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Aplicao dos equipamentos nas instalaes eltricas industriais e prediais em baixa tenso.

Bruno Penso Filho ( Consultor / Professor )

Outubro / 05

Sumrio

Pginas

Circuitos bsicos de uma instalao em baixa tenso ................................................................................. 2 Circuito tpico de comando ........................................................................................................................... 3 Formulrio bsico ......................................................................................................................................... 4 Classificao dos equipamentos de manobra e proteo ............................................................................ 5 Normas para atender a aplicao dos equipamentos de manobra e proteo em baixa tenso ................. 6 Dados bsicos para condies normais de operao .................................................................................. 6 Caractersticas bsicas dos componentes .................................................................................................... 6 Anormalidade do pior caso - curto-circuito .................................................................................................... 6 Corrente presumida de curto-circuito ............................................................................................................ 7 Limitao da corrente de curto-circuito ......................................................................................................... 7 Clculos bsicos de curto-circuito ................................................................................................................ 8 Fusveis - caractersticas construtivas e de especificao ........................................................................... 8 Seccionadores - caractersticas construtivas e de especificao ................................................................ 12 Disjuntores - caractersticas construtivas e de especificao .......................................................................12 Caractersticas de desempenho, operao e controle dos fusveis e disjuntores ........................................ 19 Seletividade .................................................................................................................................................. 21 Desenvolvimento de partida das cargas tpicas ......................................................................................... 24 Contatores - categorias de emprego ........................................................................................................... 25 Contatores - caractersticas construtivas ..................................................................................................... 26 Durabilidade eltrica, anlise e substituio dos contatos dos contatores ................................................... 27 Garantia do bom desempenho do contator ................................................................................................. 29 Rel de sobrecarga - princpio construtivo .................................................................................................. 30 Curva caracterstica de disparo e a coordenao de proteo ................................................................... 31 Causas das sobrecorrentes de sobrecarga ................................................................................................. 31 Atuao de um rel com proteo de falta de fase ...................................................................................... 32 Proteo plena dos motores ........................................................................................................................ 33 Rel de sobrecarga eletrnico ...................................................................................................................... 34 Garantia de desempenho de um rel de sobrecarga .................................................................................. 35 Coordenao de proteo em combinaes de partida .............................................................................. 35 Partida de motores - Premissas de escolha ................................................................................................. 36 Mtodos de partida ...................................................................................................................................... 36 Partida direta, estrela-tringulo, compensadora e partida suave ( soft-starter ) - Caractersticas bsicas .. 37 Partida direta, estrela-tringulo, compensadora - Especificao dos componentes .................................... 42 Partida direta - Tabelas de escolha ............................................................................................................. 43 Partida direta, estrela-tringulo, compensadora e partida suave ( soft-starter ) - Esquemas de ligaes ... 45 Correo do fator de potncia - Formas tpicas de aplicao ..................................................................... 53 Manobra e proteo de motores ( com funcionalidade inteligente ) ............................................................. 54 Evoluo da automatizao - Vantagens da rede de comunicao ............................................................. 55 Normas tcnicas / Normas de instalaes eltricas de baixa tenso ........................................................... 57 Componentes da instalao - Funes e caractersticas bsicas ................................................................ 58 Falhas eltricas - Curto-circuito e sobrecarga .............................................................................................. 59 Disjuntores - Aplicao das normas, definies das capacidade de interrupo e curvas caractersticas .. 60 Condutores - Normas, dimensionamento, proteo contra falhas eltricas e coordenao de proteo .... 63 Disjuntores 5SX2 - Curvas I2.t ...................................................................................................................... 65 Mini-disjuntores mono-bi-tripolares 5SX ...................................................................................................... 66 Falhas eltricas - Corrente de fuga (diferencial-residual) ............................................................................. 66 Dispositivos DR - Princpio de atuao, funcionamento e aplicao conforme a norma ..............................67 Tipos e configuraes de redes eltricas ..................................................................................................... 68 Dispositivos DR - Execues e nmero de plos ......................................................................................... 70 Princpio de proteo das pessoas ............................................................................................................... 71 Dispositivos DR / Disjuntores DR ................................................................................................................ 72 Dispositivos de proteo contra surtos DPS .............................................................................................. 73 Quadro e caixas de distribuio .................................................................................................................... 76 Sistema N - Componentes ............................................................................................................................ 771

Aplicao dos equipamentos nas instalaes eltricas industriais em baixa tenso.CONTATORES

CHAVES DE PARTIDA

RELS DE SOBRECARGA

DISJUNTORES

SECCIONADORES

BOTES DE COMANDO

TRANSFORMADORES

CHAVES FIM DE CURSO

INSTRUMENTOS DE MEDIO

Circuitos bsicos de uma instalao eltrica industrial na baixa tenso.

A entrada do sistema deve possuir a melhor qualidade de operao e proteo para atender circunstncias de pior caso. A distribuio do sistema dada basicamente pela necessidade simples de diviso das cargas. Uma proposta otimizada orienta a distribuio em razo da elevada importncia, exigncias ou confiabilidade dos servios. A escolha da composio (mtodo de partida) de um ramal para manobra e proteo da carga tpica (motor) especificada em base ao seu tamanho (potncia). A escolha de composio (mtodos de partida) pode considerar outras variantes, como confiabilidade de servio, circunstncia de disponibilidade da potncia, caractersticas da mquina a ser acionada, distncia da fonte de alimentao, etc... A composio de um ramal pode garantir a operao, em especial o desligamento, em condies normais, em defeito e inclusive em carter de emergncia, o que dispensa qualidade de servios a montante.

Circuito de comando.Exemplo: Chave de partida estrela-tringulo.

Circuito de comando.

Os circuitos de alimentao (potncia) esto sujeitos naturalmente a anomalias de sobrecargas e at um curto-circuito Os circuitos de comando so os responsveis pela produo dos servios na potncia. Falha no sinal de comando pode causar acidentes s pessoas e perdas materiais Para se cumprir com a necessria confiabilidade, os circuitos de comando devem ser projetados a garantir a melhor qualidade de especificao, observar a referncia dos produtos, assim como da melhor forma estar imune aos desvios inerentes de uma planta eltrica industrial atual.

Formulrio bsico.Para circuitos monofsicos / bifsicos / trifsicos.

Circuitos Grandezas Corrente (A) Tenso (V) Potncia ativa (W) Potncia reativa (Var) Potncia aparente (VA)

Corrente contnua U R U= P= P I

Corrente alternada monofsica I= S U . cos S I . cos

Corrente alternada trifsica I= U= S 3.U . cos S 3.I . cos

I= U = R.I P = R.I 2

U2 R

P = U .I . cos Q = U .I .sen

P = 3 .U .I . cos P2 = S 2 Q2 Q = 3.U .I .sen Q2 = S 2 P2 S = 3.U .I S 2 = P2 + Q 2

S = U .I

Obs.: Tenso e corrente se referem a valores eficazes

Classificao dos equipamentos de manobra e proteo.

Classificao

Definio Manobra em vazio

Operao Para manobra de circuitos praticamente sem corrente. Com uma capacidade nominal de ligao e de interrupo. Com uma capacidade nominal de ligao

Tipos Seccionadores Seccionadores com mecanismo de disparo e cmaras de extino

Manobra sob carga Capacidade de manobra Manobra de motores

e de interrupo atendendo a partida de motores em condies normais. Com uma capacidade nominal de ligao

Contatores

Manobra sob carga

e de interrupo para condies nominal e anormal (pior caso - curto-circuito) Para proteo contra valores no normais

Disjuntores

Proteo

de corrente, da tenso, da falta de fase, etc.

Dispositivos de proteo Contatores

Manobra

Para ligaes e interrupes freqentes. Para a interrupo de um circuito em

Seccionamento Aplicao Seletores

todos os condutores com uma indicao confivel da posio de manobra. Para a seleo de um circuito entre dois ou mais circuitos. Para a manobra de circuitos auxiliares

Seccionadores

Comutadores de mltiplas posies Botes de comando e Contatores auxiliares Chaves fim de curso, Rels de superviso e Rels de tempo Disjuntores Seccionadores Botes de comando Contatores

Comando

Para a manobra quando passado um Supervisores limite superior ou inferior ajustado de uma grandeza ou de um estado de operao. At mil manobras At cem mil manobras At um milho de manobras Acima de um milho de manobras

Quanto capacidade de manobras

Normas para atendimento dos equipamentos de manobra e proteo em baixa tenso.IEC 60947-1 IEC 60947-2 IEC 60947-3 IEC 60947-4 IEC 60947-5 IEC 60947-7 IEC 60269 IEC 60439-1 Equipamentos de manobra e proteo em baixa tenso - especificaes gerais. Disjuntores. Seccionadores e seccionadores-fusvel. Contatores de potncia, rels de sobrecarga e conjuntos de partida. Contatores auxiliares, botes de comando e auxiliares de comando. Conectores e equipamentos auxiliares. Fusveis para baixa tenso. Painis para manobra e proteo de cargas em baixa tenso.

