Curso Fundamentos de Eletricidade Industrial

Curso Fundamentos de Eletricidade Industrial

Unidade 3Dimensionamento de circuitos industriais

SENAI/SP1

Dispositivos de proteção, acionamento e sinalização

O dispositivo de proteção é um componente essencial para a instalação elétrica, pois, sem ele, uma simples falha na instalação pode ocasionar um grande incêndio. Até mesmo uma tomada que parece inofensiva ali no canto da sala ou do escritório se torna uma arma de morte se não estiver conectado a ela um dispositivo de proteção. Veja agora os tipos, o funcionamento e as principais características destes dispositivos.

Dispositivos de proteção

Os dispositivos de proteção dos circuitos elétricos podem ser divididos em quatro tipos:• interruptor de corrente de fuga;• fusíveis;• disjuntores;• relês térmicos.

Interruptor de corrente de fuga

O interruptor de corrente de fuga é um dispositivo que faz o desligamento de qualquer circuito que apresente uma corrente de fuga entre 15 e 30 mA. Isso garante a segurança contra incêndios. Apesar de se ter a sensação de choque em caso de contato da fase com o corpo humano, não há risco de vida, caso o circuito seja protegido por esse dispositivo.A ilustração a seguir representa um interruptor de corrente de fuga.



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O interruptor de corrente de fuga possui um transformador de corrente, um disparador e um mecanismo liga-desliga. Ele funciona comparando uma corrente de entrada com uma corrente de saída. Se a diferença estiver entre 15 e 30 mA, o disparador opera em 30 ms.

Ele deve ser ligado de modo que todos os condutores do circuito, inclusive o neutro, passem pelo interruptor. Isso permite a comparação entre as correntes de entrada e de saída e o desligamento da alimentação do circuito em caso de fuga de corrente.

Veja exemplos de esquemas de ligação para interruptores de corrente de fuga nas ilustrações a seguir.

Há interruptores projetados para operar com correntes de fuga de 500 mA, porém eles só protegem as instalações contra riscos de incêndio, não oferecendo segurança contra riscos pessoais.



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Fusíveis

Os fusíveis são dispositivos de proteção destinados a interromper circuitos pelos quais esteja circulando uma corrente de curto-circuito ou sobrecarga de longa duração.Há vários modelos de fusíveis, de diversos fabricantes. Os mais usuais são os do tipo cartucho, faca, diazed e NH.

Os fusíveis são formados por um corpo de material isolante, normalmente fibra prensada ou porcelana, no qual está inserido um fio fusível de chumbo, cobre ou prata, que uma vez fundido por sobrecarga ou curto-circuito interrompe a corrente do circuito.O corpo de material isolante serve de proteção contra acidentes pessoais (choques).Os fusíveis são construídos para várias intensidades de correntes e tensão máxima de serviço até 600 V.

O fio fusível existente no interior do fusível, chamado elo fusível ou lâmina fusível, é o condutor que se funde dentro do fusível e interrompe a corrente do circuito quando há sobrecarga de longa duração ou curto-circuito. Quando ocorrer a queima do elo fusível, o dispositivo deverá se substituído por outro de mesma característica.



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Disjuntores

Disjuntores são dispositivos de manobra e proteção com capacidade de ligação e interrupção de corrente quando surgem no circuito condições anormais de trabalho, como curto-circuito ou sobrecarga.O disjuntor é composto das seguintes partes:• caixa moldada feita de material isolante na qual são montados os

componentes; • alavanca liga-desliga por meio da qual se liga ou desliga manualmente

o disjuntor;• extintor de arco ou câmara de extinção, que secciona e extingue o

arco que se forma entre os contatos quando acontece sobrecarga ou curto-circuito;

• mecanismo de disparo que desliga automaticamente o disjuntor em caso de anormalidade no circuito;

• relê bimetálico que aciona o mecanismo de disparo quando há sobrecarga de longa duração;

• relê eletromagnético que aciona o mecanismo de disparo quando há um curto-circuito.

O disjuntor inserido no circuito funciona como um interruptor. Como o relê bimetálico e o relê eletromagnético são ligados em série dentro do disjuntor, ao ser acionada a alavanca liga-desliga fecha-se o circuito que é travado pelo mecanismo de disparo e a corrente circula pelos dois relês.



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Havendo uma sobrecarga de longa duração no circuito, o relê bimetálico atua sobre o mecanismo de disparo abrindo o circuito. Da mesma forma, se houver um curto-circuito, o relê eletromagnético é que atua sobre o mecanismo de disparo abrindo o circuito instantaneamente. Quando ocorrer o desarme do disjuntor, basta acionar a alavanca de acionamento para que o dispositivo volte a operar, não sendo necessária sua substituição como ocorre com os fusíveis.Quanto às características elétricas, os disjuntores podem ser unipolar, bipolar e tripolar; normalmente para correntes de 6 A, 10 A, 15 A, 20 A, 25 A, 30 A, 35 A, 40 A, 50 A 60 A, 70 A, 90 A, 70 A, 100 A e 150 A.

