ANÁLISE DE DISPOSITIVOS DE MANOBRA E DE PROTEÇÃO DE BAIXA TENSÃO

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1 ANÁLISE DE DISPOSITIVOS DE MANOBRA E DE PROTEÇÃO DE BAIXA TENSÃO Conceios, equipamenos e aplicações indusriais. OBJETIVOS. Denro das aplicações de poência da elericidade, a pare indusrial é sem dúvida uma das mais imporanes, sobreudo porque represena a ransformação da energia elérica como pare de um produo, que por sua vez pode ano ser de consumo quano represenar um novo meio de produção. Como al, é freqüenemene inegrane das aividades exercidas pelos profissionais da área, seja na forma de projeos eléricos, insalação dos equipamenos e acessórios, quano de manuenção dos mesmos, esse úlimo faor fundamenal para que se obenha elevada renabilidade e racionalização dos procedimenos indusriais, e com isso cusos e preços oimizados. Denro desses enfoques, o presene exo se desina a inegrar os seus leiores ano no conceio écnico e consruivo dos principais componenes dessas áreas de aividade, quano fornecer os dados que permiam esabelecer e desenvolver os criérios de raciocínio, que vão levar a escolha da melhor solução que o caso em análise requer. Desina-se esse coneúdo ambém a ser pare de um programa de ensino de º Grau e de º Grau, na área de poência, e como al, sem prejuízo da pare de aplicações profissionais, ciar e jusificar faores fundamenais que devem esar presenes no conjuno de conhecimenos que seus leiores devem possuir. Baseado nesses faos, durane o próprio desenrolar das análises, mais conceios serão comenados e inegrados ao objeivo maior que é o de criar uma elevada capacidade de raciocínio, enendendo e aplicando o porque de ceros projeos apresenarem problemas, por não erem sido adequadamene dealhados na hora do projeo, da insalação e da manuenção. PRÉ-REQUISITOS. Enendendo-se o coneúdo que segue como pare de um PROGRAMA DE ENSINO REGULAR ou de um curso de complemenação a profissionais já formados, é úil lembrar que o funcionameno de disposiivos mencionados a seguir vem baseados em princípios eleromagnéicos e físicos, que são: Conceio e formulação de ensão, correne e poência eléricas, ano em correne conínua quando alernada ; Significado de poência aiva, reaiva e aparene; Defasameno angular ensão-correne e conseqüene significado do faor de poência; Fenômeno da indução eleromagnéica e da força eleromoriz induzida. Criação de campos magnéicos, linhas de campo magnéico e forças de aração / repulsão magnéica; Causas do aparecimeno de correnes parasias em núcleos magnéicos e meios de limiá-las e as perdas magnéicas; Resisividade elérica, faores que a definem ( mobilidade do eléron, número de elérons livres e carga uniária do eléron, alem da emperaura ) e, resisência elérica; Perdas Joule e conseqüene elevação de emperaura. Conseqüências; Conceio de reaâncias capaciiva e induiva, e de impedância eléricas. Análise de disposiivos de manobra e de proeção de baixa ensão

2 EQUAÇÕES BÁSICAS. Poência aiva. P = U. I. k onde P = poência aiva ( aenção: não use o ermo WATTAGEM ) U = ensão elérica ( aenção: não use o ermo VOLTAGEM ) I = correne elérica ( aenção: não use o ermo AMPERAGEM ) k = faor que depende do ipo de rede, a saber: k =, no caso de correne coninua k = faor de poência x rendimeno, no caso de correne alernada monofásica k = raiz quadrada de rês x faor de poência x rendi meno, no caso de correne alernada rifásica. Unidade de medida: o wa ( W ), e, em fase de aleração, o cavalo-vapor ( cv ). O cavalo-vapor ( cv ) esá sendo eliminado na caracerização da poência de moores, pois não é unidade de medida elérica e sim mecânica. Noa: os ermos WATTAGEM, VOLTAGEM e AMPERAGEM não devem ser usados, por não consarem da erminologia da ABNT. Poência reaiva Definição : Em regime permanene senoidal, é a pare imaginária da poência complexa P r = U. I, onde U e I em o mesmo significado indicado acima Unidade de medida: o vol-ampére ( VA ) Poência aparene. Definição: Produo dos valores eficazes, da ensão e da correne. Noa : em regime permanene senoidal, é o módulo da poência complexa Unidade de medida: ambém o vol-ampére ( VA ). Poência complexa. Definição: Para ensão e correne senoidais, é o produo do fasor ensão pelo conjugado do fasor correne. Unidade de medida: produo veorial de vol-ampére ( VA ) Perdas. Definição: Diferença enre a poência de enrada e a de saída. Observe-se que exisem diversos ipos de perdas, ais como no cobre ( as do conduor, ou perdas joule ), no ferro ( as do núcleo magnéico ), dieléricas ( as do maerial isolane ) ou ainda, as perdas em carga, em vazio e as oais. Análise de disposiivos de manobra e de proeção de baixa ensão

3 Caracerísica comum dessas perdas é a de se apresenarem na forma de uma elevação de emperaura ( aquecimeno ), a qual deve ser acrescida á emperaura ambiene, e a soma das duas deve ser perfeiamene suporada pelos maeriais uilizados na consrução do componene ou equipameno por um empo especificado na norma respeciva. A correlação enre o nível de emperaura suporável, as perdas, a correne admissível e a poência disponível, levam a algumas conclusões imporanes, a saber:. Quano maior a emperaura admissível nos maeriais uilizados ( sobreudo nos isolanes, que são mais críicos nesse aspeco ), maior a poência disponível no componene ou equipameno.. Quano maior a emperaura ambiene, auando sobre um dado equipameno, menor é a poência disponível, e. Quano mais inensa a refrigeração ( roca de calor ) que aua sobre o equipameno, maior é a poência disponível. Essas conclusões podem ser muio imporanes quando do dimensionameno e insalação de um equipameno, e nos levam a necessidade de um levanameno compleo das condições ambienais, no local da insalação. Perdas joule. São dadas por: P j = I. R, onde P j = perdas joule, medidas em was ( W ), I = correne passane ( A ) R =resisência do circuio ( Ω ) Unidade de medida: o wa ( W ) Resisência elérica. R = resisividade elérica ( ρ ) x comprimeno do conduor ( l ) / seção conduora ( s ). O valor dessa resisência, e ambém da resisividade, é dependene da emperaura: quano maior a emperaura, maior o valor de R. Unidades de medida: Da resisência elérica, o ohm ( Ω ) Da resisividade elérica, o ohm x milímero quadrado / mero ( Ω. mm / m ) Da seção, em milímeros quadrados ( mm ). Aquecimeno dos componenes. O aquecimeno é dado por : Q = I., onde Q é o aquecimeno, medido em joules ( J ) ou em calorias ( cal ). A caloria é uma unidade de medida ainda admiida emporariamene. A unidade oficial é o joule. Lembrar que cal =,88 j. Essas são algumas das formulas que devem ser lembradas, durane a análise do que segue. Análise de disposiivos de manobra e de proeção de baixa ensão 7

