Selecionando um disjuntor: tipos e características dos disjuntores elétricos

Certamente muitos de nós já nos perguntamos por que os disjuntores substituíram tão rapidamente fusíveis desatualizados dos circuitos elétricos? A actividade da sua implementação justifica-se por uma série de argumentos muito convincentes, incluindo a oportunidade de adquirir este tipo de protecção, que corresponde idealmente aos dados tempo-corrente de tipos específicos de equipamentos eléctricos.

Você tem dúvidas de qual máquina precisa e não sabe como escolhê-la corretamente? Ajudaremos você a encontrar a solução certa - o artigo discute a classificação desses dispositivos. Bem como características importantes que você deve prestar muita atenção na hora de escolher um disjuntor.

Para facilitar a compreensão das máquinas, o material do artigo é complementado com fotos visuais e recomendações úteis de vídeos de especialistas.

Classificação de disjuntores

A máquina desconecta quase instantaneamente a linha que lhe foi confiada, o que elimina danos à fiação e aos equipamentos alimentados pela rede. Após a conclusão do desligamento, o ramal pode ser reiniciado imediatamente sem substituir o dispositivo de segurança.

Geralmente disjuntores selecionado de acordo com quatro parâmetros principais - capacidade nominal de interrupção, número de pólos, característica tempo-corrente, corrente operacional nominal.

De acordo com a capacidade de interrupção nominal

Esta característica indica a corrente de curto-circuito (SC) permitida, na qual a chave irá desarmar e, abrindo o circuito, desenergizará a fiação e os dispositivos a ela conectados.

De acordo com este parâmetro, existem três tipos de máquinas - 4,5 kA, 6 kA, 10 kA.

1. Máquinas automáticas para 4,5 kA (4500 A) geralmente usado para evitar danos às linhas de energia de propriedades residenciais privadas. A resistência da fiação da subestação ao curto-circuito é de aproximadamente 0,05 Ohm, o que dá uma corrente máxima de cerca de 500 A.
2. Dispositivos de 6 kA (6000 A) são utilizados para proteção contra curto-circuito no setor residencial e locais públicos, onde a resistência da linha pode chegar a 0,04 Ohm, o que aumenta a probabilidade de curto-circuito em até 5,5 kA.
3. Chaves 10 kA (10.000 A) usado para proteger instalações elétricas industriais. Correntes de até 10.000 A podem ocorrer em um curto-circuito elétrico localizado próximo a uma subestação.

Antes de escolher a modificação ideal do disjuntor, é importante entender se são possíveis correntes de curto-circuito superiores a 4,5 kA ou 6 kA.

A capacidade de interrupção nominal está indicada na documentação da chave e na caixa em forma de código - 4500A, 600A, 10000A ou 4,5kA, 6kA, 10kA. Na parte frontal do aparelho há informações sobre fabricante, modelo, tensão nominal, composta por características tempo-corrente, corrente operacional

A máquina é desligada quando os valores especificados entram em curto-circuito. Na maioria das vezes, os interruptores da modificação 6000 A são usados ​​​​para necessidades domésticas.

Os modelos 4500 A praticamente não são utilizados para proteção de redes elétricas modernas e em alguns países seu uso é proibido.

Se você estiver interessado em como converter corretamente Amps em Watts, recomendamos que você se familiarize com o material apresentado no próximo artigo.

Quando um curto-circuito é registrado automaticamente, o desligamento é realizado por uma bobina eletromagnética (situação A). Quando as correntes nominais são ultrapassadas, a rede é aberta por uma placa bimetálica (situação B)

A função de um disjuntor é proteger a fiação (não o equipamento e os usuários) contra curtos-circuitos e contra o derretimento do isolamento quando as correntes passam acima dos valores nominais.

Por número de pólos

Esta característica indica o número máximo possível de fios que podem ser conectados ao AV para proteger a rede.

Eles são desligados quando ocorre uma emergência (quando a corrente permitida é excedida ou o nível da curva tempo-corrente é excedido).

