Proteco das instalaes elctricas

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Aparelhos de protecoOs aparelhos de proteco tm como funo proteger todos os elementos que constituem uma instalao elctrica contra os diferentes tipos de defeitos que podem ocorrer.

Os principais tipos de defeitos que podem ocorrer num circuito so:SobreintensidadesSobretensesSubtenses

SobreintensidadeSe a corrente elctrica de servio (IB) ultrapassar o valor mximo (Iz) permitido nos condutores diz-se que h uma sobreintensidade.Por exemplo, demasiados aparelhos ligados simultaneamente num mesmo circuito podem originar uma sobrecarga que uma sobreintensidade em que a corrente de servio no circuito superior ou ligeiramente superior intensidade mxima permitida nos condutores (IB>Iz).Se, por exemplo, dois pontos do circuito com potenciais elctricos diferentes entram em contacto directo entre si estamos na presena de um curto circuito que uma sobreintensidade em que a corrente de servio no circuito muito superior intensidade mxima permitida nos condutores (IB>>Iz).

Aparelhos de proteco contra sobreintensidadesPara proteger os circuitos contra sobreintensidades (sobrecargas ou curto circuitos) so usados disjuntores magnetotrmicos ou corta circuitos fusveis que interrompem automaticamente a passagem da corrente no circuito, evitando um sobreaquecimento dos condutores que pode originar um incndio.

Disjuntores de baixa tensoUm disjuntor constitudo pelo rel, com um rgo de disparo (disparador) e um rgo de corte ( o interruptor) e dotado tambm de convenientes meios de extino do arco elctrico (cmaras de extino do arco elctrico).Como disjuntor mais vulgar fabrica-se o disjuntor magnetotrmico que possui um rel electromagntico que protege contra curto circuitos e um rel trmico, constitudo por uma lmina bimetlica, que protege contra sobrecargas.

Caractersticas dos disjuntores

Corrente estipulada (vulgarmente designada por calibre): valor para o qual o disjuntor no actua. Correntes estipuladas: 6 10 16 20 25 32 40 50 63 80 100 125 A.Corrente convencional de no funcionamento: valor para o qual o disjuntor no deve funcionar durante o tempo convencional.Corrente convencional de funcionamento: valor para o qual o disjuntor deve funcionar antes de terminar o tempo convencional.Poder de corte : corrente mxima de curto-circuito que o disjuntor capaz de interromper sem se danificar. Os poderes de corte estipulados normalizados so: 1,5 3 4,5 6 10 KAEXEMPLO:Para uma corrente estipulada do disjuntor 63A o tempo convencional de 1 hora, para uma corrente estipulada > 63 A o tempo convencional de 2 horas.

Curva caracterstica do disjuntorTipo B (equivalente ao tipo L na norma francesa e alem): o seu limiar de disparo magntico muito baixo (ideal para curto circuitos de valor reduzido).Tipo C (equivalente ao tipo U e tipo G na norma francesa e alem respectivamente): o seu limiar de disparo magntico permite-lhe cobrir a maioria das necessidades.Tipo D (equivalente ao tipo D e tipo K na norma francesa e alem respectivamente): o seu limiar de disparo magntico alto permite utiliz-lo na proteco de circuitos com elevadas pontas de corrente de arranque.Consoante os fabricantes, tendo em conta as zonas caractersticas de funcionamento, podem definir-se vrios tipos de disjuntores:

FusveisUm corta circuitos fusvel constitudo por um fio ou lmina condutora, dentro de um invlucro. O fio ou lmina condutora (prata, cobre, chumbo) calibrado de forma a poder suportar sem fundir, a intensidade para a qual est calibrado. Se a intensidade ultrapassar razoavelmente esse valor, ele deve fundir (interrompendo o circuito) tanto mais depressa quanto maior for o valor da intensidade da corrente.

