fusíveis e disjuntores

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Pequeno relatório sobre teste de disjuntores de proteção e complementação com pesquisa sobre tipos de disjuntores e proteção.

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COORDENAO DE ENGENHARIA DA COMPUTAO LAB. DE CINCIA E TECNOLOGIA DOS MATERIAIS Exp. no 6: Fusveis e DisjuntoresGrupo: Cleber Cisne Cato

RA 080119

Turma: 304 Sorocaba - Agosto - 2009

Resistores

1. Resumo da Teoria 2. Material Utilizado 3. Procedimento Experimental 4. Dados Obtidos 5. Anlise de Dados 6. Concluso

Fusveis e Disjuntores 1. ObjetivoFamiliarizao com os dispositivos utilizados em Instalaes Eltricas para proteo das cargas e levantamento da curva tempo x corrente de um disjuntor termomagntico.

2. Resumo da TeoriaH dois tipos de corrente de falta na instalao eltrica predial, ambasindesejveis: a. Corrente de sobrecarga: quando vrias cargas so ligadas gradativamente, pertencentes a um mesmo circuito; h uma clara evidncia de que o circuito no foi bem dividido na IEP; b. Corrente de curto circuito: quando a corrente eltrica eleva-se a valores extremamente altos em curto espao de tempo; o caso de fios com baixssima resistncia sendo conectados entre dois pontos cuja ddp esteja em valor nominal (127 ou 220 V, por exemplo); Fusvel um dispositivo de proteo contra sobre-corrente em circuitos. Consiste de um filamento ou lmina de um metal ou liga metlica de baixo ponto de fuso que se intercala em um ponto determinado de uma instalao eltrica para que se funda, por efeito Joule, quando a intensidade de corrente eltrica superar, devido a um curto-circuito ou sobrecarga, um determinado valor que poderia danificar a integridade dos condutores com o risco de incndio ou destruio de outros elementos do circuito. Disjuntor um dispositivo eletromecnico que permite proteger uma determinada instalao eltrica com sobre-cargas. Sua principal caracterstica a capacidade de se rearmar (manual ou eletricamente), quando estes tipos de defeitos ocorrem, diferindo do fusvel que tm a mesma funo, mas que fica inutilizado depois de proteger a instalao. Assim, o disjuntor interrompe a corrente em uma instalao eltrica antes que os efeitos trmicos e mecnicos desta corrente possam se tornar perigosos s prprias instalaes. Por esse motivo, ele serve tanto como dispositivo de manobra como de proteo de circuitos eltricos. Atualmente muito utilizado em instalaes eltricas residenciais e comerciais o disjuntor termomagntico. Esse tipo de disjuntor possui trs funes: * Manobra (abertura ou fecho voluntrio do circuito) * Proteo contra curto-circuito - Essa funo desempenhada por um atuador magntico (solenide), que efetua a abertura do disjuntor com o aumento instantneo da corrente eltrica no circuito protegido * Proteo contra sobrecarga - realizada atravs de um atuador bimetlico, que sensvel ao calor e provoca a abertura quando a corrente eltrica permanece, por um determinado perodo, acima da corrente nominal do disjuntor As caractersticas de disparo do disjuntor so fornecidas pelos fabricantes atravs de duas informaes principais: corrente nominal e curva de disparo. Outras caractersticas so importantes para o dimensionamento, tais como: tenso nominal, corrente mxima de interrupo do disjuntor e nmero de plos (unipolar, bipolar ou tripolar). Estes e outros dispositivos de proteo contra sobre-correntes so uma parte essencial de um sistema de distribuio de energia para prevenir incndios ou danos a outros elementos do circuito.

3. Material Utilizado- amostras de fusveis e disjuntores; - 1 x disjuntor termomagntico de 10 A - 1 x disjuntor termomagntico de 16 A; - 1 x alicate ampermetro; - 1 x variac; - 1 x transformador elevador de corrente; - cabos de ligao; - 1 x chave de fenda mdia; - 1 x cronmetro;

4. Procedimento ExperimentalMontar o circuito ilustrado:

- aumentar a corrente eltrica gradativamente, at fazer o disjuntor desarmar-se; - repetir este procedimento por mais duas vezes; na terceira vez anotar a ltima corrente eltrica de desarme; - elevar a corrente eltrica, de forma lenta, at este ltimo valor de desarme; ao chegar no valor de corrente, disparar o cronmetro e medir quanto tempo o disjuntor ficar ligado nesta corrente; - repetir este procedimento por mais duas vezes em outros valores de corrente acima ou abaixo da corrente de desarme; - preencher as tabelas 6.1 e 6.2: 5. Dados Obtidos

