Fusíveis e Disjuntor, Notas de estudo de Engenharia Mecânica

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Fusíveis e Disjuntor

Proteção

FUSIVEIS

Símbolo:

Os fusíveis são dispositivos que protegem os circuitos elétricos contra danos causados por sobrecargas de corrente e curto-circuito, que podem provocar até incêndios, explosões e eletrocutamentos. Os fusíveis são aplicados geralmente nos circuitos domésticos e na indústria leve, enquanto que os disjuntores são projetados principalmente para atender as necessidades da indústria pesada. Funcionam como válvulas, cuja finalidade básica é cortar o fluxo toda vez que a quantidade de energia que trafega por um determinado circuito for excessiva e puder causar danos ao sistema.

Noção Geral De Fusíveis

O curto-circuito é o contato direto acidental entre os condutores de uma rede. Pode ser entre fases ou entre fase e neutro. Pode ocorrer devido a algum problema na própria rede ou no interior de alguma máquina ou equipamento. A corrente atinge valores elevados, limitados apenas pela resistência ôhmica dos condutores ou capacidade da fonte geradora. Sem uma proteção adequada, danos graves ocorrerão e o risco de incêndio é grande.

O fusível é um dispositivo de proteção simples e econômico e, por isso, amplamente utilizado. Nada mais é que um pequeno trecho condutor de um material de baixo ponto de fusão. O aquecimento provocado por uma corrente elevada funde o elemento, abrindo o circuito.

A principal característica de um fusível é a sua corrente nominal, isto é, o valor máximo de corrente que o mesmo suporta em regime contínuo sem abrir.

• Efeito Rápido- Usados em circuitos que não possuem considerável variação de corrente entre a ligação do circuito no equipamento e seu funcionamento normal, ou seja, quando acionamos o equipamento, ele não gera e o um pico de corrente alta, como por exemplo: Luminárias, fornos, entre outros.
• Efeito Retardo- Utilizados em circuitos em que as correntes na partida alcance valores superiores a corrente normal de funcionamento, ou em circuitos que tenham sobrecarga por pequenos períodos como, por exemplo: Motores elétricos e cargas capacitivas em geral.
• Efeito Ultra Rápido- apropriados para instalações industriais na proteção de semicondutores, GTO’S e diodos (Equipamentos com circuitos eletrônicos) que precisam de corte rápido em caso de curto para não danificar esses circuitos eletrônicos.
• Faixa de Interrupção - que tipo de subcorrente o fusível irá atuar:

■ g - Atuação para sobrecarga e curto-circuito. ■ a - Atuação apenas para curto-circuito.

• Categoria de Utilização - que tipo de equipamento o fusível irá proteger: ■ L/G - Proteção de cabos e uso geral. ■ M - Proteção de Motores. ■ R - Proteção de circuitos com semicondutores.

Tipos De Fusíveis Existem vários tipos de fusíveis. Há os fusíveis de rolha e também os de cartucho que, em algumas condições especiais, podem vir até a explodir. Dentre os tipos vejamos alguns:

Fusíveis NH

Os fusíveis NH são aplicados na proteção de subcorrentes de curto- circuito e sobrecarga em instalações elétricas industriais. N: Baixa Tensão, H: Alta Capacidade

• Possui categoria de utilização gL/gG.
• Em tamanhos que atendem as correntes nominais de 6 a 1250A.
• Limitadores de corrente, possuem elevada capacidade de interrupção de 120kA em até 500VCA.
• Com o uso de punhos garantem manuseio seguro na montagem ou substituição dos fusíveis.

Fusíveis DIAZED Os fusíveis DIAZED são utilizados na proteção de curto-circuito em instalações elétricas residenciais, comerciais e industriais e que quando normalmente instalados.

• Permitem o seu manuseio sem riscos de toque acidental.
• Possuem categoria de utilização gL/gG.

• A fixação pode ser rápida por engate sobre trilho ou por parafusos.

Fusíveis SITOR

Os fusíveis SITOR são fusíveis ultra-rápidos apropriados em instalações industriais para a proteção de semicondutores, tiristores, GTO's e diodos.

