Prévia do material em texto
25/03/2020 DISJUNTORES Dispositivo eletromecânico que tem a função de proteger as instalações elétricas. • Todo circuito deve ser protegido por um disjuntor que atuará interrompendo condições de falta e de sobrecarga. • Um disjuntor denominado de disjuntor geral localizado à montante dos outros disjuntores deve proteger todos os circuitos. • A proteção efetuada pelos disjuntores visa interromper condições anormais que danificariam a instalação, a proteção contra choques em seres humanos e animais deve ser efetuada com dispositivo próprio (DR). DISJUNTORES 25/03/2020 Características gerais dos disjuntores. • Atuam por sobrecarga (térmicos), curto-circuito (magnéticos) ou ambas condições (termomagnéticos) • Possuem valores de corrente nominal e de curto-circuito máximo. • Podem ser mono, bi, ou tripolares. • Possuem curvas de atuação diversas. DISJUNTORES Proteção por sobrecarga • Quando o valor da corrente ultrapassa o valor nominal do disjuntor por um determinado tempo, o mesmo atua interrompendo a passagem de corrente. • O tempo de atuação depende do valor da ultrapassagem da corrente e também do tempo que esta corrente permanece acima do nominal. • O disjuntor deve atuar em um tempo inferior ao tempo de sobrecarga suportado pelo condutor. DISJUNTOR TÉRMICO 25/03/2020 Funcionamento com base em um termômetro bimetálico. • Formados basicamente por duas tiras de metal com coeficientes de dilatação térmica diferentes. • Quando as tiras são aquecidas, há uma expansão nas mesmas que, em virtude dos coeficientes diferentes, será diferente. Isto significa dizer que, uma das tiras irá se expandir mais que a outra, causando uma deformação no conjunto. DISJUNTOR TÉRMICO DISJUNTOR TÉRMICO Com o valor da corrente acima de um valor pré-determinado ocorre o acionamento do circuito de disparo do disjuntor através do par bimetálico. 25/03/2020 Proteção por curto-circuito • Em caso de curto-circuito o valor da corrente se elevará rapidamente e o disjuntor deve atuar instantaneamente de modo a garantir a proteção dos condutores e equipamentos. • O disjuntor possui um valor máximo de corrente de curto-circuito 𝐼 que o mesmo consegue abrir seus contatos, acima deste valor o mecanismo não responde de maneira correta. DISJUNTOR MAGNÉTICO Funcionamento com base no eletromagnetismo. • A corrente que atravessa o disjuntor passa por uma bobina gerando um campo magnético que atraí um dispositivo de disparo abrindo os contatos do disjuntor. • Em condições normais (corrente nominal) o valor do campo gerado não é suficiente para desarmar o disjuntor. • Em caso de curto-circuito um alto valor de corrente atravessa o disjuntor o valor do campo magnético gerado é suficiente para a atuação do dispositivo. DISJUNTOR MAGNÉTICO 25/03/2020 Funcionamento com base no eletromagnetismo. DISJUNTOR MAGNÉTICO Combina a proteção por sobrecorrente e curto-circuito em um mesmo dispositivo DISJUNTOR TERMOMAGNÉTICO 03 térmico 07 magnético 25/03/2020 Corrente nominal 𝐼 • Valor da corrente máxima que passa pelo disjuntor sem que haja sua atuação, é o valor para qual o disjuntor deve começar a operar quando este valor é ultrapassado (respeitando os limites de ultrapassagem que serão vistos posteriormente) Corrente de curto-circuito 𝐼 • Valor máximo de corrente de curto-circuito suportada pelo disjuntor, acima deste valor o disjuntor não terá capacidade de abrir seus contatos. VALORES NOMINAIS DOS DISJUNTORES Exemplo de valores típicos dos disjuntores comerciais (fabricante) VALORES NOMINAIS DOS DISJUNTORES 25/03/2020 • O termo monopolar indica que o disjuntor possui protege apenas uma fase, o bipolar protege duas fases e o tripolar três fases. • Em condições gerais, circuitos monofásicos