DISPOSITIVO DE PROTEÇÃO - DR

Segundo dados da ABRACOPEL, em 2011 no Brasil houveram 298 mortes causadas por choques elétricos, além de 265 incêndios tendo como causa provável a eletricidade. Boa parte destes acidentes poderia ter sido evitada com a adoção de um simples dispositivo: O DR.

Um dispositivo de corrente diferencial-residual (dispositivo DR) é um equipamento de proteção que detecta em um circuito a existência de uma fuga à terra e provoca o seccionamento do circuito quando o valor da corrente diferencial ultrapassa um valor definido.
Fig. 1 – O DR.
Os dispositivos DR´s constituem-se no meio mais eficaz de proteção de pessoas (e de animais domésticos) contra choques elétricos. São o único meio ativo de proteção contra contatos diretos e, na grande maioria dos casos, o meio mais adequado para proteção contra contatos indiretos. Segundo a NBR 5410, o uso de DR’s com corrente diferencial-residual nominal igual ou inferior a 30 mA é reconhecido como proteção adicional contra choques elétricos.
Os dispositivos DR também podem exercer a proteção contra incêndio e constituir-se em “vigilantes” da qualidade da instalação, quando sua corrente diferencial-residual nominal for de 300 mA.

Princípio de Fucionamento
O dispositivo DR detecta a soma fasorial das correntes que percorrem os condutores vivos de um circuito em um determinado ponto. Os condutores são montados de maneira radial, formando um transformador toroidal de excelentes características ferromagnéticas, capaz de detectar correntes de fuga à terra.
Fig. 2 – Transformador toroidal. 

A corrente diferencial-residual (IDR) detectada provoca a interrupção do circuito quando seu valor ultrapassa um valor preestabelecido, chamado de corrente diferencial-residual de atuação (IΔN). Em uma eventual fuga à terra, origina-se um fluxo no núcleo magnético que aciona um relé, o qual atua sobre o mecanismo que executa a abertura dos contatos principais.
Fig. 3 – Construção interna de um DR.
Locais de Aplicação
 A seção 5.1.3.2.2 da NBR 5410 estabelece alguns casos em que o uso de dispositivo diferencial-residual de alta sensibilidade como proteção adicional é obrigatório. ”Qualquer que seja o esquema de aterramento, deve ser objeto de proteção complementar contra contatos diretos por dispositivos a corrente diferencial-residual (dispositivos DR) de alta sensibilidade, isto é, com corrente diferencial residual IΔN igual ou inferior a 30 mA”:
a) Os circuitos que sirvam a pontos situados em locais contendo banheira e chuveiro;
b) Os circuitos que alimentam tomadas de corrente situadas em áreas externas à edificação;
c) Os circuitos de tomadas de corrente situadas em áreas internas que possam vir a alimentar equipamentos no exterior;
d) Os circuitos de tomadas de corrente de cozinhas, copas-cozinhas, lavanderias, áreas de serviço, garagens, e no geral, a todo local interno molhado em uso normal ou sujeito a lavagens.”
Padrões internacionais

Tendo como base as normas IEC 61008-1, IEC 61009-1 e IEC 60947-2, podemos dividir os DRs em três tipos, sendo:
Tipo I – Dispositivos que operam sem proteção de sobrecorrente, para proteção residencial e similar
Fig. 4 – DR sem proteção de sobrecorrente.
Tipo II – Dispositivos que operam com proteção de sobrecorrente incorporada, para proteção residencial e similar.

Fig. 5 – DR com proteção de sobrecorrente incorporada.
Tipo III – Dispositivos de corrente diferencial residual com toróide externo: usado em plantas industriais com elevadas correntes de fuga à terra. São compostos por um relé conectado a um toróide externo com enrolamento para detecção de corrente residual. No caso de falha à terra, um sinal comanda o mecanismo de abertura de um dispositivo de seccionamento de potência (disjuntor ou contator). Uma característica comum nestes dispositivos é a possibilidade de ajustar-se o nível de corrente de fuga e também definir um tempo de atraso (Delay) para a atuação da proteção. Esta função é especialmente útil na proteção de motores de indução trifásicos, os quais podem apresentar elevadas correntes de fuga no momento da partida.

Fig. 6 – DR com ajuste de corrente de fuga e atraso de tempo.
Classificação

Quanto ao tipo de proteção, os DRs podem ainda ser subdivididos nos seguintes tipos:
a) Quanto ao tipo de falta possível de se detectar:
- Tipo AC: a abertura é garantida para correntes residuais alternadas senoidais
- Tipo A: a abertura é garantida para correntes residuais alternadas senoidais e correntes residuais pulsantes (retificadas meia-onda)
- Tipo B: A abertura é garantida para correntes residuais contínuas, para correntes residuais alternadas senoidais e correntes residuais pulsantes
b) Quanto ao tempo de operação:
- Tipo Instantâneo
- Com tempo de atraso (tipo S)

Critérios para instalação

Os DRs poderão ser instalados em sistemas de aterramento do tipo TT e TN-S. Para sistemas IT, o DR poderá ser instalado, entretanto as correntes de fuga nestes sistemas são naturalmente limitadas. Para os métodos TN-C e IT Médico, o dispositivo não poderá ser instalado (conforme NBR 13534:2008).
 
