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Disjuntores e interruptores de Baixa Tensão
19.10.2017
3 comentários
Tanto disjuntores como interruptores são mecanismos que constante marcam presença no dia-a-dia dos
nossos profissionais. Mas será que conhece o seu funcionamento tão bem quanto pensa? Descubra tudo em
mais um artigo técnico da autoria de Eng.º Manuel Bolotinha.
1. DISJUNTORES DE BAIXA TENSÃO
Os disjuntores de baixa tensão (BT1) são equipamentos de corte, manobra e protecção, cuja principal função é a protecção
dos circuitos de utilização e de alimentação de quadros eléctricos e dos equipamentos contra sobrecargas e curto-circuitos,
incorporando para tal disparadores adequados para essa função
As características, dimensionamento, instalação e ensaios dos disjuntores BT obedecem a um conjunto de documentos legais –
os Regulamentos, devendo em Portugal devem ser observado o seguinte:
RTIEBT (Regras Técnicas das Instalações Eléctricas em Baixa Tensão) – Portaria nº 949-A/2006 de 11 de Setembro.
As normas habitualmente utilizadas para a definição das características e ensaios destes equipamentos são:
NP e NP EN (Normas Portuguesas e Normas Portuguesas Harmonizadas com as Normas Europeias)
EN (Normas Europeias)
IEC (International Electrical Commission), designadamente
60038 – IEC standard voltages:
60364 – Electrical installations for buildings
60439 – Low voltage switchgear and controlgear assemblies
60947 – Low voltage switchgear and controlgear
61912 – Low voltage switchgear and controlgear – overcurrent protection devices
60934 – Circuit breaker for equipments (CBE)
60898 – Electrical accessories – Circuit breaker for overcurrent protection for household and similar installations
60755 – General requirements for residual current operated devices
61000 – Electromagnetic compatibility (EMC)
60529 - Degrees of protection provided by enclosures (IP Code)
62262 - Degrees of protection provided by enclosures for electrical equipment against external mechanical impacts (IK
code)
Os disparadores dos disjuntores BT são dos seguintes tipos:
2
Térmicos,
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elementos
bimetálicos)
, para a protecção
contra sobrecargas (designação TO, de acordo com a Norma
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IEC 60934).
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Magnéticos, por meio de um solenoide, para a protecção contra curto-circuitos (designação MO, de acordo com a Norma
IEC 60934).
Uma combinação de ambos (designação TM, de acordo com a Norma IEC 60934).
Os disjuntores BT podem ainda ser equipados com disparadores sensíveis à corrente diferencial-residual, para protecção das
pessoas contra defeitos à terra (protecção diferencial – ver Capítulo 3).
As curvas Tempo-Corrente permitem determinar a rapidez do disparo do disjuntor em função do valor da corrente, estando
divididas em duas partes, como se mostra na Figura 1:
Componente da protecção contra sobrecargas (parte superior da curva).
Componente da protecção contra curto circuitos (parte inferior da curva).
Figura 1 – Curva típica Tempo-Corrente de um disjuntor BT
Estas curvas são apresentadas em bandas, podendo a actuação do disjuntor acontecer para qualquer valor situado no
interior da banda. Os tipos de curvas habituais, de acordo com as Normas IEC 60898 e 60947 são:
Tipo B: limiar de disparo magnético muito baixo (utilizável em circuitos muito longos com correntes de curto-circuitos de valor
reduzido).
Tipo C: o seu limiar de disparo magnético permite-lhe a utilização na maioria das situações comuns.
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Tipo D: limiar de disparo magnético alto permite utilizá-lo na protecção de circuitos com elevadas
corrente
de
Concordo pontas
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arranque,
como
é,
por
exemplo
o
caso
dos
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Existem ainda disjuntores destinados exclusivamente à protecção de motores, dos seguintes tipos:
Disjuntores magnéticos: estes disjuntores dispõem apenas de disparadores magnéticos, destinados à protecção contra
curto-circuitos, sendo utilizados em associação com relés térmicos. O disjuntor não dispara em caso de sobrecarga e
suporta os picos de corrente provocados pelo arranque do motor.
