Trabalho Equipamentos Elétricos

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UNIVERSIDADE UNINASSAU 
 
GRADUAÇÃO 
 
ENGENHARIA ELÉTRICA 
 
 
 
 
PAULO FERREIRA CAMPOS FILHO 
 
 
 
 DISJUNTORES 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Recife – PE 
2021 
 2 
 
 
PAULO FERREIRA CAMPOS FILHO 
MAT.: 10002310 
 
 
 
DISJUNTORES 
 
 
 
Trabalho apresentado referente a cadeira 
Equipamentos Elétricos do curso de Graduação em 
Engenharia Elétrica da Universidade Uninassau, 
como requisito para complemento da nota de 1ª 
unidade, sob responsabilidade do Profº Daniel 
Ricardo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
, 
 
 
 
RECIFE – PE 
2021 
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SUMÁRIO 
 
1. INTRODUÇÃO ....................................................................................................................... 4 
2. DESENVOLVIMENTO ....................................................................................................... . 4 
3. CONCLUSÃO ............................................................................................................... .......14 
4. RERERÊNCIAS.....................................................................................................................15 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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1- INTRODUÇÃO 
 
 Este trabalho tem como objetivo demonstrar o funcionamento e construção física de 
disjuntores, bem como sua utilidade no campo da engenharia elétrica. O disjuntor é hoje um 
componente indispensável e um importante mecanismo de segurança para instalações elétricas. 
Sempre que a corrente aumentar repentinamente ou houver um curto-circuito, o disjuntor abrirá o 
circuito até que alguém resolva o problema. Sem um disjuntor a eletricidade seria impraticável 
devido a riscos potenciais de incêndio, danos causados por problemas de fiação ou falha do 
equipamento. 
 
 
2- DESENVOLVIMETO 
 
 Disjuntor é um sistema de segurança de um circuito elétrico, contra sobrecargas 
elétricas ou curtos-circuitos e tem a função de interromper a passagem de corrente elétrica no 
circuito, caso a intensidade da corrente ultrapassar a intensidade limite que, normalmente, 
vem especificada nos próprios disjuntores. 
 Uma boa característica dos disjuntores, é que, além de proteger a corrente, ele 
também serve como dispositivo de manobra (NBR 5361). Os disjuntores de interrupção ao ar 
livre são os mais simples e, historicamente, foram os primeiros equipamentos a serem 
utilizados. Para atender ao crescimento das potencias de interrupção, e a elevação dos níveis de 
tensão nos sistemas elétricos, surgiram os disjuntores a óleo mineral isolante. 
 Na década de 30, os disjuntores a ar comprimido apareceram como a melhor técnica de 
extinção do arco elétrico de alta tensão, resultando do seu emprego uma melhor segurança, tendo 
em vista que na época foram registrados muitos acidentes decorrentes da explosão e incêndio 
de disjuntores a óleo. Em 1953, os EUA construíram o primeiro protótipo do disjuntor a 
SF6. 
 Os disjuntores a vácuo foram fabricados nos início dos anos 70 com boa aceitação 
para utilização em média tensão. Atualmente as perspectivas são de utilização de 
disjuntores a semicondutores, que já estão sendo desenvolvidos em laboratórios. 
 
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 Os disjuntores devem satisfazer as seguintes condições para um funcionamento 
ideal: 
 
 Abrir e fechar um circuito com menor tempo possível; 
 Conduzir a corrente de carga das linhas; 
 Deve suportar termicamente a corrente de carga do sistema; 
 Suporta térmica e mecanicamente a corrente de curto circuito do sistema por um 
determinado tempo especificado; 
 Isolar a tensão do sistema, em relação à terra e entre seus polos, sobre quaisquer 
condições do meio ambiente (sol, chuva, em atmosferas poluídas, etc.); 
 Ter adequada resistência mecânica, não ser afetado por vibrações, ser compacto, requerer 
pouca manutenção e ser de fácil montagem. 
• Disjuntor Termomagnético e alguns outros tipos 
 
 O disjuntor termomagnético é um dos muitos tipos de disjuntores. Eles apresentam 
características que são mais bem aproveitadas em relação à outros tipos de disjuntores, por isso é 
um dos mais usados como disjuntores residenciais e disjuntores comerciais. Esses outros tipos de 
disjuntores podem ser classificados como: 
 
 Disjuntor monopolar: Utilizado em instalações e circuitos que possuem apenas uma 
única fase, como por exemplo circuitos de iluminação e tomadas em sistemas 
monofásicos fase/neutro, seja com fase 127V ou 220V. 
 
