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  • Copyright - Revista Eletricidade Moderna

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    5Guia EM da NBR5410

    Normalizao IEC de disjuntores BT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .140

    Tipos e normalizao de dispositivos fusveis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .145

    Equacionamento da proteo contra sobrecargas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .151

    Equacionamento da proteo contra curtos-circuitos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .155

    Determinao da corrente de curto-circuito presumida . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .163

    Integral de Joule: coordenando condutores e dispositivos de proteo . .169

    Corrente de curto mnima: ateno ao comprimento do circuito . . . . . . . . . .175

    Proteo de cabos em paralelo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .181

    P R O T E O C O N T R A S O B R E C O R R E N T E S

  • Normalizao IECde disjuntores BT

    Os disjuntores de baixa tenso so hoje cobertospor uma completa normalizao internacional (ta-bela I), liderada pela IEC 60947-2 no Brasil,NBR IEC 60947-2. Esta norma aplica-se a todos os disjun-tores cujos contatos principais so destinados ligao acircuitos cuja tenso nominal no ultrapassa 1000 VCA ou1500 VCC, quaisquer que sejam as correntes nominais, osmtodos de construo e a utilizao prevista.

    A IEC 60898 (no Brasil, NBR IEC 60898) trata especi-ficamente dos disjuntores de tenso nominal inferior ouigual a 440 V, corrente nominal inferior ou igual a 125 A,para uso em circuitos CA de instalaes domsticas e an-logas, concebidos para uso por pessoas no advertidas ouqualificadas e para no exigir manuteno (o que no querdizer que eles no possam ser usados em instalaes indus-triais, claro). o domnio, por excelncia, dos minidisjun-tores (ou, na denominao internacional, MCB, de minia-ture circuit-breakers). A IEC 60898 no se aplica aos dis-juntores destinados proteo de motores e queles cujaregulagem de corrente seja acessvel ao usurio.

    As prescries relativas aos disjuntores para equipa-mentos constam da IEC 60934, enquanto os disjuntores uti-lizados como dispositivos de partida de motores so trata-dos, pelo menos parcialmente, pela IEC 60947-4.

    Os disjuntores, no exerccio da funo principal de pro-teo contra sobrecorrentes, operam atravs de disparado-res que podem ser trmicos, magnticos e eletrnicos.

    Os disjuntores mais tradicionais, para uso geral, soequipados com disparadores trmicos, que atuam na ocor-rncia de sobrecorrentes moderadas (tipicamente correntesde sobrecarga), e disparadores magnticos, para sobrecor-rentes elevadas (tipicamente correntes de curto-circuito).Da o nome disjuntores termomagnticos.

    O disparador trmico tpico constitudo de uma lminabimetlica que se curva sob ao do calor produzido pela pas-sagem da corrente. Essa deformao temporria da lmina,devido s diferentes dilataes dos dois metais que a com-pem, provoca, em ltima anlise, a abertura do disjuntor. Odisparador trmico bimetlico apresenta caracterstica deatuao a tempo inverso, isto , o disparo se d em um tempotanto mais curto quanto mais elevada for a (sobre)corrente.

    Alguns disparadores trmicos possuem uma faixa decorrente de ajustagem. Tambm existem disparadores tr-micos com compensao de temperatura.

    J o disparador magntico constitudo por uma bobi-na (eletrom) que atrai um pea articulada (armadura)quando a corrente atinge um certo valor. Esse deslocamen-to da armadura provoca, atravs de acoplamentos mecni-cos, a abertura dos contatos principais do disjuntor. H dis-juntores que tm o disparo magntico ajustvel.

    A figura 1 mostra a caracterstica tempocorrente tpi-ca de um disjuntor termomagntico, evidenciando a atua-o do disparador trmico de sobrecarga (a tempo inverso)e do disparador magntico (instantneo).

    O disparador eletrnico, por fim, compreende sensoresde corrente, uma eletrnica de processamento dos sinais ede comando e atuadores. Os sensores de corrente so cons-titudos de um circuito magntico e elaboram a imagem dacorrente medida. A eletrnica processa as informaes e,dependendo do valor da corrente medida, determina o dis-paro do disjuntor no tempo previsto. A caracterstica tempocorrente dos disparadores eletrnicos apresenta trszonas de atuao (figura 2): a zona de proteo trmica de longo retardo, que repre-

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    Guia EM da NBR54105 Proteo contra Sobrecorrentes

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    Fig. 1 Caracterstica tempo-corrente tpica de disjuntor ter-momagntico

  • senta um modelamento das caractersticas de elevao detemperatura dos condutores; a zona de curto retardo, que assegura a proteo contracorrentes de falta distantes. O curto retardo, que compa-tvel com os limites de elevao de temperatura dos condu-tores, possibilita seletividade com dispositivos de proteoa montante; a zona de atuao instantnea, que a da proteocontra curtos-circuitos elevados e imediatamente a jusan-te do disjuntor.