Disjuntores-motor: estes disjuntores dispõem de disparadores térmicos reguláveis, destinados à protecção de
sobrecargas e disparadores magnéticos, destinados à protecção contra curto-circuitos.
Nos disjuntores BT o corte é feito no ar, fazendo-se a extinção do arco numa câmara própria para o efeito (por divisão do
arco eléctrico).
Podem ter 1, 2, 3 ou 4 pólos (nos disjuntores de 2 e 4 pólos de corrente alternada, o pólo do condutor de neutro não tem
habitualmente disparador).
Na Figura 2 mostra-se um exemplo da câmara de corte de um disjuntor BT.
Figura 2 – Câmara de corte de um disjuntor BT
As características dos disjuntores BT são:
Tensão estipulada3
Corrente alternada: 60; 120; 240/120; 220; 230; 240; 380/220; 400/230; 415/240; 380; 400; 415; 440 V.
Corrente contínua: 12; 24; 48; 60; 120; 240; 250 V.
Corrente estipulada (In) – de 2 A a 6300 A, dependendo do modelo.
Poder de corte estipulado – até 150 kA, dependendo do modelo e da corrente estipulada.
Corrente convencional de funcionamento (If) – corrente mínima que provoca a actuação do disjuntor.
Corrente convencional de não funcionamento (Inf) – valor da corrente que o disjuntor é capaz de conduzir sem actuação,
durante um tempo definido (designado por tempo convencional), expresso como um múltiplo de In (exemplo: Inf = 1,25xIn).
Os disjuntores BT são habitualmente instalados em quadros eléctricos BT e são construídos basicamente em três modelos:
Disjuntores modulares (ou miniatura), designados pela sigla inglesa MCB (Miniature circuit breaker): para correntes
estipuladas entre 2 A e 100 A; são normalmente montados em calha DIN (Figura 3).
Disjuntores compactos (ou em caixa moldada), designados pela sigla inglesa MCCB (Molded case circuit breaker): para
correntes estipuladas entre 125 A e 2500/3200 A (Figura 4).
Disjuntor para correntes elevadas: para correntes estipuladas entre 2500/3200 A e 6300 A (Figura 5).
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Disjuntor
BT modular
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Figura 4 – Disjuntor BT compacto
Figura 5 – Disjuntor BT para correntes elevadas
Os disjuntores BT são habitualmente comandados local e manualmente, mas para aplicações específicas (por exemplo,
paralelo de transformadores) podem ser motorizados e comandados à distância e automaticamente.
A selectividade entre disjuntores pode ser definida como a coordenação entre eles, para que um defeito seja eliminado pelo
disjuntor imediatamente localizado a montante do ponto de defeito, e apenas por esse.
São utilizados dois princípios para estabelecer a selectividade:
Discriminação em corrente.
Discriminação em tempo.
A discriminação em corrente é utilizada para as protecções contra sobrecargas, garantindo-se habitualmente a selectividade
se a relação da regulação dos disparadores térmicos de dois disjuntores consecutivos for igual ou superior a 1,6.
A discriminação em tempo é utilizada para as protecções contra curto-circuitos, garantindo-se habitualmente a selectividade
se a relação da regulação dos disparadores magnéticos de dois disjuntores consecutivos for igual ou superior a 1,5.
2. INTERRUPTORES DE BAIXA TENSÃO
Os interruptores BT são equipamentos de corte e manobra, utilizados habitualmente para isolamento dos circuitos, com
capacidade para o estabelecimento e a interrupção da corrente de serviço, fazendo-se a extinção do arco no ar, numa câmara
própria para o efeito.
Os interruptores BT obedecem aos mesmos regulamentos e normas que os disjuntores BT, são também habitualmente
instalados em quadros eléctricos BT e podem, tal como os disjuntores BT, ser equipados com disparadores sensíveis à
corrente diferencial-residual.
Os interruptores BT podem ter 1, 2, 3 ou 4 pólos (nos interruptores de 2 e 4 pólos de corrente alternada) e as suas
características são:
Tensão estipulada.
Corrente alternada: 60; 120; 240/120; 220; 230; 240; 380/220; 400/230; 415/240; 380; 400; 415; 440 V.
Corrente contínua: 12; 24; 48; 60; 120; 240; 250 V.
