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Capacidade de interrupção de curto circuito de
disjuntores termomagnéticos: custo x técnica |
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QGBT Fasorial 2000 A - 50kA/240Vca norma NEMA |
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Você não é técnico nem
engenheiro eletricista mas faz especificações ou compra quadros
elétricos? Ótimo, este breve artigo é para você!! Mesmo se você for da
área elétrica, leia com atenção estas dicas, pois nunca é demais ler nem
aprender o que a prática, a necessidade e a responsabilidade nos
ensinam.
A capacidade de curto circuito dos disjuntores de proteção nem sempre
consta dos projetos elétricos que manuseamos diariamente, ou por
desconhecimento dos seus autores, ou mesmo por negligência com relação
ao assunto, resultando em instalações falhas e muito perigosas,
mantendo, para piorar, uma total
"aparência"
de que são corretas. |
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A capacidade de
interrupção de um disjuntor representa o valor máximo da corrente de
curto circuito (Icc) que o fabricante do disjuntor assegura que o
mesmo pode suportar sem sofrer avarias. Se tais valores forem superados
na ocorrência de um curto circuito, o respectivo disjuntor de proteção,
ao invés de manter a integridade da instalação, poderá aumentar os danos
físicos e conseqüentemente as despesas com o conserto dos estragos
ocorridos. Resumindo: o disjuntor poderá colar seus terminais mantendo
a destruidora corrente de curto circuito ou, até mesmo, "explodir".
Algum leitor pode dizer:
-Ah! Isto para mim não quer dizer nada, pois eu só especifico e compro
disjuntores da marca "X" que é uma das melhores do mercado. Com certeza
estou protegido!!
Ledo engano! O leitor que tem, até agora, esta opinião, corre um sério
risco de ser responsabilizado civil e até criminalmente no caso da
ocorrência de um sinistro devido ao seu desconhecimento técnico. Além do
que, não pode reclamar quando seus filhos pedem roupas ou tênis de
grife, pois têm para quem puxar!
O Inmetro avalia e certifica os disjuntores, devendo ser consultado
sempre que necessário (www.inmetro.gov.br canto inferior direito:
"produtos e serviços com conformidade avaliada"). |
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Disjuntores da ABB com capacidade de interrupção de até
150kA em 240Vca (Icu). |
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Você já percebeu que
existem disjuntores de mesma corrente nominal com diversas capacidades
de interrupção, dimensões iguais (ou não) e diversos preços, de um mesmo
fabricante? Ah! Você só especifica e compra o "mais barato"?
Pois então
repare:
A título de exemplo vamos considerar os seguintes disjuntores da General Eletric padrão NEMA, todos de 70A tripolares:
Ex.:Mod. TQC
5kA/220V R$ 47,49
Mod. THQC 10kA/220V R$ 58,64
Mod. THHQC 22kA/220V R$
77,78
Mod. TED 25kA/240V R$ 127,58
Mod. THED 65kA/240V
R$ 200,77
Fonte: GE Sist. Industriais - Lista dez/02.
Para tensões
diferentes de trabalho como 380V ou 440V, a Icc do mesmo modelo de
disjuntor pode ser diferente. Fique atento e consulte o catálogo do
fabricante!!!
-Puxa vida! São todos tripolares de 70 A e o preço varia de R$ 47,49 a
R$ 200,77?
Sim, isso mesmo! Repare também que o preço sobe a medida que a
capacidade de interrupção aumenta por questões óbvias (o disjuntor tem
que ser mais robusto).
-E quando, portanto, devo usar um ou outro? |
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Aparentemente todos disjuntores tripolares de 63 A muito parecidos
não é mesmo? Pois bem, temos aqui disjuntores das linhas S63C,
S253C, S273C e S283C, todos da ABB com capacidade de interrupção
crescentes, com preços de lista entre R$ 87,37 até
R$ 642,63.
Será que se você precisar do S283C não estará comprando o S63C e
achando que fez um bom negócio? |
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Cobre do seu
projetista elétrico a determinação da Icc com a referida norma que foi
seguida e com o devido memorial de cálculo para cada ponto em que houver
quadro elétrico na sua instalação. Se não houver indicação da Icc no
projeto, cada proponente orçará logicamente o disjuntor com menor
capacidade de interrupção do mercado, pois via de regra é o mais barato.
Adiantamos que a corrente de curto circuito depende do transformador que
alimenta a instalação (ou o transformador da sua cabine primária, ou o
que está no poste da Concessionária de energia elétrica) e do
comprimento dos cabos desde o seu quadro elétrico até este
transformador. Quanto mais longe estiver o quadro elétrico do
transformador da instalação, menor será o valor da Icc neste quadro.
Desta forma,
o cálculo de Icc para cada quadro da sua
instalação pode economizar DINHEIRO no seu bolso, pois o seu
quadro geral pode exigir por exemplo 25kA/220Vca, mas os demais podem
exigir apenas 5kA/220Vca.
