Instalações Elétricas Prediais - Dispositivos de Seccionamento e Proteção

Instalações Elétricas prediais Aula 6 Engº Sérgio Augusto R A Affonso sergioaffonsoprofunabr Instalações elétricas prediais Dispositivos de seccionamento e proteção Fonte Creder 2025 Todos os condutores fase de uma instalação devem ser protegidos por um ou mais dispositivos de seccionamento automático contra sobrecorrentes sobrecargas e curtocircuitos Esses dispositivos devem ser especificados de forma a interromper as sobrecorrentes antes que elas possam danificar em decorrência de seus efeitos térmicos e mecânicos a isolação as conexões e outros materiais próximos aos condutores Destacase que a proteção dos condutores não garante necessariamente a proteção dos equipamentos ligados a esses condutores A detecção de sobrecorrentes deve ser prevista em todos os condutores fase e deve provocar o seccionamento do condutor em que a sobrecorrente for detectada não precisando necessariamente provocar o seccionamento dos outros condutores fase Introdução Instalações elétricas prediais Dispositivos de seccionamento e proteção Fonte Creder 2025 Se o seccionamento de uma só fase puder causar danos por exemplo no caso de motores trifásicos devem ser tomadas medidas apropriadas para a proteção dos motores Em locais de habitação os circuitos terminais devem ser protegidos por dispositivos de proteção contra sobrecorrentes que assegurem o seccionamento simultâneo de todos os condutores fase Dispositivos unipolares montados lado a lado apenas com suas alavancas de manobra acopladas não são considerados dispositivos multipolares Além dos dispositivos de sobrecorrente para a proteção à vida humana e ao patrimônio devem ser previstos o dispositivo diferencial residual e o dispositivo de proteção contra sobretensões transitórias Introdução Instalações elétricas prediais Dispositivos de seccionamento e proteção Fonte Creder 2025 Fusíveis e dispositivos fusíveis Fusível é um dispositivo de proteção contra sobrecorrente normalmente com alta capacidade de ruptura que consiste em um elemento fusível elo ou lâmina metálica de baixo ponto de fusão que se funde por efeito Joule quando a intensidade de corrente elétrica superar devido a uma sobrecarga ou um curtocircuito o valor que poderia danificar o isolamento dos condutores ou outros elementos do circuito Instalações elétricas prediais Dispositivos de seccionamento e proteção Fonte Creder 2025 Fusíveis e dispositivos fusíveis De acordo com a aplicação a norma IEC 6026921 utiliza duas letras para a especificação dos fusíveis A primeira letra indica em que tipo de sobrecorrente o fusível irá atuar e a segunda que tipo de equipamento o fusível é indicado para proteger conforme apresentado na Tabela Exemplo aM Fusível para proteção de motores atuação para curto gLgG Fusível para proteção de cabos e uso geral atuação para sobrecarga e curto aR Fusível para proteção de semicondutores atuação para curto Instalações elétricas prediais Dispositivos de seccionamento e proteção Fonte Creder 2025 Principais tipos de fusíveis Fusíveis cilíndricos cartuchos São utilizados na proteção principalmente de máquinas e painéis dispondo de modelos para as instalações em geral Devidamente aplicados podem ser instalados sem riscos de toque acidental durante seu manuseio em seccionadoras tipo portafusíveis padrão DIN Fusíveis e dispositivos fusíveis Existem diversos tipos de dispositivos fusíveis no mercado entre eles podemse destacar três tipos bastante usuais nas instalações fusíveis cilíndricos ou tipo cartucho D Diazed e NH Fusível cilíndrico Base porta fusível Instalações elétricas prediais Dispositivos de seccionamento e proteção Fonte Creder 2025 Principais tipos de fusíveis Fusíveis cilíndricos cartuchos Os fusíveis cilíndricos possuem categorias de utilização gG e aM com correntes nominais de 1 a 100 A Disponíveis em três tamanhos diferentes e capazes de atuar em redes de tensão nominal até 500 VCA apresentam alta capacidade de interrupção 100 kA em um equipamento extremamente compacto Fusíveis e dispositivos fusíveis Instalações elétricas prediais Dispositivos de seccionamento e proteção Fonte Creder 2025 Principais tipos de fusíveis Fusíveis D Diazed Fusíveis e dispositivos fusíveis Os fusíveis