DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO CONTRA SOBRECORRENTE: FUSÍVEIS E DISJUNTORES
Caso ocorra um defeito num dos aparelhos ligados ao circuito, ou na utilização inadequada da instalação, a corrente elétrica em alguns circuitos pode atingir valores muito altos, que produzem sobreaquecimento nos condutores e pode provocar incêndios, já que entre os materiais que envolvem os condutores pode haver alguns inflamáveis. Exemplos de acidentes causados pela utilização inadequada da instalação elétrica: Edifício Joelma curto-circuito no ar condicionado, 187mortes. Edifício Andraus sobrecarga elétrica,16 mortes. –
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Caso ocorra um defeito num dos aparelhos ligados ao circuito, ou na utilização inadequada da instalação, a corrente elétrica em alguns circuitos pode atingir valores muito altos, que produzem sobreaquecimento nos condutores e pode provocar incêndios, já que entre os materiais que envolvem os condutores pode haver alguns inflamáveis. Exemplos de acidentes causados pela utilização inadequada da instalação elétrica: Edifício Joelma curto-circuito no ar condicionado, 187mortes. Edifício Andraus sobrecarga elétrica,16 mortes. –
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24/02/1972 Edifício Andraus. 01/02/1974 Edifício Joelma
Para garantir o perfeito funcionamento das cargas que estão sendo alimentadas (lâmpadas, motores e outros equipamentos elétricos) e dar proteção aos condutores contra sobrecarga e curtocircuito, são empregados os dispositivo de proteção: fusíveis e disjuntores. Estes dispositivos devem interromper o circuito automaticamente, sempre que a intensidade da corrente atingir um certo valor que danifique o circuito.
FUSÍVEIS São elementos mais fracos (de seção reduzida), que são propositalmente intercalados no circuito para interrompê-lo sob condições anormais. Uma corrente elevada que aumenta a temperatura dos componentes poderá levá-los à queima, caso não haja um desligamento rápido e seguro. Cabe ao fusível essa missão importante, sobretudo se considerarmos o preço elevado dos equipamentos elétricos e o uso generalizado que se faz da energia elétrica.
COMPONENTES DO FUSÍVEL CONTATOS ENCAIXE
INVÓLUCRO ELEMENTO FUSÍVEL
MATERIAL EXTINTOR
INDICADOR
Invólucro ou Corpo: De material isolante elétrico e de suficiente resistência mecânica. Deve possuir elevada rigidez dielétrica no estado seco e não absorver umidade. Deve suportar elevada pressão interna e elevação de temperatura. Condenam-se invólucros de papelão, dandose sempre preferência àqueles com invólucro de cerâmica (porcelana ou esteatite) vitrificada. • •
Esteatite: silicato de magnésio prensado e sinterizado. Porcelana: argila, quartzo, feldspato e caulim.
Contatos: Deve possuir boa condutividade elétrica e elevada resistência a oxidação. Deve garantir uma boa transferência de corrente com pequenas perdas em forma de calor. A resistência de contato depende do material e da pressão exercida.
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Elemento fusível: Deve ser inviolável, não permitindo a sua substituição por outro inadequado. Dever ser totalmente envolvido pelo material extintor. Uma redução de área no centro da seção (empescoçamento) deve impedir a formação do arco elétrico nas extremidades. Material extintor: Deve possuir granulometria adequada para permitir a expansão dos gases e extinção do arco elétrico. É geralmente constituído por areia ou cristais de sílica.
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Encaixe: Deve ser padronizado para evitar trocas indevidas. Indicador: Permite verificar se o fusível está queimado sem necessidade de retirálo da base ou testá-lo com algum instrumento.
Base do fusível O fusível é montado sobre uma base, fixo por meio de um soquete padronizado (até 200A) ou um sistema de contato por pressão (para correntes mais elevadas). Para correntes acima de 1000 A recomenda-se a subdivisão do circuito em um número suficiente de circuitos paralelos, consequentemente de menores correntes individuais.
Durante a fase de desligamento, em que se dá a destruição do elo de fusão, ocorre um arco voltaico entre os pontos do circuito que se separam, ocasionado pela ionização do meio. Este arco representa um perigo para a instalação, podendo inflamar partes adjacentes se não for envolto e extinto imediatamente. Assim, são considerados seguros apenas os fusíveis dotados de um elo de fusão totalmente envolto pelo elemento de extinção, que elimina o arco com a máxima rapidez.
CARACTERÍSTICAS ELÉTRICAS 1. Corrente nominal (IN): aquela que o fusível suporta continuamente sem provocar seu desligamento. Não aquece o fusível acima dos limites especificados por norma. Ela que determina a escolha adequada do fusível.
2. Corrente de curto circuito (I CC): corrente que deve desligar o circuito instantaneamente. 3. Capacidade de ruptura : máxima corrente que ainda permite que o fusível desligue com segurança. Seu valor é dado em kA. 4. Tensão nominal: É o valor de tensão que dimensiona a isolação do fusível. É a máxima tensão que o fusível suporta.