Esta característica indica o número máximo possível de fios que podem ser conectados ao AV para proteger a rede. Eles são desligados quando ocorre uma emergência (quando a corrente permitida é excedida ou o nível da curva tempo-corrente é excedido).

Disjuntores monopolar

Um interruptor do tipo unipolar é a modificação mais simples da máquina. Ele foi projetado para proteger circuitos individuais, bem como fiação elétrica monofásica, bifásica e trifásica. É possível conectar 2 fios ao design do switch - o fio de alimentação e o fio de saída.

As funções de um dispositivo desta classe incluem apenas a proteção do fio contra fogo. O neutro da própria fiação é colocado no barramento zero, desviando assim da máquina, e o fio terra é conectado separadamente no barramento de aterramento.

A conexão de um AB unipolar é feita com um fio unipolar, mas às vezes são usados ​​​​cabos bipolares. A fonte de alimentação é conectada na parte superior da máquina e a linha protegida na parte inferior, o que simplifica a instalação. A instalação ocorre em trilho din de 18 mm

Um disjuntor unipolar não desempenha a função de disjuntor de entrada, pois quando é forçado a desligar, a linha de fase é interrompida e o neutro é conectado à fonte de tensão, o que não oferece 100% de garantia de proteção.

Disjuntores bipolares

Quando é necessário desconectar completamente a rede elétrica da tensão, é utilizado um disjuntor bipolar.

É utilizado como introdutório, quando durante um curto-circuito ou falha de rede, toda a fiação elétrica é desenergizada simultaneamente. Isso torna possível realizar reparos e modernização de circuitos em tempo hábil com absoluta segurança.

Os disjuntores bipolares são usados ​​​​nos casos em que é necessário um interruptor separado para um aparelho elétrico monofásico, por exemplo, um aquecedor de água, caldeira, máquina-ferramenta.

A conexão de um disjuntor bipolar leva em consideração o circuito de proteção elétrica utilizando um fio de 1 ou 2 núcleos (o número de fios depende do esquema elétrico). A instalação é realizada em trilho DIN de 36 mm

A máquina é conectada ao dispositivo protegido por meio de 4 fios, dois dos quais são fios de alimentação (um deles está conectado diretamente à rede e o segundo fornece energia por meio de um jumper) e dois são fios de saída que requerem proteção, e podem ser de 1, 2, 3 fios.

Disjuntores tripolares

Para proteger uma rede trifásica de 3 ou 4 fios, são utilizados disjuntores tripolares. Eles são adequados para conexão estrela (o fio do meio fica desprotegido e os fios das fases são conectados aos pólos) ou tipo triângulo (sem o fio central).

Caso haja acidente em uma das linhas, as outras duas são desligadas de forma independente.

A conexão de um AB tripolar é feita com fios de 1, 2, 3 fios. A instalação requer um trilho DIN de 54 mm de largura.

A chave tripolar serve como entrada e chave comum para todos os tipos de cargas trifásicas. A modificação é frequentemente usada na indústria para fornecer corrente a motores elétricos.

Até 6 fios são conectados ao modelo, sendo 3 deles fios de fase de uma rede elétrica trifásica. Os 3 restantes estão protegidos. Eles representam três fiações monofásicas ou uma trifásica.

Disjuntores quadripolares

Para proteger uma rede elétrica trifásica ou quadrifásica, por exemplo, um motor potente conectado segundo o princípio “estrela” com o ponto zero removido, é utilizado um disjuntor quadripolar. É usado como chave de entrada para uma rede trifásica de quatro fios.

O interruptor de quatro pólos é conectado usando um fio de 1, 2, 3, 4 fios, o diagrama depende do tipo de conexão, a caixa é instalada em um trilho DIN de 73 mm de largura

É possível conectar oito fios ao corpo da máquina, sendo três fios de fase da rede elétrica (+ um neutro) e quatro fios de saída (3 fases + 1 neutro).

Os consumidores monofásicos são alimentados por uma tensão de 220 V, que pode ser obtida tomando uma das fases e o condutor neutro (neutro) da rede elétrica. Ou seja, neste caso, além das três fases da rede elétrica, existe mais um condutor - o neutro, portanto, para proteger e comutar tal rede elétrica, são instalados disjuntores tetrapolares, que interrompem todos os quatro condutores .

