Equipamentos Elétricos Aula 3 - Disjuntores Prof. Dr. Hugo Valadares Siqueira
Disjuntores Dispositivo mecânico com a função de um interruptor com desarme automático; Componentes comumente utilizados nos quadros de distribuição como elemento de proteção e seccionamento de circuitos; Acionado quando o mesmo recebe uma corrente de sobrecarga ou curto-circuito; Desenvolvido para proteger os elementos do circuito contra uma corrente de pico maior que o limite suportado pelo mesmo.
Disjuntores Comumente utilizado como substituto do fusível; Uma das vantagens do disjuntor sobre o fusível é que ele não é descartável, podendo ser rearmado várias vezes; O seccionamento é o ato de promover a descontinuidade elétrica total, obtida mediante o acionamento de dispositivo apropriado (chave seccionadora, interruptor, disjuntor), acionado por meios manuais ou automáticos; Tipos: térmico, magnético e termomagnéticos.
Função dos Disjuntores Proteger os cabos contra sobrecargas e curtocircuitos; Permitir o fluxo normal da corrente sem interrupções; Abrir e fechar um circuito à intensidade nominal; Garantir a segurança da instalação e dos utilizadores.
Dois Pontos Importantes Dimensionar um disjuntor é mais que saber a corrente do circuito; É necessário saber qual a carga que vai ser instalada; OBS1: Correntes de sobrecarga ocorrem como uma subida lenta de correntes acima da nominal; OBS2: Correntes de curtocircuito são de subida brusca ou instantânea num circuito elétrico.
Normatização 5361 NBR 5361 - Disjuntores NBR 60947- Disjuntores Industriais NBR IEC 60898 - Disjuntores residenciais Transcrição da Norma NBR 5410/97 pagina 31: 5.3.4.2 Determinação das correntes de curto-circuito presumidas: as correntes de curto-circuito presumidas devem ser determinada em todos os pontos da instalação julgados necessários. Essa determinação pode ser efetuada por cálculo ou por medida.
Funciona pelo princípio da deformação de uma lâmina bimetálica; Disjuntor Térmico Quando a lâmina sofre uma sobrecarga de corrente, a mesma se deforma diferentemente nos dois metais e então ocorre a deformação; Isto faz com que o contato mecânico abra o circuito elétrico sequente ao disjuntor térmico.
Disjuntor Térmico Uma das principais vantagens é que o disjuntor térmico é um dispositivo mecanicamente simples, robusto e barato; Entrentanto não é muito preciso e necessita de um tempo de ação relativamente lento; Isto o torna inutilizável para proteção de curto circuitos; Onde usar: Na proteção do sistema elétrico contra sobreaquecimentos provocados por sobrecarga prolongadas.
Disjuntor Magnético Funciona baseado nos princípios do eletromagnetismo; A variação de corrente elétrica que passa pelas espiras da bobina produz um campo magnético na mesma; Isto faz com que a lâmina metálica do contato seja atraída, e o contato se abra, ocorrendo então a proteção do circuito elétrico.
Disjuntor Magnético Este efeito é instantâneo garantindo uma alta precisão; A velocidade de interrupção instantânea é o que possibilita a proteção contra curto-circuito, que permite, neste caso, substituir um fusível; Tem um custo elevado; Onde usar: Na proteção do sistema elétrico contra curtos-circuitos.
Disjuntor Termomagnético Conhecido também como magnetotérmico; Trata-se de uma junção do disjuntor térmico e magnético; Este tipo de dispositivo é muito utilizado em instalações comerciais e residenciais.
Disjuntor termomagnético - Principais funções: Manobra: Abertura e fechamento voluntário do circuito; Proteção contra sobrecarga: atua como disjuntor térmico; Proteção contra curto-circuito: atua como disjuntor magnético; Onde usar: Na proteção do sistema elétrico contra curto-circuito e sobreaquecimento gerados por sobrecarga.
Disjuntor de baixa tensão padrão IEC 1. Manopla - utilizada para fazer o fecho ou a abertura manual do disjuntor. Também indica o estado do disjuntor (Ligado/Desligado ou desarmado); 2. Mecanismo atuador - Junta ou separa o sistema da rede elétrica; 3. Contatos - Permitem que a corrente flua quando o disjuntor está ligado e seja interrompida quando desligado; 4. Terminais; 5. Trip bimetálico; 6. Parafuso calibrador - permite que o fabricante ajuste precisamente a corrente de trip do dispositivo após montagem; 7. Solenoide ou bobina; 8. Câmara de extinção de arco.