Um ponto importante é que o valor da
Icc calculado para um quadro deve ser considerado tanto para o disjuntor
geral quanto para os parciais. Se seu projetista calcular a
Icc de um quadro em 8kA, mandar colocar um disjuntor geral de 10kA e
disjuntores parciais (de saída) de 5kA, significa que, em caso de curto
circuito, o disjuntor de saída que sofreu o curto pode ser danificado,
desligando então o disjuntor geral do quadro, que derrubará todas as
cargas alimentadas neste quadro e não apenas onde houve o curto
circuito. Questione-o!!!
Apresentamos a seguir os piores casos de correntes de curto circuito em
função da potência dos transformadores que alimentam as instalações. Se
o caso for de uma residência ou um pequeno comércio cuja potência
instalada seja de até 20kW, considere a primeira ou segunda linha da
tabela. |
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Icc = 29,2kA
Trafo alimentador 500kVA
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Icc = 25,0kA
Quadro
Geral (QG)
alimentado pelo trafo
500kVA
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Icc = 25,0kA para
disjuntor geral e parciais |
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Icc = 18,0 kA
Quadros "primários" (QPs)
alimentados pelo QG
20m de cabos até QG
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Icc = 18,0kA para
disjuntor geral e parciais |
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Icc
= 5kA
Quadros
"secundários"
alimentados
pelos QPs
20m de cabo
até os QPs
Icc = 5,0kA
para disjuntor geral .
e parciais |
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(Os valores
de Icc estão aqui indicados a título de exemplo). |
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A tabela refere-se a
transformadores de força trifásicos mais neutro aterrado, com tensão de
saída de 220/127V.
Potência (kVA) Corrente (A) Icc (kA)
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30
45
75
112,5
150
225
300
500
750
1000
1500 |
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79
118
197
295
394
590
787
1312
1968
2624
3936 |
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2,3
3,4
5,6
8,4
11,3
13,1
17,5
29,2
39,4
52,5
65,0 |
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Fonte: WEG Indústrias S/A |
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-Legal, adoro tabela!
Agora já sei tudo que preciso sobre corrente de curto circuito! Ninguém
mais me passa a perna!
Muito pelo contrário! Há diversos outros fatores a serem considerados, o
que não é o objetivo deste artigo. Trataremos apenas de mais um deles: a
norma que será seguida pelo projeto, sob as recomendações da qual os
disjuntores são fabricados e testados. Temos:
-IEC 60.898 - Instalações manipuladas por leigos - residências,
comércios, escritórios, pequenas indústrias.
-IEC 60.947-2 - Instalações manipuladas por profissionais - médias e
grandes indústrias, edifícios com pessoal qualificado.
As normas acima, em geral, são para disjuntores padrão DIN (os de
cor branca). Há também os disjuntores padrão NEMA (os de cor preta).
Fique atento, pois um mesmo
disjuntor tem capacidades de interrupção diferentes segundo a norma que
tiver que ser seguida!!! Consulte sempre o catálogo do fabricante.
Agora vamos entender a base do cálculo da Icc.
Lei de ohm: I=U/R, onde I é a corrente do circuito em Amperes, U a
tensão em Volts e R a resistência do circuito em Ohms.
Quando ocorre uma falta (curto circuito) a resistência (impedância) da
carga alimentada antes da ocorrência do curto fica fora
do circuito - o R da Lei de Ohm tende a "zero" -
porque houve uma conexão direta de uma das fases para a terra, ou entre
as fases, "excluindo" a carga do circuito.
Assim, na lei de Ohm, se R tender a zero, Icc tenderá ao infinito,
ou seja, aumentará muito, pois a tensão é constante! A única "carga" que
permanecerá no circuito será a "resistência" (para os que são da área
elétrica, leiam impedância) dos contatos dos equipamentos e dos cabos
que estiverem instalados entre o transformador e o ponto em que ocorreu
o curto circuito. |
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Deste modo, quanto mais perto do transformador ocorrer o curto, menor o
comprimento dos cabos entre a fonte de energia, que é o trafo, até o
ponto do curto circuito e, conseqüentemente, menor "resistência" para a
passagem de corrente (cabos curtos = menor "resistência"), resultando
numa maior corrente de curto circuito.
Veja a fórmula, quanto menor o valor de R, maior fica o valor de Icc (a
tensão é fixa, p.ex: 220V)
OU SEJA:
um disjuntor de apenas 10 A para iluminação de uma cabine primária que
tem um trafo de 500kVA, disjuntor este interno ao Quadro Geral de Baixa
Tensão bem próximo a tal trafo, terá sim que suportar uma Icc próxima de
29,2kA (conforme tabela acima).
Interessante, não? A quantidade de carga alimentada pelo disjuntor não
tem nada a ver com Icc, mas sim a distância entre o ponto da falta (o
curto) e a fonte (o trafo). Quando me refiro a uma distância maior,
subentenda-se maior impedância.
Espero ter
esclarecido alguns pontos chaves do assunto de maneira didática e
direta, para que o leitor tenha um conhecimento genérico do tema e possa
aplicá-lo de forma prática e intuitiva no seu dia-a-dia
Dê também sua
dica ou sugestão! Queremos sua participação!
Otoil de Araujo
Reprodução total ou parcial permitida desde que citada a fonte. |
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R.
Sérgio Cardoso, 74 - V. Sto. Estéfano - São Paulo - SP - CEP 04153-080
E-mail:
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