4 NORMALIZAÇÃO TÉCNICA. Ao raarmos de assunos écnicos, como no presene caso, é de fundamenal imporância que o fuuro profissional seja orienado no senido de saber que o aendimeno às Normas Técnicas é condição primeira e básica para o correo desempenho de suas aividades. Em ouras palavras, não aender a norma nos seus projeos, consrução de componenes, insalação de sisemas e sua manuenção, leva a soluções inadmissíveis no meio écnico e vão prejudicar a confiabilidade da auação desse profissional. Consequenemene, odo aquele que exerce ou vai exercer uma aividade écnica, deve esar aualizado no que diz respeio às normas publicadas pela Associação Brasileira de Normas Técnicas ABNT, analisar e aplicar seus coneúdos, ficando o profissional com a liberdade de uilizar soluções comprovadamene melhores do que as definidas nessas normas. Porano, as condições ciadas nas normas são CONDIÇÕES MÍNIMAS a serem aendidas. As normas écnicas brasileiras, de acordo com a regra básica esabelecida denro da ABNT, devem esar coerenes com as normas inernacionais da Comissão Eleroécnica Inernacional IEC, que engloba odas as normas da área elérica com exceção das ligadas a ransmissão de pulsos, como é o caso das de elecomunicações no seu odo. Isso, para que não hajam conflios em ermos inernacionais, seja dos produos aqui produzidos, seja de ecnologias imporadas. Enreano, em algumas áreas de produos, como é o caso de ransformadores de disribuição, e como conseqüência da radição que foi implanada há muio empo por fabricanes, ouras normas poderão excepcionalmene ser a referência. As normas da ABNT vem caracerizadas por um conjuno de leras ( NBR ) e números que as idenificam. As leras NBR significam Normas Brasileiras de Referência, sendo que em ermos de coneúdo, assim se apresenam: As NORMAS GERAIS, aplicadas às meodologias de insalação e de projeo. Por exemplo, a norma de INSTALAÇÕES ELÉTRICAS DE BAIXA TENSÃO NBR 0. As ESPECIFICAÇÕES, que indicam as condições écnicas a serem aendidas. Por exemplo, as condições écnicas que devem esar presenes num CABO DE COBRE ISOLADO COM PVC esão definidas na norma NBR 788, para um nível de ensão enre kv e kv. Os METODOS DE ENSAIO, que, como o próprio nome diz, definem os procedimenos normalizados a serem seguidos quando do ensaio de um componene ou equipameno, nos seus mais diversos aspecos: monagem do circuio ou do disposiivo de ensaio, insrumenação quano a sua exaidão, emperaura de referência, aliude de referência, ec. Noa-se porano, que:. Ao fazer o ensaio de um componene para a deerminação de suas caracerísicas nominais e evenuais, exise uma regulamenação que vem baseada em faores necessariamene presenes para que essas caracerísicas exisam. Serão essas as caracerísicas a serem gravadas na PLACA DE CARACTERÍSTICAS, que idenificam o componene ou equipameno. Se enreano, faores como emperaura, aliude, ec. forem diferenes dos normalizados, os valores de placa precisam ser corrigidos.. Esa esruura das normas brasileiras, acompanhando a sisemáica da IEC, esão sendo modificada para uma única norma por produo, que já engloba odos os aspecos ( especificação, ensaios, represenação gráfica e lieral, evenual padronização aplicável ao produo ), ornando desnecessária a consula a diversos exos de norma. Análise de disposiivos de manobra e de proeção de baixa ensão 8

5 . As normas écnicas acompanham a evolução das écnicas e de maérias primas. Consequenemene, são feias periodicamene, revisões e novas publicações, com coneúdos parcialmene diferenes, o que invalida a edição anerior dessa norma, na qual se maném o número e se alera o ano de publicação. Porano, é necessário cuidado no uso de uma norma, para que se enha cereza de que o exo que esamos usando realmene esá em vigor! As normas de SIMBOLOS GRÁFICOS e de SIMBOLOS LITERAIS informam como um componene deve ser idenificado no seu esquema de ligação, ano no desenho do símbolo quano na lera que o deve caracerizar. Nos anexos e ( páginas 9 a 98 ) vamos enconrar um exrao dos principais símbolos gráficos e a reprodução da abela de símbolos lierais da NBR 80. As normas de PADRONIZAÇÃO são necessárias em alguns casos de pares e componenes eléricos, para permiir a inercambialidade. Por exemplo: alura do eixo de moores, por grupo de poências. Em odas essas normas, exise o iem DEFINIÇÕES, que conem a TERMINOLOGIA TÉCNICA a ser uilizada. Essa erminologia esá inimamene ligada ao SISTEMA INTERNACIONAL DE UNIDADES DE MEDIDA SI, que conem as grandezas físicas, sua represenação e as unidades de medida e suas abreviauras e modo de redação. Porano, sem enrarmos nesses enfoques, devemos er presene a necessidade de conhecer dealhadamene, o SISTEMA SI. Para esclarecer dúvidas relaivas a Unidades de Medida, consular o Insiuo Nacional de Merologia, Normalização e Qualidade Indusrial INMETRO. Normas écnicas dos principais componenes eléricos. As normas aplicáveis aos componenes ciados no exo que segue, em a referência IEC. Vamos enender esse dealhe. No anes exposo, ficou ciado que as normas da ABNT seguem basicamene as normas da IEC, salvo algumas exceções. Vimos ambém que os coneúdos são periodicamene aualizados, de modo que cada vez que a norma IEC é aualizada, segue-se, após algum empo, a aualização da norma brasileira. Como, por ouro lado, os fabricanes devem apresenar aos seus consumidores, sempre produos de acordo com as úlimas condições normaivas exisenes, a indúsria opa, por exemplo, em indicar as normas IEC aualizadas como referência de seus produos, que sempre anecedem às normas regionais, como as da ABNT. Por essa razão, as normas ciadas no presene caso são: IEC 097- Equipamenos de manobra e de proeção em baixa ensão Especificações IEC 097- Disjunores IEC 097- Seccionadores e seccionadores-fusível IEC 097- Conaores de poência, relés de sobrecarga e conjunos de parida. IEC 097- Conaores auxiliares, boões de comando e auxiliares de comando. IEC Conecores e equipamenos auxiliares IEC 09- Fusíveis para baixa ensão IEC 09- Conjunos de manobra e comando em baixa ensão NBR 0 Insalações Eléricas de Baixa Tensão. NBR 80 Símbolos Lierais de Elericidade Símbolos Gráficos ( normas IEC / DIN / NBR ) Análise de disposiivos de manobra e de proeção de baixa ensão 9

