Dispositivos de Proteção - NBR 5410 - Seccionamento e Definições

DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO A NBR 5410 estabelece que os condutores vivos devem ser protegidos por um ou mais dispositivos de seccionamento automático contra sobrecargas e contra curtoscircuitos DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO Conforme a NBR 5410 devem ser previstos dispositivos de proteção para interromper toda corrente de sobrecarga nos condutores dos circuitos antes que esta possa provocar um aquecimento prejudicial à isolação às ligações aos terminais ou às vizinhanças das linhas DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO DEFINIÇÕES Seletividade É a capacidade que possui o sistema de proteção de selecionar uma determinada parte ou equipamento do circuito retirando de serviço sem alterar os demais circuitos DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO DEFINIÇÕES Coordenação Aplicação de dois ou mais dispositivos de proteção em série de forma que atuem em uma sequência de operação preestabelecida garantindo a seletividade da proteção de um circuito DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO DEFINIÇÕES Rapidez Velocidade de atuação de um dispositivo sua resposta dentro do menor tempo possível de modo a assegurar o corte em caso de problema ou a continuidade do suprimento e a manutenção de condições normais de operação das partes normais DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO DEFINIÇÕES Sensibilidade Capacidade de identificar uma condição anormal que excede um valor limite prédeterminado reconhecendo sobrecargas e ou curto circuitos dentro de uma faixa preestabelecida em que a partir dessa iniciase a atuação ou ação de proteção DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO DEFINIÇÕES Confiabilidade Probabilidade de um componente equipamento ou sistema funcionar corretamente quando sua atuação for requerida A confiabilidade tem dois aspectos 1 Confiança É a certeza de uma operação correta mediante a ocorrência de uma falta 2 Segurança É a certeza de não haver operação indesejada DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO DEFINIÇÕES Sobrecarga Quando a corrente consumida pelas cargas aplicadas a um circuito elétrico excede ou ultrapassa o limite de corrente prédeterminado para o funcionamento correto e seguro do mesmo ocasionando principalmente perdas por aquecimento DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO DEFINIÇÕES Atuação em Sobrecarga Interromper as correntes de sobrecarga nos condutores dos circuitos e motores de modo a evitar o aquecimento da isolação dos fios e enrolamento dos motores Dispositivos para proteção de motores não devem ser sensíveis a corrente de carga absorvida pelo mesmo A proteção de motores deve ter características compatíveis com o regime de corrente de partida tempo admissível com rotor bloqueado e tempo de aceleração do motor DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO DEFINIÇÕES CurtoCircuito Quando em um determinado circuito elétrico submetido a uma DDP existe um caminho ou circuito fechado com a resistência elétrica tendendo a zero e por tanto com uma corrente elétrica que tende ao infinito ou até ao limite da fonte DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO DEFINIÇÕES Ação em CurtoCircuito Os dispositivos de proteção devem ter sua capacidade de interrupção ou de ruptura igual ou superior ao valor da corrente de curto circuito presumida calculada no ponto de sua Instalação DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO DEFINIÇÕES Ação em CurtoCircuito A energia que o dispositivo de proteção deve deixar passar não pode ser superior à energia máxima suportada pelos dispositivos e condutores situados a jusante DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO DEFINIÇÕES Ação em CurtoCircuito Os circuitos terminais que alimentam um só