Eles possuem disparo livre, ou seja, se a alavanca for acionada para a posição ligada e houver um curto-circuito ou uma sobrecarga, o disjuntor desarma.

Observação

O disjuntor deve ser colocado em série com o circuito que irá proteger.



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O tempo de disparo da proteção térmica (ou contra sobrecarga) torna-se mais curto quando o disjuntor trabalha em temperatura ambiente elevada. Isso ocorre normalmente dentro do quadro de distribuição. Por isso, é necessário dimensionar a corrente nominal do disjuntor de acordo com as especificações do fabricante e considerando também essa situação.

Relês térmicos

Esse componente é também denominado de relê bimetálico. Sua função básica é proteger motores ou outros equipamentos contra aquecimento demasiado produzido por sobrecarga. Protege também os motores trifásicos em caso de funcionamento bifásico, ou seja, se faltar uma fase por um motivo qualquer, o motor continuará funcionando, mas ocorrerá uma elevação da corrente das outras duas fases. Essa elevação da corrente provocará um aquecimento do relê, interrompendo o circuito.O relê térmico é constituído basicamente de um bimetal, contato fixo, contato móvel e elemento de arraste conforme ilustração a seguir.

O bimetal é formado pela união de dois metais com coeficientes de dilatação diferentes.Quando esse bimetal é aquecido pela elevação da corrente, curva-se, acionando o contato fechado e abrindo-o.Os dispositivos de proteção são representados pelos símbolos gráficos apresentados na tabela a seguir conforme determina a norma NBR 12523.

NBR 12523/92Fusível(item 3.21.1)

Disjuntor(item 3.13.5)

Relê térmico(item 3.15.21)



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ObservaçãoAntes de substituir ou rearmar qualquer dispositivo de proteção, deve-se sanar as causas que provocaram a interrupção do funcionamento do circuito elétrico.

Dispositivos de acionamento

São considerados como dispositivos de acionamento aqueles direta ou indiretamente responsáveis pelo acionamento de algum equipamento elétrico, como um motor, por exemplo. Nesse grupo de componentes estão as botoeiras, os contatores e as chaves fim de curso.

Botoeiras

Botoeiras ou botões de comando são chaves auxiliares de comando manual que interrompem ou estabelecem um circuito de comando por meio de pulsos. A figura a seguir ilustra um tipo de botoeira.

As chaves auxiliares tipo botoeira são constituídas por botão de acionamento, contatos móveis e contatos fixos.



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A norma NBR 12523/92 define o símbolo gráfico desse componente e a NBR 5280/83, a letra para designação, conforme as ilustrações a seguir.

Contatores

Contatores são dispositivos de manobra mecânica acionados eletricamente, capazes de conduzir ou interromper correntes em condições normais do circuito.Esse componente apresenta várias vantagens, entre elas:• permite acionar equipamentos com maior segurança e precisão; • apresenta grande durabilidade;• é construído para uma elevada freqüência de operação;• pode ser comandado a distância.As figuras que seguem ilustram dois tipos de contatores.



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Através da ilustração simplificada em corte mostrada a seguir, é fácil compreender o funcionamento de um contator.

A bobina, quando alimentada por um circuito externo, cria um campo magnético que é concentrado no núcleo fixo e atrai o núcleo móvel.Nesse deslocamento, através de um acionamento mecânico, fecham os contatos abertos e abrem os contatos fechados.

Chaves fim de curso

Chaves fim de curso são chaves auxiliares de comando usadas para comandar contatores, válvulas, sinalização e outros elementos.



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Esse tipo de dispositivo é constituído por um elemento de acionamento, que pode ser uma alavanca ou haste, que quando acionado permite abrir ou fechar internamente contatos elétricos.

Dispositivos de sinalização

Sinalização é uma forma visual ou sonora de chamar a atenção do operador para uma situação determinada em um circuito, máquina ou conjunto de máquinas.A sinalização pode ser:• luminosa;• sonora.A sinalização luminosa é a mais usada por ser de mais rápida visualização.

A lente do sinalizador deve propiciar bom brilho e, quando a lâmpada está apagada, deve apresentar-se completamente opaca em relação à luz ambiente.A sinalização sonora pode ser feita por meio de buzinas ou campainhas.



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Esse tipo de sinalização é usado normalmente em locais com ruídos, como por exemplo na sinalização de ponte rolante, com a função de chamar a atenção em uma emergência.

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