Dados bsicos de especificao.Condies normais para operao. Temperatura ambiente: no deve ser superior a + 40C (mdia + 35C em perodo de 24h) (temperatura ambiente ao redor do componente) Altitude: no superior a 2.000m Umidade: no deve exceder a 50% (em temperatura de +40C) (cuidar da condensao por variao da temperatura)

Caractersiticas bsicas dos componentes. Proteo de anomalias. - Devem ser especificadas as caractersticas das protees para sobrecorrentes de sobrecarga e curtocircuito necessria ao componente (para a anomalia de pior caso, um curto-circuito, deve-se informar as conseqncias ou medidas a serem tomadas). Identificao do componente e seus terminais de ligao. - Devem ser claras e permanentes. Capacidade de conexo dos condutores. - Deve ser informado o tipo do condutor (rgido ou flexvel), as sees (mnimas e mximas) e o nmero de condutores simultneo por terminal de conexo.

Anormalidade de pior caso.Curto-circuito Curto-circuito pleno dado com uma fatalidade, condio de pior caso. Curto-circuito de ordem prtica, tem registrado nveis de corrente inferiores a 50% do valor pleno. As especificaes da proteo podem considerar as probabilidades do curto-circuito e as conseqncias.

Corrente presumida de curto-circuito.Em base ao transformador de alimentao.

50 48,2 40

Tenso secundria 380V30

20 15 10

Z = 4%

Z = 6%

145

180

230

250

360

455

580

720

910

1160

1445 1810 2170 2310 2890 3610

Corrente nominal Ie (A)

100

125

160

200

250

315

400

500

630

800

1000 1250 1500 1600 2000 2500

Potncia nominal Pa (kVA)

Limitao da corrente de curto-circuito.

Ik I Ic Un t U UB

tAtA Un UB Tempo de interrupo (extino do arco) Tenso nominal Tenso de impulso (extino do arco)

Ik Ic

Corrente de impulso de curto-circuito Corrente limitada de curto-circuito

Clculos bsicos de curto-circuito.

Curto-circuito em terminais de transformadores Tipo de curto-circuito Corrente de curto-circuito

Trifsico

I cc=

P 3 .U .Z

Onde: P = Potncia do transformador ( VA ) U = Tenso de rede ( V ) Z = Impedncia do transformador ( % ) Icc = Corrente de curto-circuito ( A )

Fusvel Diazed.1

1 2

Contato superior Elo fusvel

3 4 3 Corpo cermico

Areia de quartzo

Contato inferior

Fusvel NH.

4 5 6

Contatos

Elo fusvel

3 4

Corpo cermico Areia de quartzo

Indicador de estado

6 7 7

Terminal de conexo Base

Demonstrao do desempenho adequado da interrupo do curto-circuito.

Fusvel NH.Curvas com zonas de tempo e corrente de disparo.

Fusvel NH.Limitao de corrente.

Exemplo de aplicao (observando o grfico): Corrente presumida de curto-circuito ICC (valor eficaz) = 20 kA. Fusveis-corrente nominal In = 100 A. Corrente de corte IC (valor mximo) = 10 kA (limitao de corrente).

Fusveis ultra-rpidos SITOR.Os fusveis ultra-rpidos so especialmente indicados para proteo de diodos e tiristores em retificadores e conversores. A escolha do fusvel feita basicamente em funo da tenso nominal, integral de Joule e tenso de interrupo. Um fusvel deve ser escolhido em funo da tenso nominal [Un], de modo que possa interromper de forma segura e eficiente a corrente de curto-circuito. A tenso de alimentao no deve exceder Un +10%.

Seccionadores.Categorias de emprego - IEC 60947-3

Corrente alternada AC - 20 AC - 21

Especificao das cargas Manobra em vazio Manobra de cargas resistivas com moderada sobrecarga Resistncias Manobra de cargas mistas resistivas e indutivas Resistncias e motores Manobra de cargas de alta indutividade Motores

AC - 22 AC - 23

ERGON S32

ERGONFUSE

3NP4

Disjuntores.Definies das capacidades de interrupo.

Icn - Corrente mxima de curto-circuito nominal Forma genrica para as capacidades de interrupo do disjuntor (Icu / Ics Icc) Icu -Corrente mxima de interrupo (ciclo 0-t-C0) - corrente limite que pode causar danos e impedir continuar operando Ics - Corrente de curto-circuito de servio (ciclo 0-t-C0-t-C0) corrente que permitir continuar operando12

Disjuntores para manobra e proteo do sistema.

16 2 1

Contatos principais Cmara de extino Transformador de corrente dos disparadores de proteo Mecanismo de acionamento Manopla de acionamento Acionamento motorizado

43 5

Disjuntores para manobra e proteo de sistema.Curvas caractersticas tpicas.

Disjuntores para manobra e proteo de sistema.Disparadores de proteo (mdulo eletrnico).

Disjuntores para manobra e proteo de sistema.Curvas caractersticas de disparo.

Disjuntores para manobra e proteo de circuitos.Curvas caractersticas de disparo.

Disjuntores para manobra e proteo de circuitos de distribuio e de motores.Curvas caractersticas tpicas.

Disjuntores para manobra e proteo de motores.Partida de motores.

Curvas caractersticas tpicas t

Desenvolvimento da partida do motor. Disjuntores para manobra e proteo de motores (disparo por sobrecarga).

3 3 1

Disjuntores para manobra e proteo de motores (disparo por curto-circuito ).

x Ie

Disjuntores para manobra e proteo de motores.

1 3 2

1 2 3

Caixa moldada Contatos Cmara de extino Mecanismo de disparo e manobra Disparadores de proteo para sobrecarga e curto-circuito

4 4

Disjuntores para manobra e proteo de motores.Curvas caractersticas de disparo.

Minidisjuntores para manobra e proteo de circuitos 5SX.

5 1 Lmina bimetlica de sobrecarga Bobina eletromagntica de curto-circuito

Manopla de acionamento

Contatos

5 2 4 6 6

Cmara de extino Fixao rpida por engate sobre trilho

Disjuntores para manobra e proteo de circuitos 5SX.Curvas caractersticas de disparo.120 60 40

120 60 40

minutos

10 6 4 2

minutos

Curva B Curva B

20 10 6 4 2

Curva C Curva C

tempo

1 40 20 10 6 4

tempo

1 40 20 10 6 4

segundos

2 1 0,6 0,4 0,2 0,1 0,06 0,04 0,02 0,01 1 1,5 2 3 4 5 6 8 10 15 20 30

segundos

2 1 0,6 0,4 0,2 0,1 0,06 0,04 0,02 0,01 1 1,5 2 3 4 5 6 8 10 15 20 30

x In

Obedecem as normas NBR IEC 60898 e NBR IEC 60947-2

Caractersticas para desempenho no curto-circuito.Fusvel Disjuntor

Dispensa clculo fino da correntede curto-circuito

Necessita de clculo fino dacorrente de curto-circuito

Alta capacidade de interrupo Elevada limitao Otimizao do tempo deinterrupo

Capacidade de interrupovariadas

Limitao em alta capacidade deinterrupo

Tempo de interrupo variado Disponibilidade com restries Custo variado

Disponibilidade fcil Baixo custo

A confiabilidade de operao do fusvel ou disjuntor assegurada pela conformidade das normas vigentes e referncias do fabricante.19

Caractersticas de operao e controle.Fusvel Disjuntor

Religamento aps anomalias - Sobrecarga - Curto-circuito

- No - No Sim, com restries (com supervisor de fusveis) Sim, com restries (com seccionadorfusvel) No

- Sim - Sim, com restries (estado dos contatos) Sim

Desligamento total da rede por anomalias Manobra manual segura

Sim

Comando remoto

Sim

Identificao da condio de uso

Sim, com restries (evoluo da temperatura)

No, com restries (registro de eventos, evoluo de temperatura)

Sinalizao remota Ocasiona paradado trabalho

Sim, com restries (supervisor de fusveis) Sim

Sim

No, com restries (estado dos contatos) Sim, onerosa

Seletividade Intertravamento

Sim, simples

Sim, com restries (com seccionador com porta-fusvel) Sim, so normalizados No, com restries (acompanhar evoluo da temperatura)

Sim

Intercambialidade Requer manuteno

No No, com restries (registro de eventos, evoluo da temperatura

Seletividade.Fusveis em srie.

