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Conceitos básicos

É frequente as correntes de sobrecarga e de curto-circuito ocorrerem inesperadamente. Provocam avarias e interrupções no funcionamento dos sistemas. Isto pode ter como consequência falhas de produção e despesas de reparação.

Minimize estes danos protegendo separadamente dispositivos isolados ou grupos de dispositivos. Assim, os dispositivos finais ficam protegidos de forma ideal contra danos ou destruição. As zonas do sistema que não se encontram no circuito afetado continuam a funcionar sem interrupções, se o processo completo assim o permitir.

Correntes nominais de consumidores

Consumidores elétricos  

Consumidores elétricos com diferentes correntes nominais

Com correntes nominais diferentes, é recomendável proteger separadamente os circuitos. Para cada corrente nominal estão disponíveis disjuntores de proteção de equipamentos adequados.

Aqui ficam 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  

Desligamento de correntes de sobrecarga em segundos a poucos minutos

As correntes de sobrecarga surgem quando os dispositivos finais recebem inesperadamente uma corrente superior à corrente nominal prevista. Estas situações ocorrem, por exemplo, devido a um acionamento bloqueado. As correntes de partida temporárias de máquinas também são correntes de sobrecarga. Apesar de, por princípio, surgirem de forma calculável, podem variar dependendo da carga da máquina no momento de arranque.

Ao selecionar fusíveis ou disjuntores adequados para estes circuitos, são tomadas em consideração estas condições. Um desligamento seguro deveria ocorrer em segundos ou poucos minutos.

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Correntes de curto-circuito

Motor com indicação de corrente de curto-circuito  

Desligamento de correntes de curto-circuito em milissegundos

Podem ocorrer curto-circuitos em danos de isolamento entre condutores de tensão operacional. Os dispositivos de proteção típicos para o desligamento de correntes de curto-circuito são fusíveis ou disjuntores com diferentes mecanismos de disparo.

As correntes de curto-circuito devem ser desligadas em segurança em milissegundos.

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Correntes de fuga

As correntes de fuga surgem em isolamentos problemáticos e em curto-circuitos entre peças condutoras de tensão e a terra. Este tipo de falhas pode levar a tensões de contacto que coloquem em risco a vida de pessoas e animais.

Os disjuntores diferenciais desligam, em poucos milissegundos, as áreas de sistemas em que esse tipo de erros ocorre. Esse tipo de dispositivos de segurança não é aqui considerado.

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Influência dos comprimentos de cabo sobre o comportamento de encerramento

Os longos percursos de cabo limitam, em caso de falha, a corrente de disparo necessária. Podem assim atrasar ou impedir o desligamento.

O comprimento de cabo máximo utilizável entre fonte de alimentação e dispositivo final depende dos seguintes critérios:

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

A resistência do cabo depende do comprimento e da secção transversal do cabo. Por este motivo, durante a instalação deve ser escolhido um percurso de cabo o mais curto possível.

Fonte de alimentação e consumidor

O comprimento e a secção transversal definem as condições de desligamento para um disjuntor de proteção de equipamentos

A resistência do cabo contraria uma corrente de curto-circuito. Em fontes de tensão de baixa potência, uma corrente de curto-circuito pode ser limitada pela resistência do cabo de maneira a que um equipamento de segurança deixe de perceber essa corrente como corrente de curto-circuito. Por exemplo, em disjuntores de linha com curva característica C, o limite de ativação superior encontra-se significativamente acima da corrente nominal. Isto pode provocar, especialmente com estes equipamentos de segurança, um atraso no desligamento em caso de curto-circuito.

Os dispositivos de proteção otimizados com curva característica SFP ou limite de corrente ativo detetam precocemente se a corrente nominal é ultrapassada.

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Cálculo de cabos

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

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

O seguinte exemplo de cálculo toma por base esses valores:

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

Exemplo de cálculo de comprimento de cabos  

Exemplo de cálculo de comprimento de cabos

Aqui poderá ver, a título de exemplo, um cálculo em três passos:

  1. Resistência total do circuito
  2. Resistência máxima do cabo
  3. Comprimento máximo de cabo
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Contactos principais e auxiliares

Contactos principais e auxiliares de disjuntores de proteção de equipamentos  

Posição dos contactos auxiliares em relação ao estado de comutação do contacto principal

Muitos disjuntores de proteção de equipamentos possuem contactos auxiliares adicionais. Possibilitam a consulta remota dos estados de comutação e a comunicação de avarias.

Legenda:

Power = Contacto principal
Signal = Contacto auxiliar
NO = Contacto NA (normally open)
NC = Contacto NF (normally closed)
C = Contacto de base inversor conjunto (common)

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Identificação das ligações

ContactosIdentificação
Contactos principaisindividuais: 1-2
 em grupos: 1-2/3-4/5-6/...
Contactos auxiliaresContactos NA individuais: 13-14
 Contactos NA em grupos: 1.13-1.14/2.13-2.14/3.13-3.14/...
 Contactos NF: 11-12
 Contactos NF em grupos: 1.11-1.12/2.11-2.12/3.11-3.12/...

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