    Caractersticas nominais Tenses nominais Os disjuntores so caracterizadospela tenso nominal de operao, ou tenso nominal deservio (Ue) e pela tenso nominal de isolamento (Ui). Noscatlogos dos fabricantes, freqentemente indica-se apenasa primeira, chamada simplesmente de tenso nominal (Un= Ue). Geralmente, Ui o maior valor admissvel de Ue.

    Correntes nominais De acordo com a IEC 60947-2,a corrente nominal (In) de um disjuntor a corrente ininter-rupta nominal (Iu) e tem o mesmo valor da corrente trmi-ca convencional ao ar livre (Ith), isto , In = Iu = Ith. A nor-ma no padroniza valores de In.

    A IEC 60898, mais explcita, define corrente nominalcomo a corrente que o disjuntor pode suportar em regimeininterrupto, a uma temperatura de referncia especificada.A norma considera 30C como temperatura ambiente dereferncia e indica os seguintes valores preferenciais de In:6, 10, 13, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63, 80, 100 e 125 A.

    Via de regra, os fabricantes de disjuntores termo-magnticos indicam, alm das correntes nominais natemperatura de referncia, valores de In correspondentesa outras temperaturas ou ento os fatores a aplicar para

    temperaturas diferentes das de referncia.

    Correntes convencionais A IEC 60947-2 define acorrente convencional de atuao (I2) e a corrente con-vencional de no-atuao (Int) em funo da corrente deajustagem Ir. J a IEC 60898 que, como vimos, apli-ca-se a disjuntores cuja regulagem de corrente no acessvel define ambas as grandezas em funo dacorrente nominal. A tabela II indica os valores definidosem ambas as normas.

    Disparo instantneo A IEC 60898 define, para o dis-paro instantneo, em geral magntico, as faixas de atuaoB, C e D ilustradas na figura 3: B: de 3 In a 5 In; C: de 5 In a 10 In; D: de 10 In a 20 In.

    A fixao das trs faixas, atravs de valores-limite, nosignifica, porm, que o fabricante deva observ-los estrita-mente, particularmente no que se refere ao limite superior.Em outras palavras, determinado fabricante pode oferecerum disjuntor com caracterstica D, mas com faixa de atua-o de 10 In a, digamos, 15 In.

    A IEC 60947-2, por sua vez, refere-se a abertura emcondio de curto-circuito e prescreve apenas que o dis-parador correspondente deve provocar a abertura do dis-juntor com uma preciso de 20% em torno do valor ajus-tado/calibrado.

    Fig. 2 Caracterstica tempo-corrente de um disparador ele-trnico. Ir pode ser ajustado, tipicamente, entre 0,4 e 1 vez acorrente nominal; e IM entre 2 e 10 vezes Ir.

    Fig. 3 Caractersticas tempo-corrente de minidisjuntoresnormalizadas pela IEC 60898

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    5Guia EM da NBR5410

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  • Capacidades de interrupo A IEC 60947-2 defi-ne capacidade limite de interrupo (de curto-circuito)Icu e capacidade de interrupo (de curto-circuito) emservio Ics.

    J a IEC 60898 refere-se simplesmente a capacidadede interrupo nominal (Icn), igual capacidade limite deinterrupo, isto Icn = Icu , fixando os valores de 1,5 , 3,4,5, 6, 10, 15, 20 e 25 kA. A capacidade de interrupoem servio definida em funo de Icn , sendo fixados osseguintes valores: para Icn 6 kA, Ics = Icn; para 6 < Icn 10 kA, Ics = 0,75 Icn (mnimo de 6 kA); para Icn > 10 kA, Ics = 0,5 Icn (mnimo de 7,5 kA).

    So as caractersticas Icu e Icn que devem ser compara-das, no projeto da instalao, com o valor da corrente decurto-circuito presumida no ponto de instalao do disjun-tor [Ver artigo Equacionamento da proteo contra cur-tos-circuitos]. Assim,

    Icu ou Icn (do disjuntor) Ik presumida (do sistema)Icu e Icn representam, enfim, a mxima corrente de cur-

    to-circuito que um disjuntor capaz de interromper.Mas no clculo da corrente de curto-circuito presumida

    Ik geralmente so assumidas, em favor da segurana, con-dies e circunstncias que correspondem ao pior caso. Oresultado que quando um curto-circuito ocorre, seu valorna realidade bem inferior ao da corrente presumida Ik.

    Por outro lado, importante que essas correntes de cur-to menores, mas com maior probabilidade de ocorrncia,sejam interrompidas em perfeitas condies, de forma que

    o retorno ao servio, aps a elimi-nao da falta, seja rpido e segu-ro para toda a instalao.

    essa a razo da capacidadede interrupo em servio Ics , cu-ja comprovao as normas assimespecificam: o disjuntor deve realizar trs in-terrupes sucessivas de Ics; a capacidade de o disjuntorpreencher todas as suas funes ento verificada por uma srie demedies (elevao de temperatu-ra, ensaio de tenso aplicada, veri-ficao da atuao dos disparado-res, etc.).

    Todas essas exigncias confi-guram Ics como uma caractersti-ca de desempenho, uma indicaoda capacidade do disjuntor em ga-rantir um funcion