6-COMANDO E PROTEÇÃO

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Comando e Proteção
⚫ DISPOSITIVOS DE COMANDO DOS CIRCUITOS
⚫ a) Interruptores: É uma chave capaz estabelecer, conduzir
e interromper correntes sob condições normais do
circuito, que podem incluir sobrecargas de
funcionamento especificadas, como também, conduzir
por tempo especificado correntes anormais, como as de
curto-circuito. É uma chave seca de baixa tensão, de
construção e características elétricas adequadas a
manobras de circuitos de iluminação, de aparelhos
eletrodomésticos e aplicações equivalentes.
⚫ Os interruptores unipolares, simples, paralelos ou
intermediários, devem interromper unicamente o
condutor fase e nunca o condutor neutro. Isto possibilita
reparar e substituir lâmpadas sem risco de choques,
bastará desligar o interruptor.
⚫ Interruptor Simples: É uma peça que permite o
comando de uma lâmpada ou um grupo de lâmpadas
a partir de um ponto.
⚫ 2) Interruptor “three - Way” ou Paralelo: É usado em
escadas ou dependências, cujas luzes, pela extensão
ou por comodidade, se deseja apagar ou acender de
dois pontos diferentes.
⚫ Interruptor “four-Way” ou Intermediário: Permite o
comando de três ou mais pontos diferentes. Este tipo
de sistema exige, nas extremidades, ou seja, junto à
fonte e junto à lâmpada, interruptores “three- Way”.
⚫ 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
⚫ 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.
⚫ 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.
⚫ DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO DOS CIRCUITOS
⚫ Os condutores e equipamentos que fazem parte
de um circuito elétrico devem ser protegido
automaticamente contra curto-circuitos e sobrecargas.
Os dispositivos classificam-se conforme o objetivo a
que se destinam:
⚫ a) dispositivos que assegurem apenas proteção contra
curto-circuito;
⚫ b) dispositivos que protejam eficazmente apenas
contra sobrecargas;
⚫ c) dispositivos que proporcionem segura proteção
contra sobrecarga e curto-circuito.
⚫ 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 presumida;
⚫ Dispositivo com capacidade inferior é admitido se
outro com capacidade necessária estiver a montante;
Onde: Ik = Corrente de Curto-circuito presumida.
 I int = Corrente de abertura da Proteção.
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 disjuntores termomagnéticos também protegem contra
sobrecargas prolongadas.
⚫ 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;
⚫ 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.
Limitação de corrente pelo fusível:
Zonas de fusão e não fusão:
Exemplo de Fusíveis:
Fusível Diazed Fusível tipo NH
⚫ 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.
⚫ Os magnéticos possuem uma bobina que atrai uma peça
articulada quando a corrente atinge um determinado valor;
Característica típica de um disjuntor termomagnético:
• Os eletrônicos compreendem sensores de corrente, processamento de sinais
e comando de atuadores.
Característica tempo corrente de um disparador eletrônico:
⚫ 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.
Correntes convencionais de não-atuação (Int), de atuação (I2) e tempo
convencional para disjuntores BT.
Diferentes categorias de disjuntores de BT
⚫ EXEMPLO DE DISJUNTORES TERMOMAGNÉTICOS
DISJUNTORES MONO, BI, E TRIPOLAR
⚫ 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.
Princípio de funcionamento:
Constituição:
Contatos fixos e contatos móveis;
Transformador diferencial;
Disparador diferencial
⚫ 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.
⚫ 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.
⚫ 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.
Seletividade entre fusíveis
⚫ Uma alimentação com proteção de um fusível de
entrada, havendo três ramificações saindo de um
barramento, protegidas também por fusíveis.
Supondo correntes de serviço diferentes nos ramais,
quando houver um defeito (falta), os fusíveis serão
percorridos pela mesma corrente de curto-circuito.
Figura 5 Proteção de linha e ramais com fusíveis.
⚫ Fusíveis em série serão seletivos quando suas curvas
características de fusão ( suas faixas de dispersão ) não tiverem
nenhum ponto de interseção e mantiverem uma distância
suficiente entre si. A fim de ficar assegurada a seletividade
entre fusíveis, é necessário que a corrente nominal do fusível
protegido seja igual ou superior a 160% do fusível protetor, isto
é:
⚫ Ifn ≥ 1.6 I�
⚫ Ifn = corrente niminal do fusível protegido;
⚫ I� = corrente nominal do fusível protetor
SELETIVIDADE ENTRE DISJUNTORES
⚫ A seletividade entre disjuntores em série só é possível quando o nível das correntes de curto varia
suficientemente nos diferentes pontos da instalação. A corrente de operação do disjuntor de
entrada será ajustada para um cabo de corrente superior à maior corrente de curto possível de ser
atingida no ponto onde o disjuntor de ramal for instalado. Há casos em que as correntes de curto
variam muito pouco devido à baixa impedâncias dos condutores, então só haverá seletividade
através de disparadores de sobrecorrente de curta temporização no disjuntor de entrada
⚫ Suponhamos dois disjuntores: A protegendo a linha e A’ protegendo um ramal fig. 5.23.
⚫ Na faixa correspondente à sobrecarga, a curva A-B do disjuntor de entrada deverá estar
sempre acima da curva A’-B’ do disjuntor do ramal fig. 5.24.
