Eletrotecnia básica instalações elétricas de baixa tensão

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formação

eletrotecnia båsica instalaçþes elÊtricas de baixa tensão JosÊ V. C. Matias Licenciado em Engenharia EletrotÊcnica (IST) ' * + / 78 Autor de livros tÊcnico-didåticos de eletricidade e eletrónica

A proteção das instalaçþes elÊtricas contra sobrecargas e curtos-circuitos deve obedecer a regras que estão explicitadas nas Regras TÊcnicas de Instalaçþes ElÊtricas de Baixa Tensão – RTIEBT. A seleção da corrente estipulada do aparelho de proteção contra sobrecargas faz-se comparando-a com a intensidade måxima admissível na canalização em questão, pois trata-se de regimes permanentes. A escolha da proteção contra curtos-circuitos, que são regimes de funcionamento fortuitos e bruscos, Ê feita comparando o tempo de corte do aparelho de proteção com o tempo que a canalização suporta essa corrente sem se danificar. (continuação da edição anterior)

15.5.3. Proteção contra sobrecargas A proteção contra sobrecargas de uma instalação elÊtrica (seja com fusível ou com disjuntor magnetotÊrmico) estarå assegura

1) A corrente estipulada do dispositivo de proteção (In) deve ser maior ou igual à corrente de serviço da canalização respetiva (IB) e menor ou igual que a corrente måxima admissível na canalização (Iz

Na Figura 31 representa-se uma reta de

indicadas acima, com valores crescentes da esquerda para a direita.

Do exposto, pode concluir-se que os relĂŠs tanto podem funcionar integrados em disjuntores, como independentemente deles com ' : * ; ; casos, a função dele ĂŠ sempre a de “detetarâ€? e dar ordens. SĂŁo, por isso, dois aparelhos que podem ser distintos.

Existem fundamentalmente dois tipos de < < magnetotÊrmico e o disjuntor diferencial. O cÊrebro de qualquer um deles Ê sempre um relÊ. Assim, no disjuntor magnetotÊrmico, o cÊrebro Ê a combinação de um relÊ eletromagnÊtico e de um relÊ tÊrmico. No caso do disjuntor diferencial, o cÊrebro Ê um relÊ diferencial. O disjuntor diferencial serå estudado mais adiante.

# > mensionar a corrente estipulada de um disjuntor magnetotÊrmico para proteger, contra sobrecargas, uma canalização elÊtrica cons ? % @GHJ>K

de 2,5 mm2, em tubo, que vai alimentar uma måquina de lavar. A måquina de lavar tem uma corrente de serviço de 14,2 A.

: 1.ª condição: IB n z

Canalização:

2) A corrente convencional de funcionamento do dispositivo de proteção (I2) deve ser menor ou igual que 1,45 vezes a corrente måxima admissível (Iz Iz z www.oelectricista.pt o electricista 44

IB 0 Dispositivo de proteção:

S = 2,5 mm2 > Iz = 19,5 A Condutores isolados a policloreto de vinilo (PVC), para: * dois condutores carregados * cobre ou alumínio * temperatura da alma condutora: 70° C * temperatura ambiente: 30° C

Secção nominal dos condutores (mm2)

MĂŠtodo de referĂŞncia A

B

C (*)

Condutores de cobre 1,5

14,5

17,5

19,5

2,5

19,5

24

27

4

26

32

36

6

34

41

46

Quadro 28 Correntes admissĂ­veis, em amperes, para os mĂŠtodos de referĂŞncia A, B e C.

2) Escolha da corrente estipulada do disjun % & entre os valores normalizados â&#x20AC;&#x201C; 6 A, 10 A, 16 A, 20 A, 25 A, 32 A, e muitos outros e ser maior ou igual que IB = 14,2 A. Logo, a corrente estipulada serĂĄ de 16 A.

Corrente admissĂ­vel

Corrente de serviço

IB n z

1) Determinação de Iz !" #

RTIEBT â&#x20AC;&#x201C; e considerando o MĂŠtodo de ReferĂŞncia A â&#x20AC;&#x201C; canalização embebida â&#x20AC;&#x201C; para condutores de cobre de secção igual a 2,5 mm2, $

IZ IN

Corrente estipulada

Figura 31 Seleção da proteção contra sobrecargas.