6 TERMINOLOGIA. Para o devido enendimeno dos ermos écnicos uilizados nesse exo, desacamos os que seguem, exraídos das respecivas normas écnicas. Seccionadores. Disposiivo de manobra ( mecânico ) que assegura, na posição abera, uma disância de isolameno que saisfaz requisios de segurança especificados. Noa: um seccionador deve ser capaz de fechar ou abrir um circuio, ou quando a correne esabelecida ou inerrompida é desprezível, ou quando não se verifica uma variação significaiva na ensão enre erminais de cada um dos seus pólos. Um seccionador deve ser capaz ambém de conduzir correnes em condições normais de circuio, e ambém de conduzir por empo especificado, as correnes em condições anormais do circuio, ais como as de curo-circuio. Inerrupor. Chave seca de baixa ensão, de consrução e caracerísicas eléricas adequadas à manobra de circuios de iluminação em insalações prediais, de aparelhos elerodomésicos e luminárias, e aplicações equivalenes. Noa do auor: essa manobra é enendida como sendo em condições nominais de serviço. Porano, o inerrupor inerrompe cargas nominais. Conaor. Disposiivo de manobra ( mecânico ) de operação não manual, que em uma única posição de repouso e é capaz de esabelecer ( ligar ), conduzir e inerromper correnes em condições normais do circuio, inclusive sobrecargas de funcionameno previsas. Disjunor. Disposiivo de manobra ( mecânico ) e de proeção, capaz de esabelecer ( ligar ), conduzir e inerromper correnes em condições normais do circuio, assim como esabelecer, conduzir por empo especificado e inerromper correnes em condições anormais especificadas do circuio, ais como as de curo-circuio. Fusível encapsulado. Fusível cujo elemeno fusível é compleamene encerrado num invólucro fechado, o qual é capaz de impedir a formação de arco exerno e a emissão de gases, chama ou parículas meálicas para o exerior quando da fusão do elemeno fusível, denro dos limies de sua caracerísica nominal. Relé ( elérico ). Disposiivo elérico desinado a produzir modificações súbias e predeerminadas em um ou mais circuios eléricos de saída, quando ceras condições são saisfeias no circuio de enrada que conrolam o disposiivo. Noas do auor: O relé, seja de que ipo for, não inerrompe o circuio principal, mas sim faz auar o disposiivo de manobra desse circuio principal. Assim, por exemplo, exisem relés que auam em sobrecorrene de sobrecarga ou de curo-circuio, ou de relés que auam perane uma variação inadmissível de ensão. Por ouro lado, os reles de sobrecorrene perane sobrecarga ( ou simplesmene relés de sobrecarga ), por razões consruivas, podem ser érmicos ( quando auam em função do efeio Joule da correne sobre sensores bimeálicos ), ou senão elerônicos, que auam em função de sobrecarga e que podem adicionalmene er ouras funções, como supervisão dos ermisores ( que são componenes semiconduores ), ou da correne de fuga. Análise de disposiivos de manobra e de proeção de baixa ensão 0

7 Quano as grandezas eléricas mais uilizadas nesse esudo, desacamos: Correne nominal. Correne cujo valor é especificado pelo fabricane do disposiivo. Noa do auor: Essa correne é obida quando da realização dos ensaios normalizados, conforme comenário anerior. Correne de curo-circuio. Sobrecorrene que resula de uma falha, de impedância insignificane enre conduores energizados que apresenam uma diferença de poencial em funcionameno normal. Correne de parida. Valor eficaz da correne absorvida pelo moor durane a parida, deerminado por meio das caracerísicas correne-velocidade. Sobrecorrene. Correne cujo valor excede o valor nominal. Sobrecarga. A pare da carga exisene que excede a plena carga. Noa: Esse ermo não deve ser uilizado como sinônimo de sobrecorrene. Noa do auor: Sobrecorrene é um ermo que engloba a sobrecarga e o curocircuio. Capacidade de Inerrupção. Um valor de correne presumida de inerrupção que o disposiivo é capaz de inerromper, sob uma ensão dada e em condições prescrias de emprego e funcionameno, dadas em normas individuais. Noas do auor: A capacidade de inerrupção era anigamene chamada de capacidade de rupura, ermo que não deve mais ser usado. O valor da capacidade de inerrupção é de paricular imporância na indicação das caracerísicas de disjunores, que são, por definição, disposiivos capazes de inerromper correnes de curo-circuio, o que os demais disposiivos de manobra não fazem. Resisência de conao. Resisência elérica enre duas superfícies de conao, unidas em condições especificadas. Noa do auor: esse valor é de paricular ineresse enre peças de conao, onde se desaca o uso de meais de baixa resisência de conao, que são normalmene produzidos por meais de baixo índice de oxidação, ou senão ainda, quando duas peças conduoras são colocadas em conao físico, passando a correne elérica de uma superfície a oura. É por exemplo, o que aconece enre o encaixe de fusíveis na base e a peça exerna de conao do fusível, que não pode ser fabricada com maeriais que possam apresenar elevada resisência de conao. Análise de disposiivos de manobra e de proeção de baixa ensão

8 K REPRESENTAÇÃO GRÁFICA E LITERAL DOS COMPONENTES DE UM CIRCUITO. Um esquema elérico, ( e não um diagrama ) é a represenação dos componenes que o compõe, de acordo com as normas de Símbolos Gráficos e Símbolos Lierais. Vejamos abaixo o esquema com circuios de manobra principais represenando uma insalação elérica indusrial.. M ~ I >. T A. V.. T. P... Q T I > F,, Q Q Q... M ~ P. P... F,, F,7,8 F9,0, F,, F8 Q K F9 K K Q K F0 I > M ~ K F F,,7 G T Transformador de alimenação Q Disjunor de enrada T Transformador de medição para correne T Transformador de medição para ensão P Amperímero para medição de correne P Volímero para de medição de ensão P Equipameno para múlipla medição Q Disjunor para disribuição Q Seccionador sob carga de disribuição F,, Fusíveis para proeção na disribuição Q Seccionador-fusível para manobra e proeção na disribuição F,,8 a F,, Fusíveis reardados dos ramais de moores K a K Conaores para manobra dos moores F8 a F Relés de sobrecarga para proeção dos moores Q Seccionador para manobra direa da carga Q Disjunor de enrada para ramal de moor K Conaor de enrada para ramal de moor F,,7 Fusíveis ulra-rápidos para proeção dos componenes elerônicos de poência G Parida suave ( sof-sarer ) No caso, raa-se de uma represenação UNIFILAR, que é basane esclarecedora quano aos componenes do circuio, mas perdem-se dealhes do ipo em que fase esão ligados os componenes. Para eliminar esse inconveniene, é necessário fazer a represenação MULTIFILAR. No presene caso, que é o de uma rede rifásica ( L,, ) passaria a ser uma represenação TRIFILAR. Ou senão, no esquema de comando ( veja página seguine ), o de uma represenação BIFILAR, pois nesse caso emos um circuio alimenado por dois conduores em forma monofásica ou bifásica. Exisem algumas condições básicas que devem ser respeiadas, ao reunir os componenes de um circuio, as quais podemos sineizar do seguine modo: A enrada do sisema deve possuir a melhor qualidade de operação e proeção para aender com segurança as circunsancias de PIOR CASO, como por exemplo, proeger os componenes conra a ação érmica e dinâmica da correne de curocircuio. A esruura do sisema é basicamene dada pela necessidade da divisão de cargas, assegurando uma elevada praicidade e confiabilidade ao sisema, bem como aender a ceras imposições normalizadas, al como no caso da parida de moores, com a inserção de méodos de parida para poências nas quais as normas o exigem. Ao ser feia a monagem de um al circuio, observar correos méodos de insalação, bem como, na hora de aplicar carga, aender a orienação da respeciva norma de aplicação de carga, para não prejudicar o seu desempenho fuuro. Análise de disposiivos de manobra e de proeção de baixa ensão M ~

