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O fusível e a fonte de alimentação redundante corretos

A seleção correta do dispositivo de proteção garante o funcionamento seguro dos sistemas elétricos e uma elevada disponibilidade da instalação. 

Disjuntores de linha e de proteção de equipamentos

Instalação correta de disjuntores de proteção de equipamentos  

Instalação correta de disjuntores de proteção de equipamentos

Os disjuntores de linha protegem os cabos da fonte de alimentação em edifícios ou sistemas. Desligam apenas em caso de curto-circuito no dispositivo final para proteger o cabo de corrente contra sobrecarga. Os disjuntores possuem uma elevada capacidade de comutação a partir de 6 kA.

Na qualidade de último nível de proteção para dispositivos finais, os disjuntores termomagnéticos e eletrónicos oferecem a mais eficaz proteção contra curto-circuito e proteção contra sobrecarga. Se consumidores individuais ou pequenos grupos funcionais forem protegidos separadamente, em caso de falha, os componentes do sistema não afetados podem continuar a funcionar se o processo completo assim o permitir.

Se um circuito for reinstalado, deve ser tomada em consideração uma proteção adequada do dispositivo final em questão. Durante a instalação, são também tomados em consideração os comprimentos e as secções transversais dos cabos. Os cabos têm de ser adequados para a corrente de operação esperada e também para eventuais correntes de sobrecarga e de curto-circuito. No contexto de uma proteção gradual de áreas do sistema, deve ser assegurada a possibilidade de seleção dos fusíveis e dispositivos de proteção individuais. Isto também assegura uma melhor disponibilidade da instalação, uma vez que só é desligado o circuito com falha.

É aconselhável instalar o disjuntor de proteção de equipamentos no quadro de distribuição num local acessível para que possa ser ligado rapidamente e sem problemas após o disparo. Além disso, não se deve instalar demasiados equipamentos nos quadros de distribuição para não sobrecarregar a fonte de alimentação. Deve ainda garantir uma entrada de ar e refrigeração suficientes. Evita assim disparos inadvertidos.

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A seleção dos disjuntores de proteção de equipamentos

Disjuntores de proteção de equipamentos  

Diferentes versões de disjuntores de proteção de equipamentos

Os requisitos para uma proteção de equipamentos ideal variam conforme a área de utilização e o tipo de tarefas. Assim, os disjuntores de proteção de equipamentos funcionam com diferentes tecnologias: eletrónica, térmica e termomagnética. A diferença centra-se na tecnologia de disparo e no comportamento de encerramento. As curvas características elucidam a característica de disparo dos diferentes disjuntores de proteção de equipamentos.

As bases para a seleção dos disjuntores de proteção de equipamentos são a tensão nominal, a corrente nominal e, eventualmente, a corrente de partida de um dispositivo final. A situação de falha esperada (curto-circuito ou sobrecarga) define o comportamento de encerramento adequado.

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Recomendação de seleção conforme a situação de falha

 Tempo de disparo em caso de sobrecargaTempo de disparo em caso de curto-circuitoA sua aplicação é protegida de forma ideal com
Disjuntores térmicosadequadoinadequado
  • Sobrecarga
Disjuntores termomagnéticosadequadoideal
  • Sobrecarga
  • Curto-circuito
  • Percursos de cabos longos
    (curva característica de disparo SFB)
Disjuntores eletrónicosidealideal
  • Sobrecarga
  • Curto-circuito
  • Percursos de cabos longos
    (limitação de corrente ativa)
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Curvas características de disparo

As curvas características de disparo ajudam a encontrar o dispositivo de proteção adequado para cada aplicação. Estas indicam o intervalo de trabalho dos dispositivos de proteção limitadores de corrente numa curva característica de corrente/tempo.

Os dispositivos de proteção apresentam intervalos de trabalho de tamanhos diferentes conforme o seu tipo. Entre os equipamentos de segurança mais antigos contam-se os fusíveis convencionais com fio fusível.

A forma e a resistência do fio fusível definem, efetivamente, a corrente nominal para a qual o fusível é utilizado. Os disjuntores modernos aqui abordados podem ser desenvolvidos com elevada precisão para um determinado comportamento de disparo.

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Temperatura ambiente

Os diversos disjuntores reagem de maneira diferente a influências de temperatura externas. A temperatura ambiente tem de ser tomada em consideração, especialmente em disjuntores de proteção de equipamentos com disparo térmico.

Para a determinação do ponto de desligamento correto, existe um fator de temperatura. Este é multiplicado pelos valores relevantes da curva característica de corrente/tempo. Daí advém o valor final.

Na tabela são apresentados valores típicos. Como condição padrão, parte-se de uma temperatura ambiente de 23 °C. O fator desta é de 1. Se a temperatura ambiente for mais baixa, o disparo é retardado. O fator fica abaixo de 1. Temperaturas mais elevadas provocam um disparo mais precoce. O fator fica assim acima de 1.