Disjuntor
Padrão NEMA x DIN Padrões para disjuntores de baixa tensão: NEMA norte-americanos (preto); Normatizado pela RTQ da portaria INMETRO 243; DIN Europeu (branco); Normatizado pela ABNT NBR NM 60898; Apresentam características distintas de padrão e atuação;
NEMA Material de fabricação da caixa: uma resina sintética resistente ao calor e quimicamente estável, a baquelite; Capacidade de interrupção de curto circuito: um disjuntor comum de 25 A tipo NEMA possui uma capacidade de interrupção aproximadamente de 3kA, 66% da capacidade de um disjuntor do tipo DIN; Elemento de extinção: os modelos tipo NEMA possui apenas uma chapa dobrada; Características dos contatos: possui apenas material sintetizado.
NEMA Característica construtiva do disparo magnético: O disparo magnético e o limiar de atuação são pouco sensíveis; Disparador magnético vinculado à parte construtiva; A destrava do mecanismo depende da grandeza da corrente de curtocircuito; Bobina mais simples, as vezes com uma espira.
NEMA
DIN Material de fabricação de caixa: poliéster ou ureia formaldeído; Capacidade de interrupção de curto circuito: um disjuntor de 25 A tem a capacidade de interrupção na ordem de 4,5 KVA; Elemento de extinção: câmara de extinção equipada com alertas múltiplas; Características de contato: Contatos revestidos de prata, tendo maior resistência térmica e elétrica; Apresentam uma resposta mais rápida e eficiente em comparação aos disjuntores de padrão norte-americano tipo NEMA.
DIN Característica construtiva do disparador magnético: Possui disparo independente; O seu limiar ocorre com um múltiplo de corrente nominal, de modo que, independentemente do valor da corrente ele vai possuir sempre dois tipos de atuação: um contra curto circuito (bobina) outro contra sobrecarga (bimetal), atuando independente um do outro; Possui resposta de atuação mais rápida em comparação ao NEMA.
DIN
Categorias de Disjuntores O dimensionamento do disjuntor é uma questão de SEGURANÇA; Deve-se observar para cada tipo de carga: 1. faixa de corrente de ruptura 2. tempo de ruptura Existente uma categoria adequada de disjuntor a ser usado; Estas ditam a curva de ruptura específica de cada uma.
Categorias de Disjuntores Quando se tem um equipamento sensível a picos de corrente é preciso que o disjuntor tenha um tempo de resposta de ruptura muito rápida; Nesse caso, a curva de corrente usada pertence a uma categoria; Em outros casos como na partida de motores, o tempo necessário para a partida do mesmo é relativamente grande, por isso a resposta de ruptura deve ser mais lenta; Assim, é necessário outro tipo de curva de corrente; As curvas de ruptura determinam o período de tempo e a faixa dos limites de corrente que o dispositivo suporta; Tipos: B, C e D.
Curvas Características
Curva Característica A curva mostra a atuação em uma faixa; O fabricante garante que o desarme do disjuntor deve ocorrer dentro deste intervalo; Para grandes correntes a atuação é mais rápida; Correntes pouco acima da nominal as vezes nem disparam o dispositivo; Veja que para correntes menores que a nominal ele não atua! A curva começa em 1 no eixo das abscissas.
Zonas de atuação no dispositivo Indica se a atuação será magnética ou térmica; In é a corrente estipulada da proteção.
Zonas de atuação no dispositivo A atuação do disjuntor depende da temperatura em que se encontra; A parte inferior das curvas são as curvas a quente e a superior são as curvas a frio; O disjuntor tem tempos de abertura diferentes com o tempo de utilização em carga, pois todos os metais percorridos por correntes a uma temperatura normal de utilização sofrem perdas por calor (efeito Joule); Quanto maior for o tempo de utilização do produto, maior será a temperatura interna dos materiais.
Zona 1: Curva lenta, zona de atuação do disjuntor térmico. Disjuntor atua com o bimetálico, que em caso de uma sobrecarga de corrente, a placa de metal ativa a abertura do mesmo; Zona 2: Nesta zona não é garantida qual a parte do produto, o térmico ou magnético será responsável pela atuação do disjuntor; Zona 3: Curva rápida, zona de atuação do material magnético. Na presença de correntes múltiplas da corrente nominal, esta é a parte do disjuntor que está na origem da sua atuação instantânea.
Características curva B Disparo magnético de 3 a 5 vezes a corrente nominal do circuito; Exemplo: Chuveiro (cargas resistivas) Ex: Se I N = 10A, curva de atuação está entre 30 e 50A.
Características curva C Disparo magnético de 5 a 10 vezes a corrente nominal do circuito; Exemplo: Iluminação (cargas indutivas), ar condicionado, bombas, sistemas de comando e controle; Ex: Se I N = 10A, curva de atuação está entre 50 e 100A.
Características curva D Disparo magnético de 10 a 20 vezes a corrente nominal do circuito (Icc); Usado em circuitos industriais; Exemplo: Grandes Motores (cargas indutivas) grandes transformadores, máquinas de solda; Ex: Se I N = 10A, curva de atuação está entre 100 e 200A.
Curvas e Atuação
Exemplos de Dimensionamento Dimensionamento de disjuntor residencial:
Fusível x Disjuntor