De acordo com a característica tempo-corrente

AB pode ter o mesmo indicador potência de carga nominal, mas as características do consumo de eletricidade dos dispositivos podem ser diferentes.

O consumo de energia pode ser irregular e variar dependendo do tipo e da carga, bem como quando um dispositivo está ligado, desligado ou em operação contínua.

As flutuações no consumo de energia podem ser bastante significativas e a gama de suas alterações pode ser ampla. Isso faz com que a máquina desligue por ultrapassar a corrente nominal, o que é considerado um falso desligamento da rede.

Para eliminar a possibilidade de operação inadequada de um fusível durante mudanças não emergenciais de padrão (aumento de corrente, mudança de potência), são utilizados disjuntores com certas características de tempo-corrente (TCC).

Isso permite operar disjuntores com os mesmos parâmetros de corrente com cargas arbitrárias permitidas sem falso disparo.

O VTX mostra depois de quanto tempo a chave funcionará e quais serão os indicadores da relação entre a intensidade da corrente e a corrente contínua da máquina neste caso.

Características de máquinas com característica B

Uma máquina com a característica especificada desliga dentro de 5 a 20 segundos. O indicador atual é de 3-5 correntes nominais da máquina. Essas modificações são usadas para proteger circuitos que alimentam eletrodomésticos padrão.

Na maioria das vezes, o modelo é usado para proteger a fiação de apartamentos e casas particulares.

Recurso C - princípios operacionais

A máquina com a designação de nomenclatura C desliga em 1 a 10 segundos com correntes nominais de 5 a 10.

Os interruptores deste grupo são utilizados em todas as áreas - na vida cotidiana, na construção, na indústria, mas são mais procurados na área de proteção elétrica de apartamentos, casas e instalações residenciais.

Operação de interruptores com característica D

As máquinas da classe D são usadas na indústria e são representadas por modificações tripolares e tetrapolares. Eles são usados ​​para proteger motores elétricos potentes e vários dispositivos trifásicos.

O tempo de resposta do AV é de 1 a 10 segundos em um múltiplo de corrente de 10 a 14, o que permite que ele seja usado com eficácia para proteger várias fiações.

A parte inferior do gráfico mostra o múltiplo dos valores da corrente nominal e a linha vertical mostra o tempo de desligamento. Para a característica B, o desligamento ocorre quando a corrente efetiva excede a corrente nominal em 3-5 vezes, para C - 5-10 vezes, para D - 10-14 vezes

Motores industriais potentes operam exclusivamente com motores com característica D.

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De acordo com a corrente operacional nominal

Há um total de 12 modificações de máquinas, diferindo em corrente operacional nominal – 1A, 2A, 3A, 6A, 10A, 16A, 20A, 25A, 32A, 40A.O parâmetro é responsável pela velocidade de operação da máquina quando a corrente efetiva ultrapassa o valor nominal.

A tabela ilustra a potência máxima de cada modificação da máquina, com base no diagrama de conexão e tensão da rede. A saída máxima do disjuntor ocorre quando a carga é conectada em configuração delta

A seleção de uma chave de acordo com a característica especificada é feita levando-se em consideração a potência da fiação elétrica, a corrente admissível que a fiação pode suportar no modo normal. Se o valor da corrente for desconhecido, ele é determinado por fórmulas utilizando dados da seção transversal do fio, seu material e método de instalação.

Máquinas automáticas 1A, 2A, 3A são utilizadas para proteger circuitos com baixas correntes. Eles são adequados para fornecer eletricidade a um pequeno número de dispositivos, por exemplo, uma lâmpada ou lustre, uma geladeira de baixa potência e outros dispositivos cuja potência total não exceda a capacidade da máquina.

A chave 3A é efetivamente utilizada na indústria se for conectada trifásica do tipo delta.

Os interruptores 6A, 10A, 16A podem ser usados ​​para fornecer eletricidade a circuitos elétricos individuais, pequenas salas ou apartamentos.

