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5 Guia EM da NBR5410

Normalização IEC de disjuntores BT140
Tipos e normalização de dispositivos fusíveis145
Equacionamento da proteção contra sobrecargas151
Equacionamento da proteção contra curtos-circuitos155
Determinação da corrente de curto-circuito presumida163
Integral de Joule:coordenando condutores e dispositivos de proteção169
Corrente de curto mínima:atenção ao comprimento do circuito175
Proteção de cabos em paralelo181

Normalização IEC de disjuntores BT

Os disjuntores de baixa tensão são hoje cobertos por uma completa normalização internacional (tabela I),liderada pela IEC 60947-2 — no Brasil,

NBR IEC 60947-2. Esta norma aplica-se a todos os disjuntores cujos contatos principais são destinados à ligação a circuitos cuja tensão nominal não ultrapassa 1000 VCA ou 1500 VCC,quaisquer que sejam as correntes nominais,os métodos de construção e a utilização prevista.

A IEC 60898 (no Brasil,NBR IEC 60898) trata especificamente dos disjuntores de tensão nominal inferior ou igual a 440 V,corrente nominal inferior ou igual a 125 A, para uso em circuitos CA de instalações domésticas e análogas,concebidos para uso por pessoas não advertidas ou qualificadas e para não exigir manutenção (o que não quer dizer que eles não possam ser usados em instalações industriais,claro). É o domínio,por excelência,dos minidisjuntores(ou,na denominação internacional,MCB,de miniature circuit-breakers). A IEC 60898 não se aplica aos disjuntores destinados à proteção de motores e àqueles cuja regulagem de corrente seja acessível ao usuário.

As prescrições relativas aos disjuntores para equipamentos constam da IEC 60934,enquanto os disjuntores utilizados como dispositivos de partida de motores são tratados,pelo menos parcialmente,pela IEC 60947-4.

Os disjuntores,no exercício da função principal de proteção contra sobrecorrentes,operam através de disparadores que podem ser térmicos,magnéticos e eletrônicos.

Os disjuntores mais tradicionais,para uso geral,são equipados com disparadores térmicos,que atuam na ocorrência de sobrecorrentes moderadas (tipicamente correntes de sobrecarga),e disparadores magnéticos,para sobrecorrentes elevadas (tipicamente correntes de curto-circuito). Daí o nome disjuntores termomagnéticos.

O disparador térmicotípico é constituído de uma lâmina bimetálica que se curva sob ação do calor produzido pela passagem da corrente. Essa deformação temporária da lâmina, devido às diferentes dilatações dos dois metais que a compõem,provoca,em última análise,a abertura do disjuntor. O disparador térmico bimetálico apresenta característica de atuação a tempo inverso,isto é,o disparo se dá em um tempo tanto mais curto quanto mais elevada for a (sobre)corrente.

Alguns disparadores térmicos possuem uma faixa de corrente de ajustagem. Também existem disparadores térmicos com compensação de temperatura.

Já o disparador magnéticoé constituído por uma bobina (eletroímã) que atrai um peça articulada (armadura) quando a corrente atinge um certo valor. Esse deslocamento da armadura provoca,através de acoplamentos mecânicos,a abertura dos contatos principais do disjuntor. Há disjuntores que têm o disparo magnético ajustável.

A figura 1 mostra a característica tempo–correntetípica de um disjuntor termomagnético,evidenciando a atuação do disparador térmico de sobrecarga (a tempo inverso) e do disparador magnético (instantâneo).

O disparador eletrônico,por fim,compreende sensores de corrente,uma eletrônica de processamento dos sinais e de comando e atuadores. Os sensores de corrente são constituídos de um circuito magnético e elaboram a imagem da corrente medida. A eletrônica processa as informações e, dependendo do valor da corrente medida,determina o disparo do disjuntor no tempo previsto. A característica tempo–correntedos disparadores eletrônicos apresenta três zonas de atuação (figura 2): –a zona de proteção térmica de longo retardo,que repre-

Guia EM da NBR5410 5Proteção contra Sobrecorrentes

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Fig.1 – Característica tempo-corrente típica de disjuntor termomagnético senta um modelamento das características de elevação de temperatura dos condutores; –a zona de curto retardo,que assegura a proteção contra correntes de falta distantes. O curto retardo,que é compatível com os limites de elevação de temperatura dos condutores,possibilita seletividade com dispositivos de proteção a montante; –a zona de atuação instantânea,que é a da proteção contra curtos-circuitos elevados e imediatamente a jusante do disjuntor.

Características nominais

Tensões nominais– Os disjuntores são caracterizados pelatensão nominal de operação,ou tensão nominal de serviço (Ue)e pelatensão nominal de isolamento (Ui). Nos catálogos dos fabricantes,freqüentemente indica-se apenas a primeira,chamada simplesmente de tensão nominal (Un = Ue). Geralmente,Uié o maior valor admissível de Ue.