INa prtica, a seletividade com fusveis em srie dada por: Em 380 V F1 = 1,25 F2 Em 500 V F1 = 1,6 F2

Disjuntores em srie.

tQ2 t

A seletividade com disjuntores em srie dada por: - Degraus de corrente - Disparo temporizado Nota: A seletividade pode tambm ser confirmada pelo arranjo de disjuntores mostrados em tabelas de seletividade (veja a seguir) Escalonamento de tempo na ordem de 70 a 150 ms A especificao do disjuntor em srie, pode ser otimizada atravs da anlise de proteo de retaguarda (back-up)

Tabela de seletividade.Para disjuntores ligados em srie em 400 VCA.Disjuntor a jusante Disjuntor a montante 3VL4 TM (ajustvel / ajustvel) In (A) I > (A) Icu (kA) 160-200 1000 - 2000 45/70/100 200-250 1250-2500 45/70/100 250-315 1575-3150 45/70/100 315-400 2000-4000 4570/100

3RV1. 1

1 1,25 1,6 2 2,5 3,2 4 5 6,3 8 10 12

12 15 19 24 30 38 48 60 76 96 120 144 12 15 19 24 30 38 48 60 76 96 120 150 192 240 264 300 192 240 300 384 480 540 600

100 100 100 100 100 100 100 100 100 50 50 50 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50

45/70/100 45/70/100 45/70/100 45/70/100 45/70/100 45/70/100 45/70/100 45/70/100 45/70/100 8 4 4 45/70/100 45/70/100 45/70/100 45/70/100 45/70/100 45/70/100 45/70/100 45/70/100 45/70/100 45/70/100 45/70/100 45/70/100 40/50 40/50 6 40/50 40/50 40/50 40/50 40/50 5 4 3

45/70/100 45/70/100 45/70/100 45/70/100 45/70/100 45/70/100 45/70/100 45/70/100 45/70/100 12 6 6 45/70/100 45/70/100 45/70/100 45/70/100 45/70/100 45/70/100 45/70/100 45/70/100 45/70/100 45/70/100 45/70/100 45/70/100 40/50 10 6 6 40/50 15 8 5 4 3 3

45/70/100 45/70/100 45/70/100 45/70/100 45/70/100 45/70/100 45/70/100 45/70/100 45/70/100 40/50 40/50 12 45/70/100 45/70/100 45/70/100 45/70/100 45/70/100 45/70/100 45/70/100 45/70/100 45/70/100 45/70/100 45/70/100 45/70/100 40/50 40/50 40/50 40/50 40/50 40/50 40/50 40/50 10 8 8

45/70/100 45/70/100 45/70/100 45/70/100 45/70/100 45/70/100 45/70/100 45/70/100 45/70/100 40/50 40/50 40/50 45/70/100 45/70/100 45/70/100 45/70/100 45/70/100 45/70/100 45/70/100 45/70/100 45/70/100 45/70/100 45/70/100 45/70/100 40/50 40/50 40/50 40/50 40/50 40/50 40/50 40/50 40/50 12 12

3RV1. 2

1 1,25 1,6 2 2,5 3,2 4 5 6,3 8 10 12,5 16 20 22 25

3RV1. 3

16 20 25 32 40 45 50

Seletividade.Disjuntores em srie. td = 150 ms tzss = 50 ms

3WL

td 3WL td = 80 ms tzss = 50 ms

Retardo ajustado para disparo seletivo

tzss

3RV, 3VL

Retardo programado para retaguarda do sistema (back-up)

M 3~

Disjuntor e fusveis.

A seletividade de disjuntor montante de fusvel possvel quando a corrente nominal do fusvel seja bem abaixo a do disjuntor. Escalonamento de tempo na ordem de 100 ms.

Fusveis com disjuntor.

Na prtica, a seletividade com fusvel a montante de disjuntor dado com um escalonamento de tempo na ordem de 70 ms. A especificao do disjuntor em srie com o fusvel, pode ser otimizada atravs da anlise da proteo de retaguarda (back-up).23

Desenvolvimento de partida.Carga indutiva.

Contatores.Categorias de emprego - IEC 60947-1.

Corrente alternada AC 1 AC 2 AC 3 AC 4

Especificaes das cargas Cargas no indutivas ou de baixa indutividade Resistncias Motores com rotor bobinado (anis) Partida com desligamento na partida e regime nominal Motores com rotor em curto-circuito (gaiola) Partida com desligamento em regime nominal Motor com rotor em curto-circuito (gaiola) Partida com desligamento na partida, partida com inverso de rotao, manobras intermitentes Lmpadas de descarga em gs (fluorescentes, vapor de mercrio, vapor de sdio) Lmpadas incandescentes Transformadores Banco de capacitores Cargas de aparelhos residenciais ou similares de baixa indutividade Motores de aparelhos residenciais Motores-compressores para refrigerao com proteo de sobrecarga

AC 5A AC 5b AC 6A AC 6b AC 7A AC 7b AC 8

Corrente contnua DC 1 DC 3

Especificaes das cargas Cargas no indutivas ou de baixa indutividade Resistncias Motores de derivao (shunt) Partidas normais, partidas com inverso de rotao, manobras intermitentes, frenagem Motores srie Partidas normais, partidas com inverso de rotao, manobras intermitentes, frenagem Lmpadas incandescentes

DC 5

DC 6

Contatores auxiliares / Contatos auxiliares.Categorias de emprego - IEC 60947-1 Corrente alternada AC 12 AC 13 AC 14 AC 15 Especificaes das cargas Cargas resistivas e eletrnicas Cargas eletrnicas com transformador de isolao Cargas eletromagnticas 72 VA Cargas eletromagnticas > 72 VA Especificaes das cargas Cargas resistivas e eletrnicas Cargas eletromagnticas Cargas eletromagnticas com resistncias de limitao

Corrente contnua DC 12 DC 13 DC 14

Contator de potncia.2

10 5

1 9 1 3 6 2 3 4 5 7 9 6 7 8 10 8 9 10 Terminais de conexo 1 2 3 1 4 5 3 6 4 5 6 7 7 2 Terminais de conexo Cmara de extino de arco Contatos de potncia Bobina Sistema magntico Contatos auxiliares Elemento de bloqueio quando retirada a cmara de extino de arco26

Ncleo fixo Bobina Ncleo mvel Suporte de contatos mveis Carcaa Contato mvel Contato fixo Cmara de extino Bloco de contatos auxiliares

Durabilidade eltrica dos contatos.

Nomograma para estimativa da durabilidade eltrica.

Anlise e substituio dos contatos de contatores.

Contato normal de uso

Contato desgastado

Retirada do contato mvel

Troca de contatos

Utilizao dos contatores.Desvio dos valores nominais de operao. Desvios Subtenso no comando - Transformador de comando sub-dimensionado - Tenso de comando derivada da potncia - Falha de conexo e conduo Capacidade de ligao e conduo Defeitos Rudo de vibrao - Perda acelerada de massa dos contatos - Destruio dos contatos - Destruio da bobina (1min) Soldagem leve (separvel) - rea de brilho fosco Perda de massa com deformaes do contato - reas fundidas Soldagem intensa (inseparvel) Capacidade de interrupo Perda acelerada da massa dos contatos Destruio das partes adjacentes aos contatos Destruio das partes adjacentes aos contatos Soldagem intensa (no separvel) Soldagem leve (separvel) - rea de brilho fosco Destruio das partes adjacentes aos contatos Perda de massa com pingos de derretimento Destruio das partes adjacentes aos contatos

Durabilidade eltrica

Freqncia de manobras

Curto-circuito

Garantia do bom desempenho do contator.Acompanhar o estado dos contatos atravs de projeo da durabilidade eltrica e registro de eventos, em especial, os desligamentos por anormalidade. Orientar a especificao do elemento de proteo de curto-circuito em base s coordenaes de norma (IEC 60947-4) e catlogo tcnico do fabricante. Avaliar e tomar as providncias cabveis aps a anormalidade de pior caso, um curto-circuito, orientados pelas coordenaes de norma (IEC 60947-4) e catlogo tcnico do fabricante. Promover de forma sistemtica, em base ao registro de eventos, o acompanhamento da evoluo das temperaturas dos contatos com o contator em operao. Em caso de desvio acentuado de temperatura, programar a desativao para avaliar o estado dos contatos e tomar as providncias cabveis. Adequada atuao de um rel de sobrecarga, estar protegendo o contator de sobrecorrentes, o que contribui para a sua garantia de bom desempenho. O bom desempenho assegurado quando as peas de reposio so efetivamente originais29

Rel de sobrecarga bimetlico.Princpio construtivo.