 Disjuntor bipolar: Em nada difere dessa definição, somente realiza essa proteção 
monitorando as duas fases que passam por ele. ... O disjuntor bipolar é usado em 
instalações bifásicas, onde se tem duas fases e um neutro, podendo por exemplo ser 
bifásico 220V (Fase – Fase) ou monofásico 127V/220V (Fase – Neutro) 
 
 Disjuntor Tripolar: O que ele oferece é a proteção térmica e magnética ao mesmo 
tempo, por isso possui o nome termomagnético. Eles podem ser monopolares, bipolares 
ou tripolares, trabalhando com baixa tensão, que é de até 1000V em corrente alternada. 
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 Disjuntor Térmico: Funcionam através da deformação de uma lâmina bimetálica, 
quando ocorre uma sobre carga e a corrente elétrica neste disjuntor é maior que a 
aceitável, a lâmina bimetálica se aquece por efeito joule e começa a se deformar, este 
deformamento age diretamente em um contato que em determinado nível 
 
 Disjuntor Magnético: É um modelo indicado principalmente para a proteção de 
equipamentos industriais e de grande porte, garantindo a proteção contra curtos-circuitos 
e sobrecargas de energia. 
 
 
Figura 1: Disjuntor Monopolar, Tripolar e Bipolar termomagnético 
 
 Disjuntor Motor: Se assemelha internamente à um disjuntor comum, oferecendo a 
proteção magnética contra curtos-circuitos e a proteção térmica contra a sobrecarga 
através de um disparador magnético e de um disparador térmico, respectivamente. 
 
 
Figura 2: Disjuntor motor 
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 Disjuntor de Caixa Moldada: A principal característica do Disjuntor de Caixa Moldada é 
sua robustez, pois a capacidade de interrupção do circuito em carga é muito superior em 
comparação com os disjuntores comuns. Foi desenvolvido para a proteção de circuitos de 
distribuição, geradores e motores, eles podem ser encontrados em diversos tipos de 
corrente entre 16A a 1800A. O nome Disjuntor de Caixa Moldada é devido ao tipo de 
montagem blindada do disjuntor, eles são montados em caixas termoplásticas pré-
moldadas, essas caixas compactas formam a carcaça externa do disjuntor geralmente a 
parte externa apresenta duas peças. 
 
 
Figura 3: Disjuntor caixa moldada 
 
 Os disjuntores também podem ser classificados de acordo com a sua curva de ruptura, 
podendo ser B, C ou D, o dimensionamento do disjuntor é uma parte fundamental para garantir a 
segurança da instalação elétrica! É preciso compreender que existe uma categoria apropriada de 
disjuntor para cada tipo de carga, e são justamente estas categorias que vão indicar a curva do 
disjuntor. 
 
• Disjuntor curva B 
 
 Os disjuntores de curva B contam com corrente de atuação de 3 a 5 vezes maior que a sua 
corrente nominal. Por exemplo, a curva de atuação de um disjuntor de 20A varia entre 60 e 100A. 
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Este tipo de disjuntor é muito usado em circuitos com cargas resistivas como por exemplo, 
aquecedor elétrico, chuveiro, torradeira, forno elétrico, ferro de passar e etc. 
 
• Disjuntor curva C 
 
 Os disjuntores de curva C contam com corrente de atuação de 5 a 10 vezes maior que a 
sua corrente nominal. Por exemplo, a curva de atuação de um disjuntor de 20A varia entre 100 e 
200A. Este tipo de disjuntor é muito usado emcircuitos com cargas indutivas, como por 
exemplo, circuitos de iluminação, transformador, motores de pequeno porte, micro-ondas, 
equipamentos de som, televisão, computadores e etc. 
 