utilizam disjuntores monopolares, circuitos bifásicos disjuntores bipolares e circuitos trifásicos disjuntores tripolares. • Não confundir o termo polaridade deste caso com a palavra polaridade que indica qual o lado da entrada da alimentação, com raras exceções, os disjuntores podem ter os cabos de entrada ligados na posição superior ou inferior. DISJUNTORES MONO, BI E TRIPOLARES Exemplo de ligação de disjuntores com diversos polos DISJUNTORES MONO, BI E TRIPOLARES 25/03/2020 NEMA (National Electrical Manufacturers Association) • Maiores, geralmente de baixa capacidade de interrupção 𝐼 , pouca sensibilidade. DISJUNTORES – ASPECTOS CONSTRUTIVOS DIN (IEC - International Electrotechnical Commission) • Menores, geralmente com maior capacidade de interrupção (𝐼 ), melhores elementos da câmara de extinção, melhores terminais de fixação e melhores atuação por sobrecarga e curto-circuito. DISJUNTORES – ASPECTOS CONSTRUTIVOS 25/03/2020 Indicam qual o tipo de carga que os disjuntores podem proteger de maneira satisfatória.. • Alguns equipamentos podem apresentar correntes de partida com picos de alta intensidade, causando a atuação indevida dos disjuntores, para sanar este problema os disjuntores apresentam “curvas”. • Normalmente no mercado encontra-se as curvas B, C e D. • As curvas são disponibilizadas pelos fabricantes e devem ser utilizadas para uma correta seleção do dispositivo. CURVA DOS DISJUNTORES Devem ser utilizados em cargas puramente resistivas, a corrente instantânea suportada sem atuação é de 3 a 5 vezes a corrente nominal. • Chuveiros • Fornos • Aquecedores • Tomadas DISJUNTOR CURVA B 25/03/2020 Devem ser utilizados em cargas indutivas e corrente de partida média, a corrente instantânea suportada sem atuação é de 5 a 10 vezes a corrente nominal. • Motores • Lâmpadas com reatores • Compressores de ar • Ar condicionado DISJUNTOR CURVA C Devem ser utilizados em cargas com altas correntes de partida, a corrente instantânea suportada sem atuação é de 10 a 15 vezes a corrente nominal. • Grandes motores. • Grandes máquinas de solda. • Grandes cargas indutivas. DISJUNTOR CURVA D 25/03/2020 • Exemplos das curvas e seus valores de atuação com base nos valores da corrente nominal CURVA DE DISJUNTORES • Faixa de disparo térmico • Atuação por sobrecarga. • Faixa de disparo magnético • Atuação por curto-circuito EXPLICANDO A CURVA “B” 25/03/2020 Indicação de mínima atuação. • Para valores de corrente abaixo de 1,13 vezes a nominal, o disjuntor não atua em nenhum momento. • Exemplo: Um disjuntor de 16 𝐴 com uma corrente 17,6 𝐴 não irá atuação em nenhum momento, este disjuntor só desarma com uma corrente acima de 18,08 𝐴. EXPLICANDO A CURVA B Indicação de atuação em uma hora. • Os valores compreendidos entre 1,13 e 1,45 vezes a corrente nominal do disjuntor indicam que a atuação do disjuntor deve ser em no máximo uma hora por atuação térmica. • Exemplo: Disjuntor de 16 𝐴, com uma corrente entre 18,08 𝑒 23,2 𝐴 deve atuar em 1 hora. • 1,45 é considerado como referência em cálculos. EXPLICANDO A CURVA B 25/03/2020 Exemplo: considerando uma corrente de 2 vezes a corrente nominal do disjuntor, qual o tempo de atuação mínima do dispositivo. • O tempo de atuação mínimo será de pouco mais de 10 segundos. • A atuação se dará pelo efeito térmico. EXPLICANDO A CURVA B Com a corrente maior que três vezes a corrente nominal do disjuntor. • Neste caso, a atuação do disjuntor é instantânea. • A atuação se dá pela ação magnética (curto- circuito) EXPLICANDO A CURVA B 25/03/2020 Dois disjuntores com a corrente igual à 2 vezes a corrente nominal. • Ambos disjuntores estariam na região térmica. • Disparos com tempo mínimo de aproximadamente 10 segundos. COMPARANDO AS CURVAS Dois