motor podem ser protegidos contra curtos circuitos utilizando se disjuntores magnéticos e ou fusíveis do tipo NH ou Diazed com retardo de tempo DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO DISJUNTORES TERMOMAGNÉTICOS São dispositivos que garantem simultaneamente a manobra e a proteção contra correntes de sobrecarga e correntes de curtocircuito NBR IEC 609472 ou NBR IEC 60898 Funcionalidades Manobra dos circuitos ligar e desligar Proteção elétrica do circuito Seccionamento do circuito ato de promover a descontinuidade elétrica total Proteção da fiação contra sobrecarga através do dispositivo térmico Proteção dos condutores contra curtocircuito através do dispositivo magnético DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO DISJUNTORES TERMOMAGNÉTICOS Parâmetros elétricos Correntes nominais In É a corrente que o disjuntor pode suportar ininterruptamente a uma temperatura ambiente de referência especificada normalmente 30º C Os valores preferenciais de In indicados pela NBR NM 60898 são 6 8 10 13 16 20 25 32 40 50 63 80 100 e 125A DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO DISJUNTORES TERMOMAGNÉTICOS Parâmetros elétricos Tensão nominal de serviço ou de operação Ue É o valor da tensão utilizada nos ensaios de desempenho do disjuntor particularmente aqueles destinados a avaliar seu comportamento em curtocircuito DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO DISJUNTORES TERMOMAGNÉTICOS Parâmetros elétricos Tensão nominal de isolamento Ui É o valor da tensão ao qual o ensaio de tensão aplicada e as linhas de fuga são referidos Corresponde à máxima tensão nominal do disjuntor A máxima tensão de serviço não pode ser superior à tensão nominal de isolamento DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO DISJUNTORES TERMOMAGNÉTICOS Parâmetros elétricos Capacidade nominal de interrupção de curto circuito é a máxima corrente presumida de interrupção de valor eficaz que o disjuntor pode interromper operando dentro de suas características nominais de tensão e frequência DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO DISJUNTORES TERMOMAGNÉTICOS Minidisjuntores ABNT NBR NM 60898 DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO DISJUNTORES TERMOMAGNÉTICOS Construção Dispositivos mais comuns de baixa tensão operam com dispositivo térmico e magnético Curvas Características de Disparo Curvas B C D NBR NM 60898 CURVAS CARACTERÍSTICAS DE DISPARO Curva B Curva C Curva D CURVAS CARACTERÍSTICAS DE DISPARO O que diferencia as curvas de atuação é a sensibilidade na região de transição da atuação térmica para a magnética A característica de operação na região térmica para até 3xIn é igual para todos CURVAS CARACTERÍSTICAS DE DISPARO Curva B Para proteção de circuitos que alimentam cargas com características predominantemente resistivas como lâmpadas incandescentes chuveiros torneiras e aquecedores elétricos CURVAS CARACTERÍSTICAS DE DISPARO Curva C Para proteção de circuitos que alimentam especificamente cargas de natureza indutiva que apresentam picos de corrente no momento de ligação como microondas ar condicionado motores para bombas além de circuitos com cargas de características semelhantes a essas CURVAS CARACTERÍSTICAS DE DISPARO Curva D Para proteção de circuitos que alimentam cargas altamente indutivas que apresentam elevados picos de corrente no momento de ligação como grandes motores transformadores além de circuitos com cargas de características semelhantes a essas CURVAS CARACTERÍSTICAS DE DISPARO IN 20 A IK 160 A IK IN 8 ONDE IN Corrente Nominal IK Corrente de Curtocircuito D SOBRECARGA B CURTO C CURTO PROTEÇÃO CONTRA CORRENTE DE SOBRECARGA NBR IEC 60898 Para o dimensionamento de dispositivo de proteção contra corrente de sobrecarga as seguintes condições devem ser satisfeitas Onde IP ou IB Corrente de Projeto do circuito IDisj Corrente nominal IN do