Aula 03_Protecao Fusiveis 1

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Proteção de sistemas
Considerações iniciais sobre 
dimensionamento de circuitos de 
proteção.
Um circuito elétrico só está adequadamente 
protegido contra as sobrecorrentes quando todos 
os seus elementos, como condutores, chaves e 
outros, estiverem com suas capacidades térmica e 
dinâmica iguais ou inferiores aos valores limitados 
pelos dispositivos de proteção correspondentes. 
Assim, torna-se importante analisar as 
sobrecorrentes e os tempos associados à resposta 
efetiva da proteção.
Introdução
Quando se trata de correntes de sobrecarga, seus módulos são 
muito inferiores aos módulos relativos às correntes de curto-
circuito. 
Por esta razão, as correntes de defeito costumam ser analisadas 
por processos mais detalhistas, como o da integral de Joule. 
Este método é bastante representativo na análise matemática 
dos efeitos térmicos desenvolvidos pelas correntes de curto-
circuito e sua formulação é dada pela Equação:
Introdução
A figura representa a curva típica da 
integral de Joule de um cabo de 
baixa tensão a qual fornece para 
cada valor de corrente a energia 
específica ou energia por unidade 
de resistência (J/Ω = A2 · s).
Introdução
O valor de Ic na figura representa a 
capacidade de corrente do cabo que 
nessas condições atinge a temperatura 
máxima para serviço contínuo e com a 
qual pode operar ao longo de sua vida 
útil, normalmente considerada de 20 
anos. 
Já o valor de Il na mesma figura 
representa o valor limite da corrente 
para a qual o aquecimento do 
condutor é adiabático, isto é, sem 
troca de calor entre o condutor e a 
isolação. Logo, a energia necessária 
para elevar a temperatura para serviço 
contínuo até a temperatura de curto-
circuito é denominada integral de 
Joule.
Introdução
A norma NBR 5410 estabelece que a integral de Joule a qual o dispositivo de proteção 
deve deixar passar não pode ser superior à integral de Joule necessária para aquecer o 
condutor, desde a temperatura máxima para o serviço contínuo até a temperatura limite 
de curto-circuito, ou seja:
• K2 × S2 - integral de Joule para aquecimento do condutor, desde a temperatura máxima 
máxima para serviço contínuo até a temperatura de curto-circuito, admitindo 
aquecimento adiabático.
• K = 115 para condutores de cobre com isolação de PVC e seção inferior ou igual a 300 
mm2;
• K = 103 para condutores de cobre com isolação de PVC e seção superior a 300 mm2;
• K = 143 para condutores de cobre com isolação de EPR ou XLPE;
• S - seção do condutor, em mm2.
Introdução
Ainda da NBR 5410, podemos acrescentar que para um 
curto-circuito de qualquer duração, em que a assimetria da 
corrente não seja significativa, e para curtos-circuitos 
simétricos de duração igual ou superior a 0,1 s e igual ou 
inferior a 0,5 s, pode-se escrever:
Introdução
Introdução
Exemplo
Proteção de sistemas
Fusíveis – sistemas baixa 
tensão
São dispositivos destinados à 
proteção dos circuitos elétricos e 
que se fundem quando 
percorridos por uma corrente de 
valor superior àquela para o qual 
foram projetados.
Os fusíveis atuam dentro de 
determinadas características 
de tempo de 
fusão × corrente, fornecidas em 
curvas específicas de tempo 
inverso, de acordo com o projeto 
de cada fabricante. 
Introdução
Introdução
Os fusíveis são dispositivos de proteção simples e econômicos e, por 
isso, amplamente utilizados, encontrando-se presentes em instalações 
residenciais, em automóveis, em equipamentos eletrônicos, máquinas, 
entre outros. 
Os fusíveis se destinam à proteção contra correntes de curto-circuito ou 
contra sobrecargas de longa duração. 
Entende-se por correntes de curto-circuito, situações anormais de 
corrente, devido ao fato de a impedância em determinado ramo do 
circuito assumir um valor praticamente nulo, causando, assim, um 
repentino e significativo acréscimo da corrente. Isso pode ser 
provocado, por exemplo, por erro na montagem do sistema ou por 
contato direto acidental entre os condutores de uma rede, que pode 
ocorrer entre fases ou entre fase e neutro, ou ainda por um defeito 
qualquer no interior de alguma máquina ou equipamento. 
Introdução
Categorias de utilização de fusíveis
Sua atuação ocorre devido à fusão 
de um elemento elo fusível por 
efeito Joule, em consequência da 
brusca elevação de corrente no 
circuito. 
O material utilizado na confecção 
do elo fusível tem propriedades 
físicas tais que o seu ponto de fusão 
seja inferior ao da liga de cobre com 
alumínio, que é o material mais 
utilizado na confecção de 
condutores de aplicação geral. 
Introdução
Os fusíveis de efeito rápido são empregados em circuitos 
em que não há variação considerável entre a corrente de 
partida (primeiros instantes em que o circuito é 
energizado) e a corrente de regime (funcionamento 
normal após a etapa de partida). 
Os fusíveis de efeito retardado são apropriados para uso 
em circuitos cuja corrente de partida atinge valores 
muitas vezes superiores ao valor da corrente nominal e 
em circuitos que estejam sujeitos a sobrecargas de curta 
duração. 
Introdução – considerações
De modo geral, as seguranças 
fusíveis são classificadas 
segundo as características de 
desligamento em efeito rápido 
ou retardado, segundo a tensão 
de alimentação e também 
segundo a corrente nominal. 
Para aplicações em 
equipamentos eletrônicos os 
mais comuns são os fusíveis em 
cilindro de vidro (de 5x20mm e 
de 6.2 x 32mm, na faixa de 0,5A 
a 30A). 
Introdução – fusíveis de vidro
Introdução – fusíveis cilíndricos (cartuchos)
Introdução – fusíveis cilíndricos (cartuchos)
Introdução – fusíveis NH
Introdução – fusíveis NH
Introdução – fusíveis D
Introdução – fusíveis D
Introdução – fusíveis D
Considerações
Considerações
Considerações
Considerações
Deve-se verificar se o fusível não atua para a corrente de 
partida do motor. 
Para isto, é necessário conhecer o tempo de duração da 
partida, Tpm, e a corrente de partida que irá atravessar o 
elemento fusível, a qual é função das características 
construtivas do motor e do tipo de acionamento empregado 
(chave compensadora, estrela-triângulo etc.).
Pelas curvas tempo versus corrente associadas a cada tipo 
de fusível, pode-se determinar o tempo de atuação do 
fusível Taf, tipos diazed e NH, conhecendo-se o valor da 
corrente de partida do motor. Finalmente deve-se ter:
Introdução – principais características fusíveis NH e diazed
Introdução
Introdução
Introdução
Introdução