Capítulo III – Estudo dos dispositivos deseccionamento, protecção e aterramento
Caixas de                 protecção das                 saídas                   Caixas de                   barramentosCa...
Protecção das instalações eléctricas
Tipos de ProtecçãoA previsão de situações de defeito (curto-circuito) ou deutilização excessiva dos circuitos (sobrecarga)...
Protecção contra sobrecargasSe a corrente eléctrica de serviço (IS) ultrapassar o valor máximo (Iz) permitidonos condutore...
Protecção contra sobrecargasA protecção contra sobrecargas das canalizações eléctricas é assegurada se ascaracterísticas d...
Protecção contra sobrecargasDevem ser satisfeitas simultaneamente as seguintescondições:                 Is ≤ In ≤ Iz e If...
Protecção contra curto-circuitosA protecção contra curto-circuitos das canalizações eléctricas é assegurada se ascaracterí...
Regra do tempo de corte: o tempo de corte resultante de um curto-circuito emqualquer ponto do circuito não deverá ser supe...
Procedimento1 - Calcular a corrente de serviço.2 - Seleccionar a protecção que satisfaz In>Is3 - Escolher uma secção, de m...
Aparelhos de protecção contra            sobreintensidadesPara proteger os circuitos contra sobreintensidades (sobrecargas...
Disjuntores de baixa tensãoUm disjuntor é constituído pelo relé, com umórgão de disparo (disparador) e um órgão decorte ( ...
Características dos disjuntores• Corrente estipulada (vulgarmente designada por calibre): valor para o qual  o disjuntor n...
FusíveisUm corta – circuitos (fusível) é constituído por um fio ou lâmina condutora,dentro de um invólucro.O fio ou lâmina...
Tipos de fusíveis• Fusíveis de acção lenta – tipo gG  Estes fusíveis são do “tipo Geral” e designam-se por fusíveis de acç...
Características dos fusíveis•   Corrente estipulada (In) é a intensidade de corrente que o fusível pode    suportar perman...
Exercício de aplicaçãoSeleccione o calibre (In) do disjuntor de protecção contra sobrecargas de uma canalizaçãoconstituída...
SobretensãoAs sobretensões (aumento da tensão) podem ser de origemexterna (descarga atmosférica nas linhas) ou de origem i...
Descarregador de SobreTensãoPara a protecção contra sobretensões usa-se um descarregadorde sobretensões (DST) a instalar à...
SubtensãoAs subtensões (abaixamento da tensão) podem ocorrer por:- Excesso de carga ligada (originando quedas de tensão na...
Coordenação e selectividade da protecçãoDiz-se que há selectividade dos aparelhos de protecção quando emcaso de defeito ap...
Selectividade dos aparelhos de protecçãoSelectividade entre corta-circuitos fusível:INF1 ≥ 3 x INF2Selectividade entre dis...
Sistemas de aterramento. Escolha do regime de neutro.Em baixa tensão faz-se referência à posição eléctrica do neutro e das...
A segunda letra indica a posição eléctrica das massas dos aparelhos deutilização:- T = ligação à terra das massas dos apar...
Sistema TTNeste sistema, o neutro do transformador está ligado directamente àterra e as massas dos aparelhos de utilização...
Sistema TNNeste sistema, quando a massa fica sob tensão a corrente de defeitoproduzida só afecta o anel constituído entre ...
Sistema ITNeste sistema, o neutro não está directamente ligado à terra. As massassão por seu lado ligadas à terra. Um exem...
TensõesA intensidade da corrente que atravessa uma impedância dependedirectamente da tensão aplicada sendo assim surge a n...
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Instalações electricas e prediais aula3

  1. 1. Capítulo III – Estudo dos dispositivos deseccionamento, protecção e aterramento
  2. 2. Caixas de protecção das saídas Caixas de barramentosCaixa de cortegeral
  3. 3. Protecção das instalações eléctricas
  4. 4. Tipos de ProtecçãoA previsão de situações de defeito (curto-circuito) ou deutilização excessiva dos circuitos (sobrecarga), leva ànecessidade da protecção contra sobreintensidades, atravésda instalação de fusíveis, disjuntores magneto-térmicos(DTM) e diferenciais (DR).Os principais tipos de defeitos que podem ocorrer numcircuito são:-Sobretensões-Sobreintensidades-Subtensões
  5. 5. Protecção contra sobrecargasSe a corrente eléctrica de serviço (IS) ultrapassar o valor máximo (Iz) permitidonos condutores diz-se que há uma sobreintensidade.Por exemplo, demasiados aparelhos ligados simultaneamente nummesmo circuito podem originar uma sobrecarga que é uma sobreintensidadeem que a corrente de serviço no circuito é superior ou ligeiramente superior àintensidade máxima permitida nos condutores (IS>Iz).Se, por exemplo, dois pontos do circuito com potenciais eléctricosdiferentes entram em contacto directo entre si estamos na presença de umcurto – circuito que é uma sobreintensidade em que a corrente de serviço nocircuito é muito superior à intensidade máxima permitida nos condutores(IS>>Iz).