• Possui Categoria de utilização gR / aR, atendendo as correntes nominais de 16 a 900 A.
• Encontrado em tamanhos (1 e 2), podendo ser usado em VAC (de 690 a 2500V) ou VDC (de 440 a 600 V).
• Com o uso de punhos garantem manuseio seguro na montagem ou substituição dos fusíveis.
• Atendem as normas IEC 269, DIN 43 653

Fusíveis SILIZED

Os fusíveis ultra-rápidos SILIZED são utilizados na proteção de curto- circuito de semi-condutores, estão adaptados às curvas de carga dos tiristores e diodos de potência.

• Seu manuseio sem riscos de toque acidental.
• Possui categoria de utilização gR.
• Em tamanhos que atendem as correntes nominais de 16 a 100A.
• Limitadores de corrente possuem elevada capacidade de interrupção: 50kA em até 500VCA.
• Através de parafusos de ajuste, evitam alterações dos fusíveis, preservando as especificações do projeto.
• Permitem a fixação rápida por engate rápido sobre trilho ou parafusos
• Atendem a norma DIN VDE 0636

Fusíveis MINIZED

Compactos, mono, bi e tripolares, com os minifusíveis NEOZED são utilizados na manobra e proteção de circuitos elétricos.

• Podem ser encontrados nas seguintes correntes nominais:
  • Até 63A
  • Até 50A em 400VCA
• A corrente presumida de curto-circuito de 50kA em até 400VCA.
• Com alavanca de manejo confortável, possui mecanismo de ação independente do operador, o que garante manobra sob carga.
• Fornecem total segurança ao toque acidental na montagem ou substituição dos fusíveis e nos terminais de ligação.
• Possui bloqueio mecânico que impede a manobra do seccionador sem fusíveis.
• Além de possuir uma durabilidade mecânica de 10.000 manobras apresenta uma fixação rápida por engate sobre trilho.

Fusíveis CILINDRICOS

São utilizados na proteção principalmente de máquinas e painéis, dispondo de modelos adaptados tanto às curvas dos tiristores e diodos de potência quanto às instalações em geral.

• Possui categorias de utilização gG e aM.
• Com correntes nominais de 1 a 100A.
• Disponível em 3 tamanhos diferentes e capaz de atuar em redes de tensão nominal até 500 VCA.
• Mas seu maior diferencial se destaca por apresentar uma alta capacidade de interrupção (100kA).

que os seus efeitos térmicos e mecânicos possam causar danos à instalação elétrica.

Uma das principais características dos disjuntores é a sua capacidade em poderem ser rearmados manualmente, depois de interromperem a corrente em virtude da ocorrência de uma falha. Diferem assim dos fusíveis, que têm a mesma função, mas que ficam inutilizados quando realizam a interrupção. Por outro lado, além de dispositivos de proteção, os disjuntores servem também de dispositivos de manobra, funcionando como interruptores normais que permitem interromper manualmente a passagem de corrente elétrica.

Existem diversos tipos de disjuntores, que podem ser desde pequenos dispositivos que protegem a instalação elétrica de uma única habitação até grandes dispositivos que protegem os circuitos de alta tensão que alimentam uma cidade inteira.

Dimensionamento de disjuntores

Os seguintes itens devem ser especificados:

• Corrente nominal de operação
• Capacidade de interrupção
• Tensão nominal
• Frequência nominal
• Número de polos
• Tipo (térmico, magnético, termomagnético).

O dimensionamento deve satisfazer a equação:

• IB – corrente de projeto
  • IN – corrente nominal do disjuntor
  • IZ – capacidade de condução dos condutores vivos.

Curva de atuação

bobina situada próxima dessa placa, aquece-a, por efeito de Joule, diretamente no primeiro caso e indiretamente no segundo, causando a sua deformação. A deformação desencadeia mecanicamente a interrupção de um contato que abre o circuito elétrico protegido.

Um disjuntor térmico é, assim, um sistema eletromecânico simples e robusto. Em contrapartida, não é muito preciso e dispõe de um tempo de reação relativamente lento.