Tab. 6.1: valores de t e I disjuntor de 10 A

t(s) 1,76 5,60 1,10

I(A) 33,9 32,9 35,0

Tab. 6.2: valores de t e I disjuntor de 16 A

t(s) 3,80 4,20 1,30Tab. 6.3: dados das amostras

I(A) 49,7 48,7 50,0

Tipo de amostra Fusvel tipo Rolha Fusvel tipo Cartucho Fusvel tipo NH Fusvel tipo Diazed Disjuntor TermomagneticoI Disjuntor TermomagneticoII

In(A) 15 100 425 25 25 4

Vn(V) 125 250 500 500 110500 120240

Id(KA) 100 25 10

6. Analise dos DadosTab. 6.1: valores de t e I disjuntor de 10 A

t(s) 1,76 5,60 1,10

I(A) 33,9 32,9 35,0

Tab. 6.2: valores de t e I disjuntor de 16 A

t(s) 3,80 4,20

I(A) 49,7 48,7

1,30

50,0

7. ConclusoDisjuntores e fusveis so dispositivos de segurana indispensveis para evitar danos as instalaes eltricas de qualquer porte, inclusive os seus componentes (motores, sistemas eletrnicos integrados, etc.), e apesar do custo de alguns desses dispositivos terem um alto custo, compensam essa desvantagem por manterem a segurana de equipamentos to caros quanto ou mais que o seu valor. Observando o grfico de tempo pela passagem da corrente nos dispositivos, verifica-se o seu funcionamento e pode-se observar que quanto maior a corrente, menor o seu tempo de ao, evitando assim que haja a destruio de algum componente no circuito. Disjuntor a vcuo As propriedades do vcuo como meio isolante so, de h muito tempo, conhecidas e as primeiras tentativas de se obter a interrupo de uma corrente alternada em cmara de vcuo datam de 1926, quando foi interrompida com sucesso uma corrente de 900A em 40kV. No entanto, as dificuldades tcnicas da poca referentes tcnica de vcuo, disponibilidade de materiais e mtodos de fabricao, que garantissem uma cmara com vcuo adequado, isenta de impurezas e vazamentos, fez com que a introduo destes disjuntores fosse postergada para incio da dcada de 60, sendo que a sua produo em grandes volumes para mdia tenso comeou realmente no inicio dos anos 70. O arco voltaico a vcuo Esta expresso, a principio, pode parecer contraditria, pois a existncia de um arco voltaico pressupe a existncia ons positivos e eltrons que, por assim dizer, lhe sirvam de veculo; e no vcuo no existe, em principio, a possibilidade de se encontrar estas partculas. No caso dos disjuntores a vcuo, os ons positivos e eltrons so fornecidos pela nuvem de partculas metlicas provenientes da evaporao dos contactos formando o substrato para o arco voltaico. Aps a interrupo de corrente, estas partculas depositam-se rapidamente na superfcie dos contactos recuperando, assim, a rigidez dieltrica entre os mesmos. Esta recuperao da rigidez dieltrica muito rpida nos disjuntores a vcuo, o que permite altas capacidades de ruptura em cmaras relativamente pequenas. O arco voltaico no vcuo, pode ser de dois tipos: difuso ou contrado.

O arco difuso Quando se interrompem pequenas correntes, at aproximadamente 10kA, tem-se a formao do arco difuso, ou seja um arco distribudo por toda a superfcie dos contactos. O processo pode ser assim descrito: a superfcie dos contactos apesar de lisa, possui uma micro rugosidade, que responsvel pela formao de ltimos pontos de contacto que iro aquecer-se na separao galvnica dos mesmos, devido alta densidade de corrente (104A/cm a 109A/cm). Formam-se focos de emisso inica que iro irradiar os ons e eltrons, responsveis pela formao de um pequeno arco voltaico. Em toda a superfcie dos contactos temos, da mesma maneira, a formao de inmeros arcos paralelos, dando origem ao chamado arco difuso. Nota: estes focos de emisso inica tm uma superfcie muito pequena (10m de dimetro) e regularmente distribudos por toda a superfcie dos contactos, de maneira que o efeito de eroso sobre os mesmos desprezvel. Isto significa, em termos prticos, uma capacidade de perfazer um enorme nmero de manobras sob cargas sem desgastes dos contactos. Alm disso, devido diminuta dimenso dos focos de emisso inica, a constante de tempo de resfriamento dos mesmos extremamente pequena (