra do tempo de corte: o tempo de corte resultante de um curto-circuito 
em qualquer ponto do circuito não deverá ser superior ao tempo 
correspondenteà elevação da temperatura do condutor ao seu máximo 
admissível.
Para curto-circuitos de duração até 5s, o tempo aproximado correspondente 
à elevação da temperatura do condutor ao seu máximo admissível é dado 
pela expressão:
√t = K* (S / Icc)
t - tempo expresso em segundos
S – secção dos condutores em mm2
Icc – corrente de curto-circuito em A, para um defeito franco no ponto mais afastado do circuito.
K – constante, variável com o tipo de isolamento e da alma condutora, igual a 115 para condutores 
de cobre e isolamento em PVC.
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Verificar se o disjuntor de 16A anteriormente seleccionado para protecção contra 
sobrecargas pode ser utilizado na protecção conta curto – circuitos sabendo que:
Regra do poder de corte
• Cálculo da resistência do condutor após o quadro elétrico (QE):
R = (ρ x l) / s → R = (0.0225 x 10) / 2,5 → R = 0,09 Ω
• Cálculo da resistência do conduto antes do quadro elétrico (QE):
R = (ρ x l) / s → R = (0.0225 x 5) / 4 → R = 0,028 Ω
• Resistência total dos condutores: 0,09 + 0,028 = 0,118 Ω
• Cálculo da corrente de curto – circuito:
Icc = U / R → Icc = 230 / 0,118 → Icc = 1949 A
Se esse disjuntor tiver um poder de corte (Pdc) de 3KA pode ser utilizado, 
já que cumpre a condição: Icc ≤ Pdc
MLR
10 m5 m
2,5mm24mm2
QE
NOTA: Os poderes de corte estipulados normalizados são: 1,5 – 3 – 4,5 – 6 – 10 KA
Vide Catalogo da Nexans, Tabela da Página 36.
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Regra do tempo de corte
√t = K x (S / Icc)
t - tempo de corte de um curto – circuito expresso em segundos
S – secção dos condutores em mm2
Icc – corrente de curto-circuito, para um defeito no ponto mais afastado do circuito.
K – constante, variável com o tipo de isolamento e da alma condutora, igual a 115 para condutores 
de cobre e isolamento em PVC.
√t = K x (S / Icc)
√t = 115 x (2,5 / 1949)
√t = 0,15
t = 0,023 s
Como o tempo de corte (23 ms) é menor do que 5 segundos, está verificada a 
regra do tempo de corte.
A proteção contra curto-circuitos das instalações elétricas é assegurada já 
que as características do aparelho de proteção respeita simultaneamente as 
duas condições (Pdc e Tempo de Corte).
Proteções contra contato direto ou indireto
Dispositivo à Corrente 
Diferencial Residual
 “É a perturbação de natureza e efeitos
diversos que se manifesta no organismo
humano ou animal quando este é percorrido
por uma corrente elétrica”.
G. Kindermann, “Choque Elétrico”, Ed. do Autor, Fpolis,2005.
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 A proteção contra choques elétricos é 
regulamentada nas normas:
 NBR 5410‐2004 daABNT
 Normas regulamentadoras 10 e 18 do Ministério
doTrabalho
 Contato direto
 Contato de pessoas e animais diretamente com
partes energizadas de uma instalação elétrica.
 Contato indireto
 Contato de pessoas ou animais com estruturas
metálicas ou condutores que, acidentalmente,
tornaram‐se energizadas.
 O efeito da corrente depende:
 Intensidade da corrente;
 Tempo de exposição;
 Percurso através do corpo humano;
 Condições orgânicas do indivíduo.
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 Medida prioritária
Interrupção imediata 
do fornecimento de energia.
 A proteção deve ser assegurada por:
 Isolação das partes vivas;
 Barreiras ou invólucros;
 Obstáculos
 Colocação fora de alcance.
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 Isolação das partes vivas:
 Deve impedir o contato com as partes vivas da
instalação através de uma isolação que somente
possa ser removida com a sua destruição.
 Barreiras ou invólucros
 Visa impedir todo contato com as partes vivas da
instalação elétrica.
 Obstáculos
 Partes vivas são confinadas em compartimentos
onde só permitido acesso a pessoas autorizadas.
 Colocação fora de alcance
 Consiste em instalar os condutores energizados a
uma altura/distância fora de alcance das pessoas e
animais.
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 Os dispositivos à corrente diferencial‐residual (DR)
constituem‐se no meio mais eficaz de proteção das
pessoas e animais contra choques elétricos.
 Não dispensam o uso de disjuntores e fusíveis.
 DRs também diminuem consumo de energia.
 Princípio de funcionamento
Atuam quando há uma corrente
residual (de fuga) circulando na
instalação.
Fonte: Mamede
Ocorrendo uma corrente de falta à terra Id, a corrente “de retorno” I2 não será mais 
igual à corrente “de ida” I1 e essa diferença provoca a circulação de uma corrente I3 
no enrolamento de detecção. Cria-se, no circuito magnético do relé, um campo que 
vence o campo permanente gerado pelo pequeno imã, liberando a alavanca. A 
liberação da alavanca detona o mecanismo de abertura dos contatos.
Revista EM-
Eletricidade 
Moderna
Funcionamento
Disjuntores e Interruptores 
Diferenciais Residuais - DR
 Dispositivos a DR podem ser:
 Interruptores DR (IDR)
 Disjuntores de proteção
 Tomadas com interruptores DR incorporadas
 Blocos avulsos
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 Deve‐se observar as características técnicas:
 Corrente nominal: Igual ou superior ao DTM
 Corrente diferencial residual nominal: 30 mA
 Tensão nominal: dependente do circuito
 Capacidade de interrupção: Igual ou superior ao DTM
 Frequência: 50 / 60 Hz
 Número de pólos: depende da tensão
 A norma exige DRs em:
 Tomadas em todo local molhado ou sujeito a
lavagem;
 Tomadas em áreas externas;
 Tomadas internas que alimentam equipamentos na
área externa da instalação;
 Nesta aplicações a NBR 5410 obriga o uso de
DRs de alta sensibilidade (If <= 30 mA).
 Devem ser utilizados para proteção:
 De pessoas e animais contra contatos acidentais
com partes vivas da instalação elétrica;
 Contra perigos de incêndio devido a faltas à terra;
 Contra presença de faltas à terra por
equipamentos emmás condições;
 Em locais de grande concentração de umidade.
Dispositivo de Proteção contra 
Surtos – DPS
O que é?
É um dispositivo de proteção conta sobretensões 
transitórias (surtos de tensão) “anulando as descargas indiretas 
na rede elétrica causados por descargas atmosféricas”.
A NBR 5410:2004, item 6.3.5, estabelece as 
prescrições para o uso e localização dos DPS. 
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Dispositivo de Proteção contra 
Surtos – DPS
Modelos
DPS UNIC. 
Cortesia PIAL-
Legrand.
DPS MTM. Cortesia 
MTM.
Vários tipos de DPS. Cortesia ABB.
 Livros
 Creder, Helio , Instalações Elétricas, Editora LTC
 Cotrim, Ademaro A. M.B, Instalações Elétricas, Editora Pearson
 Normas
 NR5410 – Instalações elétricas de baixa tensão
 NBR5413 ‐ Iluminância de interiores (cancelada)
 ABNT NBR ISO/CIE 8995‐1:2013 ‐ Iluminação de ambientes de trabalho Parte 1: Interior
 API RP 540 : Electrical Installations in Petroleum Processing Plants
 ABNT NBR 10898 ‐ . Sistema de iluminação de emergência
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O B R I G A D O
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