9 Semelhanemene ao iem anerior, conhecer a meodologia de manuenção ciada na norma do produo em quesão, para assegurar uma VIDA ÚTIL a mais prolongada possível. Com isso, são minimizados invesimenos fuuros para maner o sisema funcionando, o que eleva a renabilidade da insalação indusrial alimenada por esse circuio. Os circuios de manobra principais em normalmene associados a eles, os circuios de comando, no qual esão ligados os componenes para manobra manual e auomáica,e de proeção. Um desses circuios esá represenado no que segue, e no caso se raa do circuio de comando de uma parida esrela-riângulo. O funcionameno e uso dos mesmos serão objeo de comenários poseriores. Circuio de comando Exemplo: Parida esrela-riângulo F F F. F7 9 9 S S0 S K.. K K 8 K K K A A A A. K A A K A A K K H F, F, F Fusíveis para proeção do circuio de comando T Transformador para alimenação do comando F7 Conaor auxiliar ( NF ) do relé de sobrecarga S Chave fim de curso de proeção do sisema de parida S0 e S Boões de comando de impulso para liga e desliga K Relé de empo e conaos emporizados K, K, K Bobinas dos conaores e conaos auxiliares H Sinalização do regime de operação Análise de disposiivos de manobra e de proeção de baixa ensão

10 GRANDEZAS QUE CARACTERIZAM UM COMPONENTE / EQUIPAMENTO. Cada componene/equipameno em gravado exernamene, aravés de uma placa de caracerísicas ou de uma gravação em alo ou baixo relevo, as grandezas principais que o caracerizam. Nos manuais/caálogos écnicos que o acompanham, mais ouros dados imporanes poderão esar sendo mencionados. Assim, no caso de componenes eléricos, são básicas as indicações: Tensão (elérica) nominal ( U n ) e correne ( elérica ) nominal ( I n ) Freqüência nominal ( f n ) Poência presene no circuio a que se desina ( P n ) Evenualmene a correne máxima de curo-circuio, no caso de disjunores ( I cu / I cs ) Normas que se aplicam aos componenes, ano as especificações quano os méodos de ensaio. Observe: o símbolo da grandeza ensão elérica é o U e não o V. Esse úlimo é a abreviaura de sua unidade de medida ( vol ), e não da grandeza. Noa: Veja dados de encomenda dos principais componenes eléricos na página 9. Somado a essas indicações, vem ambém a indicação de como o fabricane caraceriza o seu produo. Assim, os disjunores de fabricação da Siemens são idenificados por WN...; um fusível Diazed, por SB..., e assim por diane. Mas, ao lado dessas grandezas básicas, ouras ão imporanes quano essas, que caracerizam os produos, passarão a ser analisadas agora: Curvas de carga. As cargas, eléricas ( p.ex. lâmpadas incandescenes ) ou eleromecânicas ( p.ex. moores ), alimenadas por um circuio elérico, apresenam caracerísicas eléricas diferenes, como pode ser observado nas ilusrações da página. Basicamene, emos rês ipos de cargas das quais uma sempre predomina em cada componene/equipameno, sem porém deixar de exisir uma parcela de ouras formas de carga simulaneamene presene. Assim: - Cargas induivas, como a dos moores eléricos. Porém, a presença de um cero efeio resisivo, manifesado pela exisência das perdas joule, comprova que, ao lado dessa carga induiva, enconramos, não sem imporância, a carga resisiva. - Cargas predominanemene resisivas, como as enconradas em fornos eléricos e lâmpadas incandescenes, e - Cargas predominanemene capaciivas, como as enconradas nos capaciores, sem com isso excluir a presença, em menor inensidade, de cargas induivas ou resisivas nesse componene. Vamos fazer uma análise mais dealhada de cada uma das rês formas de curvas de carga. Análise de disposiivos de manobra e de proeção de baixa ensão

11 . Cargas induivas. Se caracerizam por uma correne de parida, algumas vezes maior que a nominal, correne essa que vai aenuando sua inensidade com o passar do empo, ou seja, conforme o moor vai elevando sua velocidade, como pode ser viso no gráfico que em no eixo dos empos a unidade de medida o segundo, e no eixo das correnes, o múliplo da correne nominal ( x I n ). Essa correne maior é conseqüene da necessidade de uma poência maior no início do funcionameno do moor, para vencer as inércias mecânicas ligadas ao seu eixo, que em úlima análise são as apresenadas pela máquina mecânica que o moor deve movimenar. Uma vez vencida a inércia, o moor reduz a correne e alcança o seu valor nominal ( I n ). Devido a correne de parida maior que a nominal, surgem perdas eléricas e fluuações na rede, que precisam ser conroladas. Lembrando que, para uma cera ensão de alimenação, a correne é direamene proporcional á poência, os problemas ciados são aceiáveis para cargas induivas de pequeno valor, exigindo, porém, medidas de redução da poência envolvida para cargas de valor mais elevado. Nesse senido, na área da baixa ensão, cujos circuios devem aender a norma NBR 0, esando em vigor a sua edição de 997 na época da redação do presene esudo, enconramos no seu iem.. a deerminação de que somene para poências mooras aé,7 kw ( cv ) inclusive, a ligação dessa carga induiva pode ser feia direamene, sem a redução supramencionada. Acima dessa poência, o primeiro passo é a consula a Concessionária de Energia no local da insalação desse moor, sobre o limie aé o qual é permiida a parida direa, a plena ensão pois esse valor depende das condições de carga em que a rede de alimenação se enconra. É imporane não esquecer desse dealhe na hora de definir o circuio de alimenação de uma carga moora, sob pena de fazer um projeo errado.. Cargas resisivas. Pela análise da curva de carga, noa-se claramene que a relação empo x correne evolui de um modo oalmene diferene. De um lado, no eixo dos empos, a escala é de milissegundos, demonsrando que a duração de um pico inicial de correne é muiíssimo menor, e consequenemene menores os efeios daí resulanes, como é o caso do aquecimeno, enquano que no eixo da correne, coninua ser o múliplo da correne nominal ( x I n ). Por ouro lado, é bem maior o pico de correne, que chega a valores da ordem de 0 vezes o valor nominal. Mas no seu odo, o produo correne x empo se apresena bem menos críico do que no caso das cargas induivas, o que vai er uma influencia no valor da grandeza de manobra dos disposiivos. Assim, como podemos observar nas informações relaivas a capacidade de manobra de conaores, o valor numérico da correne I e / AC- de um dado conaor é sensivelmene maior do que perane cargas mooras (I e / AC- e AC- ), conforme veremos mais adiane.. Cargas capaciivas. Vejamos a curva de carga nesse caso. Vamos enconrar, sobre eixos de coordenadas referências de empo e correne similares ao caso anerior, alguns picos de sobrecorrene mais críicos, porém de cura duração. Porano, o efeio de aquecimeno e o dinâmico sobre os componenes do disposiivo é de imporância, com um pico de 0 x I n, o que pode compromeer uma manobra nessa eapa de carga. Por essa razão, Análise de disposiivos de manobra e de proeção de baixa ensão