  6. 6. Protecção contra sobrecargasA protecção contra sobrecargas das canalizações eléctricas é assegurada se ascaracterísticas dos aparelhos de protecção respeitarem simultaneamente as seguintescondições:A corrente estipulada do dispositivo de protecção (I n) seja maior ou igual à corrente deserviço da canalização respectiva (IS) e menor ou igual que a corrente máximaadmissível na canalização (IZ). IS ≤ I n ≤ IZA corrente convencional de funcionamento do dispositivo de protecção (If) seja menorou igual que 1,45 a corrente máxima admissível na canalização (I Z). If ≤ 1,45 IZ 6
  7. 7. Protecção contra sobrecargasDevem ser satisfeitas simultaneamente as seguintescondições: Is ≤ In ≤ Iz e If ≤ 1,45 IzIs corrente de serviço (A)Iz corrente máxima admissível na canalização (A)In calibre da protecção (A)If corrente convencional de funcionamento da protecção (A)Nota: o valor de Is é calculado em função da carga prevista para a canalização, Izdepende da secção e das condições de instalação do cabo e In e If são característicasda protecção escolhida. O valor de Iz obtém-se de tabelas fornecidas pelos fabricantesde cabos eléctricos
  8. 8. Protecção contra curto-circuitosA protecção contra curto-circuitos das canalizações eléctricas é assegurada se ascaracterísticas dos aparelhos de protecção respeitarem simultaneamente as seguintescondições:Regra do poder de corte: o poder de corte não deve ser inferior à corrente de curto-circuito presumida no ponto de localização. Icc ≤ Pdc onde 1,5 é a correcção das resistências e Un=220 V. 8
  9. 9. Regra do tempo de corte: o tempo de corte resultante de um curto-circuito emqualquer ponto do circuito não deverá ser superior ao tempo correspondente à elevaçãoda temperatura do condutor ao seu máximo admissível.Para curto-circuitos de duração até 5s, o tempo aproximado correspondente à elevaçãoda temperatura do condutor ao seu máximo admissível é dado pela expressão: √t = Kx (S / Icc)t - tempo expresso em segundosS – secção dos condutores em mm2Icc – corrente de curto-circuito em A, para um defeito franco no ponto mais afastado docircuito.K – constante, variável com o tipo de isolamento e da alma condutora, igual a 115 paracondutores de cobre e isolamento em PVC.Nota: Os regulamentos impõem 5s como tempo máximo de actuação das protecções,independentemente das outras condições.
  10. 10. Procedimento1 - Calcular a corrente de serviço.2 - Seleccionar a protecção que satisfaz In>Is3 - Escolher uma secção, de modo a ter Iz>In4 - Verificar a condição If ≤ 1,45 Iz. Caso não se verifique,aumentar a secção e repetir a verificação.5 - Verificar as condições de curto-circuito. Caso não severifiquem, aumentar a secção e repetir a verificação.Nota: Estes passos garantem que seja atingida uma solução admissível. No entanto,em algumas situações, pode-se considerar alterações tais como disjuntores em vez defusíveis, cabos em paralelo, mudança do tipo de cabo, etc.
  11. 11. Aparelhos de protecção contra sobreintensidadesPara proteger os circuitos contra sobreintensidades (sobrecargas ou curto –circuitos) são usados disjuntores magnetotérmicos ou corta circuitosfusíveis que interrompem automaticamente a passagem da corrente nocircuito, evitando um sobreaquecimento dos condutores que pode originar umincêndio.
  12. 12. Disjuntores de baixa tensãoUm disjuntor é constituído pelo relé, com umórgão de disparo (disparador) e um órgão decorte ( o interruptor) e dotado também deconvenientes meios de extinção do arcoeléctrico (câmaras de extinção do arcoeléctrico).Como disjuntor mais vulgar fabrica-se odisjuntor magnetotérmico que possui um reléelectromagnético que protege contra curto –circuitos e um relé térmico, constituído por umalâmina bimetálica, que protege contrasobrecargas.