D são utilizados na proteção de curtocircuito em instalações elétricas e são bastante seguros permitindo o seu manuseio sem riscos de choque acidental A figura mostra um fusível D com seus respectivos acessórios O parafuso de ajuste instalado entre a base e o fusível impede a substituição do fusível por outro de valor superior de corrente Instalações elétricas prediais Dispositivos de seccionamento e proteção Fonte Creder 2025 Principais tipos de fusíveis Fusíveis D Diazed Fusíveis e dispositivos fusíveis Os fusíveis tipo D possuem categoria de utilização gLgG e são encontrados em três tamanhos DI DII e DIII Atendem a correntes nominais de 2 a 100 A Instalações elétricas prediais Dispositivos de seccionamento e proteção Fonte Creder 2025 Principais tipos de fusíveis Fusíveis NH Fusíveis e dispositivos fusíveis Os fusíveis NH são aplicados na proteção de sobrecorrentes de curtocircuito em instalações elétricas industriais Possuem categoria de utilização gL gG e são apresentados em seis tamanhos diferentes Atendem a correntes nominais de 6 a 1250 A São fusíveis limitadores de corrente e possuem elevada capacidade de interrupção Punho saca fusíveis Instalações elétricas prediais Dispositivos de seccionamento e proteção Fonte Creder 2025 Disjuntores termomagnéticos Os disjuntores termomagnéticos são equipados com um disparador térmico bimetálico de sobrecargas ou de um disparador magnético de alta precisão para curtocircuito Podem ser monopolares bipolares ou tripolares trabalhando com baixa tensão que é de até 1000V em corrente alternada Podem ser instalados em quadros de distribuição por meio de garras ou trilhos Disjuntor termomagnético monopolar Disjuntor termomagnético bipolar Instalações elétricas prediais Dispositivos de seccionamento e proteção Fonte Creder 2025 Disjuntores termomagnéticos Instalações elétricas prediais Dispositivos de seccionamento e proteção Fonte Creder 2025 Disjuntores termomagnéticos Instalações elétricas prediais Dispositivos de seccionamento e proteção Fonte Creder 2025 Disjuntores termomagnéticos Instalações elétricas prediais Dispositivos de seccionamento e proteção Dispositivo diferencial residual DR O Dispositivo diferencial residual ou DR é um dispositivo de segurança utilizado em instalações elétricas Sua função é detectar pequenas fugas de corrente em circuitos elétricos acionando o desligamento imediato da alimentação e evitando que ocorram acidentes Essas fugas podem acontecer por diferentes razões um toque acidental um fio desencapado o uso de equipamentos elétricos em áreas molhadas ou até mesmo um brinquedo que foi inserido na tomada por uma criança pois em situações como estas a corrente elétrica corre para a terra pelo corpo humano causando acidentes com choque elétrico Fonte Niskier 2025 Instalações elétricas prediais Dispositivos de seccionamento e proteção Fonte Niskier 2025 Dispositivo diferencial residual DR Ele funciona monitorando a corrente elétrica que entra e sai de um circuito Se a corrente que sai for diferente da que entra indica uma corrente de fuga e o dispositivo desliga automaticamente o circuito para proteger contra choques elétricos O dispositivo também possui uma segunda função bastante importante a proteção contra incêndios Ele permanece como um vigia da qualidade da instalação elétrica evitando que aconteçam as chamadas fugas de corrente que podem gerar faíscas e causar incêndios Ainda por se tratar de um dispositivo simples e pequeno o DR pode ser instalado com facilidade diretamente no quadro de distribuição de energia elétrica da sua casa QDC com dispositivo DR Instalações elétricas prediais Dispositivos de seccionamento e proteção Fonte Creder 2025 Relés de tempo O relé de tempo também conhecido como temporizador é um dispositivo eletrônico que controla o tempo de operação de um circuito É muito utilizado na indústria na automação e na pneumática Os relés de tempo são utilizados para Controlar o tempo de partida de motores Controlar o tempo de operação de fornos industriais Controlar o tempo de operação de injetoras Controlar o tempo de operação de máquinas de refrigeração Instalações elétricas prediais Dispositivos de seccionamento e proteção Fonte Creder 2025 Relés de tempo São dispositivos para utilização