Para rearme automtico

3 Para rearme manual

4 5

Boto de rearme

Cursor de arraste

2 3

Contatos auxiliares Boto de teste

Lmina bimetlica principal

7 4 Lmina bimetlica auxiliar

Ajuste de corrente

Curva caracterstica de disparo e coordenao de proteo.Rels de sobrecarga.

Causas das sobrecorrentes de sobrecarga. Rotor bloqueado. Elevada freqncia de manobras. Partida difcil (prolongada). Sobrecarga em regime de operao. Falta de fase. Desvios de tenso e freqncia.

Atuao de um rel de sobrecarga com proteo de falta de fase.

Proteo plena dos motores.Proteo com Fusveis / Disjuntor e Rel de sobrecarga / Disparador de sobrecarga Proteo com Fusveis / Disjuntor e Sensor trmico (termistor) Proteo com Fusveis / Disjuntor e Rel de sobrecarga / Disparador de sobrecarga e Sensor trmico (termistor)

M 3~

Causas Sobrecarga em regime de operao Falta de fase Desvios de tenso e freqncia Rotor bloqueado Partida difcil (prolongada) Elevada freqncia de manobras Temperatura elevada (no motor) Obstruo do resfriamento (no motor)

Proteo dos motores

Total Total Sem Parcial Sem Sem

Total Parcial Total Total Total Total

Total Total Total Total Total Total

Rels de sobrecarga.Classe de disparo - IEC 60947-4.

Classe de disparo 10 A

Tempos de disparo 2 a < 10 s 4 a < 10 s 6 a < 20 s 9 a < 30 s

Tipo de partida Normal Normal Prolongada (pesada) Prolongada (pesada)

10 20 30

Nas partidas prolongadas (pesadas) deve-se revisar/ajustar as especificaes dos componentes do sistema de partida, ou sejam, condutores, contatores, rels de sobrecarga, etc.

Rel de sobrecarga eletrnico 3RB12.5 6 7 8 1 Sinalizao pronto para operar (LED verde) Sinalizao disparo por corrente de fuga (LED vermelho) Sinalizao disparo por sobrecarga ou pelos termistores (LED vermelho) Rearme e teste Ligao para tenso de comando

2 1 2 3 4

3 11 4 12 5 6 7

Ligao para os termistores Ligao para corrente de fuga pelo transformador de corrente 3UL22 Ligao para rearme distncia ou automtico Contatos auxiliares 1NA + 1NF sobrecarga ou termistores Contatos auxiliares 1NA + 1NF corrente de fuga Ajuste de corrente Ajuste de classe de disparo para para

8 9 10 9 10

11 12

Rel de sobrecarga eletrnico 3RB12.Curva caracterstica de disparo.

Garantia do bom desempenho na proteo de sobrecarga.Ajuste do rel de sobrecarga no mximo na corrente nominal do motor. Valor do ajuste situado do meio para final da faixa. Ajuste no campo, nas condies normais de trabalho. Valor de ajuste pode ser inferior corrente nominal do motor e permitir normalmente a partida. Especificao do elemento para a proteo de curto-circuito orientada pelas coordenaes de norma (IEC 60947) e catlogo tcnico do fabricante. O bom desempenho de um rel de sobrecarga, independente de sua forma construtiva, garantido pelo adequado ajuste e especificao do elemento de proteo de curto-circuito. Para proteo total do motor deve-se incluir a superviso de temperatura do mesmo e o sensoriamento da corrente de fuga.

Chaves de partida.Coordenao de proteo. Uma chave de partida, alm de atender a capacidade da carga (por ex.: motor trifsico - categoria de utilizao AC-3) orientada por norma a obedecer determinados resultados quando sujeita a anormalidade de pior caso, ou seja, um curto-circuito pleno. Um curto-circuito pleno dado como uma fatalidade. A experincia tem registrado que um curto-circuito de ordem prtica de menos que 50% do pleno (pior caso). Desta forma a escolha do tipo de coordenao deve considerar as condies prticas de probabilidade do curto-circuito e as exigncias de servio da instalao.

Coordenaes de proteo.IEC 60947-4 Coordenao tipo 1 Sem riscos para as pessoas e instalaes, ou seja, desligamento seguro da corrente de curto-circuito. A chave estar incapaz de continuar funcionando aps desligamento, permitindo danos ao contator e ao rel de sobrecarga. Coordenao tipo 2 Sem riscos para as pessoas e instalaes, ou seja, desligamento seguro da corrente de curto-circuito. No pode haver danos ao rel de sobrecarga ou em outras partes com exceo de leve fundio dos contatos do contator e estes permitam fcil separao sem deformao significativa.

Corrente presumida de curto-circuito de at 50 kA em 500VCA

Definies para aplicao das coordenaes de proteo.IEC 60947-4 Aplicao econmica - Tipo 1 para corrente presumida de curto-circuito - Iq = 50 kA Permite utilizar componentes bsicos com dimensionamento conforme a corrente nominal da carga e com custos baixos

Aplicao prtica - Tipo 1 para corrente presumida de curto-circuito - Iq = 50 kA - Tipo 2 para a corrente de curto-circuito prtica - r Em base a corrente de curto-circuito prtica no ponto de instalao, permite utilizar componentes bsicos e otimizar o dimensionamento

Aplicao a mais segura - Tipo 2 para corrente presumida de curto-circuito - Iq = 50 kA Assegura o aproveitamento do contator e rel de sobrecarga atravs de ajuste do dimensionamento e conseqente custo elevado

Corrente de curto-circuito prtica.IEC 60947-4 Corrente nominal Ie / AC-3 em A 0 16 63 125 315 630 1000 < < < < < < < Ie Ie Ie Ie Ie Ie Ie 16 63 125 315 630 1000 1600 Corrente de curto-circuito prtica r em kA 1 3 5 10 18 30 42

Partida de motores.Premissas de escolha. Caractersticas da mquina a ser acionada. Circunstncia de disponibilidade da potncia de alimentao. Confiabilidade de servio. Distncia da fonte de alimentao.

Mtodos de partida. Partida direta. Partida estrela-tringulo. Partida por auto-transformador (compensadora). Partida suave (soft-starter). Partida e operao por inversor de freqncia.36

Partida direta (plena tenso).Caractersticas bsicas

Partida estrela-tringulo (tenso reduzida).Caractersticas bsicas.

Partida por auto-transformador (tenso reduzida)Caractersticas bsicas

Partida suave (soft-starter)Caractersticas bsicas Aplicada no acionamento de mquinas que partem em vazio ou com carga Permite parametrizao de tenso em rampa oferecendo uma acelerao progressiva e uniforme da mquina o que possibilita reduo da disponibilidade de potncia para alimentao Em base s suas caractersticas de aplicao exige melhor qualidade de superviso para se obter confiabilidade de servio Pela ausncia de choques mecnicos na acelerao da mquina aumenta consideravelmente os intervalos de manuteno o que contribui para uma maior vida til do equipamento Pelas caractersticas bsicas a alternativa para a partida por auto-transformador (compensadora)

Desenvolvimento da partida.Partida direta (plena tenso)

Corrente

Conjugado

Partida estrela-tringulo (tenso reduzida)

Corrente

Conjugado

Partida suave - Softstarter (rampa de tenso)

Corrente

Conjugado

Partida suave (soft-starter).SIKOSTART Caractersticas para especificao e operao: - Programa de simulao para especificao em PC. - Programa de comunicao para colocao em operao, gerenciamento e manobra em PC. Ie = corrente nominal do SIKOSTART Tempo de rampa Tenso inicial de rampa

Limitao de corrente

Tempo de parada

Desligado Ligado

Parada de bomba Frenagem em CC Parada suave Impulso de tenso Economia de energia Partida de emergncia Temperatura ambiente Deteco de partida concluda Interface com PC - RS232

Partida suave (softstarter)SIKOSTART Desenvolvimento do conjugado com a rotao

Partida direta.Definio dos valores de corrente para especificao dos componentes.