⚫ Para a corrente de curto-circuito ICC , a diferença Δt, entre os tempos de atuação dos dois
disjuntores , deverá ser maior do que 150 milissegundos.
⚫ Δt ≥ 150ms para disparadores eletromagnéticos, Δt ≥ 70ms para disparadores de curta
temporização, ou seja:
⚫ Tad1 ≥ Tad2 + 150⚫ 
⚫ Tad1 = tempo de atuação do disjuntor 1⚫ Tad2 = tempo de atuação do disjuntor 2⚫ 
⚫ A corrente de operação dos disjuntores com disparador de curta temporização deve ser
ajustada para um valor superior ou igual a 25% do valor ajustado para o disjuntor de ramal. ou seja:
⚫ Iad1 ≥ 1.25 Iad2
⚫ Iad1 = corrente de atuação do relé eletromagnético do disjuntor 1.⚫ Iad2 = corrente de atuação do relé eletromagnético do disjuntor 2.
⚫ Quando as correntes de curto-circuito nos pontos de instalação
dos disjuntores são bastantes diferentes , de tal modo que a
corrente de acionamento do disjuntor a montante do circuito
seja superior a corrente de defeito no ponto de instalação do
disjuntor a jusante, obtém-se uma boa seletividade por
escalonamento de correntes, não sendo necessárias as
verificações anteriormente explanadas.
SELETIVIDADE ENTRE DISJUNTOR E FUSÍVEL EM SÉRIE
⚫ Vê-se pela fig. abaixo que só existirá seletividade na faixa de
sobrecarga se a curva característica dos fusíveis não tiver nenhum
ponto de interseção com a curva característica dos disparadores de
sobrecorrente térmicos dos disjuntores. Na faixa de corrente de curto-
circuito, para se obter seletividade, é necessário que o tempo de
atuação do relé eletromagnético do disjuntor seja igual ou superior
em 100ms ao tempo de disparo do fusível, ou seja:
⚫ Tad ≥ Taf + 100ms⚫ Tad = tempo de disparo do relé eletromagnético⚫ Taf = tempo de disparo do fusível.⚫ 
SELETIVIDADE ENTRE FUSÍVEL E DISJUNTOR EM SÉRIE
⚫ Considerando a faixa de sobrecarga, a seletividade é garantida
quando a curva de desligamento do relé térmico do disjuntor não
corta a curva do fusível, fig. abaixo. Já na faixa de curto-circuito, para
se obter seletividade, é necessário que o tempo de atuação do fusível
seja igual ou superior em 50ms ao tempo de disparo do relé
eletromagnético, isto é:
⚫ Taf ≥ Tad + 50ms⚫ Taf = tempo de atuação do fusível, em ms;⚫ Tad = tempo de atuação do disjuntor, em ms.
DPS-DISPOSITIVO DE PROTEÇÃO CONTRA SURTO
⚫ Os Dispositivos de Proteção contra Surtos são equipamentos desenvolvidos
para detectar a presença de sobretensões transitórias na rede e drená-las para
o sistema de aterramento antes que atinjam os equipamentos
eletroeletrônicos.
⚫ Os Dispositivos de Proteção contra Surtos podem ser utilizados em diversas
aplicações: em redes de distribuição de energia elétrica, para proteção de
transformadores e luminárias urbanas; linhas de telecomunicações;
tubulações de companhias de óleo e gás; painéis de energia solar fotovoltaica;
quadros de distribuição de edificações comerciais/residenciais e até mesmo
conectados às tomadas, acoplados aos equipamentos que desejamos proteger.
⚫ Existem três classes de DPS:
Classe I – Dispositivos com capacidade de corrente suficiente para drenar
correntes parciais de um raio. É a proteção primária, utilizada em ambientes
expostos a descargas atmosféricas diretas, como áreas urbanas periféricas ou
áreas rurais. Instalados nos quadros primários (QGBT) de distribuição.
Classe II – Dispositivos com capacidade para drenar correntes induzidas que
penetram nas edificações, ou seja, os efeitos indiretos de uma descarga
atmosférica. Utilizados em áreas urbanas e instalados nos quadros
secundários de distribuição.
Classe III – Dispositivos destinados à proteção fina de equipamentos,
instalados próximos aos equipamentos. São utilizados para proteção de
equipamentos ligados à rede elétrica, à linha de dados e linhas telefônicas.
Esquema de ligação dos DPS
TIPOS DE DPS
A instalação de Para Raios ou DPS são funções distintas e protegem as
instalações elétricas e equipamentos de maneiras diferentes, mesmo sendo
direcionados para a mesma função primordial que é “Proteção contra Surtos
Atmosféricos – Raios”.
O Sistema de Proteção de Descarga Atmosférica- SPDA, está regulamentado
pelas NBR 5410, 5419,e 7117 da ABNT (Associação Brasileira de Normas
Técnicas), O Para Raios tem a função primária de proteção a toda
estrutura externa e interna de uma residência, prédio, estádios, etc.
Já o DPS cuja função é proteger diretamente a rede elétrica interna ou o
equipamento contra uma sobre carga (pulso de alta tensão) oriunda de surto
atmosférico (Raio) externo conduzida através da rede propriamente dita e
descarrega-la diretamente para a terra.