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Aula 4 Instalações Elétricas

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CCDD – Centro de Criação e Desenvolvimento Dialógico 
 
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Instalações Elétricas 
 
 
 
 
 
Aula 4 
 
 
Prof. Julio Cesar Nitsch 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
CCDD – Centro de Criação e Desenvolvimento Dialógico 
 
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Conversa inicial 
Olá! Seja bem-vindo(a) à quarta aula da disciplina Instalações Elétricas! 
Instalações elétricas não estão imunes a falhas e acidentes. Pelo 
contrário, um sistema elétrico é bastante susceptível a problemas operacionais 
ou a acidentes provocados por situações de terceiros. 
Como engenheiros, devemos considerar os possíveis perigos que cercam 
uma instalação elétrica, desde uma criança que pode colocar um objeto em uma 
tomada até o choque de um caminhão em um poste. 
As proteções para as instalações nos ajudam a salvaguardar o sistema 
elétrico. Nesta aula, estudaremos os conceitos envolvidos em proteções 
elétricas e apresentaremos as formas de instalação necessárias para se 
aumentar a confiabilidade de um projeto. Como já vimos anteriormente, as 
normas de instalações elétricas e de componentes estão sempre nos 
acompanhando e nos respaldando. 
Contextualizando 
Cabe ao engenheiro, na execução do projeto ou na realização de um 
trabalho, escolher a forma de proteger uma instalação elétrica. A solução parece 
simples e já está no domínio público: utilizar um fusível ou um disjuntor. Ao 
instalar um chuveiro, um motor ou uma máquina de lavar roupa, mesmo o leigo 
sabe que deve contar com a proteção de um disjuntor. 
É o engenheiro que faz esse trabalho com uma apuração técnica. Há 
vários detalhes que o leigo desconhece e colocar uma proteção errada pode ser, 
em alguns casos, a pior solução. Quanto maior a instalação ou sua importância, 
também maior é a importância das proteções para o sistema. Ou seja, quando 
do estudo dos tópicos a seguir ou dos livros, preocupe-se com os detalhes de 
cada situação. Dois disjuntores de 25A com curvas B e D são dois disjuntores 
de atuação muito diferente conforme a situação a qual forem submetidos. 
 
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Tema 1: Conceitos para proteção de instalações elétricas 
Ao longo de toda a disciplina, estamos utilizando a NBR 5410:2004 como 
nossa orientadora de desenvolvimento e para a normalização obrigatória. Não 
agiremos diferente nesta aula. A NBR 5410 e outras que serão citadas nos 
colocam o caminho a ser seguido. 
Basicamente, podemos classificar a proteção de circuitos em três 
diferentes situações: 
1. Proteção contra uma sobrecarga. 
2. Proteção contra um curto-circuito ou falta direta. 
3. Proteção contra contato direto. Importante citar que alguns autores não 
classificam esse item como uma proteção de circuito, mas como uma 
proteção ao ser humano, animais, enfim, à vida em todas as suas formas. 
Os dispositivos de proteção têm, quando do seu projeto e fabricação, uma 
determinada corrente nominal de funcionamento que poderíamos dizer ser a 
corrente que o dispositivo pode conduzir de modo contínuo sem incorrer 
em sua atuação. 
Corrente de sobrecarga 
Proveniente da má utilização ou funcionamento de uma carga. 
Geralmente é de 30% a 200% maior que a corrente nominal, não está ligada a 
uma falta elétrica e provoca a atuação da proteção dentro da sua curva térmica. 
Corrente de curto-circuito 
Proveniente de uma falta elétrica na qual um elemento energizado entra 
em contato com uma parte aterrada ou com outro potencial. Quando circula a 
corrente de curto-circuito, conforme as características da instalação, ele pode 
assumir valores bastantes elevados. Os dispositivos de proteção têm uma 
determinada capacidade de suportar essas correntes: a capacidade de ruptura 
ou capacidade de interrupção. 
Corrente de ruptura 
 
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A máxima corrente que um dispositivo de proteção pode suportar sem 
entrar em colapso. Na prática, colapso significa que o dispositivo explode ou 
entra em curto. 
Dessas definições, podemos inferir que as proteções para instalações 
elétricas podem se dirigir às correntes de sobrecarga, de curto-circuito e de 
ruptura. Tecnicamente, podemos observar esses conceitos nas curvas de 
atuação dos componentes de proteção. Duas curvas estão apresentadas a 
seguir. Nas áreas destacadas em vermelho temos os setores de sobrecarga e 
nas áreas em amarelo os setores de corrente de curto-circuito. 
 