Tipos de fusveisFusvel do tipo GardyFusvel do tipo cartucho Tamanhos mais usuais: 00; 1; 2: 3; 4Fusvel do tipo roloFusvel do tipo cilndrico Tamanhos mais usuais: 8,5 x 31,5; 10,3 x 38; 14 x 51; 22 x 58 mm

Caractersticas dos fusveisCorrente estipulada (In) a intensidade de corrente que o fusvel pode suportar permanentemente sem fundir.

Corrente convencional de no funcionamento (Inf) valor da corrente para o qual o fusvel no deve funcionar durante o tempo convencional.

Corrente convencional de funcionamento (I2) valor da corrente para o qual o fusvel deve funcionar antes de terminar o tempo convencional

Poder de corte (Pdc) a mxima intensidade de corrente que o fusvel capaz de interromper, sem destruio do invlucro do elemento fusvel.

Tenso nominal (Un) a tenso que serve de base ao dimensionamento do fusvel, do ponto de vista do isolamento elctrico.

Curva caracterstica do fusvelCurva intensidade - tempo de fuso a curva que relaciona os valores da intensidade qual o fusvel funde com o respectivo tempo que o fusvel demora a fundir.O fusvel no funde para a sua intensidade nominal (IN) ou calibre.O fusvel funde em B mais depressa do que em A, visto que I mais elevado em B.

Tipos de fusveisFusveis de aco lenta tipo gGEstes fusveis so do tipo Geral e designam-se por fusveis de aco lenta. So previstos para proteco contra sobrecargas e contra curto circuitos.

Fusveis de aco rpida tipo aMSo previstos para a proteco contra curto circuitos. No funcionam para pequenas e mdias sobrecargas.

Proteco contra sobrecargasA proteco contra sobrecargas das canalizaes elctricas assegurada se as caractersticas dos aparelhos de proteco respeitarem simultaneamente as seguintes condies:A corrente estipulada do dispositivo de proteco (In) seja maior ou igual corrente de servio da canalizao respectiva (IB) e menor ou igual que a corrente mxima admissvel na canalizao (IZ). IB In IZA corrente convencional de funcionamento do dispositivo de proteco (I2) seja menor ou igual que 1,45 a corrente mxima admissvel na canalizao (IZ). I2 1,45 IZ

Exerccio de aplicaoSeleccione o calibre (In) do disjuntor de proteco contra sobrecargas de uma canalizao constituda por condutores H07V-U com seco de 2,5 mm2, em tubo, que vai alimentar uma mquina de lavar roupa cuja intensidade de servio (IB) de 14,6 A.IB = 14,6 A s = 2,5 mm2 IZ = 19,5 A (Quadro 52-C1 - Parte 5 / Anexos das RTIEBT) 1 condio:IB In IZA intensidade nominal do disjuntor (In) ter que ser maior ou igual a 14,6 A (IB). Sabendo que as correntes estipuladas dos disjuntores so de 6 10 16 20 25 32 40 encontramos nessa situao o disjuntor com uma intensidade nominal de 16 A. Assim, a 1 condio est verificada:14,6 < 16 < 19,52 condio:I2 1,45 x IzA corrente convencional de funcionamento (I2) do disjuntor de 16 A de 23 A (1,45 x In). A 2 condio est verificada j que:23 1,45 x 19,5 23 < 28,3O calibre ou a intensidade nominal do disjuntor a utilizar seria de 16A.

Proteco contra curto-circuitosA proteco contra curto-circuitos das canalizaes elctricas assegurada se as caractersticas dos aparelhos de proteco respeitarem simultaneamente as seguintes condies:Regra do poder de corte: o poder de corte no deve ser inferior corrente de curto-circuito presumida no ponto de localizao. Icc PdcRegra do tempo de corte: o tempo de corte resultante de um curto-circuito em qualquer ponto do circuito no dever ser superior ao tempo correspondente elevao da temperatura do condutor ao seu mximo admissvel. Para curto-circuitos de durao at 5s, o tempo aproximado correspondente elevao da temperatura do condutor ao seu mximo admissvel dado pela expresso: t = Kx (S / Icc)t - tempo expresso em segundos S seco dos condutores em mm2 Icc corrente de curto-circuito em A, para um defeito franco no ponto mais afastado do circuito. K constante, varivel com o tipo de isolamento e da alma condutora, igual a 115 para condutores de cobre e isolamento em PVC.

