Dispositivos de Proteção para Instalações Elétricas

Eletricidade II Graduação em Engenharia Mecânica Aula 15 Dispositivos de Proteção para Instalações elétricas Para garantir uma instalação elétrica segura e dentro das diretrizes da NBR5410 é necessária a utilização de dispositivos de segurança para a proteção dos circuitos da residência tanto contra choques quanto sobreaquecimento ou surtos de corrente ou tensão Dispositivos de Proteção para Instalações elétricas Os dispositivos de proteção e manobra são componentes que inseridos nos circuitos elétricos servem para proteção do circuito elétrico e para manobra e proteção do motor interrompendo a circulação de corrente quando alguma anomalia acontece Dispositivos de Proteção para Instalações elétricas Quadro de distribuição É o centro de distribuição de toda a instalação elétrica de uma residência Recebe os condutores que vem do medidor Nele é que se encontram os dispositivos de proteção Devem conter um advertência segundo o item 65410 da NBR 54102004 TIPOS DE PROTEÇÃO Proteção contra sobrecorrente Sobrecarga Quando a corrente nominal da carga é superior à corrente do projeto Curtocircuito Quando a corrente atinge valores extremamente elevados devido a contato entre partes energizadas Proteção contra choque elétrico Pela NBR5410 recomenda se a utilização de dispositivos diferenciaisresiduaisDR Proteção contra sobretensão FUSÍVEL proteção simples e econômicos amplamente utilizados aplicação instalações residenciais em automóveis em equipamentos eletrônicos entre outros proteção contra correntes de curtocircuito contra sobrecargas de longa duração FUSÍVEL Sua atuação ocorre devido à fusão de um elemento elo fusível por efeito Joule em consequência 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 que é o material mais utilizado na confecção de condutores de aplicação geral FUSÍVEL Tipos De Fusíveis Para aplicações em equipamentos eletrônicos os mais comuns são os fusíveis em cilindro de vidro Para aplicações em instalações elétricas residenciais existem os fusíveis de rolha e também os de cartucho para aplicações industriais os mais comuns são o NH e o DIAZED dentre outros Disjuntor termomagnético É dispositivo de proteção contra sobrecorrente devido à sobrecarga ou curtocircuito Também é dispositivo de manobra Permite o religamento assim que o problema é resolvido Disjuntor termomagnético Disjuntores termomagnéticos são dispositivos que atuam em duas condições Por sobrecarga utilizando o efeito térmico causado em função de um possível aumento da corrente elétrica acima da corrente nominal do disjuntor que por consequência aquece um par bimetálico interno com coeficientes de dilatação diferentes os quais se curvam disparando o mecanismo de desarme ou Por curtocircuito utilizando o efeito magnético em uma espira interna causado em função da possível circulação de corrente elétrica de alto valor quando da existência de um curtocircuito Disjuntor termomagnético A norma ABNT NBR NM 60898 define para o disparo instantâneo magnético as faixas de atuação B C e D podendo para determinadas aplicações serem importados outros modelos de curva de atuação Segue abaixo os modelos de curva de atuação fabricados no Brasil Curva B Cargas sensíveis eletrônicas ou resistivas em circuito exclusivos com linhas extensas Curva C Cargas genéricas em instalações residenciais e similares ou eletrodomésticos em geral Curva D Cargas genéricas com corrente elevada no fechamento Disjuntor Diferencial Residual É um dispositivo constituído de um disjuntor termomagnético acoplado a outro dispositivo o diferencial residual Sendo assim ele conjuga as duas funções Protege os condutores contra sobrecarga e curto circuito Protege as pessoas contra choques elétricos Interruptor Diferencial Residual O Interruptor Diferencial Residual é um dispositivo composto de um interruptor acoplado ao dispositivo diferencial residual sendo assim têm duas funções Liga e desliga manualmente o circuito Protege as pessoas contra choques elétricos Interruptor Diferencial Residual As correntes de disparo de ambos comercializados no Brasil são Alta sensibilidade 30 mA Baixa sensibilidade 300 mA O dispositivo DR de alta sensibilidade deve ser utilizado em instalações elétricas residenciais para proteger pessoas contra choque elétrico devido a possibilidade de contato direto com partes energizadas O dispositivo DR de baixa sensibilidade normalmente é utilizado para proteger o patrimônio evitando por exemplo que possíveis fugas de corrente em estruturas metálicas possam causar o