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Sumário
- Introdução
- Introdução
- Proteção contra efeitos térmicos
- 2.1 Definição
- 2.2 Medidas de prevenção
- 2.3 Exemplo de dispositivo de proteção
- 2.4.1 DSI – Dispositivo supervisor de isolamento
- Proteção contra choques elétricos
- 3.1 Dispositivos DR
- 3.2.1 Tipos de DRs
- 3.2.2 Funcionamento do DR
- 3.2.3 Componentes do DR
- 3.1.4 Classificação dos DRs
- Proteção contra sobretensões
- 4.1 Definição
- 4.2 Efeito das descargas atmosféricas
- 4.3 DPS
- 4.3.1 Curva do óxido de zinco
- 4.3.2 Locação do dispositivo
- Proteção contra sobrecorrentes
- 5.1 Definição
- 5.2.1 Corrente de sobrecarga
- 5.2.2 Corrente de curto-circuito
- 5.2 Omissão de proteção
- 5.3.3 Caso corrente sobrecarga
- 5.3.4 Caso corrente curto-circuito
- 5.3 Locação dos dispositivos
- 5.4 Exemplos de dispositivos
- 5.5.5 Fusíveis
- 5.5.6.1 Tipos de fusíveis
- 5.5.6.2 Fusível rápido e retardado
- 5.5.6.3 Fusível rolha, cartucho ou faca
- 5.5.6.4 Fusível NH
- 5.5.6.5 Fusível DIAZED
- 5.5.6.6 Fusível NEOZED
- 5.5.6 Disjuntores termomagnéticos
- 5.5.7.7 Classificação
- 5.5.7.8 Tipos
- 5.5.7.9 Dimensionamento
- 5.5.7.10 Principais parte de um disjuntor
- 5.5.7.11 Atuação do disjuntor
- 5 Conclusão
- 6 Bibliografia
elétricos de acordo com a norma NBR 5410, responsável por normatizar todo o esquema de instalações elétricas d baixa tensão. Vai-se discutir nas próximas páginas as seguintes proteções:
- Proteção contra efeitos térmicos
- Proteção contra choques elétricos
- Proteção contra sobretensões
- Proteção contra sobrecorrentes
Vai-se ressaltar a importância de proteger não só as instalações, bem como pessoas equipamentos e animais contras esses quatro tipos de perigo.
- Proteção contra efeitos térmicos
2.1 Definição
A NBR 5410 diz que:
“... as pessoas, bem como os equipamentos e materiais fixos adjacentes a componentes da instalação elétrica devem ser protegidos contra os efeitos térmicos prejudiciais que possam ser produzidos por esses componentes, tais como:
a) risco de queimaduras; b) combustão ou degradação dos materiais; c) comprometimento da segurança de funcionamento dos componentes instalados.”
A fim de que isso aconteça, a norma define, ao longo de suas páginas diversas medidas de proteção que devem ser tomadas: elas vão desde a locação dos equipamentos no espaço físico até a isolação e disposição do cabeamento de energia e das máquinas propriamente ditas.
2.2 Medidas de prevenção
De maneira geral, os componentes da instalação não devem representar perigo de incêndio para os materiais adjacentes. Equipamentos cujas componentes externas possam atingir altas temperaturas devem estardevidamente isolados termicamente ou afastados o suficiente de equipamentos que possam ser afetados por está elevação. Equipamentos suscetíveis de produzir arcos ou centelhamento devem ser isolados, pelos devidos materiais (que devem ser incombustíveis, apresentar baixa condutividade térmica e possuir espessura capaz de assegurar estabilidade mecânica), dos equipamentos que possam ser prejudicados ou afastados o suficiente dos mesmos. Referindo-se agora a rotas de fuga em casos de incêndios também recebem recomendações nesse sentido. Por exemplo:
3.1.2 Funcionamento do DR
- Medição permanente da soma vetorial das correntes que existem em um circuito
- Essa soma vetorial deve ser aproximadamente 0
- Quando ocorrem correntes de fuga a terra, essa soma vetorial é modificada
- O dispositivo desliga o circuito em questão.
- Uma pessoa tem contato direto com um circuito energizado
- A soma vetorial das correntes é modificada como seacorresse corrente de fuga a terra.
- O Dispositivo desliga o circuito em questão ou toda a alimentação.