Dimensionamento do fusível: Ia - Corrente de atuação do fusível, definida por norma para cada valor de I N. NBR 5410 (Instalações de baixa tensão) tC - Tempo de atuação, definido por norma para cada valor de IN. Iz - Capacidade de condução dos condutores. IB - Corrente de projeto.
Dimensionamento do fusível: Iz > IB IN IB Ia 1,45 Iz
Se Ia = 1,45 Iz, o dispositivo desliga no tempo tC (~ 1 h). Exemplo: corrente de projeto: IB = 43 A.
Iz = 57 A (S = 10 mm2) capacidade de condução do condutor. IN 43 A (corrente nominal do fusível). Posso escolher: IN = 50 A Ia 1,45 Iz = 82,6 A (Corrente de atuação deve interromper o circuito no máximo em 1 h). –
IMPORTANTE: - Não se permite o uso de fusíveis remendados ou consertados, em virtude de geralmente não haver substituição adequada do elo de fusão. - A instalação e retirada do fusível deve permitir o seu manejo sem perigo para o operador. -Os fusíveis dimensionados para um determinado circuito nunca devem ser substituídos por outros de maior corrente nominal. - É importante que a instalação dos fusíveis na base seja feita com encaixe padronizado, a prova de trocas indevidas, e que o fusível tenha um elemento de fusão inviolável
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Curva Característica de Tempo de Desligamento
o p m e T
s o t u n i m
2A 4A
6A 8A
s o d n u g e s
IN
ICC
Corrente (A)
Curva Característica de Tempo de Desligamento (tempo de fusão corrente) –
Fusíveis rápido e retardado. •
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Rápido: Circuitos onde não ocorre variação considerável de corrente entre a fase de partida e a de regime normal de funcionamento Retardado: Circuitos com cargas motoras, onde a corrente de partida é muito superior a nominal.
I
Corrente (A)
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O retardamento é obtido por um acréscimo de massa na parte central do elo, onde este apresenta a menor condutância e, consequentemente, se dará a fusão do elo. Este acréscimo de massa absorve durante um certo tempo parte do calor que se desenvolve na seção reduzida do elo, retardando a elevação de temperatura, cujo valor limite superior é a temperatura de fusão do metal usado no elo. Este acréscimo não atua no caso de um curtocircuito, pois não há tempo para a troca de calor.
Curvas características e seletividade Comportamento seletivo entre fusíveis: Deve ocorrer o desligamento do fusível certo, num sistema protegido por mais de um fusível (fusíveis principais, de entrada e os de proteção de cada circuito secundário). Apenas os fusíveis mais próximos da fonte de defeito devem queimar. Para ter-se um desligamento seletivo deve haver uma diferença mínima de 1,6 entre as respectivas correntes nominais e daí estabelecem-se os tamanhos mínimos pelo critério da seletividade dos fusíveis a serem usados.
Curvas características e seletividade
O comportamento seletivo pode ser conservado pela comparação das características de desligamento tempo- corrente que cada fusível (e outros elementos de proteção) deve possuir. Portanto deve-se conhecer as curvas características de limitação de corrente e desligamento.
Tipos de fusíveis Fusíveis tipo CARTUCHO FABRICAÇÃO NACIONAL Faixas: desde frações de amperes até diversas dezenas. Partes metálicas de latão, cobre ou bronze. Pode ocorrer oxidação que eleva a resistência de contato. Elo de fusão: cobre ou chumbo e suas ligas. De seção uniforme, não fixando o ponto de fusão/interrupção. Invólucro de papelão impregnado com verniz.
Tipos de fusíveis Fusíveis tipo CARTUCHO FABRICAÇÃO NACIONAL Para correntes maiores do que 100 A são preenchidos com cristais de sílica, que atuam como elemento extintor. Capacidade de ruptura: 20.000 a 30.000 A, valor satisfatório para uma série de aplicações, inclusive industriais. Bases de montagem não são calibradas, permitindo assim dentro de uma faixa relativamente ampla a troca de um fusível por outro de maior corrente nominal, prejudicando as condições de segurança da instalação. Se a base é aberta há o perigo de choque elétrico no operador.
Fusíveis tipo cartucho FABRICAÇÃO FRANCESA
- Alto poder de ruptura 20kA a 100KA. - Potência dissipada reduzida. -Contatos de alta qualidade (cobre prateado). - Espaço reduzido.
Fusíveis tipo cartucho FABRICAÇÃO FRANCESA fusível em - Elemento assegurando maior precisão
prata
virgem,
-Base fechada, maior segurança ao usuário. - Controle de qualidade feito peça por peça para garantir as características elétricas e dimensionais - Areia especial, isenta de elementos metálicos.
Fusíveis tipo DIAZED Compõe-se de um corpo de porcelana cilíndrico fechado nas suas extremidades por duas tampas metálicas, nas quais é soldado o elo de fusão ou preso por meio do anel de fixação próprio. Elo de fusão: basicamente de cobre, podendo ser revestido de zinco.
