Princípio da Coordenação dossier A I

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1 Princípio da Coordenação dossier A I A

2 O princípio da coordenação Para todos os dispositivos de protecção, as Regras Técnicas das Instalações Eléctricas de Baixa Tensão no ponto definem que o poder de corte (PdC) não deve ser inferior à corrente de curto-circuito presumida no ponto em que o dispositivo for instalado, excepto se existir, a montante, um dispositivo com um poder de corte apropriado, ou seja: PdC Icc máx. Isto significa que: cada aparelho, individualmente, deve extinguir a corrente no circuito onde se dá o defeito. esta solução garante a continuidade dos circuitos a montante, embora possa resultar numa solução mais cara. Posto isto, recorrendo a uma técnica intitulada, Coordenação é possível a optimização económica da instalação eléctrica. A Coordenação (também intitulada de Associação ou Filiação), permite instalar um dispositivo de protecção com um PdC inferior à corrente de curto-circuito calculada no ponto onde está instalado. Para isso, tem que existir um produto de protecção a montante com um PdC necessário e também a energia residual que este deixe passar durante a sua abertura, seja suportável pelos disjuntores a jusante. Ou seja, as características dos dispositivos devem ser coordenadas. Qual o fenómeno que ocorre na coordenação: A energia gerada por um curto-circuito, deve ser limitada e dissipada num tempo suficientemente curto pelo disjuntor, por forma a evitar a sua detioração. O valor dessa energia depende: do valor da corrente de curto-circuito do tempo de interrupção do curto-circuito. Representando: 1. O PdC do disjuntor corresponde à sua energia máxima admissível; 2. Se o valor da corrente de curto-circuito for superior ao PdC do disjuntor, a energia a dissipar no momento do corte será superior à energia máxima admissível, logo a energia deve ser limitada para o seu valor limite admissível; 3. Para isso, é necessário limitar: a corrente de curto-circuito o tempo de interrupção do curto-circuito. Como se interrompe a corrente de curto-circuito no disjuntor? No momento da detecção do curto-circuito, os contactos do disjuntor são abertos e é criado um arco eléctrico, que vai ser direccionado para a sua câmara de corte, onde este é extinto. Este arco é considerado como uma impedância que se adiciona ao disjuntor pois: limita o valor da corrente do curto-circuito cria uma diferença de potencial chamada tensão de arco entre os seus terminais. 3

3 O princípio da coordenação Nesta figura pode-se observar o efeito da tensão de arco. 2 1 tensão U A tensão de arco tensão da rede 1. Os contactos estão fechados; a tensão de arco é nula 2. Ao detectar o curto-circuito, os contactos abrem-se e surge a tensão de arco. tensão tempo corrente I 15kA corrente prevista corrente limitada 5kA B corrente O 5ms 10ms tempo No ponto A, é efectuada a transição em que a tensão do arco passa a ser superior à tensão da rede. Neste ponto existe uma diminuição da corrente de curto-circuito até zero no ponto O. A corrente é extinta e extingue-se igualmente o arco eléctrico. Os efeitos deste fenómeno são: Limitação da corrente de curto-circuito (por exemplo, dos 15kA estimados reduziu-se para 5kA), Redução do tempo de interrupção do curto-circuito (por exemplo, de 10ms passou para 5ms). Este efeito verifica-se no gráfico, cujo valor da corrente (ponto B) é limitado e o tempo de interrupção é efectuado (ponto O), reduzindo igualmente a energia dissipada. Em resumo, a tensão de arco deve exceder o mais rapidamente possível o valor da tensão de rede (ponto A), que por sua vez pode ser efectuado aumentando a tensão de arco ou somando as duas tensões. A abertura simultânea dos disjuntores instalados em série representa uma soma das tensões. 4