Corrente convencional de funcionamento

1,45 IZ I2

I

30

formação 143 â&#x20AC;&#x201C; para os condutores de cobre isolados a polietileno reticulado ou a etileno-propileno; 76 â&#x20AC;&#x201C; para os condutores de alumĂ­nio isolados a policloreto de vinilo; 89 â&#x20AC;&#x201C; para os condutores de alumĂ­nio isolados a borracha butĂ­lica; 94 â&#x20AC;&#x201C; para os condutores de alumĂ­nio isolados a polietileno reticulado ou a etilenopropileno; Conforme vimos jĂĄ em ponto anterior, a proteção contra curtos-circuitos pode ser feita por fusĂ­vel ou por disjuntor. Na Figura 32 representa-se a curva caraterĂ­stica de um fusĂ­vel e a curva de fadiga tĂŠrmica da canaliza W % : cc2 > Icc1 > ; o tempo de fusĂŁo do fusĂ­vel (t2f) ĂŠ inferior ao tempo t2c que a canalização pode suportar Icc2, % ; Y W W % :

Resolução: a) Cålculo do poder de corte do disjuntor: O cålculo da corrente de curto-circuito måxima exige que a resistência elÊtrica de todas as Y < ^ % "! [ \ % ; $

Rm,82,5ÂşC = Rm,20ÂşC _ ` _ : k ! # w y G G _ ` G GG k"! # !G w y G G ! y G G{ ] U0

Icc,mĂĄx =

=

Rm,82,5ÂşC

230

= 4600 A = 4,6 kA

0,06

~ < Y * 8 % % % rior a 4,6 kA, pelo que escolheríamos um disjuntor com poder de corte normalizado de 6 kA. De acordo com as RTIEBT, este disjuntor pode ter um poder de corte inferior desde que o aparelho de proteção a montante proteja a canalização contra o excesso de corrente diferencial. b) Cålculo de Icc,mín e do tempo de corte > ?

Y W 8 ; Â&#x20AC;

mais a jusante dessa canalização, portanto junto ao recetor (neste caso, a mĂĄquina de lavar). Ă&#x2030;, % / %  Y W

t

Zfase,20Âş C = Zneutro,20Âş C = l .

t3f

L S

= 0,018 x

*

12

y G G"{ ] 2,5

Fase

Canalização

ICC,mĂĄx

Carga ICC,mĂ­n

ML

Neutro

t3C t1 t2C

Curva C fadigatÊrmica canalização

t2f

Curva F funcionamento fusĂ­vel

Icc3

Icc1

Icc2

Figura 34 Correntes de curto-circuito

Zcondutores,20Âş C y ! Â&#x20AC; G G"{ y G H!" ]

I

Figura 32 Curva de funcionamento de fusível e curva de fadiga tÊrmica de uma canalização.

Na Figura 33 representa-se a curva caraterĂ­stica de um disjuntor e a curva de fadiga 8 Y W % : cc > Ia,

> ; % W < tor Ê inferior ao tempo que a canalização % % % ; Y W

entĂŁo protegida.

mĂĄxima e mĂ­nima.

/ >

% ; % condutores tambĂŠm aumenta, fazendo aumentar tambĂŠm a resistĂŞncia elĂŠtrica dos conduto : YW 8 / Â&#x201A; 8 ; se dĂĄ o curto-circuito. No cĂĄlculo de Icc,mĂ­n, considera-se a temperatura de 145Âş C como valor a Y J\Â&#x192; % % % Â&#x201A; cia elĂŠtrica, a 20Âş C, por um fator de 1,5.

Zcanaliz,145ÂşC = Zcanaliz,,20ÂşC _ ` _ . (t2 â&#x20AC;&#x201C; t1 w y G H!" _ ` G GG k # !G w y y G H!" y G ! Â&#x201E;! ]

% Â * $8 % % [ \ $ > Zm,145ÂşC = Zm,,20ÂşC y G G y G G{ ]

t

> ? Â&#x20AC; Y W / Icc a

C

U0

Icc,mĂ­n =

D1 Ia

I

Figura 33 W Y W tos-circuitos, por disjuntor magnetotĂŠrmico; C - Cur-

=

Zm ` Â&#x2039;condutores

230 G G{ ` G ! Â&#x201E;!

= 720,3 A

~ % /Â&#x20AC; ; Y W % > / t=

K.S Icc,mĂ­n

2

=

115 x 2,5

2

= 0,159 s (<<5 s e > 0,1 s)

720,3

va I (t) correspondente à solicitação tÊrmica admissível nos condutores protegidos; D1 - Curva I (t) de funcionamento do disjuntor.

# J ; disjuntor utilizado na proteção contra sobrecargas da måquina de lavar do problema anterior tambÊm protege a canalização contra curtos-circuitos, sabendo que a resistência 8 Y W * !G[ \ 8 G G ] % lização que alimenta a måquina de lavar Ê de 8 metros. www.oelectricista.pt o electricista 44

\ > ; Y W % > % 0,1 s < t < 5 s. * ; ; W /

% ; disjuntor jĂĄ protegia o circuito contra sobrecargas e, alĂŠm disso, tĂ­nhamos escolhido um disjuntor com poder de corte superior Ă corrente de curto-circuito mĂĄxima Icc,Max no ponto onde estĂĄ k * : % W Â $ > % ' '

1) Utilizando apenas um disjuntor magnetotĂŠrmico; 2) K Y

$ ' ? ` < : *

$ %Â&#x2C6;$ $ Â&#x2030; outros locais, utiliza-se geralmente o disjuntor magnetotĂŠrmico. Nas zonas fabris onde hĂĄ geral

/; 8 Y >

$ ' ? k Â&#x160; ` < :