em manobras que exigem temporização em esquemas de comando para partida proteção e regulagem Eles têm excitação permanente e acionamento em corrente alternada Os relés de tempo do tipo eletrônico também podem ter aplicações em corrente contínua Instalações elétricas prediais Sistemas de aterramento em BT Fonte Creder 2025 Um sistema de aterramento é uma instalação elétrica que deve proporcionar um caminho seguro para a corrente elétrica em caso de falha dissipando o excesso de energia para o solo e protegendo pessoas equipamentos e a própria instalação contra choques sobrecargas e incêndios Tais correntes elétricas possuem naturezas diversas tais como Correntes de raios Descargas eletrostáticas Correntes de filtros supressores de surtos e pararaios de linha Correntes de faltas defeitos para a terra Instalações elétricas prediais Sistemas de aterramento em BT Fonte Creder 2025 Esse sistema é composto por um ou mais eletrodos enterrados no solo conectados a condutores que direcionam a corrente de fuga para o ponto de terra garantindo que os equipamentos e os usuários mantenham um potencial elétrico de segurança As hastes de aterramento são tipicamente feitas de um núcleo de aço carbono com um revestimento de cobre aplicado por eletrodeposição podendo ser também de aço zincado ou inoxídável No caso do cobre o revestimento deve possuir uma espessura mínima especificada por normas como a ABNT NBR 13571 para garantir a alta condutividade elétrica e a resistência à corrosão necessárias para a função de direcionar correntes elétricas para o solo Instalações elétricas prediais Sistemas de aterramento em BT Fonte Creder 2025 O aterramento de proteção que consiste na ligação à terra das massas e dos elementos condutores estranhos à instalação visando à proteção contra choques elétricos por contato direto Nas instalações elétricas são considerados dois tipos básicos de aterramento O aterramento funcional que consiste na ligação à terra de um dos condutores do sistema geralmente o neutro e está relacionado com o funcionamento correto seguro e confiável da instalação Instalações elétricas prediais Sistemas de aterramento em BT Fonte Creder 2025 Podemos citar também o aterramento de trabalho cujo objetivo é tornar possíveis e sem perigo ações de manutenção sobre partes da instalação normalmente sob tensão colocadas fora de serviço para esse fim Tratase de um aterramento de caráter provisório que é desfeito tão logo cessa o trabalho de manutenção Instalações elétricas prediais Sistemas de aterramento em BT Fonte Creder 2025 Os critérios de aterramento de instalações de baixa tensão encontramse bem estabelecidos na norma NBR 54102004 Instalações Elétricas de Baixa Tensão podendo ser complementados com as recomendações constantes da norma NBR 54192015 Proteção de Estruturas contra Descargas Atmosféricas A adoção dos padrões dos critérios e das recomendações constantes nessas duas normas proporciona proteção adequada às pessoas e edificações bem como às instalações elétricas de baixa tensão e aos equipamentos Instalações elétricas prediais Sistemas de aterramento em BT Fonte Creder 2025 A moderna tecnologia para o dimensionamento de sistemas de aterramento de instalações industriaiscomerciais conforme estabelecido pelas normas NBR 54102004 e NBR 54192005 recomenda a integração dos seus diversos subsistemas dentre os quais se destacam o neutro e os condutores de proteção da rede de distribuição de energia aterramento do sistema de proteção contra descargas atmosféricas o aterramento das entradas de sinais e o plano terra para o aterramento de instalações contendo equipamentos eletrônicos laboratórios CPDs estações de telecomunicações sistemas de controle de processo etc o aterramento de estruturas metálicas diversas ferragens estruturais esquadrias tubulações tanques cercas racks painéis etc Integração dos aterramentos Instalações elétricas prediais Sistemas de aterramento em BT Fonte Creder 2025 Tal integração resulta em benefícios para o funcionamento do sistema devendo porém ser realizada com os devidos cuidados de modo a evitar interferências indesejadas entre os diversos subsistemas Dentre as vantagens da integração dos aterramentos destacamse equipotencialização de massas metálicas unificação