Equipamentos Elétricos. Aula 3 - Disjuntores

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Equipamentos Elétricos

Aula 3 - Disjuntores

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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.

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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

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Função dos Disjuntores

• Proteger os cabos contra

sobrecargas e

curto-circuitos;

• Permitir o fluxo normal da

corrente sem

interrupções;

• Abrir e fechar um circuito

à intensidade nominal;

• Garantir a segurança da

instalação e dos

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• 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

curto-circuito são de subida brusca ou instantânea num circuito elétrico.

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Normatização

5361 NBR 5361 - Disjuntores

NBR 60947- Disjuntores Industriais

NBR IEC 60898 - Disjuntores residenciais

• Transcrição da Norma NBR 5410/97 pagina 31:

“5.3.4.2 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

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Disjuntor Térmico

• Funciona pelo princípio da

deformação de uma lâmina

bimetálica;

• 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.

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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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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.

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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

.

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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.

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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

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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;

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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;

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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.

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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 curto-circuito;

• Bobina mais simples, as vezes com uma espira.

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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.

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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.

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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.

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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;

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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

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Zonas de atuação no dispositivo

• Indica se a atuação será magnética ou térmica;

• In é a corrente estipulada da proteção.

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• 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.

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• 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.

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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.

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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.

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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.

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Exemplos de Dimensionamento

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