4 O princípio da coordenação Efeitos de uma abertura simultânea de disjuntores: As figuras seguintes descrevem este fenómeno. Os disjuntores D1 e D2 instalados em série abrem-se simultaneamente. tensão U tensão de arco global (Uarc D1+ Uarc D2) tensão de arco do disjuntor D2 isoladamente tensão U tensão de arco do disjuntor D1 (Uarc D1) A I A tensão da rede A tempo D1 corrente I (ex. 15kA) tempo corrente previstai tensão U A tensão de arco do disjuntor D2 (Uarc D2) tempo D2 D1 + D2 Icc limitada por D2 isoladamente (ex. 5kA) Icc limitada por D1+D2 (ex. 4kA) B I B corrente limitada pelo disjuntor D2 isoladamente Corrente global limitada pelos 2 disjuntores D1 e D2 tempo O I O tempo de corte do disjuntor D2 isoladamente (ex. 5ms) tempo de corte dos disjuntores D1 e D2 (ex. 2,5ms) O resultado final é a redução da corrente de curto-circuito e o tempo total de disparo, reduzindo assim também a energia que atravessa o disjuntor a jusante. Suportando desta forma uma corrente Icc superior ao seu PdC através da coordenação. Aplicando a coordenação na instalação: Na prática a coordenação permite determinar o valor máximo da corrente de curto-circuito admissível nos terminais de um disjuntor, este valor é função das suas características internas e das do disjuntor instalado a montante. 5

5 O princípio da coordenação Estes dados são disponibilizados nas chamadas tabelas de coordenação, indicadas nos catálogos dos fabricantes, como exemplo ver as tabelas das páginas 9 a 12. Estas tabelas estão separadas entre redes 230/240V e 400/415V, pois os valores de corrente máxima admissível para cada produto através de coordenação vão diferir com o tipo de rede onde está instalado o produto. Consultando estas tabelas consegue obter o resultado do PdC da Coordenação dos disjuntores que representa o valor máximo de corrente admissível no disjuntor instalado a jusante. A Coordenação pode ser efectuada a 2 e a 3 níveis, ou seja, pode ser verificada com o disjuntor imediatamente a montante, ou com o disjuntor instalado a montante deste. Exemplo de coordenação a 2 níveis As duas protecções podem ser instaladas no mesmo armário ou em armários diferentes. Protecção a montante Disjuntor x160 com In = 160A e um PdC de 18kA Protecção a jusante Que tipo de disjuntor se pode instalar a jusante de um disjuntor x160 sabendo que a Icc1 (corrente de curto-circuito presumível) nesse ponto da instalação é igual a 13kA? O PdC do disjuntor de 10A pode ser inferior a 13kA (Icc a jusante) se as duas condições que se seguem forem respeitadas: Deve estar protegido a montante por um dispositivo de protecção com PdC não inferior ao valor do Icc pedido (x160), O PdC obtido com a Coordenação não deve ser inferior à Icc a jusante. Icc1 a montante =13 ka x A 10 A Icc2 a jusante = 13 ka O disjuntor 160A tem um PdC de 18kA (superior a 13kA), É possível utilizar um disjuntor da série NFT8xx para a saída de 10A (Pdc = 10kA). O PdC Coordenado entre um disjuntor x160 e um disjuntor NFT8xx é de 18kA (superior aos 13kA). Ver tabela B das págs. 9 e 10. 6

6 O princípio da coordenação Exemplo de coordenação a três níveis No mesmo armário A+C x A Disj. A 20A Disj. C Icc1 Armário = 19kA A+B 40A Disj. B Protecção a montante (disjuntor A) Disjuntor x160 com In = 160A e um PdC de 25kA (superior a 9kA) Protecção a jusante (disjuntores B e C) Os disjuntores B e C são coordenados com o disjuntor A e de acordo com a tabela B das págs. 9 e 10 é possível utilizar disjuntores da série NFT8xx (Pdc = 10kA). O PdC coordenado entre um x160 e disjuntores NFT8xx, para uma rede de 400/415V é igual a 20kA. Disjuntor B: NFT840 Disjuntor C: NFT820 Em armários diferentes x A Disj. A Icc1 armário principal = 19kA A+B 63A Disj. B NKN463 B+C 20A Disj. C NFT820 Icc2 armário secundário = 13kA Protecção a montante (disjuntor A) Disjuntor x160 com In = 160A e um PdC de 25kA (superior a 19kA) Disjuntor B O disjuntor B está coordenado com o disjuntor A e de acordo com a tabela B das págs. 9 e 10. É possível utilizar disjuntores da série NKN (Pdc=15kA). O PdC coordenado entre um disjuntor x160 e um disjuntor da série NKN para uma rede de 400/415V, é igual a 25kA. Disjuntor C O disjuntor C é coordenado com o disjuntor B. O disjuntor B deve ter um PdC Icu superior ao Icc do armário com Icc=13kA (Pdc=15kA, Icc=13kA => Pdc>Icc). O disjuntor C está coordenado com o disjuntor A de acordo com a tabela B das págs. 9 e 10. É possível utilizar disjuntores da série NFT8xx (Pdc = 10 ka). O PdC coordenado entre o disjuntor da série NFT8xx e o disjuntor da série NKN para uma rede de 400/415V, é igual a 15kA, de acordo com a tabela A das págs. 9 e 10. 7