disjuntores com a corrente igual à 3,5 vezes a corrente nominal. • O disjuntor de curva B atuaria instantaneamente por curto-circuito. • O disjuntor de curva C ainda estaria na região de sobrecarga e atuaria em até 3 segundos. COMPARANDO AS CURVAS 25/03/2020 • 5.3.1 Generalidades • 5.3.1.1 Os condutores vivos devem ser protegidos, por um ou mais dispositivos de seccionamentoautomático contra sobrecargas e contra curtos-circuitos. Excetuam-se os casos em que as sobrecorrentes forem limitadas, previstos em 5.3.7, e os casos em que for possível ou mesmo recomendável omitir tais proteções, tratados em 5.3.4.3, 5.3.4.4 e 5.3.5.3. • 5.3.1.3 Os dispositivos previstos em 5.3.1.1 destinam-se a interromper sobrecorrentes antes que elas se tornem perigosas, devido aos seus efeitos térmicos e mecânicos, ou resultem em uma elevação de temperatura prejudicial à isolação, às conexões, às terminações e à circunvizinhança dos condutores. O QUE DIZ A NORMA – NBR 5410 • 5.3.3 Natureza dos dispositivos de proteção. • 5.3.3.1 Dispositivos capazes de prover simultaneamente proteção contra correntes de sobrecarga e contra correntes de curto-circuito. Esses dispositivos de proteção devem poder interromper qualquer sobrecorrente inferior ou igual à corrente de curto-circuito presumida no ponto em que o dispositivo for instalado. PROTEÇÃO CONTRA SOBRECORRENTES 25/03/2020 • 5.3.3 Natureza dos dispositivos de proteção. • 5.3.3.2 Dispositivos capazes de prover apenas proteção contra correntes de sobrecarga. Tais dispositivos geralmente possuem característica de atuação a tempo inverso e podem apresentar uma capacidade de interrupção inferior à corrente de curto-circuito presumida no ponto de instalação. Devem satisfazer às prescrições de 5.3.4. PROTEÇÃO CONTRA SOBRECORRENTES • 5.3.3 Natureza dos dispositivos de proteção. • 5.3.3.3 Dispositivos capazes de prover apenas proteção contra correntes de curto-circuito. Tais dispositivos podem ser utilizados quando a proteção contra sobrecargas for provida por outros meios ou nos casos em que se admite omitir a proteção contra sobrecargas (ver 5.3.4). Esses dispositivos devem poder interromper qualquer corrente de curto-circuito inferior ou igual à corrente de curto-circuito presumida e devem satisfazer as prescrições de 5.3.5. Podem ser utilizados: PROTEÇÃO CONTRA SOBRECORRENTES 25/03/2020 • 5.3.4.1 Coordenação entre condutores e dispositivos de proteção. Para que a proteção dos condutores contra sobrecargas fique assegurada, as características de atuação do dispositivo destinado a provê-la devem ser tais que: a) I ≤ I ≤ I ; e b) I ≤ 1,45 I Onde: 𝐼 é a corrente de projeto do circuito; 𝐼 é a corrente nominal do dispositivo de proteção; 𝐼 é a capacidade de condução de corrente dos condutores (corrigida pela temperatura); 𝐼 é a corrente convencional de atuação do disjuntores em uma hora 1,45𝑥𝐼 (norma); 1,45𝐼 é a corrente de sobrecarga que o condutor deve suportar em uma hora (norma). COORDENAÇÃO Considerando o exemplo anterior, dimensione o disjuntor correto para a proteção dos condutores, sabendo que a corrente encontrada foi de 38,64 𝐴 e um cabo de 10 𝑚𝑚 . EXEMPLO a) I ≤ I ≤ I ; e b) I ≤ 1,45 I 𝐼 = 38,64 𝐴 𝐼 = 42,86 𝐴 𝐼 = 40,00 𝐴 57 × 0,752 = 42,86 Primeira condição 25/03/2020 Considerando o exemplo anterior, dimensione o disjuntor correto para a proteção dos condutores, sabendo que a corrente encontrada foi de 38,64 𝐴 e um cabo de 10 𝑚𝑚 . EXEMPLO a) I ≤ I ≤ I ; e b) I ≤ 1,45 I 𝐼 = 1,45 × 40 = 58 𝐴 Segunda condição 58 ≤ 62,15 O disjuntor de 40 𝐴 cumpre as condições Corrente que o disjuntor atua em 1 hora 1,45 × 𝐼 = 1,45 × 42,86 = 62,15 𝐴 𝐼 = 1,45 × 𝐼 = 58 𝐴 Corrente de sobrecarga que o condutor deve suportar por uma hora I ≤ 1,45 I DIAGRAMA DE CORRENTES