In F1, 2, 3

Q1 I>

Q 1 I>

I n

F 4

M 3~

In - corrente nominal do motor

Partida estrela-tringulo.Definio dos valores de corrente para especificao dos componentes.

F1, 2, 3 If = 0,58 x In K1

F4, 5, 6 If = 0,58 x In K2 K3 If = In 3

In - Corrente nominal do motor If - Corrente de fase em tringulo If - Corrente de fase em estrela M1

M 3~

Partida por auto-transformador (compensadora).Definio dos valores de corrente para especificao dos componentes.

F1, 2, 3 In K1

F4, 5, 6 IT1L = k2 x In K2 K3

IT1 = (k - k2) x InF 7 k - 80% k - 65% T1

M 3~

kIn IT1L IT1 -

Taps do auto-transformador (0,8 e 0,65) Corrente nominal do motor Corrente na rede com auto-transformador (k = 0,8) Corrente em estrela para conexo do auto transformador (k = 0,65)

Partida direta.Coordenao tipo 2. Corrente presumida de curto-circuito: 50 kA em 500 VCA Tabela de escolhaMotores trifsicos Potncias mximas na categoria de utilizao AC-2/AC-3, 60 Hz em: 220 Vcv/kW

Chave de partida direta composta de: Corrente Nominal Mxima Contator1)

Rels de sobrecarga

Fusvel mximo Diazed, NH F1, 2, 3Faixa de ajuste

380 Vcv/kW

440 Vcv/kW (A) K1 F7

(A)

3/2,2

5/3,7

6/4,5

3RT10 16-100A

3RU11 16-1JB0

7 - 10

25/18,5

40/30

50/37

3RT10 44-1000

3RU11 46-4JB0

45 63

125

1) Complementao do tipo (00) consultar catlogos dos contatores para a tenso e freqncia de comando desejadas.

Partida direta.Coordenao tipo 1. Corrente presumida de curto-circuito: 50 kA em 500 VCA

Tabela de escolhaMotores trifsicos Potncias mximas na categoria de utilizao AC-3, 60 Hz em: 220 Vcv/kW

Chave de partida direta composta de: Corrente Nominal Mxima Disjuntor Contator1)

Rels de sobrecarga Faixa de ajuste

380 Vcv/kW

440 Vcv/kW (A) Q1

Faixa de ajuste(A) K1 F1

(A)

3/2,2

5/3,7

6/4,5

3RV13 21-1JC10

3RT10 16-1001

3RU11 16-1JB0

7 - 10

20/15

40/30

50/37

3RV13 41-4JC10

3RT10 44-1000

3RU11 46-4JB0

45 - 63

1) Complementao do tipo (00) consultar catlogos dos contatores para a tenso e freqncia de comando desejadas.

Partida direta.Coordenao tipo 2. Corrente presumida de curto-circuito: 50 kA em 500 VCA

Tabela de escolhaMotores trifsicos Potncias mximas na categoria de utilizao AC-3, 60 Hz em: 220 Vcv/kW

Chave de partida direta composta de: Corrente Nominal Mxima Disjuntor Contator1)

Rels de sobrecarga Faixa de ajuste

380 Vcv/kW

440 Vcv/kW (A) Q1

Faixa de ajuste(A) K1 F1

(A)

3/2,2 -

5/3,7 -

6/4,5

9 9

3RV13 21-1JC10 3RV13 21-1JC10

10 10

3RT10 26-1001 3RT10 34-1001

3RU11 26-1JB0 3RU11 36-1JB0

7 10 7 10

20/15

40/30

50/37

3RV13 41-4JC10

3RT10 44-1000

3RU11 46-4JB0

45 63

1) Complementao do tipo (00) consultar catlogos dos contatores para a tenso e freqncia de comando desejadas.

Partida direta.Esquemas de ligaes. Circuito de potncia Circuito de comando

Com boto de comando duplo liga-desliga 3SA8

Circuito de potncia

Circuito de comando

F 1

Com boto de comando duplo liga-desliga 3SA845

Partida estrela-tringulo.Esquemas de ligaes. Circuito de potncia

Circuito de comando Com boto de comando duplo ligadesliga 3SA8 K6 - Rel de tempo Y Contato 15-18 (fecha instantneo) com retardo na abertura no ajuste de tempo da partida Contato 25-28 com retardo no fechamento no ajuste de tempo de partida mais um tempo 50 ms para garantir a transio de Y para

Partida estrela-tringulo.Esquemas de ligaes. Circuito de potncia

PE (N)

Circuito de comandoF1

Com boto de comando duplo liga-desliga 3SA8

Partida por auto-transformador (compensadora)Esquemas de ligaes Circuito de potncia

Circuito de comando

43 K11 44

K11

Partida por auto-transformador (compensadora).Esquemas de ligaes. Circuito de potncia

PE (N)

Circuito de comando

43 K11 44

K11

Com boto de comando duplo liga-desliga 3SA849

Partida e parada suave (soft-starter).Coordenao de proteo. F1 F1 Fusveis retardado NH para proteo do sistema Contator de rede e retaguarda de manobra Rel de sobrecarga para proteo do motor Fusveis ultra-rpidos SITOR para proteo de retaguarda da eletrnica de potncia Chave esttica de partida e parada suave SIKOSTART Motor trifsico com rotor em curto-circuito

K1 F2 -

K1 F2 F3 G1

F3 -

G1-

M 3~

M1-

Motor: 60cv / 45kW em 380V - IN = 80A 10000

t/s

1000

(F1) Fusvel NH 3NA3 160 A

10 0

10 (F2) Rel de sobrecarga 70-90 A 1 (F3) Fusveis ultra-rpidos SITOR 3NE4 315 A

0,1

0,01

0,001 100

500

1000

5000 I/A a partir de 20xIN

10000

1 at 8xIN

8 at 20xIN

Partida suave (soft-starter)SIKOSTART Esquemas de ligaesF1, 2, 3 K1 Fusveis - proteo do sistema Contator - chave de entrada e retaguarda de manobra Rel de sobrecarga - proteo e retaguarda para o motor Fusveis ultra-rpidos - proteo e retaguarda da eletrnica de potncia SIKOSTART - Chave esttica de partida suave Fusveis - proteo dos circuitos de comando Boto cogumelo com reteno desligamento de emergncia do comando e potncia Boto de impulso - liga-desliga do comando e potncia Supressor de sobretenso - RC ou varistor Sinalizao - motor em regime normal de operao

F4, 5, 6

F21/F22/F23

S2/S3

F1, 2, 3 K1

Fusveis - proteo do

sistema

Contator - chave de entrada e retaguarda de manobra Rel de sobrecarga - proteo e retaguarda para o motor Fusveis ultra-rpidos - proteo e retaguarda da eletrnica de potncia SIKOSTART - Chave esttica de partida e parada suave Fusveis - proteo dos circuitos de comando Boto cogumelo com reteno desligamento de emergncia do comando e potncia Boto de impulso - liga-desliga do comando Boto de impulso - rearme aps parada suave/falhas Comutador com reteno preparao do acionamento Supressor de sobretenso - RC ou varistor Sinalizao - motor em regime normal de operao

F4, 5, 6

F21/F22/F23

S4/S5

Partida suave (soft-starter)SIKOSTART Esquemas de ligaesQ1 Disjuntor - chave de entrada e retaguarda de manobra com proteo (curto-circuito e sobrecarga) Fusveis ultra-rpidos - proteo e retaguarda da eletrnica de potncia SIKOSTART - Chave esttica de partida suave Fusveis - proteo dos circuitos de comando Boto cogumelo com reteno desligamento de emergncia do comando e potncia Comutador com reteno - liga-desliga do comando Rel de subtenso do disjuntor - para desligamento de emergncia do comando e potncia Sinalizao - motor em regime normal de operao

F4, 5, 6

F21/F22/F23

Q1 - F4

Disjuntor - chave de entrada e retaguarda de manobra com proteo (curto-circuito e sobrecarga) Fusveis - proteo e retaguarda da eletrnica de potncia SIKOSTART - Chave esttica de partida e parada suave Fusveis - proteo dos circuitos de comando Boto cogumelo com reteno desligamento de emergncia do comando e potncia Boto de impulso - liga-desliga do comando Boto de impulso - rearme aps parada suave/falhas Comutador com reteno - preparao do acionamento Rel de subtenso do disjuntor - para desligamento de emergncia do comando e potncia Sinalizao - motor em regime normal de operao

F4, 5, 6

F21/F22/F23 S1

S4/S5 S6

Q1 - F4

Correo do fator de potnciaCentralizada

Mista

Individual

Manobra e proteo de motores.com funcionalidade inteligente. Aplicao Manobra e proteo de motores com funcionalidade inteligente atravs do SIMOCODE (Siemens Motor Proteccion and Control Device). O SIMOCODE um dispositivo composto de comando e proteo de motores para correntes de 0,25 A a 820 A, capaz de realizar comunicao em rede PROFIBUS-DP (Process Fieldbus) com os controladores lgicos programveis (CLPs) - SIMATIC.

