Tecnologia SFB

Proteção seletiva

Proteção seletiva

Fontes de alimentação com tecnologia SFB são utilizadas para a proteção seletiva e econômica das suas instalações.

Para a máxima disponibilidade da instalação, os disjuntores padrão de linha necessitam de uma ativação magnética, porque somente assim os circuitos de corrente com erros são desconectados de forma seletiva e as partes importantes da instalação continuam funcionando ininterruptamente. Com a tecnologia SFB, a fonte de alimentação e o conversor DC/DC fornecem, para esse efeito, brevemente um valor múltiplo da sua corrente nominal e disponibilizam, assim, a reserva de corrente necessária.

Seu objetivo: máxima disponibilidade da instalação

Na produção nunca é possível evitar por completo os erros. Assim, podem ocorrer, por exemplo, curto-circuitos no cabeamento ou anomalias de consumidores. Mesmo assim, uma máquina ou instalação deve continuar a funcionar sem interrupção nas áreas não afetadas, desde que o processo geral o permita.

A solução é uma proteção separada de cada equipamento final ou de pequenos grupos funcionais. Em caso de erro, isto evita uma desconexão desnecessária de partes não afetada da instalação.

As fontes de alimentação e os conversores DC/DC com tecnologia SFB protegem seus produtos. SFB significa Selective Fuse Breaking. Em caso de erro, os equipamentos fornecem durante 12 ms uma corrente nominal 6 vezes superior para desconectar o circuito afetado.

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Proteção econômica com disjuntores de linha

Partes importantes da instalação continuam funcionando  

Tecnologia SFB

Normalmente, em paralelo com o controlador estão ainda conectados consumidores adicionais, como sensores ou atuadores, a uma fonte de alimentação. Para minimizar tempos de paralisação, cada circuito de corrente deve possuir uma proteção individual.

Se ocorrer, neste caso, um curto-circuito, apenas é desconectado o circuito com erros da fonte de alimentação e os outros consumidores continuam funcionando de forma ininterrupta.

Atualmente, os disjuntores de linha convencionais são a solução mais econômica para a proteção de um circuito de corrente. Podem ser ativados de forma eletromagnética ou térmica através de um bimetal.

No entanto, para a ativação dentro de poucos milissegundos, o eletroímã integrado necessita de uma corrente significativamente superior à corrente nominal do disjuntor.

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Características de disjuntores de linha

Disjuntor de proteção de equipamento com corrente nominal de 6 A  

Ativação magnética a partir de 30 A

As correntes de curto-circuito necessárias para a ativação eletromagnética são normalmente indicadas para corrente alternada (AC). Por isso, os usuários devem considerar que os valores DC são em 1,2 vezes superiores.

Os disjuntores de linha são oferecidos com diferentes características de ativação, sendo que no ambiente industrial são predominantemente utilizados interruptores com característica B ou C.

Na característica B são necessárias as seguintes correntes para ativar o interruptor:

  • Aplicações AC: corrente nominal três a cinco vezes superior
  • Aplicações DC: corrente nominal três a seis vezes superior

Isso significa que, sob circunstâncias desfavoráveis, para um interruptor de 25 A com a característica B são necessários 150 A para ativar dentro de poucos milissegundos.

Para interruptores com a característica C são necessárias as seguintes correntes:

  • Aplicações AC: corrente nominal cinco a dez vezes superior
  • Aplicações DC: corrente nominal cinco a doze vezes superior
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A tecnologia SFB evita quebras de tensão

Ativação magnética dentro de 3 a 5 ms  

Reserva de corrente dinâmica

Em caso de erro, os longos trajetos do cabo limitam a corrente de ativação necessária. Com isso, a ativação do disjuntor de linha pode ser retardada ou mesmo evitada.

Se as fontes de alimentação disponibilizarem uma reserva de potência inferior, esta causa uma ativação térmica com uma duração de vários segundos ou minutos.

Neste caso, a detecção de erros é fácil, já que é possível ver que disjuntor foi ativado. No entanto, durante este tempo já houve uma quebra da tensão de 24 V DC da fonte de alimentação e o controlador já falhou.

No pior caso, a fonte de alimentação fornece uma corrente inferior ou apenas uma breve reserva de corrente de poucos segundos, de modo que o fusível não é ativado. Neste caso, a detecção de erros se torna muito morosa e dispendiosa.

Por isso, os equipamentos da série QUINT com tecnologia SFB fornecem uma corrente nominal até 6 vezes superior. Este impulso permite a ativação magnética dos disjuntores.

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Comprimento do cabo e bitola do condutor

A distância I é decisiva para a ativação do disjuntor  

Observar os comprimentos máximos dos cabos

Se um disjuntor ativa com uma rapidez suficiente também depende do comprimento e da bitola do cabo utilizado para conectar um consumidor.

Aqui, não é unicamente decisiva a elevada corrente que pode ser fornecida pela fonte de alimentação. Apenas se a impedância do circuito de corrente for suficientemente reduzida, a corrente pode também passar para o circuito e causar a ativação magnética do disjuntor.

Para mais informações sobre a fonte de alimentação adequada para determinado comprimento de cabo e determinada bitola da sua aplicação, consulte a nossa matriz de projeto.

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Exemplo de aplicação

Operação ininterrupta do controlador com curto-circuito de um consumidor  

Operação ininterrupta do controlador com curto-circuito de um consumidor

Cenário de exemplo:

  • Uma fonte de alimentação (24 V/20 A) alimenta um controlador e três cargas adicionais.
  • Cada circuito de corrente está protegido com um disjuntor de linha (característica 6 A/B).
  • Os circuitos de corrente são compostos por cabos de cobre com 25 m de comprimento (bitola 2,5 mm2)

Se ocorrer um curto-circuito neste exemplo, a fonte de alimentação de 20 A fornece através da tecnologia SFB brevemente uma corrente nominal 6 vezes superior, isto é, no máx. 120 A. O disjuntor ativa sempre com uma corrente de dimensionamento dez vezes superior dentro de 3 a 5 ms na faixa magnética da sua curva característica.

Os outros consumidores continuam a trabalhar, o controlador é sempre alimentado com 24 V DC e continua a funcionar de forma ininterrupta apesar do curto-circuito.

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Experiência prática

O ensaio neste vídeo mostra a você novamente de forma descritiva as vantagens da tecnologia SFB.

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Disjuntor de proteção de equipamento da Phoenix Contact

Disjuntor termomagnético com curva característica SFB  

Disjuntor termomagnético

Pela primeira é utilizada a curva característica SFB em uma família de disjuntores termomagnéticos da Phoenix Contact.

Esta característica de ativação foi especialmente desenvolvida para a utilização com fontes de alimentação funcionando com base na tecnologia SFB. A combinação desses dois equipamentos assegura uma ativação especialmente confiável em caso de erro, mesmo com cabos compridos entre a fonte de alimentação e o equipamento final.

A curva característica SFB se baseia na característica C, possuindo porém uma tolerância significativamente mais reduzida. Desse modo, o disjuntor atinge com maior rapidez a sua corrente de ativação, desconectado mais cedo. Isto limita a corrente de curto-circuito e reduz a carga nos cabos e nos equipamentos conectados.

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PHOENIX CONTACT
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Serviço


Disjuntores de proteção de equipamentos

Módulo de aprendizagem para o funcionamento de disjuntores de proteção de equipamentos.