12 disposiivos de manobra para capaciores precisam ser de ipo especial ou o usuário deve consular o fabricane sobre qual o disposiivo de manobra a ser usado. TIPOS DE CARGA Desenvolvimeno de parida Carga induiva ( x I n ) Exemplo: Moor rifásico com roor em curo-circuio Pico de correne na ligação 8. I n ( cos ϕ = 0, ) ,,0 ( s ) Carga resisiva (x I n ) Exemplo: Resisência para aquecimeno Pico de correne na ligação 0. I n (em poucos milisegundos ( ms ) Carga capaciiva (x I n ) 0 0 Exemplo: Banco de capaciores Pico de correne na ligação ( muio elevado ) 0. I n (Os conaores básicos devem ser adapados a manobra de capaciores, diminuindo o efeio de pico aravés de resisência ou induâncias ligadas em série) ( ms ) Análise de disposiivos de manobra e de proeção de baixa ensão

13 POTÊNCIA DISPONÍVEL EM FUNÇÃO DE TEMPERATURA, ALTITUDE E MEIO AMBIENTE. Poência nominal e correne nominal ( de placa ). Enquano a ensão alimenação é um valor da rede, e como al, consane denro das olerâncias permiidas ( +/- % ), emos a poência nominal ( P n ), dada geralmene em was ( W ) ou evenualmene ainda em cavalos-vapor ( cv ), como sendo um valor deerminado aravés de ensaios normalizados. Ou seja, baseado em um PROTÓTIPO, aplicando odos os ensaios previsos em norma, e perane condições eléricas e de ambiene perfeiamene definidas, obém-se o valor da poência elérica disponível quando a emperaura do componene/equipameno alcança o valor limie de aquecimeno permiido pelos maeriais ( conduores, isolanes, magnéicos ) uilizados. Assim, a poência disponível é uma função da emperaura suporada. Essa conclusão é muio imporane, pois jusifica a permanene preocupação de se usar cada vez mais, maeriais que suporem emperauras mais elevadas, conano que economicamene viáveis, e de conrolar a emperaura nos disposiivos e equipamenos. Essa emperaura, que é a soma dos faores érmicos incidenes, é função de: Temperaura ambiene. Observe-se que, uma vez que a emperaura oal é limiada pelos maeriais uilizados, quano mais elevada a emperaura ambiene, menor em que ser o aquecimeno devido as perdas. Essas são parcialmene função das perdas joule, e como al, função de correne, que porano, precisa ser reduzida. Mas, reduzindo a correne, esamos reduzindo a poência disponível. Porano: A POTÊNCIA DISPONÍVEL É FUNÇÃO DA TEMPERATURA AMBIENTE. Quano maior a emperaura ambiene, menor a poência disponível. E ainda: como anes mencionado, a poência nominal é deerminada em ensaio, a uma dada emperaura normalizada. Sempre que a emperaura no local da insalação for diferene da de ensaio, a poência disponível não é aquela gravada no equipameno. Nesses casos, para saber qual a poência disponível, é necessário aplicar um faor de correção sobre o valor gravado no equipameno, cujo valor vem especificado na própria norma do produo ou pelo fabricane. Elevação de emperaura devido as perdas ( eléricas, mecânicas, magnéicas ). Vamos inicialmene observar que quaisquer perdas que venham a ocorrer, independene de sua origem, levam a um aquecimeno, que assim é somado ao valor da emperaura ambiene, e que precisa ser suporado pelos maeriais uilizados. Essas perdas, e paricularmene as perdas joule, são função de correne elérica. Porano, se precisamos reduzir a elevação de emperaura conseqüene dessas perdas, e observando que as perdas dieléricas e as magnéicas não podem ser facilmene modificadas, enão resula a solução de, para reduzir o aquecimeno, emos que reduzir as perdas joule, logo a correne elérica e com isso esamos reduzindo a poência disponível. Porano: A POTENCIA DISPONIVEL É TAMBEM FUNÇÃO DA TEMPERATURA LIMITE SUPORTADA PELOS MATERIAIS UTILIZADOS. Quano maior a emperaura limie dos maeriais, maior a poência disponível. Esse fao jusifica o ineresse crescene pelo uso de maeriais com emperaura-limie maior. A íulo de informação, e no caso dos maeriais isolanes, que são normalmene os ermicamene mais frágeis, as emperauras limie esão conidos na norma NBR 70 Maeriais Isolanes Eléricos Classificação Análise de disposiivos de manobra e de proeção de baixa ensão 7