Fusíveis tipo DIAZED Possui indicador. O elo de fusão possui um estreitamento central. Entre o elo de fusão e o corpo de porcelana é colocado o elemento extintor (areia), que preenche todo o espaço vazio entre o corpo e o elo.
Fusíveis tipo DIAZED: Partes constituintes. Encaixe (contato)
Elemento Extintor Corpo de Porcelana Elo de Fusão
Indicador
Fusíveis tipo DIAZED São invioláveis, calibrados de acordo como seu valor nominal de corrente, mediante a variação adequada de uma das tampas metálicas de fechamento, para evitar a troca de um fusível por outro maior, mantendo-se as condições de segurança da instalação prevista no projeto.
Fusíveis tipo DIAZED Os parafusos de ajuste também são específicos para cada corrente nominal, evitando a troca indevida ou equivocada por um fusível de maior corrente nominal. Faixa: de décimos de amperes até 200 A e mais, para tensões de até 500V nos tipos rápido e retardado.
Bases: Fechada e aberta
Anel
Base
Fusível Tampa
Parafuso de ajuste
Fusíveis tipo Rolha FABRICAÇÃO NACIONAL Corpo de porcelana com rosca de latão ou bronze na sua parte inferior. O elo de fusão não é envolto por elemento extintor, além de não ser calibrado rigorosamente. Não possui redução de seção do elemento fusível e é ligado diretamente na parte exterior do fusível, fazendo com que ao fundir o material permaneça no soquete de fixação, danificandoo pelo efeito do arco e dificultando o contato elétrico posterior.
Fusíveis tipo Rolha FABRICAÇÃO NACIONAL Tem pequena capacidade de ruptura, além de não garantir plena segurança de desligamento e com resistência de contato por vezes bem acentuada. Correntes nominais de até 30 A e 220V. Não possui indicador. Fio de elo a base de chumbo e pode ser facilmente substituído quando queima. Normalmente sem empescoçamento.
Fusível tipo rolha nacional
Base com chave seccionad ora para fusível rolha
Anel em dente de serra
Fusíveis tipo Rolha FABRICAÇÃO NORTE-AMERICANA Não devem ser usados em circuitos com mais de 125 V entre condutores, mas podem ser usados em sistemas com neutro aterrado, onde os circuitos apresentam tensão superior a 115 V entre condutores não aterrados, porém tensões inferiores a 150 V entre qualquer condutor não aterrado e a terra. Os porta fusíveis para fusíveis rolha devem ser do tipo S, a fim de acomodá-los. Devem ser projetados ou equipados com adaptadores para receber fusíveis tipo S, de 0 a 15 A, de 16 a 20 A ou de 21 a 30 A.
Fusíveis tipo Rolha FABRICAÇÃO NORTE-AMERICANA Os porta-fusíveis ou adaptadores de 0 a 15 A não devem poder receber fusíveis de 20 ou 30 A e os de 20 A não devem poder acomodar fusíveis de mais de 30A. O objetivo desta regra é evitar a colocação de fusíveis de maior capacidade em circuitos de 1 e 20 A. Os fusíveis tipo Edison são usados apenas como reposição. O passo da rosca não permite a troca indevida do fusível. O receptáculo rosqueado do porta-fusível tipo plugue deve ser ligado no lado da carga do circuito, sendo que o NEC não exige nenhum dispositivo de desligamento no lado da alimentação de uma fusível rolha.
DISJUNTORES TERMOMAGNÉTICOS EM CAIXAS MOLDADAS Tem por função interromper o circuito em caso de sobrecarga ou curtocircuito. Consiste de elementos de disparo termo-magnético. Uma lâmina bimetálica interrompe o circuito no caso de sobrecorrente (térmico). Uma bobina de indução desliga o circuito instantâneamente no caso de um curtocircuito (magnético).
DISJUNTORES TERMOMAGNÉTICOS EM CAIXAS MOLDADAS O mecanismo de operação é de rápido fechamento e rápida abertura, de modo que os contatos não podem ser mantidos fechados em condições de curto circuito ou sobrecarga. O mecanismo de extinção do arco consiste de lâminas de metal espaçadas, que extinguem o arco e absorvem o calor. O abafador envolve os contatos fixo e móvel.
DISJUNTORES TERMOMAGNÉTICOS EM CAIXAS MOLDADAS
DISJUNTORES TERMOMAGNÉTICOS EM CAIXAS MOLDADAS
CURVA DE DESLIGAMENTO (TEMPO-CORRENTE) DOS DISJUNTORES TERMOMAGNÉTICOS Tipo L: PROTEÇÃO DE CIRCUITOS DE ILUMINAÇÃO E DE COMANDO. Tipo G: PROTEÇÃO DE MOTORES, TRANSFORMADORES E APARELHOS SENSÍVEIS A SOBRECARGAS TÉRMICAS.
NOVAS TOMADAS
NOVAS TOMADAS
TOMADAS PADRONIZADAS
