disjuntores

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DISJUNTORES

Os disjuntores são dispositivos destinados à proteção de circuitos de distribuição. Em sua grande maioria são dispositivos termomagnéticos, equipados com disparadores térmicos (que possui uma característica considerada de longa duração) e disparadores eletromagnéticos (instantâneos). Geralmente são montados em quadros de distribuição.

FUNCIONAMENTO

Um elemento é movimentado por uma força externa (alavanca) acionando um bloco de contatos principais e outro de contatos auxiliares, ao mesmo tempo que comprime um jogo de molas de abertura. Ao fim do curso dos contatos, uma trava mantém o mecanismo de posição de contatos principais fechados e molas de abertura comprimidas.

Um comando de abertura, direto ou através de disparadores, irá retirar a trava liberando o mecanismo que provocará a separação brusca de comandos fechados por efeito de liberação das molas comprimidas de abertura. A interrupção de corrente que ocorre na abertura tem um valor máximo que é chamado de capacidade de interrupção.

CAPACIDADE DE INTERRUPÇÃO

O maior valor eficaz que um dispositivo pode interromper com plena segurança tanto para o operador quanto para os equipamentos próximos é chamado de capacidade de interrupção. Seu valor sempre é expresso em kA.

Na escolha de um disjuntor, a capacidade de interrupção é o item mais importante porque está diretamente ligada a capacidade de geração de curto circuito da rede, ou seja, da potência máxima que a rede pode conduzir quando a resistência é mínima.

Devido as impedâcias imprevistas, normalmente presentes em qualquer linha (emendas, contatos, etc), a grande maioria dos “curto-circuito”, atinge valores abaixo da capacidade de interrupção do disjuntor, garantindo assim uma vida longa e um grande número de manobras. No entanto, o acontecimento de um curto equivalente a capacidade plena de interrupção, pode acontecer em qualquer momento, fazendo-se necessário uma inspeção periódica de contato e câmaras de extinção para determinar o estado físico dos mesmos.

CLASSIFICAÇÃO DOS DISJUNTORES

Os disjuntores são utilizados, do ponto de vista de utilização, para a proteção de redes ou máquina girantes.

Sob o ângulo de funcionamento, podemos classificá-los em três classes, denominadas: Standard, Limitadores, e Seletivos.

DISJUNTORES STANDARD

O princípio de funcionamento deste tipo de disjuntor constitui-se pela abertura de seus contatos (por ação da força das molas de abertura), pela limitação da velocidade de abertura.

DISJUTOR LIMITADOR

Tem uma alta velocidade de operação, ajudando a manter limitado o crescimento da corrente de curto-circuito de maneira que a corrente de corte seja menor que o valor máximo da corrente de curto-circuito, dentro do primeiro semi-ciclo.

DISJUNTOR SELETIVO

A seletividade em um circuito, onde existem diversos disjuntores em série, é a garantia de que o tempo de interrupção do disjuntor mais próximo do defeito deve ser menor que o tempo mínimo de impulso do disjuntor a seguir.

PODE-SE CLASSIFICAR OS DISJUNTORES, TAMBÉM, SOB O PONTO DE VISTA DE APLICAÇÃO EM:

MINIDISJUNTORES

São pequenos interruptores automáticos que apresentam as mesmas características dos disjuntores maiores (dispositivos térmico e eletromagnético).

DISJUNTORES COMPONÍVEIS

Elementos modulares que compõem o sistema podem desempenhar funções de proteção, comando, comutação, sinalização e inclusive se integrar a sisemas de automação.

Tomando como elementar um módulo base, vários outros elementos podem ser a ele acoplados, permitindo ao conjunto desempenhar as funções desejadas.

DISJUNTOR MOTOR

Sendo ele tanto standard quanto limitador, o disjuntor para motor deve possuir disparador térmico ajustável e disparador magnético regulado de tal forma a suportar a corrente de partida do motor.

A utilização de disjuntores para a proteção de motores em substituição a tradicional solução fusível/contator/relé térmico, traz uma série de vantagens das quais destacam-se:

- O disjuntor funciona como uma chave geral;

- Desligamento simultâneo de todas as fases;

- Oferece proteção para qualquer valor de corrente, principalmente nas faixas de pequenos motores;

- Em caso de abertura por curto-circuito, basta rearmá-lo, não necessitando a sua substituição.

DISJUNTOR DE POTÊNCIA

Utilizado em redes de alimentação e distribuição, os disjuntores de potência são interruptores que devem ter altas capacidades de interrupção, tendo em vista os valores de curto-circuito que costumam ocorrer em subestações, quadros gerais e distribuição.

Pode-se definir a capacidade de interrupção pela corrente presumida de um curto circuito no local da instalação do disjuntor. Para corrente alternada, considera-se o valor eficaz da componente simétrica “Ik”.

CURVAS DE DIMENSIONAMENTO DE DISJUNTORES

Tipo B (equivalente ao tipo L na norma francesa e alemã): o seu limiar de disparo magnético é muito baixo (ideal para curto – circuitos de valor reduzido).