14 Térmica. O fao de que cada maerial em uma emperaura limie, acima da qual perde sensivelmene suas caracerísicas isolanes, desaca a imporância dessa norma, na hora de o profissional avaliar se um dado equipameno esá ou não operando denro de seus limies de emperaura. Ou seja, para saber se um dado equipameno/componene esá operando acima de suas condições érmicas (o que poderia caracerizar uma sobrecarga), isso apenas poderá ser consaado se conhecermos, de um lado, a emperaura limie do maerial e, do ouro, medirmos a emperaura do componene em operação. Se ai se consaar que a emperaura de serviço esá acima da de limie, enão há necessidade ( e rápida ) de reduzir a correne, salvo se pudermos aplicar o que vem ciado no ópico seguine. Elevação de emperaura devido a deficiência de roca de calor. Se um componene se aquece, mas esse calor é rapidamene rocado com o ambiene, enão parece claro que a elevação de emperaura pode não ocorrer. É o que na verdade, num primeiro caso, aconece quando a emperaura ambiene em um valor baixo. Porano, se no nosso primeiro ópico dessa analise dissemos que uma elevada emperaura ambiene diminui a poência disponível, não é menos verdade que, perane emperauras ambiene abaixo dos valores de norma, a poência disponível é SUPERIOR ao valor de placa. Porém, um ouro modo de acelerar a roca de calor é enconrado, se promovermos a rápida reirada do calor denro ou sobre o componene, mediane uma VENTILAÇÃO apropriada. Podemos porano, ELEVAR A POTENCIA DISPONIVEL, ACELERANDO A TROCA DE CALOR, ATRAVES DE UMA ADEQUADA VENTILAÇÃO. E, SE NÃO DISPUZERMOS DESSE RECURSO, TEREMOS QUE REDUZIR A POTENCIA DISPONÍVEL, PELA REDUÇÃO DE CORRENTE Na quesão da roca de calor, podemos observar mais um dealhe. Pela análise das normas, observamos que a poência disponível ambém é função da aliude de insalação, que é a diferença de alura do local da insalação em relação ao nível do mar. Geralmene, dependendo do componene, as normas consideram uma aliude normal, na qual em que esar disponível a poência nominal, valores de aliude aé 000 ou de 000 meros, inclusive, havendo necessidade de uma redução da poência disponível acima desse valor segundo faores de correção ciados em norma do produo ou pelo fabricane ( moores, ransformadores, ec ) Porque essa limiação? Vejamos. A roca final do calor gerado denro do equipameno, somado à emperaura ambiene, se faz com o ar, onde suas moléculas são aquecidas, com isso diminuem sua densidade, e se deslocam. Se são as moléculas do ar que recebem o calor, quano menor o número de moléculas, menor e mais lena é a roca de calor. Como, com o aumeno da aliude, o ar se orna cada vez mais raro e assim com menor número de moléculas, emos que reduzir as perdas, pela redução da correne e conseqüene redução da poência disponível, afim de eviar a desruição do equipameno/componene por aquecimeno excessivo. É bem verdade que essa redução de roca de calor por redução da densidade do ar, é parcialmene compensada pelo fao de, em aliudes maiores, a emperaura ambiene ser menor, o que, sob esse aspeco, elevaria a capacidade de roca de calor. Porém, os faores de correção indicados, já levam em consideração esse faor aenuane. A influência da redução da roca de calor ambém se faz presene, quando agrupamos diversos componenes em um único local, como por exemplo, um grupo de disjunores insalados na caixa de enrada de uma residência. Isso porque, as caracerísicas nominais do disposiivo/equipameno, e enre elas a correne nominal e a poência Análise de disposiivos de manobra e de proeção de baixa ensão 8

15 nominal, são deerminadas, segundo as Normas, com um único componene, separado, e não agrupado. Como no disposiivo único, as condições de roca de calor são mais favoráveis do que quando agrupado, há necessidade de aplicar um faor de correção sobre o valor da correne nominal gravada sobre o disposiivo, para eviar sobreaquecimenos, que levariam ao desligameno, pela ação dos seus relés. Também nesse caso, as normas, ou a orienação do fabricane, definem o faor de correção a ser aplicado que vai ser função ano do número de disposiivos agrupados quano da emperaura no local da insalação. A não consideração desses faores de correção vai levar ao desligameno indevido da insalação. Maeriais aplicados em equipamenos, em função do meio ambiene Influência do ambiene. Não é raro que o local da insalação apresene uma acenuada agressividade ou condições de uso mais rigorosas do que as normais. Se não levado em consideração quando da escolha do componene, esse fao pode levar a uma sensível redução da VIDA ÚTIL do componene/equipameno, exigindo sua subsiuição. A agressividade do ambiene é função de faores naurais, como por exemplo, o meio salino juno a orla maríima ou a ação de radiações provenienes do sol, como no caso dos raios ulravioleas ( UV ), ou conseqüência da aividade indusrial, freqüenemene aravés de emanação de gases corrosivos que enram em conao com o componene/equipameno. Mencionando alguns dos maeriais isolanes de uso mais comum, as abelas que seguem esabelecem alguns criérios, que poderão alerar o profissional quano a cuidados que deva er, e que são uilizados sobreudo em conduores eléricos. Nas abelas que seguem, é feia uma classificação de maior ou menor agressividade do ambiene sobre o maerial, no caso de plásicos e borrachas: Classificação, segundo os criérios: A... não é afeado B... levemene afeado C... levemene aacado. Uso não recomendado D... basane aacado. Não deve ser usado. E... profundamene aacado. Proibido o uso. Subsância corrosiva Ácido nírico Fumegane Concenrado 0% concenrado Concenrado 0% concenrado Concenrado 0% concenrado Maerial PVC PE XLPE PCP E D D E C D D E B B B E D C C E Ácido sulfúrico A A A A Ácido clorídrico C A A B A A A B Ácido fosfórico A A A A Ácido acéico Concenrado B A A B 0% concenrado B A A B Solução de amônia Concenrado B A A B 0% concenrado B A A A Cloro gasoso C E E E Bromo E E E E Obs: PCP : policloroprene ( Neoprene ) PE : polieileno Análise de disposiivos de manobra e de proeção de baixa ensão 9

16 XLPE : polieileno reiculado PVC: cloreo de polivinila Nessa segunda abela, são dados os comporamenos de plásicos e borrachas sinéicas perane óleos e solvenes, significando: A... Não afeado B... Levemene afeado C... Levemene amolecido/inchado, Porém sem conseqüências D... Considerável amolecimeno. Não deve ser usado E... Toalmene amolecido. Proibido o uso F... Maerial em decomposição Óleos e Solvenes Maerial PVC PE XLPE PCP Benzeno F D D E Hexano C B B C Nafa B B B E Gasolina D B B C Clorofórmio D D D F Teracloreo de Carbono D B B F Aceona D B B F Álcool Eílico A A A A Óleo de Transformador D A A B Óleo Vegeal A A A A Éer de Peróleo E A A D Em alguns casos, o problema é resolvido, uilizando-se maeriais a prova das condições ambienais, em ouros, e paricularmene nos equipamenos, opa-se por um encapsulameno adequado. Aliás, o próprio poderá necessiar de uma proeção ou raameno exerno, para não ser agredido pelo ambiene. Nesse caso, opa-se por um raameno meálico ( p. ex. galvanização ) ou uma pinura adequada. Cabe nesse pono ambém observar que a agressividade pode er caracerísicas bem variáveis, podendo-se desacar:. Umidade elevada, freqüenemene associado a emperauras elevadas, que podem prejudicar ano meais quano, e sobreudo, os isolanes, com o que se coloca em risco a rigidez dielérica desses maeriais e conseqüene possibilidade de descarga enre fases ou fase-erra. Considera-se criica a siuação a parir de 0% de umidade perane uma emperaura superior a 0ºC, quando se manifesa muio acenuado o problema da condensação de água denro dos equipamenos/disposiivos.. Agressividade química, sobreudo em indúsrias que manipulam ais produos. Os produos químicos mais enconrados, associado aos solvenes indusriais, de igual agressividade, e os maeriais isolanes freqüenemene presenes em ais indusrias,como plásicos e borrachas sinéicas, esão relacionados nas abelas que anecedem a esses comenários, indicando o grau de risco que exise no conao enre eles, e a naural preocupação do profissional em eviar o al conao.. Agressividade de origem naural, como é o caso do sal em regiões liorâneas.. Ação de radiações que aleram a esruura de maeriais. O caso mais freqüene, porém não único, é o das radiações ulravioleas ( UV ) provenienes do sol, e que chegam a decompor ceros plásicos ou ornando-os quebradiços. Análise de disposiivos de manobra e de proeção de baixa ensão 0

