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Princípios

As correntes de sobrecarga e de curto-circuito ocorrem frequentemente de modo inesperado. Elas provocam falhas e interrupções na operação de uma instalação. Entre as desagradáveis consequências estão as falhas de produção e os custos de reparação.

Minimize os danos protegendo separadamente equipamentos isolados ou grupos de equipamentos. Dessa forma, os equipamentos finais ficam protegidos de modo ideal contra danos ou destruição. As áreas da instalação que não estão no circuito de corrente afetado continuam funcionando sem interrupção, desde que o processo geral o permita.

Correntes nominais de consumidores

Consumidores elétricos  

Consumidores elétricos com diversas correntes nominais

No caso de diversas correntes nominais, é recomendável a proteção separada dos circuitos de corrente. Para cada corrente nominal estão disponíveis disjuntores de proteção de equipamentos adequados.

Eis alguns exemplos:

  • Válvulas: 0,5 a 4 A
  • Motores: 1 a 12 A
  • Relés: 0,5 a 5 A
  • Controladores: 1 a 8 A
  • Sensores: 0,5 a 2 A
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Correntes de sobrecarga

Motor com indicação de corrente de sobrecarga  

Desconexão de correntes de sobrecarga no espaço de segundos até poucos minutos

As correntes de sobrecarga surgem quando os equipamentos finais requerem inesperadamente uma corrente superior à corrente nominal prevista. Esse tipo de situação surge, por exemplo, devido a um acionamento bloqueado. Até mesmo as correntes de partida temporárias das máquinas são correntes de sobrecarga. Em princípio, sua ocorrência pode ser calculada, mas elas podem variar em função da carga da máquina no momento de partida.

Para selecionar fusíveis e disjuntores adequados para esses circuitos de corrente devem ser consideradas estas condições. Uma desconexão segura deve ocorrer no espaço de segundos até poucos minutos.

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Correntes de curto-circuito

Motor com indicação de uma corrente de curto-circuito  

Desconexão de correntes de curto-circuito no espaço de milissegundos

Os curtos-circuitos podem ocorrer em caso de danos no isolamento entre condutores que conduzem tensão operacional. Os equipamentos de proteção típicos para a desconexão de correntes de curto-circuito são fusíveis ou corta-circuitos automáticos com mecanismos de disparo variados.

As correntes de curto-circuito devem ser desconectadas em segurança no espaço de milissegundos.

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Correntes de avaria

As correntes de avaria ocorrem em caso de defeito no isolamento e de curtos-circuitos entre as peças condutoras de tensão e a terra. Esse tipo de erro pode provocar tensões de contato perigosas para seres humanos e animais.

Os disjuntores de corrente de avaria desconectam áreas da instalação em que ocorrem esses erros no espaço de poucos milissegundos. Esses dispositivos de proteção não são considerados aqui.

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Influência dos comprimentos dos cabos sobre o comportamento de desconexão

Em caso de erro, as linhas de grande extensão limitam a corrente de disparo necessária. Dessa forma, elas conseguem retardar ou prevenir a desconexão.

O comprimento máximo utilizável do cabo entre a fonte de alimentação e o equipamento final depende dos seguintes critérios:

  • Corrente máxima da fonte de alimentação
  • Resistência interna do disjuntor
  • Resistência do cabo

A resistência do cabo está dependente de seu comprimento e de sua bitola. Por esse motivo, em princípio, deve ser escolhido o mínimo de comprimento de cabo possível.

Fonte de alimentação e consumidor

O comprimento e a bitola determinam as condições de desconexão para um disjuntor de proteção de equipamento

A resistência do cabo contraria uma corrente de curto-circuito. Nas fontes de tensão com pouca potência é possível limitar uma corrente de curto-circuito da resistência do cabo de modo que um dispositivo de proteção já não considere mais essa corrente como uma corrente de curto-circuito. Por exemplo, no caso dos disjuntores de linha com característica C, o limite superior de disparo fica claramente acima da corrente nominal. Por isso, especialmente no caso desses dispositivos de proteção, pode ocorrer uma desconexão retardada em caso de curto-circuito.

Os equipamentos de proteção otimizados com característica SFB ou limitação de corrente ativa detectam atempadamente se a corrente nominal será excedida.

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Cálculo do cabo

Para calcular o comprimento máximo utilizável do cabo são necessários os seguintes dados:

RmáxResistência total máxima
UTensão nominal
ICBCorrente nominal do disjuntor de proteção de equipamento
xIFator de disparo de acordo com a curva característica de corrente/múltiplo da corrente nominal
RLmáxResistência máxima do cabo
RCB1AResistência interna do disjuntor de proteção de equipamento 1A
LmáxComprimento máximo do cabo
ABitola do condutor
ρResistência específica do cabo Rho, (Cu 0,01786)
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Exemplo

Estes valores são a base para o exemplo de cálculo que se segue:

U24 V DC
xI15 (da curva característica M1)
ICB1 A
RCB1A1,1 (da tabela para correntes nominais e resistências internas de disjuntores termomagnéticos)
P0,01786 (cobre)
A1,5 mm2 (assumidos)
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Cálculo

Cálculo de exemplo de comprimento do cabo  

Cálculo de exemplo de comprimento do cabo

Aqui, a título de exemplo, é apresentado um cálculo em três passos:

  1. Resistência total do circuito de corrente
  2. Resistência máxima do cabo
  3. Comprimento máximo do cabo
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Contatos principal e auxiliares

Contatos principal e auxiliares de disjuntores de proteção de equipamentos  

Posição dos contatos auxiliares dependendo do estado de comutação do contato principal

Muitos disjuntores de proteção de equipamentos dispõem de contatos auxiliares adicionais. Eles permitem a consulta remota dos estados de comutação e a sinalização de falhas.

Legenda:

Power = Contato principal
Signal = Contatos auxiliares
NO = Contato normalmente aberto (normally open)
NC = Contato normalmente fechado (normally closed)
C = Contato de pé reversível comum (common)

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Identificação das conexões

Contatos Identificação
Contatos principaisindividual: 1-2
 em grupos: 1-2 / 3-4 / 5-6 / ...
Contatos auxiliaresContato NA individual: 13-14
 Contatos NA em grupos: 1.13-1.14 / 2.13-2.14 / 3.13-3.14 / ...
 Contato NF individual: 11-12
 Contatos NF em grupos: 1.11-1.12 / 2.11-2.12 / 3.11-3.12 / ...

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