 
 
 
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Tema 2: Fusíveis 
As proteções com elemento fusível vêm diminuindo seu papel 
rapidamente. Enquanto eram muito mais baratas que as outras proteções, 
tinham seu mercado garantido, mas com a popularização dos disjuntores devido 
à redução de preço, os fusíveis perderam um grande mercado. Enquanto o 
fusível precisa ser trocado, o disjuntor somente precisa ser rearmado depois do 
reparo de um problema na instalação elétrica. 
Atualmente, poucas são as vantagens dos fusíveis perto de outros 
equipamentos: 
 Elevada capacidade de ruptura, chegando facilmente à casa dos 100 kA; 
 Velocidade de atuação. 
Por outro lado, muitas desvantagens podem ser associadas aos fusíveis: 
 Interrupção individual por fase, o que pode deixar uma carga com 
alimentação inapropriada; 
 Baixa precisão na atuação; 
 Alta susceptibilidade à alteração na curva de atuação devido a esforços 
elétricos, variações de temperatura e choques mecânicos; 
 Custo de manutenção de peças de reposição; 
 Pouca variedade de modelos. 
Vamos fazer uma verificação básica dos fusíveis. Existem muitos modelos 
para diversas aplicações, desde um simples fusível com corpo de vidro, muito 
comum em pequenos aparelhos e automóveis, aos fusíveis industriais. 
A seguir, temos as partes de um fusível industrial e seu conjunto completo 
de suporte. 
 
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Na figura a seguir, temos as curvas características de um conjunto de 
fusíveis. 
 
 
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Verifique que, no eixo das abcissas, temos a corrente que circula pelo 
fusível, e no eixo das ordenadas, o tempo de fusão/atuação do fusível. 
Suponhamos então que, em um circuito de corrente de projeto (IB) de 
22,3A, uma corrente de sobrecarga de 100A circule por um fusível de corrente 
nominal de 35A. A figura a seguir nos mostra que esse fusível atuará em 2 
segundos. 
 
Consulte o livro dos professores Geraldo Cavalin e Severino Cervelin e 
estude mais algumas características dos fusíveis. Veja uma boa apresentação 
sobre fusíveis a seguir: 
http://joinville.ifsc.edu.br/~rogerio.silva/1-
%20T%C3%A9cnico%20Eletroeletr%C3%B4nica/2-
%20M%C3%A1quinas%20El%C3%A9trica%20-
%20M%C3%B3d%203/Semestre%202015_2/Aula7%20e%209%20-
%2020%20e%2027_08_15%20LAB3/Aula_2_Instalacoes_Eletricas-fusiveis.pdf 
Verifique que o fusível não tem uma distinção acentuada ao longo das 
correntes, ou seja, sua atuação em sobrecarga e em curto circuito é similar, 
diferente do disjuntor, componente que veremos a seguir. 
 
 
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Tema 3: Disjuntores 
Os disjuntores, como vimos, ao contrário dos fusíveis, vêm aumentando 
sua participação no mercado. O barateamento dos sistemas de injeção e 
produção se refletiu nos preços dos disjuntores. Esse mercado também cresceu 
porque os disjuntores apresentam uma série de vantagens: 
 Confiabilidade; 
 Estabilidade de funcionamento; 
 Facilidade de recolocação em funcionamento; 
 Abertura de todo o circuito: monofásico, bifásico e trifásico; 
 Possibilidade de agregar acessórios; 
 Possibilidade de integração com um sistema inteligente; 
 Atuação mais definida entre sobrecarga e curto-circuito, item que nos 
leva ao funcionamento do disjuntor. 
Veja na figura a seguir os elementos que mais nos interessam. 
 
1. Contatos e câmara de extinção de arco. 
2. Bobina: sensor das correntes