3UF7 Unidade bsica

3UF7 Mdulo transformador

3UF7 Mdulos adicionais (expanso)

3UF7 Mdulo de operao

Nvel supervisrio

Computador

Nvel de comando Controladores lgicos programveis p.ex.: SIMATIC

Nvel de automao

Aparelhos de baixa tenso com comunicao SIMOCODE-DP Nvel de campo

Funcionalidade inteligente.A funcionalidade inteligente com o SIMOCODE oferece um plus de produtividade.

Proteo total do motor - contra sobrecargas - elevao de temperatura por termistor - contra rotor bloqueado - corrente de fuga terra - falta de fase - assimetria de corrente - limite de corrente - tempo de operao - tempo de parada - nmero de partidas - etc ...

Mltiplas funes de comando - partida direta - partida direta com reverso - partida estrela-tringulo - partida com comutao de plos - partida suave (soft-starter) - atuao de disjuntor - atuao de vlvula solenide - atuao de posicionador - etc ...

Parametrizao, operao e superviso - software de parametrizao, colocao em operao e superviso permite todos os ajustes e diagnsticos atravs de terminal porttil ou PC.

Evoluo da automatizao.Vantagens da rede de comunicao.

Com diagnstico de eventos, executa-se mais confiavelmente a manuteno preventiva, aumentando a disponibilidade de operao da planta eltrica. Rpida anlise possibilita eliminar desvios que poderiam provocar descontinuidades. Os conceitos da planta eltrica se tornam mais simples e claros. Permite adaptao fcil as novas necessidades. Com a utilizao da estrutura de comunicao em bus h substancial reduo de condutores e espaos.

Automatizao em rede de comunicaoProfibus-DP e AS-Interface

PROFIBUS-DP

Conversor de freqncia Master-Drive

Disjuntor 3WL com mdulo de comunicao

Chave de partida com rel multi-funo SIMOCODE-DP 3UF7

DP-/AS-Interface Link

M 3~

AS-Interface INTE

Sensores de proximidades

Boto de comando e sinalizaes

M 3~

Chave de partida compacta

Aplicao dos equipamentos nas instalaes eltricas prediais em baixa tenso

DISJUNTORES FUSVEIS SECCIONADORES

DISPOSITIVOS DR

RELS DE IMPULSO

DISPOSITIVOS DE PROTEO CONTRA SURTOS - DPS

RELS HORRIOS E MINUTERIAS

CONTATORES

CAIXAS E QUADROS

Normas tcnicas

Norma de instalaes eltricas de baixa tenso1 Edio - 1941 2a Edio - 1960 3a Edio - 1980 4 Edio - 1990 5a Edio - 1997 6 Edio - 2004a a

NB-3 - Baseada na NEC (EUA)

NBR 5410 - Baseada na IEC 60364

Norma de instalaes eltricas de baixa tenso.NBR 5410

Obrigatoriedade: Portaria n 222/87 do DNAEE/MME (art. 2 - 1a) Norma regulamentadora NR - 10 da SSMT/MTB (10.1.2) Lei n 8078/90 - Cdigo de Defesa do Consumidor (art. 39 - VIII; art. 12; art. 14)

Normas dos componentes das instalaes eltricas. IEC 60898 / IEC 60947-2 IEC 60269 IEC 60947-3 IEC 601008 IEC 601009 IEC 61643-1 Disjuntores Fusveis Seccionadores e Seccionadores-fusveis Dispositivos DR Disjuntores DR Dispositivos de proteo contra surtos - DPS

Caractersticas bsicas dos componentes. Proteo contra falhas eltricas. Devem ser especificadas as caractersticas das protees para sobrecorrentes de sobrecarga e curtocircuito necessria ao componente e a instalao. Identificao do componente e seus terminais de ligao . Devem ser claras e permanentes. Capacidade de conexo dos condutores. Deve ser informado o tipo do condutor (rgido ou flexvel), as sees (mnimas e mximas) e o nmero de condutores simultneo por terminal de conexo.

Identificao do componente e seus terminais de ligao.Disjuntores 5SX.Monopolar Bipolar Tripolar

5SX1 1

5SX1 2

5SX1 3

B16

B25

C32 400V~ 3000 Ui 440V~

O 2 4 1 3

2 230/400V~ 3000 Ui 250/440V~ 1

2 4 400V~ 3000 Ui 440V~ 1 3

Capacidade de interrupo em 3 normas (NBR IEC 60898, NBR IEC 60947-2, UL 489).

Capacidade de interrupo em vrias redes (220 / 127 V, 380 / 220 V, 240 / 120 V).

Marca CE (Comunidade Europia).

Cdigo de barras impresso em cada pea e na embalagem.

Falhas eltricas.Curto-circuito Ligao eltrica acidental, onde dois ou mais condutores (fios ou cabos) fazem contato entre si. Caractersticas: Baixssima resistncia entre os condutores de alimentao Altssima corrente eltrica nos condutores envolvidos Grande aquecimento dos condutores e componentes envolvidos Destruio rpida do sistema e gerao de foco de incndio Concluso: Defeito grave, que exige desligamento imediato do sistema (milsimos de segundo) Nota: Curto-circuito pleno dado com uma fatalidade, condio de pior caso Curto-circuito de ordem prtica, tem registrado nveis de corrente inferiores a 50% do valor pleno

Sobrecarga Solicitao de potncia acima do valor projetado e dimensionado para a rede Caractersticas: M utilizao temporria do sistema eltrico Corrente eltrica superior ao valor calculado no projeto Aquecimento progressivo dos condutores e componentes envolvidos Deteriorao progressiva dos materiais isolantes dos condutores e tambm dos aparelhos envolvidos Quanto maior a sobrecarga, mais rpido deve ser o desligamento Quanto menor a sobrecarga, mais tempo ela pode permanecer no sistema

Disjuntores.Aplicao das normas.

NBR IEC 60898 Instalaes manipuladas por leigos: Instalaes prediais residenciais Instalaes prediais comerciais Pequenas indstrias Determinadas reas de mdias e grandes indstrias (ex.: escritrios)

NBR IEC 60947-2 Norma de uso geral: Instalaes manipuladas por profissionais Mdias e grandes indstrias reas de produo

Definies das capacidades de interrupo - IEC 60898.

Icn Corrente mxima de curto-circuito nominal (ciclo 0-t-C0) - corrente limite que pode causar danos e impedir continuar operando

Ics Corrente de curto-circuito de servio (ciclo 0-t-C0-t-C0) corrente que permitir continuar operando

Definies das capacidades de interrupo - IEC 60947-2.

Icu Corrente mxima de interrupo (ciclo 0-t-C0) - corrente limite que pode causar danos e impedir continuar operando Ics Corrente de curto-circuito de servio (ciclo 0-t-C0-t-C0) corrente que permitir continuar operando

Minidisjuntores para manobra e proteo de circuitos 5SX.1 3 5 1 Lmina bimetlica de sobrecarga Bobina eletromagntica de curto-circuito Manopla de acionamento Contatos Cmara de extino

3 4 5

Fixao rpida por engate sobre trilho

Disjuntores.Curvas tempo x corrente.

Curvas B e C NBR IEC 60947-2

NBR - IEC 60898

Define apenas a regio de sobrecarga - Tempo convencional igual NBR IEC 60898 - Corrente de no disparo: 1,05 . In - Corrente de disparo: 1,30 . In Zona de disparo por curto-circuito definida pelo fabricante, e testada conforme procedimentos da norma

Tempo convencional: In at 63 A (inclusive) 60 min. In acima de 63 A 120 min.