17 . Presença de corpos sólidos ( grãos e poeiras ), que podem emperrar o funcionameno dos disposiivos pela peneração no seu inerior, ou da enrada de peças e ferramenas no inerior dos disposiivos/equipamenos. Esse aspeco é resolvido, mediane a escolha de um disposiivo que já enha um cero GRAU DE PROTEÇÃO ou que seja insalado denro de um invólucro com esse GRAU. É freqüene que as empresas enham na forma avulsa, ais invólucros ( caixas ), com a indicação clara do referido GRAU DE PROTEÇÃO. A escolha do GRAU DE PROTEÇÃO correo é um aspeco basane imporane, para eviar que agenes prejudiciais auem no inerior dos disposiivos, e com isso alcancem os valores previsos de DURABILIDADE ou VIDA ÚTIL.. A peneração de água no inerior dos disposiivos, sobreudo daqueles insalados ao ar livre. Essa água pode se apresenar de diversas formas: na de goas, de jaos ou submersão. Também nesse caso, há necessidade de um encapsulameno dos disposiivos, ou seja, a escolha de um GRAU DE PROTEÇÃO adequado, como mencionado no iem anerior. GRAUS DE PROTEÇÃO. Os GRAUS DE PROTEÇÃO em sua classificação e idenificação regulamenados por norma écnica, que se apresena na forma de duas leras e dois números. As leras são IP, significando Proeção Inrínseca ( Inrisic Proecion, em inglês = proeção própria do disposiivo ). Dos dois números, o primeiro informa o grau de proeção perane a peneração de sólidos; o segundo, líquidos. A abela que raz esses dados é a seguine: º algarismo º algarismo Proeção conra a peneração Proeção conra a peneração de sólidos de líquidos 0 disposiivo abero ( sem proeção ) 0 disposiivo abero ( sem proeção) evia a peneração de sólidos >0mm evia a peneração de pingos vericais idem, de sólidos > mm idem, de pingos aé º da verical idem, de sólidos >, mm idem, de pingos aé 0º da verical idem, de sólidos > mm idem, pingos/ respingos de qq. direção dificulam a peneração de pós idem, de jaos de água moderados blindados conra peneração de pós idem, de jaos de água poenes 7 idem, sujeios a imersão 8 idem, sujeios a submersão Exemplos. Um equipameno que vai operar num ambiene exerno ( porano sujeio a chuvas ), onde as poeiras ( sólidos ) no ar em um amanho de mm, e a proeção necessária é conra pingos e respingos, precisa de um IP dado por: IP. Explicando: na pare sólida, endo mm, se ivermos um invólucro IP, que proege para sólidos >, mm, a poeira vai penerar. Logo, será o IP. Na pare líquida, a proeção conra pingos e respingos, ambém é o IP. Logo, resula o GRAU DE PROTEÇÃO correo dado por IP. Análise de disposiivos de manobra e de proeção de baixa ensão

18 Ouro exemplo: No ambiene, emos corpos sólidos com um amanho de 0 mm, mas a insalação é feia em ambiene proegido ( onde não exise líquido ). Qual o IP necessário? - Na pare sólida, será o IP ( o deixaria os corpos sólidos enrarem ), e na pare líquida, será o IP.0 ( sem necessidade de proeção ). - Logo, a escolha recai sobre o IP Aplicando uma camada de proeção exerna, ou seja, uma pinura, com ina apropriada às condições de agressividade no local. Noa conclusiva desse iem: Observa-se que, para a escolha correa de um componene / equipameno / disposiivo, além dos faores eléricos mencionados, é de fundamenal imporância conhecer as CONDIÇÕES LOCAIS de emperaura, aliude, ambienes agressivos, ec, para que os componenes enham uma VIDA ÚTIL OTIMIZADA. ANÁLISE DE CONDIÇÕES DE USO ANORMAIS ( NÃO NOMINAIS ). Apesar de as condições nominais serem a referência na idenificação de um componene/equipameno, não é menos verdade que ele pode, e freqüenemene, ficar sujeio a operar em condições anormais de serviço. Tais condições são sobreudo as de sobrecorrenes, idenificadas como correnes de sobrecarga e de curo-circuio. Tais condições, apesar de ineviáveis, não podem permanecer por longo empo, pois aí o componene/equipameno esará sujeio a uma danificação. Por essa razão, as normas relaivas ao produo considerado, indicam o empo máximo que uma condição anormal pode se apresenar, e esse empo em que esar inimamene ligado ao empo de auação dos disposiivos de proeção ( relés de disjunores e fusíveis ). Ou seja: a auação dos disposiivos de proeção, perane uma dada correne anormal, em que ser MENOR do que o empo máximo obido da curva empo x correne, esabelecido em norma para sua segurança. A siuação mais críica envolve a curva correne x empo de auação perane curocircuio. Vamos, porano, desacar alguns aspecos da mesma: A correne de curo-circuio ( indicada por I cc ou I k ), em sua grandeza calculada, circuio por circuio, de uma insalação, podendo-se adoar, para a escolha dos disposiivos de proeção, noadamene os disjunores, o maior dos valores calculados, se al decisão não levar a uma solução anieconômica. O seu valor é função da impedância ( e como al da resisência e da reaância ). Porém, a presença do seu valor pleno calculado é considerado UMA FATALIDADE, e como al deve-se levar em consideração o seu valor real, que é da ordem de 0% do valor pleno calculado, que, na praica, é maior que 0 a. I n, dependendo do ipo de carga do circuio. No ao da inerrupção, devido a uma correne de algumas dezenas de quiloampéres ( ka ) no caso indusrial, e de alguns ka no caso residencial, aparecerá como críica a ação érmica do arco elérico ( arco volaico ), cujo valor de emperaura é algo acima de 000ºC, emperaura essa que nenhum dos maeriais uilizados na consrução das peças de conao suporaria. Assim, por exemplo, a emperaura de fusão do cobre, que evidenemene não pode ser alcançada, pois já esaria desruindo a peça de conao, é de 08ºC e a da praa é de 90ºC. Porano, Análise de disposiivos de manobra e de proeção de baixa ensão