7 O princípio da coordenação Se forem instalados em armários diferentes, o disjuntor a montante (no primeiro armário) deve ter por si só o valor de PdC igual ou superior à intensidade de curto-circuito máxima calculada no armário a montante. Como conclusão, podemos afirmar que a coordenação apresenta múltiplas vantagens, pois: A corrente de curto-circuito é limitada A redução do PdC dos disjuntores pode vir a representar produtos que ocupam menos módulos, representando no global menos espaço ocupado no quadro eléctrico. Economicamente é uma boa solução, pois a instalação dos disjuntores com PdC inferior ao estimado, permite uma poupança importante no custo dos produtos. Contudo, este método só deve ser considerado nos casos em que a continuidade de serviço da rede a montante não seja crucial, pois a coordenação entre protecções pressupõe a actuação da protecção a montante. 8

8 Coordenação de protecção rede 400/415V A. Coordenação: entre fusíveis/disjuntores modulares a montante e disjuntores modulares a jusante. Os valores indicados do poder de corte da associação, são em ka conforme a norma IEC (multipolares, 1P, 2P, 3P e 4P). aparelhos a jusante Fusíveis tipo gg PdC NF EN kA 16A 32A 40A 50A 63A 80A 100A curva NEN 10kA B NFN 10kA C NGN 10kA D NKN 15kA C NRN/NSN kA C, D HMB, HMC, HMD 15kA B, C, D HMK 30kA C MM2xx/MM3xx 25-20kA magn MMN2xx/MMN3xx 25-20kA magn NFT3xx/NFT8xx 10 ka C NGT3xx/NGT8xx 10 ka D B. Coordenação: entre disjuntores gerais a montante e disjuntores modulares a jusante. Os valores indicados do poder de corte da associação, são em ka conforme a norma IEC (multipolares, 1P, 2P, 3P e 4P). Gama x160 x250 HDA HHA HNA HNB PdC EN PdC IEC kA 25kA 40kA 40kA curva NEN, NFN, NGN 6kA 10kA B, C, D 18kA 25kA 30kA 25kA NBN, NDN, NKN 10kA 15kA B, C, D 18kA 25kA 40kA 30kA NRN, NSN - 25kA B, C, D - 25kA 40kA 40kA - 20kA B, C, D - 25kA 40kA 35kA - 15kA B, C, D 18kA 25kA 40kA 30kA MMN 2xx, MMN 3xx - 25kA magn. - 25kA 40kA 40kA MMN 2xx, MMN 3xx - 20kA magn. - 25kA 40kA 35kA HMF 10kA 10kA B, C 18kA 20kA 30kA 25kA HMB, HMC, HMD 15kA 15kA B, C, D 18kA 25kA 40kA 30kA HMK - 30kA B, C kA 40kA HMX - 50kA C NFT3xx/NFT8xx - 10kA C 18kA 20kA 20kA 20kA NGT3xx/NGT8xx - 10kA D 18kA 20kA 20kA 20kA 9

9 NEN/NFN NGN/NRN NSN NKN NRN/NSN HMB/HMC HMD HMK HMX 10kA 15kA 25kA 0,5 a 25A 20kA 32/40A 15kA 50/63A 15kA 80 a 125A 30kA 80 a 125A 125A 160A B, C, D C C, D C, D C, D B, C, D C C kA 10 a 63A h250 LSI h630 LSI (400 A) h630 LSI (630 A) h1000 LSI h1600 LSI HNC HEC HND HND HED HNE HEE HNF HEF kA 70kA 50kA 50kA 70kA 50kA 70kA 50kA 70kA kA 20kA 20kA 20kA 20kA 10kA 10kA 10kA 10kA 30kA 30kA 20kA 20kA 20kA 20kA 20kA 15kA 15kA 40kA 40kA 40kA 40kA 40kA 30kA 30kA 25kA 25kA 35kA 35kA 25kA 25kA 25kA 25kA 25kA 20kA 20kA 30kA 30kA 20kA 20kA 20kA 20kA 20kA 15kA 15kA 40kA 40kA 40kA 40kA 40kA 30kA 30kA 25kA 25kA 35kA 35kA 25kA 25kA 25kA 25kA 25kA 20kA 20kA 25kA 25kA 15kA 15kA 15kA 15kA 15kA 10kA 10kA 30kA 30kA 20kA 20kA 20kA 20kA 20kA 15kA 15kA 50kA 50kA 50kA 50kA 50kA 50kA 50kA 35kA 35kA 50kA 50kA 50kA 50kA 50kA 50kA 50kA 50kA 50kA 20kA - 20kA 20kA 20kA kA - 20kA 20kA 20kA