Esses modelos são utilizados na indústria e servem para fornecer energia a motores elétricos, solenóides, aquecedores e máquinas de solda automática conectadas por uma linha separada.

Os disjuntores 16A de três e quatro pólos são usados ​​​​como disjuntores de entrada para um circuito de alimentação trifásico. Na produção, é dada preferência a dispositivos com curva D.

Os disjuntores 20A, 25A, 32A são utilizados para proteger a fiação de apartamentos modernos, são capazes de fornecer energia elétrica para máquinas de lavar, aquecedores, secadoras elétricas e outros equipamentos de alta potência.O modelo 25A é usado como máquina introdutória.

Os interruptores 40A, 50A, 63A pertencem à classe de dispositivos de alta potência. Eles são usados ​​​​para fornecer eletricidade a equipamentos de alta potência na vida cotidiana, na indústria e na construção civil.

Seleção e cálculo de disjuntores

Conhecendo as características do AB, você pode determinar qual máquina é adequada para uma finalidade específica. Mas antes de escolher o modelo ideal, é necessário fazer alguns cálculos com os quais você possa determinar com precisão os parâmetros do dispositivo desejado.

Passo #1 – determinar a potência da máquina

Ao escolher uma máquina, é importante levar em consideração a potência total dos dispositivos conectados.

Por exemplo, você precisa de uma máquina automática para conectar eletrodomésticos à energia. Digamos que uma cafeteira (1.000 W), uma geladeira (500 W), um forno (2.000 W), um forno de micro-ondas (2.000 W) e uma chaleira elétrica (1.000 W) estejam conectados à tomada. A potência total será igual a 1000+500+2000+2000+1000=6500 (W) ou 6,5 kV.

A tabela mostra a potência nominal de alguns eletrodomésticos necessária para operá-los. De acordo com os dados regulatórios, são selecionadas a seção transversal do fio de alimentação para sua alimentação e o disjuntor para proteção da fiação.

Se você observar a tabela de disjuntores por potência de conexão, leve em consideração que a tensão de fiação padrão em condições domésticas é de 220 V, então um disjuntor 32A unipolar ou bipolar com potência total de 7 kW é adequado para Operação.

Ressalta-se que pode ser necessário maior consumo de energia, pois durante o funcionamento pode ser necessária a conexão de outros aparelhos elétricos que não foram inicialmente considerados.Para atender a esta situação, um fator multiplicador é utilizado nos cálculos do consumo total.

Digamos que ao adicionar equipamento elétrico adicional fosse necessário aumentar a potência em 1,5 kW. Então você precisa pegar o coeficiente 1,5 e multiplicá-lo pela potência calculada resultante.

Nos cálculos, às vezes é aconselhável usar um fator de redução. É utilizado quando o uso simultâneo de vários dispositivos é impossível.

Digamos que a potência total da fiação da cozinha seja de 3,1 kW. Então o fator de redução é 1, pois é levado em consideração o número mínimo de dispositivos conectados ao mesmo tempo.

Se um dos dispositivos não puder ser conectado a outros, o fator de redução será menor que um.

Passo #2 – cálculo da potência nominal da máquina

A potência nominal é a potência na qual a fiação não desliga.

É calculado usando a fórmula:

M = N * CT * cos(φ),

Onde

• M – potência (Watts);
• N – tensão de rede (Volts);
• ST – intensidade da corrente capaz de passar pela máquina (Ampere);
• cos(φ) – o valor do cosseno do ângulo, que assume o valor do ângulo de deslocamento entre as fases e a tensão.

O valor do cosseno costuma ser igual a 1, pois praticamente não há deslocamento entre as fases de corrente e tensão.

A partir da fórmula expressamos ST:

CT=M/N,

Já determinamos a potência e a tensão da rede normalmente é de 220 Volts.

Se a potência total for 3,1 kW, então:

TC = 3100/220 = 14.

A corrente resultante será de 14 A.