dispositivo de proteção IZ Capacidade de condução de corrente após Fator de Correção FCT FCA e FCR PROTEÇÃO CONTRA CORRENTE DE SOBRECARGA NBR IEC 60898 Para o dimensionamento de dispositivo de proteção contra corrente de sobrecarga as seguintes condições devem ser satisfeitas Onde I2 Corrente convencional de atuação para disjuntores ou corrente convencional de fusão para fusíveis I2 145 IN 145 IZ Corrente máxima permitida do cabo em sobrecarga sem que haja o comprometimento do isolante dos condutores PROTEÇÃO CONTRA CORRENTE DE SOBRECARGA NBR IEC 60898 Escolha do Dispositivo Durante o dimensionamento do disjuntor a corrente de projeto deve ser mais próxima possível da corrente nominal de atuação do disjuntor além disso que a corrente de atuação atenda aos parâmetros de sobrecarga dos condutores do circuito PROTEÇÃO CONTRA CORRENTE DE CURTOCIRCUITO O item 53551 da norma NBR54102008 determina que o dispositivo deve ter capacidade de interrupção INK no mínimo igual à corrente de curtocircuito presumida no ponto de instalação ICS PROTEÇÃO CONTRA CORRENTE DE CURTOCIRCUITO No item 53552 a norma determina que a Integral de Joule energia que o disjuntor deixa passar durante a interrupção do curtocircuito seja menor ou igual à Integral de Joule necessária para aquecer o condutor desde a temperatura máxima para serviço contínuo até a temperatura limite de curtocircuito A integral de joule é definida como a energia necessária para elevar a temperatura de operação em serviço contínuo até a temperatura de curto circuito PROTEÇÃO CONTRA CORRENTE DE CURTOCIRCUITO Integral de Joule Dispositivo de proteção PROTEÇÃO CONTRA CORRENTE DE CURTOCIRCUITO Integral de Joule Condutores PROTEÇÃO CONTRA CORRENTE DE CURTOCIRCUITO Integral de Joule Para curto circuitos de qualquer duração onde a assimetria da corrente não seja significativa e para curtos circuitos simétricos de duração igual ou superior a 01s e igual ou inferior a 5s pode se escrever PROTEÇÃO CONTRA CORRENTE DE CURTOCIRCUITO EXEMPLO DE APLICAÇÃO 4 Forno elétrico 2500W 127V monofásico FNT 3 circuitos por eletroduto Dimensionamento do dispositivo de proteção Continuação do exemplo de aplicação 3 Aula 3 slide 33 Proteção contra Corrente de Sobrecarga Considerando esta primeira condição o disjuntor escolhido será de 20A Proteção contra Corrente de Sobrecarga Agora vamos considerar a corrente de sobrecarga do disjuntor I2 145 IN I2 145 20 I2 29 A Calculo da corrente de sobrecarga do cabo 145 Iz 145 2497 3621A Como o valor de I2 é menor que a corrente de sobrecarga do cabo o disjuntor de 20A vai proteger adequadamente o circuito Proteção contra Corrente de Sobrecarga Proteção contra Corrente de Sobrecarga EXERCÍCIOS Dimensionar o disjuntor de proteção Dimensionar o disjuntor de proteção 3 Calcular os condutores considerando o exemplo e dados anteriores para dois circuitos de tomadas num mesmo eletroduto Esquema 4 Determinar a seção dos condutores do ramal alimentador para um motor de indução trifásico tensão 220 V potência 75 cv eletroduto de PVC embutido e alvenaria temperatura ambiente 30C encontrandose a uma distância de 12 metros do QDP O valor do Fator de Potência FP cosφ 085 rendimento η 090 Dimensionar o disjuntor de proteção 5 Determinar os condutores para um ramal alimentador trifásico 220 V distância 20 m em eletroduto de PVC embutido em alvenaria que alimenta os seguintes motores A 15 cv B 10 cv C 3 de 5 cv D 3 cv e E 2 cv Os motores A e D partem simultaneamente Considerando cosφ 085 η 090 7 Considerando um circuito de iluminação de um estacionamento conforme esquema seguinte eletroduto de PVC embutido no solo temperatura de 25ºC utilizando lâmpadas a vapor de mercúrio de 250 W com reator de 220 V e fator de potência de 088 Esquema QDP O A B C 20 m 20 m 20 m 30 m 30 m 30 m 4 I I T 4 284 VA 4 284 VA 4 284 VA 4 I I T 4 I I T 4 I I T 4 284 VA 4 284 VA 4 284 VA 4 I I T