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Como especificar um disjuntor

A - Fator Seção do Condutor

Uma das funções do disjuntor é proteger os condutores. Portanto, a seção dos mesmos deverá ser igual ou maior que as especificadas pelas normas para as capacidades e características das cargas correspondentes (ver UL 489).

Os elementos bimetálicos possuem uma resistência intrinseca que gera calor proporcional ao quadrado da corrente que circula pelos mesmos.

O condutor atua como dissipador de calor, controlando o aquecimento do elemento bimetálico. Ao reduzir a seção do condutor, a temperatura aumenta e o disjuntor atua a uma corrente inferior à especificada. A capacidade de condução de corrente do disjuntor e a seção do condutor são, então valores, relacionados, independente do tipo de isolamento.

Porcentagem da área do cabo utilizado em relação à área do cabo padrão
Porcentagem (%)
50
60
70
80
90
100
125
200
FATOR A
1,4
1,25
1,15
1,07
1,02
1,0
0,99
0,97

B - Fator Freqüência

A Freqüência de funcionamento do sistema também exerce um papel muito importante na especificação e comportamento dos disjuntores.

A maioria dos disjuntores podem ser aplicados diretamente em sistemas de 50/60 Hz para as capacidades nominais indicadas.

Não obstante, os disjuntores em caixa moldada não devem ser usados em outra freqüência, além das especificadas, sem a aprovação da GE, exceto como indicado na tabela abaixo.

Dois diferentes efeitos ocorrem em freqüências acima de 60 Hz, dependendo de sensor de corrente utilizado. Em dispositivos termomagnéticos, o bimetal, que proporciona proteção de sobrecarga, responde corretamente à corrente aplicada. Contudo, o elemento instantâneo, que é um solenóide construído de cobre e aço, aquece. O aumento de temperatura do disjuntor reduz a capacidade decondução da corrente. O solenóide torna-se quente devido à sua natureza construtiva e materiais empregados. Além de aumentar a temperatura do disjuntor, a unidade instantânea não mais responde corretamente. Quanto mais alta a freqüência, maior o erro.

Tipo de Disjuntor
Variação de frequência

Corrente contínua

Corrente Alternada
50/
60hz
100/
120Hz
150/
180Hz
200/
240Hz
300/
360Hz
400/
480Hz
TQC,TQD,THQD,TJD
1,0
1,0
1,02
1,05
-
-
-
TED,THED
1,0
1,0
1,02
1,05
1,10
1,22
1,22
TFK,THFK
1,1
1,0
1,02
1,05
1,09
1,18
1,18
TJK,THJK
1,2
1,0
1,02
1,04
1,06
1,15
1,15
TKMA8,THKMA8
1,3
1,0
1,02
1,04
1,15
1,35
1,35
TKMA12,THKMA12
-
1,0
1,02
-
-
-
-

C - Fator Temperatura Ambiente

A temperatura ambiente tem um efeito, ainda mais importante sobre as características do conjunto disjuntores/cabos.

As temperaturas ambientes elevadas não somente afetam a calibração do disjuntor como, também,podem produzir temperaturas internas acima dos limites especificados para os materiais isolantes.

Os cabos podem adaptar-se a essas temperaturas elevadas, mediante o uso de materiais de maior capacidade térmica, como o vidro e certos minerais. Isso não é possível em dispositivos de manobra, devido aos requisitos técnicos e mecânicos de fabricação.

Por outro lado, baixas temperaturas aumentam consideravelmente a capacidade de condução decorrente. Em geral, o efeito da temperatura ambiente em disjuntores com calibração compensada procede como na curva abaixo. 

Capacidade de Condução em Regime Contínuo (%)


D - Fator Amplitude

Outro fator que deve ser considerado . a altitude na qual ser. instalado o disjuntor. Até 1840 metros, o seu funcionamento não é afetado. Para altitudes entre 1841 e 3050 metros, a rarefação do ar afeta a dissipação térmica. Esse efeito reduz a transferência de calor do disjuntor para o meio ambiente.

Para determinação da corrente nominaldo disjuntor devemos usar a tabela abaixo:

.


E - Fator Classe de Carga

Para aplicação de disjuntores em caixa moldada, também deverão ser considerados o ciclo de serviço e o tipo de carga. Cargas, tais como capacitores e eletroímas,requerem um aumento substancial da corrente nominal, se o disjuntor tiver que chavear a carga.

Grupos de disjuntores montados em painéis pouco ventilados também exigem uma considerável redução na sua capacidade de condução de corrente.

A razão é a elevação de temperatura interna devido à pouca circulação do ar. Com cargas tais como máquinas de solda por resistência, a corrente nominal do disjuntor deve ser, pelo menos, 125% da corrente da máquina de solda. Em geral, quando se deseja proteger a carga e os cabos ao mesmo tempo, devemos verificar junto aos fabricantes as características desses equipamentos, a fim de obtermos um funcionamento satisfatório.


F - Fator Segurança

Outro fator, também, de grande imporância . o fator de segurança.

Se o disjuntor vier a funcionar em regime contínuo, a um nível de corrente derivado dos fatores A a E, tanto o disjuntor quanto os condutores estarão dentro de suas capacidades de corrente, mas o disjuntor estará muito próximo do ponto de disparo e qualquer perturbação o fará atuar.

Dever ser considerado, portanto, um fator de segurança de, no mínimo, 10% para que seja evitado esse problema. Outras condições, tais como, excessivas operações com carga e desligamentos por sobrecargas podem afetar a vida do disjuntor e devem ser consideradas no seu dimensionamento.

F > 1,10 - O fator segurança deve ser igual ou maior que 10%


G - Fator Regime de Carga

O último fator a ser considerado é o Regime de Carga.
Para cargas contínuas esse fator éde 1,25 e, para cargas intermitentes, é de 1,00. Uma carga é considerada contínua quando fica ligada por um período superior a três horas.

Exemplo: Especificar o disjuntor e o condutor para um circuito trifásico, alimentando uma carga com corrente nominal de 50A em 480 Vca.
A corrente de curto-circuito calculada é de 13,5 kA e o disjuntor deverá ser instalado em um painel com trinta alimentadores de 3000 metros acima do nível do mar.

A temperatura interna do painel é de 40º C e não existem harmônicos apreciáveis associados à carga. A carga não ficará ligada por mais de três horas.

Solução: Levando em consideração todos os fatores, teremos:

Ind = Inc x A x B x C x D x E x F x G

Ind = 50 x 1,0 x 1,0 x 1,0 x 1,04 x 1,1 x 1,1 x 1,0 = 62,92A

Disjuntor TED 134070, condutor de 25 mm2.

Fator de Multiplicação para correção da Capacidade de Ruptura de um Disjuntor com Fator de Potência diferente do usado no Teste

Exemplo: O Disjuntor THJK apresenta capacidade de ruptura de 65 kA em 240 Vca, quando utilizado em um sistema com fator de potência igual ou maior que 20%. Utilizando o mesmo disjuntor em um circuito com fator de potência igual a 10%, a capacidade de ruptura ser: 65 kA x 0,89 = 57,85 kA.

Número de ciclos de operações para Disjuntores em Caixa Moldada (1)

(1) Um disjuntor deve ser capaz de realizar o nú.mero de operações estabelecidas, quando operando manualmente ou por intermédio de equipamento especialmente projetado para esse fim.

 
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