choque elétrico por contato indireto ou ainda possa ser um causador de um princípio de incêndio DDR E IDR O conceito do Diferencial Residual do DDR Disjuntor Diferencial Residual é o mesmo para o Interruptor Diferencial Residual IDR Contudo a diferença entre eles é de que o DDR protege a instalação elétrica contra sobrecarga curto circuito e choque elétrico pois reúne no mesmo dispositivo os conceitos de proteção do disjuntor termomagnético e do dispositivo diferencial residual o IDR protege somente contra choque elétrico pois conta somente com o conceito do dispositivo diferencial residual Diferencial residual Função proteger pessoas contra choques elétricos provocados por contato direto e indireto Contato direto É o contato acidental seja por falha de isolamento por ruptura ou remoção de partes isolantes Contato indireto É o contato entre uma pessoa e uma parte metálica de uma instalação ou componente normalmente sem tensão mas que pode ficar energizada por falta de isolamento ou por uma falha interna Dispositivo DR Utilização obrigatória em Circuitos de pontos de utilização situados em locais com banheira ou chuveiro Circuitos de tomadas e de iluminação localizadas em áreas externas Circuitos de tomadas localizadas em áreas internas mas usadas para alimentar equipamentos no exterior Circuitos de pontos de utilização situados em dependências internas molhadas ou sujeitas a lavagens cozinhas lavanderias áreas de serviço garagem etc admitindo exclusão dos pontos de iluminação posicionados em altura igual ou superior a 25m Em locais não residenciais pontos de tomada Dispositivo de Proteção contra Surto As sobretensõessurtos na rede elétrica são uma das principais causas de danos a equipamentos e instalações elétricas Eles podem ocorrer principalmente devido a manobras na rede elétrica e na maioria dos casos devido a descargas atmosféricas Para proteção contra surtos são utilizados os dispositivos de proteção contra surtos DPS Dispositivo de Proteção contra Surto A proteção contra surto deve ser realizada por meio de três medidas básicas Um sistema de aterramento devidamente projetado e instalado Utilização da equipotencialização Instalação dos dispositivos de proteção contra surto DPS Dispositivo de Proteção contra Surtos Proteção de instalações elétricas e equipamentos elétricos e eletrônicos contra os efeitos diretos e indiretos causados pelas descargas atmosféricas Classificação Classe I Permitem eliminar efeitos diretos causados pelas descargas atmosféricas Classe II Destinados a proteger equipamentos elétricos contra sobretensões induzidas ou conduzidas causadas pelas descargas atmosféricas Classe III Destinados à proteção fina de equipamentos situados a mais de 30m do DPS de cabeceira Exemplo de aplicação em residências Dimensionamento Do Disjuntor Dimensionamento do disjuntor 𝐼𝑏 𝐼𝑁 𝐼𝑍 e 𝐼2 145𝐼𝑍 Onde 𝐼𝑏 é a corrente de projeto 𝐼𝑁 é a corrente nominal do disjuntor 𝐼𝑍 é a capacidade de condução de corrente do condutor 𝐼2 é a corrente convencional de atuação do disjuntor pela NBR 60898 𝐼2 145𝐼𝑁 Dimensionamento Do Disjuntor Fator de correção de temperatura para disjuntor Quando a instalação elétrica utiliza quadro de distribuição aberto e nas condições previstas para o dimensionamento dos condutores em geral 30 ºC não há necessidade de correção Quando a instalação elétrica utiliza quadro de distribuição com tampa sem ventilação ou a temperatura ambiente for mais baixa necessário verificar se o disjuntor é tropicalizado ou seja ajustam a sua corrente nominal à temperatura ambiente Caso não seja devese adotar fator de correção de temperatura para a corrente de projeto Desta forma 𝐼𝐵 𝐼𝐵𝐹𝐶𝑇 Adotase que em quadros de distribuição sem ventilação um aumento de 10 ºC em seu interior DisjuntoresMotores Disjuntor desenvolvido para o acionamento e proteção de motores elétricos Proteção contra sobrecarga Proteção contra curtocircuito Seccionamento Comutação onoff DisjuntoresMotores Possuem alta capacidade de interrupção permitindo sua utilização mesmo em instalações com elevado nível de corrente de curtocircuito Asseguram total proteção ao circuito elétrico e ao motor através de seus disparadores térmico e disparo magnético Disparador Magnético Através do disparador magnético oferece proteção contra curtocircuito da instalação e do motor com disparo fixo em 12 ou 13 vezes a máxima corrente da faixa de ajuste do disjuntormotor Disparador Térmico O disparador térmico é ajustável e responsável pela proteção contra sobrecarga e sensibilidade contra a falta de fase da instalação e do motor