• Disjuntor curva D 
 
 Os disjuntores de curva D contam com corrente de atuação de 10 a 20 vezes maior que a 
sua corrente nominal. Por exemplo, a curva de atuação de um disjuntor de 20A varia entre 200 e 
400A. Este tipo de disjuntor é muito usado em circuitos industriais como por exemplo, máquina 
de solda, gerador, ar-condicionado, compressor, motor de grande porte, bomba hidráulica, 
máquina de lavar roupa e etc. 
 Não existe o disjuntor curva A, porque o A em elétrica é usado para Amper e isso poderia 
causar confusão. 
 
Disjuntor Termomagnético: Características 
 
 Esse disjuntor tem um diferencial, que é apresentar duas características principais de 
acionamento para a proteção do circuito! O que ele oferece é a proteção térmica e magnética ao 
mesmo tempo, por isso possui o nome termomagnético. Eles podem ser monopolares, bipolares 
ou tripolares, trabalhando com baixa tensão, que é de até 1000V em corrente alternada. 
Disjuntor Termomagnético: Como Funciona 
 Como dito anteriormente, o disjuntor realiza duas proteções ao mesmo tempo: a 
magnética e a térmica. Veja abaixo como funciona cada uma. 
 
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• Disjuntor Termomagnético: Proteção Magnética 
 
 Veja na imagem abaixo que esse disjuntor possui uma bobina elétrica, também chamada 
de indutor, e que no centro da bobina tem um pistão. A bobina e o pistão em momento algum 
estabelecem contato entre si, porém, quando ocorre um curto circuito, acontece uma interação 
entre eles. 
 
 
Figura 4: Proteção magnética dentro do Disjuntor 
 
 Todo disjuntor possui uma corrente nominal, e o disjuntor foi projetado para trabalhar 
respeitando essa corrente. Consequentemente, a bobina também foi projetada para ter um campo 
magnético, que não deve exercer influência sobre o pistão quando a corrente for menor ou igual à 
corrente nominal. 
 Porém, quando acontece um curto-circuito, a corrente que passa pela bobina sofre um 
grande aumento e o campo magnético da bobina aumenta também, proporcionalmente ao 
aumento da corrente. Esse aumento do campo magnético acaba exercendo uma indução no pistão 
e o “transforma” em um tipo de ímã. 
 Essa indução sofrida pelo pistão faz com que ele movimente-se e acione o mecanismo que 
abre o circuito do disjuntor. Quando isso acontece, o disjuntor desarma, seccionando todo o 
circuito após ele e cumprindo a sua função de proteção. 
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• Disjuntor Termomagnético: Proteção Térmica 
 
 Na imagem abaixo também é possível perceber que há uma pequena chapa de metal na 
composição do disjuntor. Essa chapa é uma chapa bimetálica e é a principal responsável pela 
proteção térmica que o disjuntor realiza! 
 
 
Figura 5: Proteção térmica dentro do Disjuntor 
 
 Essa chapa bimetálica faz a proteção através do conhecido efeito joule, que acontece 
quando uma corrente elétrica passa pela chapa. Essa passagem de corrente pela chapa gera um 
aquecimento e acaba liberando energia na forma de calor, que em determinadas proporções pode 
resultar na mudança da forma da chapa. 
 Ela foi projetada para se modificar quando a corrente ultrapassa o valor nominal do 
disjuntor, ou seja, quando a corrente que passa por esse disjuntor está dentro dos valores da 
corrente nominal, a chapa bimetálica suporta o aquecimento e não muda a sua forma. Porém, 
quando a corrente ultrapassa o valor nominal do disjuntor, a chapa sofre um aquecimento alto e 
acaba se curvando. Ela aciona um mecanismo quando ela se curva, e esse mecanismo secciona 
imediatamente a corrente que passaria para todo o circuito após o disjuntor. 
 Atualmente existem disponíveis no mercado vários tipos de disjuntores, sendo o que 
caracteriza cada um deles é sua técnica de extinção do arco elétrico. As principais 
técnicas são as seguintes: 
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 Sopro magnético: 
Geralmente utilizados em média tensão 24 kV. Nesse tipo de disjuntor os contatos abrem-
se no ar, empurrando o arco voltaico para dentro das câmaras de extinção, onde ocorre a 
interrupção do mesmo. Geralmente são montados em pequenos cubículos. 
 