Para cálculos com carga trifásica, utiliza-se a mesma fórmula, mas são levados em consideração os deslocamentos angulares, que podem atingir valores grandes. Geralmente estão indicados no equipamento conectado.

Passo #3 - Calcular a Corrente Nominal

Você pode calcular a corrente nominal usando a documentação da fiação, mas se não estiver disponível, ela será determinada com base nas características do condutor.

Os seguintes dados são necessários para os cálculos:

• quadrado seção transversal do condutor;
• material utilizado nos núcleos (cobre ou alumínio);
• método de colocação.

Em condições domésticas, a fiação geralmente fica localizada na parede.

Para calcular a área da seção transversal você precisará de um micrômetro ou paquímetro. É necessário medir apenas o núcleo condutor, e não o fio e o isolamento

Feitas as medições necessárias, calculamos a área da seção transversal:

S = 0,785 * D * D,

Onde

• D é o diâmetro do condutor (mm);
• S — área da seção transversal do condutor (mm²).

A seguir usamos a tabela abaixo.

Ao determinar de que material os núcleos condutores foram feitos e calcular a área da seção transversal, você pode determinar os indicadores de corrente e potência que a fiação elétrica pode suportar. Dados fornecidos para fiação escondida na parede

Tendo em conta os dados obtidos, selecionamos a corrente de funcionamento da máquina, bem como o seu valor nominal. Deve ser igual ou menor que a corrente operacional. Em alguns casos, é permitido usar máquinas com uma classificação que exceda a corrente efetiva da fiação.

Passo #4 – determinação da característica tempo-corrente

Para determinar corretamente o VTX é necessário levar em consideração as correntes de partida das cargas conectadas.

Os dados necessários podem ser encontrados na tabela abaixo.

A tabela mostra alguns tipos de dispositivos elétricos, bem como a multiplicidade da corrente de partida e a duração do pulso em segundos

De acordo com a tabela, é possível determinar a intensidade da corrente (em Amperes) quando o dispositivo é ligado, bem como o período após o qual a corrente máxima ocorrerá novamente.

Por exemplo, se você pegar um moedor de carne elétrico com potência de 1,5 kW, calcule a corrente de operação para ele a partir das tabelas (será 6,81 A) e, levando em consideração o múltiplo da corrente de partida (até 7 vezes) , obtemos o valor atual 6,81*7=48 (A).

Uma corrente com esta intensidade flui em intervalos de 1-3 segundos. Considerando os gráficos VTK para classe B, você pode observar que se houver sobrecarga, o disjuntor irá desarmar nos primeiros segundos após ligar o picador de carne.

Obviamente, a multiplicidade deste dispositivo corresponde à classe C, portanto deve ser utilizada uma máquina automática com característica C para garantir o funcionamento de um moedor elétrico de carne.

Para necessidades domésticas, normalmente são utilizados interruptores que atendem às características B e C. Na indústria, para equipamentos com grandes correntes múltiplas (motores, fontes de alimentação, etc.), é criada uma corrente de até 10 vezes, por isso é aconselhável usar Modificações D do dispositivo.

Porém, a potência de tais dispositivos, bem como a duração da corrente de partida, devem ser levadas em consideração.

Os interruptores automáticos autônomos diferem dos convencionais por serem instalados em quadros de distribuição separados.

As funções do dispositivo incluem proteger o circuito contra picos de energia inesperados e quedas de energia em toda ou em uma seção específica da rede.

Conclusões e vídeo útil sobre o tema

A escolha do AV de acordo com a característica da corrente e um exemplo de cálculo da corrente são discutidos no vídeo a seguir:

O cálculo da corrente nominal do AV é demonstrado no vídeo a seguir:

As máquinas são instaladas na entrada de uma casa ou apartamento. Eles estão localizados em caixas de plástico duráveis. A presença de AV no circuito elétrico doméstico é garantia de segurança. Os dispositivos permitem o desligamento oportuno da linha de energia se os parâmetros da rede excederem um limite especificado.

Levando em consideração as principais características dos disjuntores, além de fazer os cálculos corretos, você pode fazer a escolha certa deste dispositivo e sua instalação.

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