Foco Bsico

Proteo de condutores e cargas Aplicao tpica: predial

Foco Bsico

Proteo de cargas Aplicao tpica: industrial

Disjuntores 5SX.Limitao da corrente de curto-circuito.7000 50 40 32 25 20 16 13 10 6 4 3 2 2000 1 1000 0, 5 0 0 2 4 6 8 10 Tempo de abertura dos contatos 0,8 ms 5SX2 5SX4 5SX5 Disjuntores 5SX4 10.000 Curva C - cos = 0,45 ... 1 230/400V

6000

5000

Ic = corrente limitada de curto-circuito

4000

Disjuntores limitadores

3000

Corrente presumida de curto-circuito (kA)

Condutores.At 1979, os requisitos para dimensionamento de condutores e proteo era baseada na NEC (AWG / MCM) A partir de 1980, requisitos para dimensionamento de condutores e proteo passou a ser baseada em norma IEC (mm2)

At 1979, a norma de Instalaes Eltricas brasileira era baseada no NEC (National Electric Code - USA)

A partir de 1980, a norma de Instalaes Eltricas brasileira passou a utilizar como base a IEC 60364

Dimensionamento dos condutores. Temperatura dos condutores Capacidade de conduo de corrente Queda de tenso

Proteo contra corrente de sobrecarga.Coordenao condutor / componente de proteo.

Corrente de sobrecarga Ia

Ia = 1,45 . Iz Capacidade de conduo

Proteo contra corrente de curto-circuito.Coordenao condutor / componente de proteo. Ik Icn t Ik Icn Corrente de curto-circuito presumida no ponto de aplicao do componente Corrente mxima de interrupo do componente de proteo. Energia passante (Integral de Joule).

i 2 . dt

k 2.S

i 2 dt .0 k2 . S2

Componente de proteo

Condutor

Energia mxima do condutor no curtocircuito.

Condutores.Coordenao de proteo para os condutores com fusveis.2 I . t

Proteo contra curto-circuito Ik min Ia It KS2 2 2

I2 .t K .S2 2

Energia passante (Integral de Joule) Energia resultante do aquecimento do condutor, desde a temperatura de servio contnuo, at a temperatura mxima de curto-circuito Fator para cada tipo de condutor Seo do condutor em mm2

S F

K2.S2

K S

S = curva I2.t do condutor F = curva I2.t do fusvel

Coordenao de proteo para os condutores com disjuntores. I 2. t D1 K2. S2 D2 S Ik min Ia Ik Ir Ia S = D1 = D2 = Ir I I2. t Energia passante (Integral de Joule) Proteo contra curto-circuito I2.t K2.S2

K2. S2 Energia resultante do aquecimento do condutor, desde a temperatura de servio contnuo, at a temperatura mxima de curto-circuito K Fator para cada tipo de condutor Seo do condutor em mm2

curva I2. t do condutor curva I2. t - disjuntor 1 2 curva I . t - disjuntor 2

Condutores.Valores de k para coordenao de proteo. 115 135 74 87 para condutores de cobre com isolao em PVC para condutores de cobre com isolao em EPR ou XLPE para condutores de alumnio com isolao em PVC para condutores de alumnio com isolao em EPR ou XLPE

Temperaturas caractersticas dos condutoresTemperatura Temperatura limite de sobrecarga (condutor) 100 C 130 C 130 C Temperatura limite de curto-circuito (condutor) 160 C 250 C 250 C

Tipo de isolao

mxima para servio contnuo (condutor)

Cloreto de polivinila (PVC) Borracha etileno propileno (EPR) Polietileno reticulado (XLPE)

70 C 90 C 90 C

Disjuntores 5SX2.Curva de I2t tpica.

Un = 230/400V (1P) Curva de disparo: C Execuo: Monopolar In = 20 A Capacidade de Interrupo: - 6 kA (NBR IEC 60898) - 12 kA (NBR IEC 60947-2)

Mini-disjuntores mono, bi e tripolares 5SX

Manobra e proteo em instalaes eltricas residenciais, comerciais e industriais. Proteo contra sobrecorrentes de curto-circuito e sobrecarga com atuao independente e diferenciada. Curvas de disparo conforme NBR - IEC 60898, inteiramente coordenadas com as curvas dos condutores eltricos (mm2). Bornes protegidos conforme NBR - IEC 60898, garantindo ao usurio proteo adicional contra contatos acidentais. Linha completa, possibilitando solues para qualquer aplicao, faixa de corrente e capacidade de interrupo. Compactos, atendem ao Sistema N - modular standard, para montagem rpida por engate sobre trilho. Extensa gama de acessrios.

Falhas eltricasCorrente de fuga: Corrente (residual) que sai do sistema eltrico original e flui para a terra. Caractersticas: Passa pelo corpo humano e vai para a terra, quando algum toca um condutor vivo ou a carcaa de um aparelho defeituoso (choque eltrico) Passa terra atravs da carcaa metlica de um aparelho defeituoso Passa para a terra quando um condutor tem a sua isolao rompida acidentalmente, e encosta no eletroduto Passa para a terra quando uma parte viva no blindada (condutor ou aparelho) recebe contato com gua Riscos: Prejuzos sade ou morte de pessoas ou animais Gastos com energia no utilizada (desperdcio) Gerao de focos de incndio

Corrente de fuga (corrente diferencial-residual)I1 L1 L2 L3 LN i1 i2 i3 iN I3 i1 + i2 + i3 + i N = iDR I1 + I2 + I3 + IN = IDR - Sem fuga, nem falta, mesmo com desequilbrio IDR = 0, i DR = 0 (1a KIRCHOFF) IDR I2 IN

Dispositivos DR.Princpio de atuao.

T L1 N PE

T - Transformador da rede A - Contato direto (falha da isolao da parte ativa)

T - Transformador da rede B - Contato indireto (interrupo ou inexistncia do condutor de proteo e falha de isolao)

T - Transformador da rede F1 - Dispositivos DR protegido a pessoa (desligamento instantneo)

Dispositivos DR.Dispositivo a corrente diferencial-residual (DR). Dispositivo que detecta num circuito a existncia de corrente diferencial-residual e provoca a interrupo do circuito, quando o valor da corrente ultrapassa um valor pr-estabelecido.

Princpio de funcionamento.

F1 - Dispositivos DR de proteo contra a corrente de fuga terra T - Transformador diferencial toroidal L - Disparador eletromagntico R - Carga (aparelho consumidor) A - Contato indireto (fuga terra por falha da isolao

F - Fluxo magntico da correnteresidual IF - Corrente secundria residual induzida

Aplicao conforme a norma.NBR 5410 Uso obrigatrio em circuitos de reas molhadas (cozinhas, banheiros, reas de servio, reas externas, etc ...) Uso obrigatrio em instalaes de prdios de utilizao pblica (shoppings centers, hospitais, supermercados, etc ...) Norma do bom senso Uso obrigatrio em todos circuitos acessveis s pessoas (tomadas, iluminao, circuitos de alimentao de cargas especficas, etc ...) Diviso racional em grupos de circuitos

Tipos de redes eltricas.

Configuraes de rede.Aterramento. 1a letra - alimentao Diretamente aterrada - T No aterrada / especialmente aterrada por Z - I 2a letra - massas Aterramento independente - T Aterramento com alimentao - N

Esquemas possveis 3a e 4a letra - TN . Condutor PEN - C . Condutores PE e N - S

TN TT IT

TN-C Esquemas TN TN-S TN-C-S

Identificao dos condutores.Identificao por cor. verde-amarelo (verde) azul claro Azul claro com identificao verde-amarelo nos pontos visveis / acessveis

Condutores de proteo (PE) Condutor neutro (N) Condutor de proteo e neutro (PEN)

Configuraes da rede.Aterramento.Sistema IT

L1 L2 L3 N F1 (DR)

No Brasil, todas as redes pblicas so aterradas, portanto: A incluso de dispositivos DR em rede IT garante , definitivamente, a proteo contra correntes de fuga

Exceto em:

Sistemas especialmente isolados Sistemas onde a continuidade da operao mais essencial

Sistema TN

Sistema TT

PEN

L1 L2 L3 N PE

L1 L2 L3 N

F1 (DR) N

F1 (DR) PE TN-S

F1 (DR)

F1 (DR) L1 L2 L3 N

TN-C

Dispositivos DR.Execues AC A B Apenas corrente alternada Corrente alternada e contnua pulsante Alternada, contnua pulsante e CC pura

Nmero de plos x Tipo de circuito Bipolar FN, 2F Tetrapolar FN, 2F, 2F+N, 3F, 3F+N

Ligao de DRs tetrapolares em redes a 2 condutores.F N F1 F2

CARGA

O circuito do boto de teste utiliza o ltimo plo de Fase e o plo de Neutro

Correntes nominais de atuao.Valores padronizados.0,006; 0,01; 0,03; 0,1; 0,3; 0,5A

Alta sensibilidade (AS)

Baixa sensibilidade (BS)

Princpio de proteo das pessoas.Grfico com zonas tempo x corrente e os efeitos sobre as pessoas IEC 479-1 (percurso mo esquerda ao p).