  13. 13. Características dos disjuntores• Corrente estipulada (vulgarmente designada por calibre): valor para o qual o disjuntor não actua. Correntes estipuladas: 6 – 10 – 16 – 20 – 25 – 32 – 40 – 50 – 63 – 80 – 100 – 125 A.• Corrente convencional de não funcionamento: valor para o qual o disjuntor não deve funcionar durante o tempo convencional.• Corrente convencional de funcionamento: valor para o qual o disjuntor deve funcionar antes de terminar o tempo convencional.• Poder de corte : corrente máxima de curto-circuito que o disjuntor é capaz de interromper sem se danificar. Os poderes de corte estipulados normalizados são: 1,5 – 3 – 4,5 – 6 – 10 KA EXEMPLO: Calibre Corrente convencional de Corrente convencional de Poder de corte (In) não funcionamento (Inf) funcionamento (I2) (Pdc) 16 A 18 A (1,13 x In) 23 A (1,45 x In) 6 KA Para uma corrente estipulada do disjuntor ≤ 63A o tempo convencional é de 1 hora, para uma corrente estipulada > 63 A o tempo convencional é de 2 horas.
  14. 14. FusíveisUm corta – circuitos (fusível) é constituído por um fio ou lâmina condutora,dentro de um invólucro.O fio ou lâmina condutora (prata, cobre, chumbo…) é calibrado de forma apoder suportar sem fundir, a intensidade para a qual está calibrado.Se a intensidade ultrapassar razoavelmente esse valor, ele deve fundir(interrompendo o circuito) tanto mais depressa quanto maior for o valor daintensidade da corrente. Fio condutor 15
  15. 15. Tipos de fusíveis• Fusíveis de acção lenta – tipo gG Estes fusíveis são do “tipo Geral” e designam-se por fusíveis de acção lenta. São previstos para protecção contra sobrecargas e contra curto – circuitos. Fusível do tipo Gardy Fusível do tipo cartucho• Fusíveis de acção rápida – tipo aM São previstos para a protecção contra curto – circuitos. Não funcionam para pequenas e médias sobrecargas. Fusível do tipo cilíndrico Tamanhos mais usuais: 8,5 x 31,5; 10,3 x 38; 14 x 51; 22 x 58 mm 16
  16. 16. Características dos fusíveis• Corrente estipulada (In) é a intensidade de corrente que o fusível pode suportar permanentemente sem fundir.• Corrente convencional de não funcionamento (Inf) valor da corrente para o qual o fusível não deve funcionar durante o tempo convencional.• Corrente convencional de funcionamento (If) valor da corrente para o qual o fusível deve funcionar antes de terminar o tempo convencional• Poder de corte (Pdc) é a máxima intensidade de corrente que o fusível é capaz de interromper, sem destruição do invólucro do elemento fusível.• Tensão nominal (Un) é a tensão que serve de base ao dimensionamento do fusível, do ponto de vista do isolamento eléctrico. 17
  17. 17. Exercício de aplicaçãoSeleccione o calibre (In) do disjuntor de protecção contra sobrecargas de uma canalizaçãoconstituída por condutores H07V-U com secção de 2,5 mm 2, em tubo, que vai alimentar umamáquina de lavar roupa cuja intensidade de serviço (IS) é de 14,6 A.IS = 14,6 As = 2,5 mm2 → IZ = 19,5 A (Quadro 52-C1 - Parte 5 / Anexos das RTIEBT)1ª condição: IS ≤ I n ≤ I ZA intensidade nominal do disjuntor (In) terá que ser maior ou igual a 14,6 A (IS). Sabendo que ascorrentes estipuladas dos disjuntores são de 6 – 10 – 16 – 20 – 25 – 32 – 40 …encontramos nessasituação o disjuntor com uma intensidade nominal de 16 A. Assim, a 1ª condição está verificada: 14,6 < 16 < 19,52ª condição: If ≤ 1,45 x IzA corrente convencional de funcionamento (If) do disjuntor de 16 A é de 23 A (1,45 x In). A 2ªcondição está verificada já que: 23 ≤ 1,45 x 19,5 23 < 28,3 18O calibre ou a intensidade nominal do disjuntor a utilizar seria de 16A.