Correntes nominais– De acordo com a IEC 60947-2, a corrente nominal (In)de um disjuntor é a corrente ininterrupta nominal(Iu)e tem o mesmo valor da corrente térmica convencional ao ar livre (Ith),isto é,In= Iu= Ith. A nor-

ma não padroniza valores deIn. A IEC 60898,mais explícita,define corrente nominal como a corrente que o disjuntor pode suportar em regime ininterrupto,a uma temperatura de referência especificada. A norma considera 30°C como temperatura ambiente de

Via de regra,os fabricantes de disjuntores termomagnéticos indicam,além das correntes nominais na temperatura de referência,valores de Incorrespondentes a outras temperaturas ou então os fatores a aplicar para temperaturas diferentes das de referência.

Correntes convencionais– A IEC 60947-2 define a corrente convencional de atuação (I2)e a corrente convencional de não-atuação (Int)em função da corrente de ajustagem Ir. Já a IEC 60898 — que,como vimos,aplica-se a disjuntores cuja regulagem de corrente não é acessível — define ambas as grandezas em função da corrente nominal. A tabela I indica os valores definidos em ambas as normas.

Disparo instantâneo– A IEC 60898 define,para o disparo instantâneo,em geral magnético,as faixas de atuação B,C e D ilustradas na figura 3:

–B:de 3 Ina 5 In; –C:de 5 Ina 10 In;

–D:de 10 Ina 20 In. A fixação das três faixas,através de valores-limite,não significa,porém,que o fabricante deva observá-los estritamente,particularmente no que se refere ao limite superior. Em outras palavras,determinado fabricante pode oferecer um disjuntor com característica D,mas com faixa de atua- ção de 10 Ina,digamos,15 In. A IEC 60947-2,por sua vez,refere-se a “abertura em condição de curto-circuito”e prescreve apenas que o disparador correspondente deve provocar a abertura do disjuntor com uma precisão de ±20% em torno do valor ajustado/calibrado.

Fig.2 – Característica tempo-corrente de um disparador ele- trônico.Irpode ser ajustado,tipicamente,entre 0,4 e 1 vez a corrente nominal;e IMentre 2 e 10 vezes Ir.

Fig.3 – Características tempo-corrente de minidisjuntores normalizadas pela IEC 60898

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Capacidades de interrupção– A IEC 60947-2 define capacidade limite de interrupção(de curto-circuito)

Icue capacidade de interrupção(de curto-circuito) em serviço Ics. Já a IEC 60898 refere-se simplesmente a capacidade de interrupção nominal (Icn),igual à capacidade limite de interrupção,isto é Icn= Icu,fixando os valores de 1,5 ,3, 4,5,6,10,15,20 e 25 kA. A capacidade de interrupção em serviçoé definida em função de Icn,sendo fixados os seguintes valores:

–paraIcn≤6 kA,Ics= Icn; –para 6 < Icn≤10 kA,Ics= 0,75 Icn(mínimo de 6 kA);

–para Icn> 10 kA,Ics= 0,5 Icn(mínimo de 7,5 kA).

São as características Icue Icnque devem ser comparadas,no projeto da instalação,com o valor da corrente de

curto-circuito presumida no ponto de instalação do disjuntor [Ver artigo “Equacionamento da proteção contra curtos-circuitos]. Assim,

Icuou Icn(do disjuntor) ≥Ikpresumida (do sistema)

Icue Icnrepresentam,enfim,a máxima corrente de curto-circuito que um disjuntor é capaz de interromper.

Mas no cálculo da corrente de curto-circuito presumida

Ikgeralmente são assumidas,em favor da segurança,condições e circunstâncias que correspondem ao pior caso. O resultado é que quando um curto-circuito ocorre,seu valor na realidade é bem inferior ao da corrente presumida Ik. Por outro lado,é importante que essas correntes de cur- to menores,mas com maior probabilidade de ocorrência, sejam interrompidas em perfeitas condições,de forma que o retorno ao serviço,após a eliminação da falta,seja rápido e seguro para toda a instalação. É essa a razão da capacidade de interrupção em serviço Ics,cuja comprovação as normas assim especificam: –o disjuntor deve realizar três in- terrupções sucessivas de Ics; –a capacidade de o disjuntor preencher todas as suas funções é então verificada por uma série de medições (elevação de temperatura,ensaio de tensão aplicada,verificação da atuação dos disparadores, etc.). Todas essas exigências confi- guram Icscomo uma característica de desempenho,uma indicação da capacidade do disjuntor em garantir um funcionamento completamente normal mesmo após ter interrompido correntes de curto-circuito. Embora a norma de instalações não inclua regras envol- vendo especificamente a característica Ics,é importante e conveniente,a fim de garantir melhor continuidade de ser- viço,escolher disjuntores cujo desempenho Icsseja tal que

Ics> Ikprovável.

Vejamos dois exemplos genéricos, para melhor ilustrar essa recomendação.

No caso de um disjuntor com função típica de chave geral,em um quadro ou painel de distribuição,e cujo campo de proteção é geralmente limitado ao próprio quadro ou painel,as correntes de curto-circuito que caberá ao dispositivo eliminar serão apenas ligeiramente inferiores ao valor teórico da corrente de curto-circuito presumida. Assim,deve ser selecionado um disjuntor cuja Icsseja próxima de ou igual a Icu,isto é,

Ics= 100% Icu 143

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Tab.I– As diferentes categorias de disjuntores BT

Minidisjuntores – Disjuntores para instalações domésticas e análogas

Disjuntores para uso geral: ••Disjuntores em caixa moldada

••Disjuntores de potência

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