Exerccio de aplicaoVerificar se o disjuntor de 16A anteriormente seleccionado para proteco contra sobrecargas pode ser utilizado na proteco conta curto circuitos sabendo que:Regra do poder de corteClculo da resistncia do conduto a jusante do quadro elctrico (QE):R = ( x l) / s R = (0.0225 x 10) / 2,5 R = 0,09 Clculo da resistncia do conduto a montante do quadro elctrico (QE):R = ( x l) / s R = (0.0225 x 5) / 4 R = 0,028 Resistncia total do condutor: 0,09 + 0,028 = 0,118 Clculo da corrente de curto circuito:Icc = U / R Icc = 230 / 0,118 Icc = 1949 ASe esse disjuntor tiver um poder de corte (Pdc) de 3KA pode ser utilizado, j que cumpre a condio: Icc PdcNOTA: Os poderes de corte estipulados normalizados so: 1,5 3 4,5 6 10 KA

Exerccio de aplicaoRegra do tempo de corte

t = K x (S / Icc) t - tempo de corte de um curto circuito expresso em segundos S seco dos condutores em mm2 Icc corrente de curto-circuito em A, para um defeito franco no ponto mais afastado do circuito. K constante, varivel com o tipo de isolamento e da alma condutora, igual a 115 para condutores de cobre e isolamento em PVC.

t = K x (S / Icc) t = 115 x (2,5 / 1949)t = 0,15t = 0,023 s

Como o tempo de corte (23 ms) menor do que 5 segundos, est verificada a regra do tempo de corte.A proteco contra curto-circuitos das canalizaes elctricas assegurada j que as caractersticas do aparelho de proteco respeita simultaneamente as duas condies.

Selectividade dos aparelhos de protecoA intensidade nominal do corta circuito fusvel colocado a montante for igual ou maior a trs vezes a intensidade nominal do corta-circuitos fusvel colocado a jusante (selectividade entre corta-circuitos fusvel).A intensidade nominal do disjuntor colocado a montante for igual ou maior a duas vezes a intensidade nominal do disjuntor colocado a jusante (selectividade entre disjuntores).As curvas caractersticas do aparelho de proteco contra sobrecargas e do aparelho de proteco contra curto-circuitos forem tais que actue o primeiro aparelho situado a montante (selectividade entre disjuntores e corta circuitos fusvel).Diz-se que h selectividade dos aparelhos de proteco quando em caso de defeito apenas actua o aparelho de proteco imediatamente a montante do defeito.Na prtica a selectividade garantida se:

Selectividade dos aparelhos de protecoSelectividade entre corta-circuitos fusvel:INF1 3 x INF2Selectividade entre disjuntores:IND1 2 x IND2Selectividade entre disjuntores e corta circuitos fusvel

SobretensoAs sobretenses (aumento da tenso) podem ser de origem externa (descarga atmosfrica nas linhas) ou de origem interna (falsas manobras, deficincias de isolamento com linhas de tenso mais elevada).

As sobretenses so geralmente bruscas e podem danificar a aparelhagem elctrica, particularmente a de informtica e de electrnica.

Descarregador de SobreTensoPara a proteco contra sobretenses usa-se um descarregador de sobretenses (DST) a instalar entrada da instalao (a montante ou a jusante do dispositivo diferencial). Este tipo de proteco recomendada quando as instalaes forem abastecidas por redes areas de distribuio em BT (condutores nus ou toradas) e quando a segurana de bens e/ou a continuidade de servio forem relevantes.

SubtensoAs subtenses (abaixamento da tenso) podem ocorrer por:Excesso de carga ligada (originando quedas de tenso nas linhas e cabos)Desequilbrio acentuado na rede trifsicaRotura de uma das fasesContactos terra de uma fase