Para proteção de circuitos que alimentam cargas com características predominantemente resistivas, como lâmpadas incandescentes, chuveiros, torneiras e aquecedores elétricos, além dos circuitos de tomadas de uso geral.

Tipo C (equivalente ao tipo U e tipo G na norma francesa e alemã respectivamente): o seu limiar de disparo magnético permite-lhe cobrir a maioria das necessidades.

Para proteção de circuitos que alimentam especificamente cargas de natureza indutiva que apresentam picos de corrente no momento de ligação, como microondas, ar condicionado, motores para bombas, além de circuitos com cargas de características semelhantes a essas.

Tipo D (equivalente ao tipo D e tipo K na norma francesa e alemã respectivamente): o seu limiar de disparo magnético alto permite utilizá-lo na protecção de circuitos com elevadas pontas de corrente de arranque

Para proteção de circuitos que alimentam cargas altamente indutivas que apresentam elevados picos de corrente no momento de ligação, como grandes motores, transformadores, além de circuitos com cargas de características semelhantes a essas.

DISPARADOR EM DISJUNTORES

Os disjuntores podem ser previstos com os seguintes disparadores:

TIPO DO DISPARADOR

APLICAÇÃO

Térmico

Proteção contra sobrecarga

Eletromagnético Temporizado

Proteção seletiva contra curto-circuito

Eletromagnético Instantâneo

Proteção contra curto-circuito

Eletrodinâmico

Proteção contra curto-circuito com limitação de corrente

Disparador de Subtensão

Proteção contra Subtensão, comando a distância

Disparador a Distância

Desligamento a distância

VIDA ÚTIL E FREQUÊNCIA DE MANOBRA

Os disjuntores são equipamentos que operam com uma grande pressão nas peças de contato. Estas operações resultam em um inevitável desgaste mecânico nas partes envolvidas, principalmente no dispositivo de travamento dos contatos. Isto nos faz limitar o número de operações do disjuntor.

DISJUNTORES

VIDA ÚTIL E MECÂNICA

“MANOBRAS”

FREQUÊNCIA DE LIGAÇÕES

POR HORA

Disjuntores de pequeno e médio porte

Para cargas motoras

0.1 x 10 exp 6

Para cargas motoras

20 a 60

Para cargas motoras

30 x 10 exp 4

Para potência

20

Disjuntores grandes

Para cargas motoras

15 x 10³

Para cargas motoras

20

Para potência

15 x 10³

Para Potência

20

Exemplo de seleção:

De acordo com os dados abaixo, calcular o disjuntor necessário para proteção do circuito:

Carga:

Potência P = 1MVA

Tensão V = 380V

Impedância Z% = 5% = 0.05

Formulário:

In = __P__ (A)

Ik = ____P___ (kA)

DISJUNTOR DIFERENCIAL-RESIDUAL (DR)

Princípio de funcionamento do dispositivo Diferencial Residual

O DR funciona como um sensor que mede as correntes que entram e saem no circuito. As duas são de mesmo valor, porém de direções contrárias em relação a carga. Se chamarmos a corrente que entra na carga de I+ e a que sai de -I, logo a soma das correntes é igual a zero. A soma só não será igual se houver corrente fluindo para terra, como no caso de um choque elétrico.

Um dispositivo diferencial-residual é constituído, em suas linhas essenciais, pelos seguintes elementos principais:

  1. Contatos fixos e contatos móveis;

  2. Transformador diferencial;

  3. Disparador diferecial (Relé polarizado).

Os conatos têm por função permitir a abertura e o fechamento do circuito e são dimensionados de acordo com a corrente nominal (In) do dispositivo. Quando se trata de um disjuntor termomagnético diferencial, os contatos são dimensionados para poder interromper correntes de curto-circuito até o limite dado pela capacidade de interrupção de corrente nominal do dispositivo.

O transformador é constituído por um núcleo laminado, de material com alta permeabilidade, com tantas bobinas primárias quanto forem os pólos do dispositivo e uma bobina secundária destinada a detectar a corrente diferencial-residual. As bobinas primárias são iguais e enroladas de modo que, em condições normais, seja praticamente nulo o fluxo resultante no núcleo; a bobina secundária tem por função sentir um eventual fluxo resultante. O sinal na saída da bobina secundária é enviado a um relé polarizado que aciona o mecanismo de disparo para abertura dos contatos principais.

O DR deve ser instalado em série com os disjuntores do quadro de distribuição. Em geral, ele é colocado após o disjuntor geral e antes dos disjuntores de distribuição. Para facilitar a detecção do defeito, é aconselha-se proteger cada aparelho com dispositivo diferencial. Caso isto não seja possível deve-se separar os grupos que possuam características semelhantes. Ex: Circuitos de tomadas, circuitos de iluminação, etc.

Recomendações:

- Todos os fios do circuito têm que obrigatoriamente passar pelo DR.

- O fio Terra (proteção) nunca poderá passar pelo interruptor diferencial.

- O neutro não poderá ser aterrado após passar pelo interuptor.

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