10 Coordenação de protecção rede 230/240V C. Coordenação: entre fusíveis/disjuntores modulares a montante e disjuntores modulares a jusante. Os valores indicados do poder de corte da associação, são em ka conforme a norma IEC Fusíveis tipo gg aparelhos a jusante Pdc NF EN curva 100kA 16A 32A 40A 50A 63A 80A 100A 125A 160A Ax8xx 6kA C ,5 Ax9xx 10kA C MHT 6kA B MJT 6kA C NEN 20kA B NFN 20kA C NGN 20kA D NKN 30kA C NFT7xx 10kA C NGT7xx 10kA D D. Coordenação: entre disjuntores gerais a montante e disjuntores modulares a jusante. Os valores indicados do poder de corte da associação, são em ka conforme a norma IEC Gama x160 x250 HDA HHA HNA HNB PdC EN PdC IEC kA 35kA 85kA 85kA curva Ax8xx 4,5kA 6kA B, C 10kA 10kA 10kA 10kA Ax9xx 6kA 10kA B, C 15kA 15kA 15kA 15kA MHT, MJT 4,5kA 6kA B, C 15kA 15kA 15kA 6,5kA NEN, NFN, NGN 6kA 20kA B, C, D 25kA 30kA 50kA 40kA NBN, NDN, NKN 10kA 30kA B, C, D - 35kA 85kA 50kA NRN, NSN - 50kA B, C, D kA 85kA - 40kA B, C, D kA 70kA - 30kA B, C, D - 35kA 85kA 50kA MMN 2xx, MMN 3xx - 50kA magn kA 85kA MMN 2xx, MMN 3xx - 40kA magn kA 70kA HMF - 20kA B, C 25kA 30kA 50kA 40kA HMB, HMC, HMD - 30kA B, C, D - 35kA 85kA 60kA HMK - 60kA B, C kA 85kA HMX - 100kA C NFT7xx - 10kA C 25kA 35kA 45kA 20kA NGT7xx - 10kA D 25kA 35kA 45kA 20kA 11

11 Ax9xx NFT/NGT NEN NFN NGN NKN NRN NSN HMB HMC HMD HMK HMX 10kA 20kA 30kA 50kA 0,5 a 25A 40kA 32/40A 30kA 50/63A 30kA 80 a 125A 60kA 80 a 125A 100kA 10 a 63A C B, C C C C C B, C, D C C 10kA kA kA h250 LSI h630 LSI (400A) h630 LSI (630A) h1000 LSI h1600 LSI HNC HEC HND HND HED HNE HEE HNF HEF kA 100kA 85kA 85kA 100kA 85kA 100kA 100kA 100kA kA 7,5kA 10kA 6kA 6kA 6kA 6kA 6kA 6kA 15kA 12,5kA 15kA 10kA 10kA 10kA 10kA 10kA 10kA 6kA - 7,2kA 7,2kA 7,2kA kA 40kA 30kA 30kA 30kA 20kA 20kA 20kA 20kA 50kA 50kA 40kA 40kA 40kA 30kA 30kA 30kA 30kA 85kA 85kA 65kA 65kA 65kA 50kA 50kA 50kA 50kA 70kA 70kA 50kA 50kA 50kA 40kA 40kA 40kA 40kA 50kA 50kA 40kA 40kA 40kA 30kA 30kA 30kA 30kA 85kA 85kA 65kA 65kA 65kA 50kA 50kA 50kA 50kA 70kA 70kA 50kA 50kA 50kA 40kA 40kA 40kA 40kA 40kA 40kA 30kA 30kA 30kA 30kA 30kA 20kA 20kA 60kA 60kA 40kA 40kA 40kA 40kA 40kA 30kA 30kA 85kA 85kA 85kA 85kA 85kA 85kA 85kA 60kA 60kA - 100kA kA - 100kA 100kA 100kA 20kA 20kA 20kA 20kA 20kA 20kA 20kA kA 20 ka 20kA 20kA 20kA 20kA 20kA

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