das referências de terra redução da resistência de aterramento da instalação em função da maior área da malha Integração dos aterramentos Malha de aterramento Instalações elétricas prediais Sistemas de aterramento em BT Fonte Creder 2025 Esquemas de aterramento As redes de distribuição são classificadas segundo diversos esquemas de aterramento que diferem entre si em função da forma como o neutro e a terra são interligados Aterramento TT TerraTerra O neutro da fonte é aterrado na central de distribuição aterramento da concessionária e o corpo dos equipamentos é aterrado em um eletrodo separado próximo ao local de consumo Instalações elétricas prediais Sistemas de aterramento em BT Fonte Creder 2025 Esquemas de aterramento As redes de distribuição são classificadas segundo diversos esquemas de aterramento que diferem entre si em função da forma como o neutro e a terra são interligados Aterramento TT TerraTerra O neutro da fonte é aterrado na central de distribuição aterramento da concessionária e o corpo dos equipamentos é aterrado em um eletrodo separado próximo ao local de consumo Instalações elétricas prediais Sistemas de aterramento em BT Fonte Creder 2025 Esquemas de aterramento As redes de distribuição são classificadas segundo diversos esquemas de aterramento que diferem entre si em função da forma como o neutro e a terra são interligados Aterramento TN TerraNeutro O neutro da fonte e o corpo dos equipamentos são ligados ao mesmo ponto de terra É subdividido em TNS Condutor neutro e condutor de proteção terra são separados desde a origem TNCS Condutor neutro e terra são combinados em um único condutor Instalações elétricas prediais Sistemas de aterramento em BT Fonte Creder 2025 Esquemas de aterramento As redes de distribuição são classificadas segundo diversos esquemas de aterramento que diferem entre si em função da forma como o neutro e a terra são interligados Aterramento TNS TerraNeutro O neutro da fonte e o corpo dos equipamentos são ligados ao mesmo ponto de terra sendo o condutor neutro e condutor de proteção terra separados desde a origem Esquemas TNS Instalações elétricas prediais Sistemas de aterramento em BT Fonte Creder 2025 Esquemas de aterramento As redes de distribuição são classificadas segundo diversos esquemas de aterramento que diferem entre si em função da forma como o neutro e a terra são interligados Aterramento TNS TerraNeutro O neutro da fonte e o corpo dos equipamentos são ligados ao mesmo ponto de terra sendo o condutor neutro e condutor de proteção terra separados desde a origem Instalações elétricas prediais Sistemas de aterramento em BT Fonte Creder 2025 Esquemas de aterramento As redes de distribuição são classificadas segundo diversos esquemas de aterramento que diferem entre si em função da forma como o neutro e a terra são interligados Combina as funções de neutro N e proteção PE num único condutor PEN na alimentação o C de Combined que depois é separado em dois condutores distintos o S de Separated no interior da instalação Aterramento TNCS Terra Neutro Combinado Separado Instalações elétricas prediais Sistemas de aterramento em BT Fonte Creder 2025 As redes de distribuição são classificadas segundo diversos esquemas de aterramento que diferem entre si em função da forma como o neutro e a terra são interligados Combina as funções de neutro N e proteção PE num único condutor PEN na alimentação o C de Combined que depois é separado em dois condutores distintos o S de Separated no interior da instalação Aterramento TNCS Terra Neutro Combinado Separado Esquemas de aterramento mín 10mm² Instalações elétricas prediais Sistemas de aterramento em BT Fonte Creder 2025 O eletrodo de aterramento pode ser constituído por um único elemento ou por um conjunto de elementos O termo tanto se aplica a uma simples haste enterrada quanto a várias hastes enterradas e interligadas e ainda a outros tipos de condutores em diversas configurações Um eletrodo deve oferecer para diversos tipos de corrente faltas para a terra descargas atmosféricas eletrostáticas de supressores de surto etc um percurso de baixa impedância para o solo Eletrodos de Aterramento Eletrodo de aterramento Instalações elétricas prediais Sistemas de aterramento em BT Fonte Creder 2025 A