3.1.3 Componentes do DR
- Um TC de detecção, toroidal, sobre o qual são enrolados, de forma idêntica, cada um dos condutores do circuito, e que acomoda também o enrolamento de detecção, responsável pela medição das diferenças entre as correntes dos diferentes condutores.
- Um elemento de "processamento" do sinal e que comanda o disparo do DR, geralmente designado relé diferencial ou relé sensível.
3.1.4 Classificação dos DR
- O modo de funcionamento;
- dependente ou não de fonte auxiliar.
- A sensibilidade;
- baixa/alta
- Os tipos de correntes de falta detectáveis
- As características de atuação.
- instantânea/temporizada
- Número de pólos.
- unipolar, bipolar, etc.
- Proteção contra sobretensões
4.1 Definição
São elevações anormais de tensão que ocorrem em um sistema. Suas origens dão-se basicamente em duas fontes:
- Manobras da instalação ou do sistema elétrico ou etc...
- Descargas atmosféricas
As descargas atmosféricas, ou raios, é a forma mais facilmente vista de surtos de tensão em instalações. É mais difícil encontrar equipamentos ou uma manobra em uma instalação que possa causar esse tipo de surto. Sendo o raio a forma mais comum então, vamos a ele.
4.2 Efeito das descargas atmosféricas
As descargas atmosféricas podem afetar um sistema de 03 maneiras:
Quando o raio atinge umaedificação e causa danos tanto na construção quanto nos equipamentos. A proteção nesse caso é feita através de pára-raios, tipo Franklin e/ou gaiola de Faraday.
Quando o raio cai nas proximidades de uma edificação e sua sobrecarga danifica equipamentos através de rede elétrica. A proteção é através de aterramento elétrico com dispositivos protetores de surtos (DPS).
- Interferência eletromagnética
A queda de um raio nas proximidades gera potentes ondas eletromagnéticas, capazes de induzir tensões elevadas e danificar equipamentos. Proteção é feita através de DPS.
4.3 DPS – Dispositivo de Proteção contra Surtos
Devido a sua função, esse dispositivo é também conhecido com para raio eletrônico. Utilizando o mesmo princípio de condução ele protege o circuito contra surtos de tensão. No interior de um DPS existe um varistor de óxido de zinco (ZnO) e um dispositivo de segurança (responsável por indicar se o varistor está ou não funcionando adequadamente. Devido as suas propriedades químicas, o óxido de zinco comporta-se como um circuito aberto enquanto a tensão guarda valores normais. A partir de determinado ponto, em que a tensão é anormal, ou seja, quando o corre um surto, pode-se dizer com certa segurança que o ZnO passa de circuito aberto para um curto-circuito, desviando o surto para a terra. A capacidade de condução do varistor é proporcional a intensidade do surto. Esta propriedade desta substância é mais bem visualizada em um gráfico de tensão x corrente.
4.3.1 Curva do óxido de zinco
O gráficomostrado na figura acima é muito provavelmente de um varistor eletrônico, dadas as baixas tensões, mas ela ilustra perfeitamente o comportamento do oxido de zinco quando a tensão limite do varistor é ultrapassada e este atua no sentido de proteger o cirtuito
4.3.2 Locação do dispositivo
acumuladores aos quadros de comando ou distribuição correspondentes, estando os dispositivos de proteção localizados nesse quadro;
- alguns circuitos de medição;
- circuitos cujo desligamento possa significar perigos para a instalação correspondente (neste caso RECOMENDÁVEL omitir a proteção contra sobrecarga). São equipamentos como circuitos de excitação de máquinas rotativas ou circuitos de motores usados em serviços de segurança (ex.: bombas de incêndio, sistemas de extração de fumaça).
5.3 Locação dos dispositivos
A NBR 5410 diz que deve haver proteção em todos os pontos onde hajam mudanças que acarretem mudança na capacidade de condução de corrente do condutor(valido para correntes de sobrecarga e correntes de curto-circuito).
5.4 Exemplo de dispositivos
Nesta seção serão tratados os disjuntores termomagnéticos e osfusíveis.
5.4.1 Fusíveis
- São dispositivos simples e econômicos e por isso amplamente utilizados
- Usados em correntes de curto-circuito ou contra sobrecargas de longa duração
- Sua atuação ocorre devido à fusão de um elemento elo fusível por efeito Joule, em conseqüência da brusca elevação de corrente no circuito.
