Equipamentos Elétricos. Aula 3 - Disjuntores

Transcrição

1 Equipamentos Elétricos Aula 3 - Disjuntores Prof. Dr. Hugo Valadares Siqueira

2 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.

3 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.

4 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.

5 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.

6 Normatização 5361 NBR Disjuntores NBR Disjuntores Industriais NBR IEC Disjuntores residenciais Transcrição da Norma NBR 5410/97 pagina 31: 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.

7 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.

8 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.

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10 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.

11 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.

12 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.

13 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.

14 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.

15 Disjuntor

16 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;

17 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.

18 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.

19 NEMA

20 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.

21 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.

22 DIN

23 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.

24 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.

25 Curvas Características

26 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.

27 Zonas de atuação no dispositivo Indica se a atuação será magnética ou térmica; In é a corrente estipulada da proteção.

28 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.

29 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.

30 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.

31 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.

32 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.

33 Curvas e Atuação

34 Exemplos de Dimensionamento Dimensionamento de disjuntor residencial:

35 Fusível x Disjuntor