Variantes de disjuntores de equipamentos-20 °C-10 °C0 °C+23 °C+40 °C+60 °C
Fator de temperatura
Disjuntor termomagnético
0,790,830,881,001,121,35
Fator de temperatura
Disjuntor térmico
0,820,860,911,001,091,25
Fator de temperatura
Disjuntor térmico
0,760,840,921,001,081,24
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Resistência interna dos dispositivos de proteção

A resistência interna de um dispositivo de proteção é indicada como valor de resistência em Ohm ou como queda de tensão em milivolt.

O ideal é uma resistência interna baixa: isto provoca uma menor dissipação de potência no disjuntor. Assim, adequa-se melhor a circuitos com menor tensão nominal.

As tabelas seguintes apresentam valores típicos de queda de tensão e de resistência interna de diferentes disjuntores de proteção de equipamentos.

Queda de tensão típica1 A2 A3 A4 A5 A...
Disjuntores eletrónicos140 mV100 mV120 mV100 mV130 mV 
Disjuntor térmico    <150 mV<150 mV
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Resistências internas típicas0,1 A0,5 A1 A2 A3 A4 A5 A8 A
Disjuntor
termomagnético
 5 Ω1,1 Ω0,3 Ω0,14 Ω0,09 Ω0,06 Ω≤ 0,02 Ω
Disjuntor
térmico
81 Ω3,4 Ω0,9 Ω0,25 Ω0,11 Ω0,07 Ω≤ 0,05 Ω 

Instalação em série de disjuntores modulares

Ao instalar em série disjuntores de proteção de equipamentos com intensidade de corrente simultânea, ocorre uma influência térmica contrária. Corresponde a uma temperatura ambiente aumentada. Isto provoca um disparo rápido do disjuntor.

Fatores de influência:

  • Temperatura ambiente
  • Corrente nominal e condições operacionais
  • Corrente nominal dos disjuntores
  • Número de disjuntores instalados em paralelo
  • Distância entre disjuntores

Para fins de correção, os disjuntores podem ser dimensionados de forma a que, em condições de funcionamento normais, só sejam sujeitos a 80% da corrente nominal do disjuntor. Isto compensa as influências de temperatura e otimiza o comportamento de encerramento.

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A fonte de alimentação adequada

Fontes de alimentação e disjuntores de proteção de equipamentos com tecnologia SFB  

Unidade fiável: fontes de alimentação e disjuntores de proteção de equipamentos com SFB

Logo na fase de planeamento, os requisitos de alimentação devem ser definidos com reservas para expansões futuras, uma vez que as exigências a nível de alimentação de corrente aumentam constantemente. Para fontes de alimentação de 24 V CC em aplicações industriais, são importantes, por ex., um formato compacto e uma capacidade com possibilidade de crescimento.

As fontes de alimentação têm de dar resposta ao consumo de potência dos dispositivos finais a ligar. Além disso, não deve ser planeada uma utilização superior a 80% da corrente nominal, para garantir uma corrente de curto-circuito fiável em caso de falha. Se a fonte de alimentação selecionada for demasiado pequena ou se o valor de ligação for demasiado elevado, poderá ocorrer subtensão. Isto provoca falhas nos componentes do sistema e interrompe o processo de fabrico.

Algumas fontes de alimentação possuem tecnologia Selective Fuse Breaking (SFB). Fornecem seis vezes a corrente nominal durante alguns milissegundos. Esta reserva de corrente permite que os dispositivos de proteção disparem em segurança em caso de falha. Em conjunto com disjuntores termomagnéticos de proteção de equipamentos com tecnologia SFB, formam uma unidade fiável para a mais elevada disponibilidade da instalação.

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Fonte de alimentação redundante

A fonte de alimentação redundante permite aumentar consideravelmente a disponibilidade e a produtividade. As falhas de ligação, curto-circuitos ou quebras de tensão num ramo de alimentação primário não afetam a tensão de saída. Isto é especialmente importante para processos sensíveis e áreas importantes de sistemas.

Num sistema com estrutura redundante, as fontes de alimentação não estão interligadas. Esta tarefa é desempenhada pelos módulos de redundância, equipados com diferentes características de desempenho. A carga pode, por ex., ser distribuída da melhor forma por ambas as fontes de alimentação quando em funcionamento correto. Conforme a versão, poderá ser realizada uma monitorização contínua da tensão de entrada e da corrente de saída. Se uma fonte de alimentação falhar, a outra entra em ação sem qualquer atraso.

Fontes de alimentação alimentam os disjuntores de proteção de equipamentos através de um módulo de redundância  

Duas fontes de alimentação alimentam a placa de disjuntores de equipamento através de um módulo de redundância

Cabos de alimentação instalados de forma redundante evitam falhas de linha no percurso entre o módulo de redundância e o consumidor. O exemplo de aplicação mostra a estrutura redundante da fonte de alimentação até à proteção com placa de disjuntores de equipamento. A placa oferece, graças aos bornes de alimentação duplos, a possibilidade de ligação de dois cabos de alimentação.

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