Corrente estipulada (In) – de 20 A a 6300 A, dependendo do modelo.
Os interruptores BT são construídos basicamente em três modelos:
Interruptores modulares: para correntes estipuladas entre 20 A e 125 A; são normalmente montados em calha DIN.
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Interruptores
compactos:
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correntes
estipuladas
entre 125 A e 2500/3200 A.
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Interruptor para correntes elevadas: para correntes
estipuladas
entre 2500/3200 A e 6300 A.
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Os interruptores BT são habitualmente comandados local e manualmente, mas para aplicações específicas (por exemplo,
nos inversores automáticos rede-grupo ou no deslastre de cargas) podem ser motorizados e comandados à distância e
automaticamente.
3. DISPARADORES SENSÍVEIS À CORRENTE DIFERENCIAL-RESIDUAL
(PROTECÇÃO DIFERENCIAL)
Como referido anteriormente os disjuntores e interruptores BT podem ser equipados com disparadores sensíveis à corrente
diferencial-residual, para protecção das pessoas contra defeitos à terra.
Estes dispositivos de corte e protecção são designados por disjuntores diferenciais e interruptores diferenciais,
respectivamente, sendo o seu princípio de funcionamento ilustrado na Figura 6.
Figura 6 – Princípio de funcionamento dos dispositivos à corrente residual-diferencial
Em situações normais, sem defeito, verifica-se que a soma das correntes que é vista pelo toro é nula, isto é:
I1+I2+I3+IN = 0
Em caso de defeito tal não acontece, isto é:
I1+I2+I3+IN ≠ 0
I1+I2+I3+IN = -IF
Para além das características definidas nos capítulos anteriores para os disjuntores e interruptores BT, outra característica que
é necessário considerar nestes dispositivos é a corrente residual-diferencial estipulada (IΔn), que em Portugal, de acordo com
as RTIEBT é definida como a “soma algébrica dos valores instantâneos das correntes que percorrem todos os
condutores activos de um circuito num dado ponto da instalação eléctrica” em situação de defeito fase-terra.
Os dispositivos sensíveis à corrente residual-diferencial estão divididos em três grupos, de acordo com os valores daquela
corrente:
Alta sensibilidade: 6; 10; 30 mA.
Média sensibilidade: 100; 300; 500; 1000 mA.
Baixa sensibilidade: 3; 10; 30 A.
A sensibilidade dos disjuntores e interruptores diferenciais BT a adoptar depende do tipo de circuito e do tipo de local,
encontrando-se, em Portugal, os seus valores máximos definidos nas RTIEBT.
Ainda segundo este regulamento, nas instalações e circuitos sem condutor de protecção (PE), a utilização de dispositivos
diferenciais, ainda que de corrente diferencial-residual estipulada IΔn ≤ 30 mA, não deve ser considerada como uma medida
de protecção suficiente contra os contactos indirectos.
Manuel Bolotinha, MSc, é licenciado em Engenharia Electrotécnica (Ramo de Energia e Sistemas de
Potência) pelo IST/UL – 1974 – e Mestre em Engenharia Electrotécnica e de Computadores pela FCTUNL – 2017.
A sua actividade profissional desenvolve-se nas áreas do projecto, fiscalização de obras e gestão de
contratos de empreitadas de instalações eléctricas de alta média e baixa tensão, não só em Portugal,
mas também em África, na Ásia e na América do Sul.
É membro Sénior da Ordem dos Engenheiros e membro do IEEE, Formador Profissional, credenciado
pelo IEFP, conduzindo cursos de formação, de cujos manuais é autor, em Portugal, África e Médio
Oriente e autor de diversos artigos técnicos publicados em Portugal e no Brasil e de livros técnicos, em português e inglês, e
tem proferido palestras na OE, ANEP, FCT-UNL, IST e ISEP.
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[1] BT: U Usamos
≤ 1 kV (ca),
de no
acordo
estipulado
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[2] Os elementos bimetálicos são constituídos por dois metais diferentes, com coeficientes de dilatação diferentes. Quando
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ocorre uma sobrecarga a dilatação dos metais provoca um “encurvamento” da placa bimetálica, que origina o disparo do
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