19 fica claro, que o arco precisa ser rapidamene exino, para não danificar ou mesmo desruir, o disposiivo de manobra. Dependendo do componene/equipameno, é ambém críica a ação da correne de curo-circuio no aspeco dinâmico, fao porém de menor imporância nos produos analisados no presene exo. De qualquer modo, a redução do empo de arco ( empo que o arco esará presene ) é um dos faores de dimensionameno e consrução das CÂMARAS DE EXTINÇÃO que são enconradas ano em conaores quano e sobreudo em disjunores. Devido ao exposo, o valor da correne de curo-circuio é um parâmero imporane, sobreudo na escolha de disposiivos que auam na presença dessa correne, como é o caso de disjunores e de fusíveis. Precisam esses disposiivos, porano, er uma consrução que garana uma inerrupção segura e rápida dessa correne, o que é indicado pelo valor de sua CAPACIDADE DE INTERRUPÇÃO. Devido às condições criicas em que se apresena a correne de curo-circuio, os disposiivos que a inerrompem, limiam o seu valor, eviando que ainja o valor de pico, como demonsram as curvas que seguem. I k I U U B I c U n A I c I k A Correne limiada de curo-circuio Correne de impulso de curo-circuio Tempo de inerrupção (exinção do arco) U B U n Tensão de impulso (exinção do arco) Tensão nominal Análise de disposiivos de manobra e de proeção de baixa ensão

20 ANÁLISE DAS CONDIÇÕES DE CARGA NA DEFINIÇÃO DA CAPACIDADE DE MANOBRA. Quando da análise das curvas de carga, vimos que, cargas de naureza diferenes ( resisivas, induivas, capaciivas ), levam a capacidades de manobra ambém diferenes. Assim, jusificou-se que, perane cargas induivas, que se caracerizam por correnes de parida bem mais elevadas que as nominais, os disposiivos de manobra ( usualmene conaores ), apresenam uma capacidade de manobra menor do que a enconrada perane cargas resisivas. Porano, a capacidade de manobra, de um conaor por exemplo, depende do ipo de carga que é ligado. Além desse aspeco, cargas permanenemene ligadas conferem ao disposiivo, uma capacidade de manobra mais elevada do que a disponível se as manobras obedecerem a um regime de serviço não coninuo ou inermiene. São, assim, duas as variáveis que devem ser conhecidas e que definem a capacidade de manobra de um dado conaor, por exemplo: o ipo de carga e o regime de serviço. Tais faos são levados em consideração pela norma IEC 097, ao criar uma caracerização da capacidade de manobra: a caegoria de emprego ou de uilização. Essa caegoria é definida separadamene para redes de correne alernada ( AC ) e para correne conínua (DC), aplicada em conaores de poência, conaores auxiliares e seccionadores. Observe que as abreviauras vem da língua inglesa, que é a língua écnica inernacionalmene uilizada. Os dealhes dessa classificação são dados nos respecivos capíulos desses disposiivos de manobra. FUSÍVEIS ENCAPSULADOS. Os fusíveis são disposiivos de proeção que, pelas suas caracerísicas, apresenam desaque na proeção conra a ação de correnes de curo-circuio, podendo porém ambém auar em circuios sob condições de sobrecarga, caso não exisam nesse circuio, disposiivos de proeção conra ais correnes, que são os relés de sobrecarga. Sua auação vem baseada na fusão de um elemeno fusível, segundo o aquecimeno resulane devido as perdas joule que ocorrem durane a circulação dessa correne, e se desacam por sua elevadíssima capacidade de inerrupção, freqüenemene superior a 00 ka. São disposiivos de proeção de larga aplicação, com diversos ipos consruivos, e que por isso mesmo deve merecer uma aenção especial na hora de escolher o fusível correo. Para fundamenar essas escolha, nada melhor do que a análise da função de cada componene de um fusível, pois assim, em caso de ausência de algum desses componenes, já é possível avaliar as conseqüências. Vamos omar como referência nessa análise, a consrução de um fusível encapsulado, cujas funções e dealhes são: Análise de disposiivos de manobra e de proeção de baixa ensão

21 . Base de monagem e encaixe nessa base do conao exerno. Sugerindo acompanhar essa análise com os desenhos em core indicados na página seguine, e sobreudo na represenação do fusível com designação de norma como sendo NH, noa-se que a correne circulane enra pela base e passa ao conao exerno do fusível aravés de uma superfície de conao enre os meais do conao da base e do conao exerno do fusível. As superfícies de conao enre o encaixe e o conao exerno do fusível não podem oxidar pois se assim esiverem, a correne que passa por elas levará à uma elevação de emperaura que vai invalidar a curva de desligameno empo x correne, que obrigaoriamene caraceriza um fusível. Tal oxidação depende sobreudo do ipo de meal ou liga meálica uilizada na consrução dos respecivos conaos, de modo que é de fundamenal imporância o uso de meais que não oxidem, ou que oxidem muio lenamene. Uma, mas não a única solução enconrada, é o da praeação das peças de conao, pois sabemos que a praa é o melhor conduor elérico e que sua oxidação é lena. Soma-se a isso, o fao de o oxido de praa se decompor auomaicamene perane as condições normais de uso, de modo que o problema ciado não se apresena nessa solução. Mas, como idenificar um meal oxidado? A solução é simples: odo meal oxidado perde o seu brilho meálico, ou seja, se orna fosco. E não adianará remover o óxido, pois com ais meais, o óxido se forma rapidamene de novo. Uma exceção a essa regra é o caso do alumínio, o qual, mesmo oxidado, apresena uma superfície aparenemene brilhane, pois o óxido de alumínio é ranslúcido. Mas, na verdade, com esse meal, a siuação aé é mais críica, pois o oxido de alumínio não é apenas um mau conduor elérico: ele é isolane, o que exclui a possibilidade de seu uso puro para ais componenes.. Elemeno fusível. Esse precisa ser inviolável, para eviar a aleração do seu valor nominal, e com isso, a segurança de sua auação conforme previso em projeo. Para ano, o fusível como um odo precisa ser inviolável ( como é o caso dos ipos Diazed e NH ), aravés do envolvimeno de odo o fusível com um corpo exerno cerâmico ( veja na figura do fusível em core ), com fechameno meálico nas suas duas exremidades. Quando da circulação da correne I k, cujo valor, como vimos, é de 0 a vezes ou mais superior a I n, aravés do elemeno fusível, ainge-se uma emperaura de fusão superior a do meal uilizado na consrução desse componene, ao em que se abre um arco elérico com uma emperaura superior a 000ºC, que, pelo seu valor e risco de promover uma acenuada dilaação dos demais componenes e se espalhar no ambiene, precisa ser rapidamene exino. Caso conrário, exise o risco de uma explosão do fusível. A exinção é analisada com mais dealhes em ouro pono desse capíulo. Ainda quano ao maerial com que é fabricado o elemeno fusível, segue os dealhes: O elemeno fusível, para desempenhar sua ação de inerrupção de acordo com uma caracerísica de fusão empo x correne perfeiamene definida, como demonsrada nesse iem, deve ser fabricado de um meal que permia a sua calibragem com ala precisão. Para ano, o meal deve ser homogêneo, de elevada pureza e de dureza apropriada ( maeriais moles não permiem essa calibragem). A melhor solução enconrada, na área de fusíveis de poência, foi a usando se o cobre. Fusíveis Diazed. Análise de disposiivos de manobra e de proeção de baixa ensão