A proteção térmica tem como função principal a de proteger os condutores contra os sobreaquecimentos provocados pelas sobrecargas prolongadas na instalação elétrica. Tradicionalmente, esta é uma das funções também desempenhadas pelos fusíveis gG.

Disjuntores magnéticos

A forte variação de intensidade da corrente que atravessa as espiras de uma bobina produz - segundo as leis do eletromagnetismo - uma forte variação do campo magnético. O campo assim criado desencadeia o deslocamento de um núcleo de ferro que vai abrir mecanicamente o circuito e, assim, proteger a fonte e uma parte da instalação elétrica.

A interrupção é instantânea no caso de uma bobina rápida ou controlada por um fluido no caso de uma bobina que permite disparos controlados. Geralmente, está associado a um interruptor de alta qualidade projetado para efetuar milhares de manobras.

O tipo de funcionamento dos disjuntores magnéticos permite-lhes substituir os fusíveis em relação aos curto-circuito. Segundo o modelo, o valor de intensidade da corrente com um setpoint de três a 15 vezes a intensidade nominal. Existem numerosas outras possibilidades, que incluem o disparo por tensão na bobine (com setpoint proveniente de sensores), interruptor/disjuntor para montagem em painel, compatibilidade com dupla tensão 100/200 volts, bobina sob tensão (disjuntor mantido a partir de um setpoint de tensão), disparo à distância e rearme à distância. Existem numerosas curvas de disparo para corrente contínua, corrente alterna, 50/60 Hz e 400 Hz. Normalmente, está disponível uma opção total ou parcialmente estanque.

A proteção magnética tem como fim principal o de proteger os equipamentos contra as anomalias como as sobrecargas, os curto-circuito e outras avarias. Normalmente, é escolhida para os casos onde existe a preocupação de proteger o equipamento com muito grande precisão.

Disjuntor termomagnético

É muito utilizado em instalações elétricas residenciais e comerciais o disjuntor magnetotérmico ou termomagnético, como é chamado no Brasil.

Esse tipo de disjuntor possui três funções:

• Manobra (abertura ou fecho voluntário do circuito)
• Proteção contra curto-circuito - Essa função é desempenhada por um atuador magnético (solenoide), que efetua a abertura do disjuntor com o aumento instantâneo da corrente elétrica no circuito protegido
• Proteção contra sobrecarga - É realizada através de um atuador bimetálico, que é sensível ao calor e provoca a abertura quando a corrente elétrica permanece, por um determinado período, acima da corrente nominal do disjuntor. As características de disparo do disjuntor são fornecidas pelos fabricantes através de duas informações principais: corrente nominal e curva de disparo. Outras características são importantes para o dimensionamento, tais como: tensão nominal, corrente máxima de interrupção do disjuntor e número de polos (unipolar, bipolar ou tripolar).

Disjuntor DR

Símbolo:

Para a interrupção de altas correntes, especialmente na presença de circuitos indutivos, são necessários mecanismos especiais para a interrupção do arco voltaico (ou arco elétrico), resultante na abertura dos polos. Para aplicações de grande potência, esta corrente de curto-circuito, pode alcançar valores de 100 KA.

Após a interrupção, o disjuntor deve isolar e resistir às tensões do sistema. Por fim, o disjuntor deve atuar quando comandado, ou seja, deve haver um alto grau de confiabilidade.

Alguns tipos de disjuntores de alta potência:

• Disjuntor a grande volume de óleo,
• Disjuntor a pequeno volume de óleo,
• Disjuntor a ar comprimido,
• Disjuntor a vácuo,
• Disjuntor a hexafluoreto de enxofre (SF6).

Detalhe interno de um disjuntor termomagnético.

1. (^) Atuador
2. Mecanismo atuador
3. (^) Contatos
4. Terminais
5. (^) Trip bimetálico
6. Parafuso calibrador
7. (^) Solenoide
8. Extintor de arco

REFERÊNCIA BIBLIOGRAFIA

Parte do conteúdo teve como base os seguintes endereços eletrônicos abaixo:

http://eletricaesuasduvidas.blogspot.com.br.

http://brumaxeletrica.com.br