eficiência do aterramento é caracterizada em princípio por uma baixa resistência Na realidade o fenômeno depende de muitos fatores sobretudo a resistividade do solo estendida a todo o volume de dispersão que representa a maior incógnita por ser bastante variável segundo a natureza do terreno a umidade a quantidade de sais dissolvidos e a temperatura quanto maior a resistividade do terreno maior a resistência de aterramento mantidas as demais condições Eletrodos de Aterramento Instalações elétricas prediais Sistemas de aterramento em BT Fonte Creder 2025 Medição da resistividade do solo A medição da resistividade do solo é feita pelo método dos quatro eletrodos utilizandose um terrômetro para injetar uma corrente elétrica no solo através de dois eletrodos externos e medir a tensão resultante nos eletrodos internos A resistividade é então calculada a partir desses valores de corrente e tensão sendo o teste repetido com diferentes espaçamentos entre os eletrodos para obter um perfil de resistividade em várias profundidades Instalações elétricas prediais Sistemas de aterramento em BT Fonte Creder 2025 Medição da resistividade do solo Processo de Medição 1Posicionamento dos Eletrodos Quatro eletrodos são cravados no solo em linha reta com espaçamentos iguais entre eles 2Aplicação da Corrente O terrômetro injeta uma corrente elétrica conhecida entre os dois eletrodos externos eletrodos de corrente 3Medição da Tensão Simultaneamente a diferença de potencial tensão é medida entre os dois eletrodos internos eletrodos de potencial 4Cálculo da Resistência Com base na corrente aplicada e na tensão medida o equipamento calcula a resistência elétrica do solo 5Cálculo da Resistividade A partir da resistência e das dimensões dos eletrodos espaçamento um algoritmo ou fórmula como a de Palmer determina a resistividade do solo 6Variação da Profundidade O teste é repetido com espaçamentos maiores e menores entre os eletrodos para mapear como a resistividade varia com a profundidade Instalações elétricas prediais Sistemas de aterramento em BT Fonte Creder 2025 Medição da resistividade do solo Utilização de terrômetro para a medição da resistividade do solo Instalações elétricas prediais Sistemas de aterramento em BT Fonte Creder 2025 Na prática é utilizado um eletrodo em anel lançado no perímetro da edificação que pode ser constituído por condutores horizontais e hastes interligadas entre si diretamente enterrados no solo eou pelas próprias ferragens das fundações da edificação Execução dos sistemas de aterramento Eletrodo em anel Instalações elétricas prediais Sistemas de aterramento em BT Fonte Creder 2025 A chamada malha de terra é constituída pela combinação de hastes e condutores que têm também a função de equalizar os potenciais na superfície do terreno controlando as tensões de passo e de contato em níveis suportáveis para o corpo humano Execução dos sistemas de aterramento Malha de terra Instalações elétricas prediais Sistemas de aterramento em BT Fonte Creder 2025 Execução dos sistemas de aterramento Tabela 51 NBR 5410 Materiais comumente utilizáveis em eletrodos de aterramento Dimensões mínimas do ponto de vista da corrosão e da resistência mecânica quando os eletrodos forem diretamente enterrados Instalações elétricas prediais Sistemas de aterramento em BT Fonte Creder 2025 Execução dos sistemas de aterramento Tabela 51 NBR 5410 Materiais comumente utilizáveis em eletrodos de aterramento Dimensões mínimas do ponto de vista da corrosão e da resistência mecânica quando os eletrodos forem diretamente enterrados Instalações elétricas prediais Sistemas de aterramento em BT Fonte Creder 2025 Execução dos sistemas de aterramento A utilização das ferragens de fundação de edificações como elementos naturais para o aterramento de instalações de baixa tensão e de sistemas de proteção de estruturas e edificações contra descargas atmosféricas diretas é uma técnica recomendada pelas normas brasileiras NBR 54102004 e NBR 54192015 e de outros países A NBR 54102004 no item 51311 Subsistema de Aterramento estabelece que do ponto de vista da proteção contra o raio um subsistema de aterramento único integrado à estrutura é preferível e adequado para todas as finalidades ou seja proteção contra o raio sistemas