  18. 18. SobretensãoAs sobretensões (aumento da tensão) podem ser de origemexterna (descarga atmosférica nas linhas) ou de origem interna(falsas manobras, deficiências de isolamento com linhas detensão mais elevada).As sobretensões são geralmente bruscas e podem danificar aaparelhagem eléctrica, particularmente a de informática e deelectrónica. 19
  19. 19. Descarregador de SobreTensãoPara a protecção contra sobretensões usa-se um descarregadorde sobretensões (DST) a instalar à entrada da instalação (amontante ou a jusante do dispositivo diferencial). Este tipo deprotecção é recomendada quando as instalações foremabastecidas por redes aéreas de distribuição em BT (condutoresnus ou torçadas) e quando a segurança de bens e/ou acontinuidade de serviço forem relevantes. N F PE 20
  20. 20. SubtensãoAs subtensões (abaixamento da tensão) podem ocorrer por:- Excesso de carga ligada (originando quedas de tensão nas linhas e cabos)- Desequilíbrio acentuado na rede trifásica- Rotura de uma das fases- Contactos à terra de uma fase 21
  21. 21. Coordenação e selectividade da protecçãoDiz-se que há selectividade dos aparelhos de protecção quando emcaso de defeito apenas actua o aparelho de protecção imediatamentea montante do defeito.Na prática a selectividade é garantida se:• A intensidade nominal do corta circuito fusível colocado a montante for igual ou maior a três vezes a intensidade nominal do corta-circuitos fusível colocado a jusante (selectividade entre corta-circuitos fusível).• A intensidade nominal do disjuntor colocado a montante for igual ou maior a duas vezes a intensidade nominal do disjuntor colocado a jusante (selectividade entre disjuntores).• As curvas características do aparelho de protecção contra sobrecargas e do aparelho de protecção contra curto-circuitos forem tais que actue o primeiro aparelho situado a montante (selectividade entre disjuntores e corta – circuitos fusível).• O neutro não deve ser seccionado. No caso de ser necessário seccionar o neutro, deve-se faze-lo após as fases e nunca antes. 22
  22. 22. Selectividade dos aparelhos de protecçãoSelectividade entre corta-circuitos fusível:INF1 ≥ 3 x INF2Selectividade entre disjuntores: DefeitoIND1 ≥ 2 x IND2 DefeitoSelectividade entre disjuntores e corta – circuitos fusível Defeito 23
  23. 23. Sistemas de aterramento. Escolha do regime de neutro.Em baixa tensão faz-se referência à posição eléctrica do neutro e dasmassas, o que determina o regime de neutro da instalação, mediante autilização de uma sigla constituída por duas letras.A primeira letra indica a posição eléctrica do neutro do transformadorde alimentação em relação à terra:- T = ligação à terra num ponto do sistema eléctrico (normalmente ocentro da estrela do transformador MT/BT com enrolamentos Δ/Y);- I = sistema isolado da terra ou impedante (neutro isolado da terra ouligado à terra através de uma impedância de elevado valor);
  24. 24. A segunda letra indica a posição eléctrica das massas dos aparelhos deutilização:- T = ligação à terra das massas dos aparelhos de utilização, terra essadiferente da do transformador;- N = ligação das massas ao neutro do transformador, o qual por suavez está ligado à terra.Nota: O regime do neutro de uma instalação é portanto escolhido a partir dos3 sistemas disponíveis, ou seja, sistema TT, sistema TN e sistema IT.
  25. 25. Sistema TTNeste sistema, o neutro do transformador está ligado directamente àterra e as massas dos aparelhos de utilização estão ligadas a uma terraelectricamente distinta.
  26. 26. Sistema TNNeste sistema, quando a massa fica sob tensão a corrente de defeitoproduzida só afecta o anel constituído entre o condutor de fase e ocondutor de protecção. Sendo assim, distingue-se dois tipos de ligações:Sistema TN-C no qual o neutro e o Sistema TN-S no qual o condutorcondutor de protecção são neutro e o condutor de protecção sãocombinados num só condutor. distintos
  27. 27. Sistema ITNeste sistema, o neutro não está directamente ligado à terra. As massassão por seu lado ligadas à terra. Um exemplo típico de utilização destesistema é o caso de instalações com posto de transformação privativo,em que se pretende garantir maior fiabilidade na continuidade deserviço.
  28. 28. TensõesA intensidade da corrente que atravessa uma impedância dependedirectamente da tensão aplicada sendo assim surge a necessidade declassificar as diversas tensões que constituem perigo para os utentes dainstalação.1.Tensão nominal (Vn) é o valor da fase em relação ao neutro. No sistema TTe TN é de 220v.2.Tensão de falta (Vf) aparece quando há falha de isolamento entre o neutro eo eléctrodo de terra.3.Tensão de contacto (VB) ocorre acidentalmente quando há falha deisolamento entre duas partes simultaneamente acessíveis.4.Tensão de passo aparece ao redor do eléctrodo de terra numa área circularde raio equivalente a um passo (supostamente 1m).Nota: As tensões são directamente proporcionais a tensão nominal, por issoesta grandeza é a base da “filosofia” para a segurança das pessoas.

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