1) Conforme IEC 61008, o valor mximo da corrente nominal residual de no disparo (Idno) igual a 0,5 vezes a corrente nominal residual.

Dispositivos DR. Protegem pessoas contra os efeitos nocivos causados por choques eltricos, por deteco da corrente de fuga e desligamento imediato. Protegem tambm instalaes contra falhas de isolao, evitando perdas de energia e possveis focos de incndio. Compatveis com a exigncia da norma NBR 5410. Fixao rpida por engate sobre trilho. Acessrios: Contatos auxiliares 1NA + 1NF (5SM1). Atendem ao Sistema N - modular standard

Disjuntores DR.

Em construo compacta, alm da funo diferencial, possuem proteo de sobrecarga e curto-circuito. Execues mono e bifsicos. Recomendados pela norma NBR 5410. Fixao rpida por engate sobre trilho. Atendem ao Sistema N - modular standard .

Dispositivos de proteo contra surtos-DPS.

Surtos de sobretenso so causados por descargas atmosfricas e por manobras de circuitos. Os surtos de sobretenso do origem a formao de campos eletromagnticos que so conduzidos pelos condutores de uma instalao eltrica. A aplicao adequada de Dispositivos de proteo contra surtos-DPS iro atenuar os efeitos das sobrecorrentes e sobretenses protegendo os componentes de um sistema eltricos. Dispositivos de proteo contra surtos DPS so oferecidos em classes I, II e III (IEC 61643-1)

Dispositivo de proteo contra surtos - DPS Classe I

Aplicao coordenada dos Dispositivos de proteo contra surtos DPS: Classe I: so instalados na entrada (alimentao, vinculados ao barramento de equipotencializao BEP Dados bsicos: Tenso de rede Un Tenso mxima de operao contnua Uc Nvel de proteo de tenso Up (ex.: 4kV) Corrente de impulso de descarga Iimp (onda 10s / 350s ) Corrente presumida de curto-circuito Ip Proteo de curto circuito Classe II: so instalados nos quadros de distribuio Dados bsicos: Tenso de rede Un Tenso mxima de operao contnua Uc Nvel de proteo de tenso Up (ex.: 1,5kV) Corrente de descarga In (onda 8s / 20s ) Corrente de descarga mxima Imax (onda 8s / 20s )

Dispositivo de proteo contra surtos - DPS Classe II

NBR 5410:2004 Esquemas de conexo dos DPS na entrada da alimentao ou no quadro de distribuio.sim

Entrada (alimentao)

O neutro ser aterrado no barramento de equipotenciao principal da edificao (BEP)

No c)

Sim b)

Dois esquemas de conexo so possveis d)

ESQUEMA DE CONEXO 1Os DPS devem ser ligados: A cada condutor de fase, de um lado e Ao BEP ou barra do quadro, de outro (ver nota a))

ESQUEMA DE CONEXO 2Os DPS devem ser ligados: A cada condutor de fase, de um lado e Ao BEP ou barra do quadro, de outro (ver nota b)) L1 L2 L3 e ainda Ao condutor neutro, de um lado, e Ao BEP ou barra PE do quadro, de outro (ver nota a))

ESQUEMA DE CONEXO 3Os DPS devem ser ligados: A cada condutor de fase, de um lado e Ao BEP ou barra do quadro, de outro (ver nota b))

L1 L2 L3 DPS DPS DPS PE BEP L1 L2 L3 DPS PE DPS DPS PE barra PEDPS PEN DPS DPS DPS PEN DPS DPS

e ainda Ao condutor neutro, de um lado, e Ao BEP ou barra PE do quadro, de outro (ver nota a))

BEP ou barra PE L1 L2 L3 DPS PE N BEP ou barra PE BEP ou barra PE DPS DPS DPS

L1 L2 L3

L1 L2 L3 DPS DPS DPS N DPS BEP ou barra PE

NOTAS: a) A ligao ao barramento de equipotencializao principal BEP ou ao barramento do condutor de proteo PE depende de onde os dispositivos de proteo de surtos DPS sero instalados e de como o BEP ser implementado. Assim, a ligao ser no BEP quando: - o BEP est a montante do quadro de distribuio principal (prximo ao ponto de entrada) e os DPS estaro junto ao BEP e no no quadro; ou - os DPS estaro no quadro de distribuio principal e o barramento PE do quadro acumular a funo de BEP. b) Um esquema que entra TN C e prossegue instalao adentro TN C, ou que entra TN C e em seguida passa a TN S. O neutro de entrada, necessariamente PEN, deve ser aterrado no BEP. A passagem TN C a TN S, com separao do PEN em condutor neutro e PE feita no quadro (esquema TN C-S). c) Configura trs possibilidades de esquema: TT (com neutro), IT com neutro e entrada em esquema TN S.

d) Dois esquemas so obrigatrios: - esquema TT, os DPS esto a montante de dispositivos DR - os DPS esto jusante de dispositivos DR, estes devem suportar correntes de surtos de no mnimo 3kA ( 8 / 20s) .

Garantia de um bom desempenho dos Dispositivos de proteo contra surtos DPS. O aterramento de um DPS deve ser feito por meio de condutores com menor comprimento possvel. Uma reduo da impedncia da ligao do DPS entre a rede e o ponto de aterramento obtida por condutores em paralelo ou em forma de malha. As conexes devem ser executadas com a mxima qualidade. Os DPS devem ser instalados o mais prximo possvel do necessrio componente a ser protegido Em caso de rede de comunicao devem ser instalados DPS nas duas extremidades.

NBR 5410:2004 Valor mnimo de Uc exigvel do DPS, em funo do esquema de aterramento. DPS conectado entre Esquema de aterramento IT com neutro IT sem neutro Fase Neutro PE PEN TT TN-C TN-S distribudo distribudo X X 1,1 Uo 1,1 Uo 1,1 Uo X X 1,1 Uo 1,1 Uo U 3.U o X X X X Uo 1,1 Uo Uo Uo Notas: 1) Ausncia de indicao significa que a conexo considerada no se aplica ao esquema de aterramento. 2) Uo a tenso fase-neutro. 3) U a tenso entre fases. 4) Os valores adequados de Uc podem ser significativamente superiores aos valores mnimos da tabela.

NBR 5410:2004 Suportabilidade a impulso exigvel dos componentes da instalao. Tenso de impulso suportvel requerida (kV) Tenso nominal da instalao (V) Categoria de produto Produtos EquipaProduto a ser utilizado em Produto a ser mentos de especialmente utilizado na entrada circuitos de distribuio e Sistemas Sistemas protegidos utilizao circuitos terminais da instalao monofsicos trifsicos com neutro Categoria de suportabilidade a impulsos IV III II I 115 230 120 / 208 120 240 4 2,5 1,5 0,8 127 / 220 127 254 220 / 380 230 / 400 6 4 2,5 1,5 277 / 480 400 / 690 8 6 4 2,5 Notas: 1) Para componentes associados a linhas de sinal utilizados na entrada da instalao (categoria IV de suportabilidade), a tenso de impulso suportvel mnima de 1500 V

Proteo contra falhas eltricas / componentes de proteo. Falhas eltricas Componentes de proteo - Fusveis Curto-circuito - Disjuntores - Disjuntores Sobrecarga - Rels de sobrecarga - Dispositivos DR Corrente de fuga - Sistemas de aterramento Curto-circuito, sobrecarga e - Disjuntores DR corrente de fuga - Dispositivos de proteo Surtos de sobretenso contra surtos-DPS75

Quadros e caixas de distribuio.Equipamento eltrico destinado a receber energia eltrica, atravs de uma ou mais alimentaes, e a distribu-la a um ou mais circuitos, podendo tambm desempenhar as funes de proteo, seccionamento, controle e/ou medio.

Sistema N Conceito.

N System

Soluo completa para instalaes eltricas prediais Utilizao na rea residencial

Utilizao na rea comercial Utilizao na rea industrial

Filosofia. Modularidade. Construo compacta. Opes para todas as necessidades tpicas. Produtos sinrgicos e complementares. Ampla gama de acessrios. Rapidez e facilidade para montagem e manuteno. Altssimo padro de qualidade.

Modularidade.Disjuntores 5SX.

Sistema N Componentes.

Disjuntores

Dispositivos DR

Disjuntor DR

Seccionadoras

Rel horrio

Rels de impulso

Seccionadoras Minized

Contatores de potncia

Minuterias

Rels auxiliares