de potência de baixa tensão e sistemas de sinal Aterramento em fundação de edificação Instalações elétricas prediais Sistemas de aterramento em BT Fonte Creder 2025 Execução dos sistemas de aterramento A experiência tem demonstrado que as armaduras de aço das estacas dos blocos de fundação e das vigas baldrame interligadas nas condições correntes de execução constituem um eletrodo de aterramento de excelentes características elétricas O uso das armaduras do concreto armado da edificação como elementos naturais do sistema de aterramento e de proteção contra descargas atmosféricas permite melhor distribuição da corrente do raio entre as colunas com a consequente redução dos campos magnéticos no interior da estrutura beneficiando também a equalização dos potenciais Aterramento de pilar metálico Instalações elétricas prediais Sistemas de aterramento em BT Fonte Niskier 2025 O choque elétrico Um choque elétrico ocorre quando a corrente elétrica atravessa o corpo humano causando efeitos que variam de um leve formigamento a danos graves como queimaduras parada cardíaca e até a morte As principais causas do choque elétrico incluem o contato com fontes de eletricidade como fios expostos aparelhos defeituosos e tomadas sobrecarregadas a falta de aterramento adequado o uso de materiais de qualidade inferior ou improvisados em instalações elétricas e o contato com a eletricidade em ambientes úmidos O choque elétrico e seus efeitos serão tanto maiores quanto maiores forem a superfície do corpo humano em contato com o condutor e com a terra a intensidade da corrente o percurso da corrente no corpo humano e o tempo de duração do choque Instalações elétricas prediais Sistemas de aterramento em BT Fonte Niskier 2025 O choque elétrico O choque elétrico pode produzir na vítima o que se denomina morte aparente isto é a perda dos sentidos anoxia paralisação da respiração por falta de oxigênio asfixia ausência de respiração e anoxemia ausência de oxigênio no sangue como consequência da anoxia A violenta contração muscular devido ao choque pode afetar o músculo cardíaco determinando sua paralisação e a morte Não havendo fibrilação ventricular o paciente tem condições de sobreviver se socorrido a tempo Instalações elétricas prediais Sistemas de aterramento em BT Fonte Niskier 2025 O choque elétrico Um dos casos mais graves é aquele em que a pessoa segura com uma das mãos o fio fase e com a outra o fio neutro pois a corrente entra por uma das mãos e antes de sair pela outra passa pelo tórax onde se acham órgãos vitais para a respiração e a circulação As alterações musculares e outros efeitos fisiológicos da corrente queimaduras efeitos eletrolíticos etc irão depender da intensidade e do percurso da corrente pelo corpo humano A corrente poderá atingir partes vitais ou não Instalações elétricas prediais Sistemas de aterramento em BT Fonte Niskier 2025 O choque elétrico As alterações musculares e outros efeitos fisiológicos da corrente queimaduras efeitos eletrolíticos etc irão depender da intensidade e do percurso da corrente pelo corpo humano A corrente poderá atingir partes vitais ou não Se a pessoa segurar um fio desencapado ou apertálo com um alicate sem isolamento a corrente segue das mãos para os pés descarregando na terra A corrente passa pelo diafragma e pela região abdominal e os efeitos podem ser graves Instalações elétricas prediais Sistemas de aterramento em BT Fonte Creder 2025 O choque elétrico As alterações musculares e outros efeitos fisiológicos da corrente queimaduras efeitos eletrolíticos etc irão depender da intensidade e do percurso da corrente pelo corpo humano A corrente poderá atingir partes vitais ou não Quando se pisa num condutor desencapado a corrente circula através das pernas coxas e abdome O risco é no caso menor do que o anterior Instalações elétricas prediais Sistemas de aterramento em BT Fonte Creder 2025 O choque elétrico As alterações musculares e outros efeitos fisiológicos da corrente queimaduras efeitos eletrolíticos etc irão depender da intensidade e do percurso da corrente pelo corpo humano A corrente poderá atingir partes vitais ou não Tocandose com os dedos a fase e o neutro ou a fase e a terra o percurso da corrente é pequeno e as consequências são menos graves