- O material utilizado na confecção do elo fusível tem propriedades físicas tais que o seu ponto de fusão seja inferior ao da liga de cobre com alumínio
5.4.1.2 Tipos de Fusíveis
- Segundo as características de desligamento em efeito rápido ou retardado
- Segundo a tensão de alimentação
- Segundo a corrente nominal
- Em equipamentos eletrônicos os mais utilizados são fusíveis em cilindro de vidro
- Em instalações elétricas residenciais são usados fusíveis de rolha e de cartucho.
- Em instalações industriais são usados fusíveis NH e DIAZED
5.4.1.3 Fusível rápido e retardado
- Os fusíveis de efeito rápido são empregados em circuitos em que não há variação considerável entre a corrente de partida (primeiros instantes em que o circuito é energizado) e a corrente de regime (funcionamento normal após a etapa de partida).
- Por sua vez, os fusíveis de efeito retardado são apropriados para uso em circuitos cuja corrente de partida atinge valores muitas vezes superiores ao
valor da corrente nominal e em circuitos que estejam sujeitos a sobrecargas de curta duração.
- Os de efeitos rápido são geralmente utilizados em circuitos com semicondutores eos de efeitos retardado em motores.
5.4.1.4 Fusível rolha, cartucho ou faca
- São de fabricação muito simples e fácil aquisição no mercado.
- Tipo rolha cobrem uma faixa entre 6 e 30 A
- Tipo cartucho cobrem uma faixa entre 10 até 60 A
- Tipo Faca cobrem uma faixa acima de 600 A
5.4.1.5 Fusível NH
- Utilizado em instalações industriais
- Limitadores de corrente, possuem elevada capacidade de interrupção de 120kA em até 500VCA ou 100kA em até 250VCC.
- A montagem é feita de tal forma que o compartimento onde ocorre a fusão do elemento fusível fica totalmente preenchido pela areia de sílica.
5.4.1.6 Fusível DIAZED
- Utilizado em instalações industriais,residenciais e comerciais.
- Atendem as correntes nominais de 2 a 100A.
- Elo fusível imerso em sílica. Isso evita arco voltaico ou explosões na hora do rompimento.
5.4.1.7 Fusível NEOZED
- Fusível de tamanho reduzido.
- Mais utilizado na proteção de curto-circuito de instalações residenciais.
- Correntes nominais de 2 a 63A.
5.4.2 Disjuntores Termomagnéticos
5.4.2.1 Classificação
Quanto ao número de pólos
Monopolar
Bipolar
Tripolar
Quanto a tensão de operação
Disjuntores de alta tensão
Por corrente de curto-circuito
- O disparador magnético atua liberando a alavanca deengate.
- Após isso a alavanca foice se libera e abre o disjuntor.
- Deve-se notar que o atuator permanece na condição intermediária, indicando atuação da proteção do disjuntor
Por corrente de sobrecarga
- A alta corrente aquece o bimetálico que começa a se encurvar
- Sua curvatura libera a alavanca de engate liberando a alavanca foice, abrindo o disjuntor.
- Deve-se notar que o atuator permanece na condição intermediária, indicando atuação da proteção do disjuntor
- Conclusão
Podemos concluir que os dispositivos de proteção são de importância vital nas instalações elétricas, tanto na proteção do ser humano, quanto na proteção de aparelhos eletrônicos e até mesmo a própria construção (incêndio). Cada projeto deve ser estudado minuciosamente para decidir qual a proteção mais útil a ser usada, a relação custo benefício e por ultimo o calculo para o dimensionamento de cada proteção.
- Bibliografia
[1] NBR 5410: [2] Dispositivos DR e disjuntores DR – Siemens [3] COTRIM, Ademaro A. M. B. Instalações Elétricas, 4ª edição, Pearson Prentice Hall. São Paulo – SP: [4] CREDER, Hélio. Instalações Elétricas, 15ª edição, LTC.Rio de Janeiro – RJ: 2007 [5] CAVALIN, Geraldo. Instalações Elétricas Prediais, 9ª edição, Editora Érica. São Paulo – SP: [6] http://carlosmatheus.com.br/?p= [7] http://carlosmatheus.com.br/?p= [8] Dispositivos de Proteção e Manobra – Senai/SP : 2009 [9] SOUZA, Tatiana. Dispositivo Diferencial Residual e Dispositivo de Proteção Contra Surtos. UERJ : 2009