 Disjuntores a Óleo: 
Possuem câmaras de extinção onde se força o fluxo de óleo sobre o arco. Geralmente 
utiliza-se óleo mineral, devido as suas destacadas características de isolante e extintor, foi 
usado desde os primeiros tempos na fabricação de disjuntores. 
Dentre os disjuntores a óleo tem-se: 
 
 A grande volume de óleo (GVO): Possuem câmaras de extinção onde se força o 
fluxo de óleo sobre o arco. São geralmente utilizados em média e alta tensão até 
230kV. Possuem grande capacidade de ruptura em curto-circuito; 
 A pequeno volume de óleo (PVO): Cobrem em média tensão, praticamente, toda 
a gama de capacidades de ruptura de 63kA.No nível de 138kV a sua capacidade de 
ruptura por câmara está limitada a um máximo de 20kA, o que equivale a dizer 
que para maiores correntes de curto – circuito, (31,5; 40 e 50kA), deve-se 
empregar várias câmaras em série com o uso obrigatório de capacitores de 
equalização e acionamento mais possante. 
 
 Ar comprimido: 
As suas características de rapidez de operação (abertura e fecho) aliadas às boas 
propriedades extintoras e isolantes do ar comprimido, bem como a segurança de um meio 
extintor não inflamável, quando comparado ao óleo, garantem uma posição de destaque a 
estes disjuntores nos níveis alta tensão. Tem como desvantagem o alto custo do sistema de 
geração de ar comprimido e uso de silenciadores quando instalados próximos a 
residências. 
 
 
 
 
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 SF6: 
SF6 é um gás incolor, inodoro, não inflamável, estável e inerte até cerca de 5000°C 
comportando-se como um gás nobre. Utilizado para tensões de ordem maior ou igual que 
AT. 
 
 Figura 6: Disjuntor a Gás SF6 Figura 7: Indicação de pressão do 
 Gás nas câmaras do disjuntor 
 
 Vácuo: 
O vácuo apresenta excelentes propriedades dielétricas, portanto a extinção do arco será de 
forma mais rápida. A erosão de contato é mínima devido à curta duração do arco; 
Praticamente não requerem manutenção, possuindo uma vida extremamente longa em 
termos de números de operações a plena carga e em curto circuito. 
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 Figura 8: Disjuntor a Vácuo 
 
 Disjuntor diferencial: 
Um disjuntor diferencial, ou disjuntor diferencial residual (DR), é um dispositivo de 
proteção utilizado em instalações elétricas. Permite desligar um circuito sempre que seja 
detectada uma corrente de fuga superior ao valor nominal. A corrente de fuga é avaliada 
pela soma algébrica dos valores instantâneos das correntes nos condutores monitorizados 
(corrente diferencial). 
 
 Figura 9: Disjuntor diferencial 
 
 
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3- CONCLUSÃO 
 
 De maneira simples, o disjuntor trabalha basicamente como um interruptor automático, 
que possui um valor de corrente base, seccionando o circuito onde foi instalado sempre que esse 
valor for ultrapassado. É importante destacar que para os disjuntores funcionarem corretamente, é 
essencial o dimensionamento sem erros do circuito e dos componentes que o compõem. 
 Portanto é inadmissível uma instalação elétrica não ser bem dimensionada e protegida 
com um disjuntor, seja ele de qualquer família, dependendo da sua aplicação. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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4- REFERÊNCIAS 
 
Site: 
https://slideplayer.com.br/slide/82423/ 
 
https://www.mundodaeletrica.com.br/disjuntor-termomagnetico-funcoes-e-
caracteristicas/#:~:text=Disjuntor%20Termomagn%C3%A9tico%3A%20Caracter%C3%ADstica
s&text=O%20que%20ele%20oferece%20%C3%A9,at%C3%A9%201000V%20em%20corrente
%20alternada. 
 
https://www.mundodaeletrica.com.br/conheca-a-historia-dos-disjuntores/