As seções a seguir ilustram algumas maneiras de efeuar a ligação de DRs de dois e quatro pólos, em diferente níveis de tensões.
Redes Monofásicas com Neutro (127 V e 220 V) e trifásicas com neutro (220 V e 380 V)

Nestes casos, a linha de entrada pode ser conectada nos terminais inferiores ou superiores, sendo todos os condutores de fase, incluindo o neutro, conectados ao dispositivo.
O condutor de terra nunca deverá ser ligado ao dispositivo residual, bem como o neutro em sua saída nunca deverá ser ligado ao condutor de terra em nenhum ponto da instalação.
Um dispositivo tetrapolar poderá ser utilizado como bipolar, desde que este seja conectado corretamente.
Fig. 7 – Possibilidades de conexão do DR em redes monofásicas e trifásicas com neutro.

Redes Monofásicas sem Neutro (220 V e 380 V)

Para os interruptores bipolares, os cabos de entrada devem ser conectados nos terminais 1-3 e os cabos de saída devem ser conectados nos terminais 2-4.
No caso de interruptores tetrapolares, os cabos de entrada devem ser conectados nos terminais 5-7 e os cabos de saída conectados nos terminais 6-8, ficando o restante dos terminais sem conexão.
Fig. 8 – Possibilidades de conexão de DRs em linhas monofásicas sem neutro.

Botão de Teste

Por tratar-se de um dispositivo de segurança nas instalações elétricas, a função Diferencial-Residual do equipamento deverá ser testada periodicamente (recomenda-se uma vez ao mês). Para efetuar tal função, o DR dispões de um botão de teste, capaz de “simular” uma fuga à terra.
Conclusão

Além de ser um equipamento de uso obrigatório no Brasil de acordo com a NBR 5410, o DR pode salvar vidas e proteger o patrimônio, de maneira segura e econômica.
Fonte: ABB

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INSTALAÇÃO DE DISJUNTORES

   Os disjuntores são equipamentos de suma importância para a proteção de um sistema elétrico, seja ele residencial, comercial ou industrial e também do patrimônio e de seus Usuários (As pessoas).

   Para se obter uma exata atuação de um disjuntor em relação a um circuito que ele protege é de grande importância que se faça um dimensionamento.

   Para se obter esse dimensionamento do disjuntor em plena integração com o circuito, deve-se fazer um levantamento das cargas na grandeza em watts. Devemos obter a grandeza também em Volts.

   Por ex: Vamos fazer uma ampliação em nossa residência, iremos instalar mais 20 lâmpadas Led de 25W e a tensão de nosso sistema de distribuição nos fornece 220V.

  Pegamos um dos mais simples formulas de cálculos de dimensionamentos que é W/V=A
Sendo V tensão elétrica em Volts.
Sendo W potência elétrica em Watts.
Sendo A corrente elétrica em Amperes.

  Agora pegamos os dados e vamos a formula: 20x25W=500W
Tensão de elétrica local: 220 V

  Temos W/V=A - 500W/220V = 2,73A

  Temos já um dado para nosso circuito de lâmpadas e podemos dimensionar um disjuntor aproximado de 6A, já que não há disjuntores menores.

   Mas ainda não terminou nosso trabalho temos que ver que fio vai ser usado para esse circuito em questão.

O que é a capacidade de corrente de um cabo?


   É a maior corrente, em regime permanente, que um condutor suporta sem que a temperatura do mesmo ultrapasse a temperatura máxima suportada pela isolação (temperatura de trabalho).
   Depende do material do condutor, do material da isolação, da construção do cabo, da temperatura ambiente e da forma como está instalado.
A NBR 5410 apresenta tabelas de capacidade de corrente para vários métodos de instalação de baixa tensão.
   O mais fácil e também muito preciso é utilizar tabela de cabos aonde já se é dimensionado a resistência do condutor em relação a corrente de suporte.
Como por exemplo uma tabela simples como essa abaixo:

    Ou fazer um calculo de resistência elétrica, que também há diversas formulas a serem utilizadas dependendo do sistema a ser utilizado.
    Mas se quiser utilizar as formulas deve seguir uma sequencia de resultados dentro de diversas formulas para se obter a seção de condutor exata e ai ver em uma tabela como essa acima qual fio pode se aproximar. Abaixo as formulas, bom proveito!
 Para circuitos monofásicos em corrente alternada:
Intensidade de corrente:
I = ( U cosq ) / R I = U / Z
I = P / ( U cosq ) I = N / U
Tensão:
U = ( R I ) / cosq U = N / I
U = P / ( I * cosq)
Resistência R = ( U * cosq ) / I
Reatância X = ( U * senq ) / I
Impedância
Potência ativa P = U * I * cosq
Potência reativa Q = U * I * senq
Potência aparente N = U * I
Resistência ôhmica por fase Rf = l / ( s * S )
Queda de tensão DU = 2 * Rf * I * cosq
Queda de tensão em % DU% = 100 * DU / U
Seção do condutor S = ( 2 * I * l * cosq) / ( s * DU)

SIMBOLOGIA
U = tensão em volts (V)
I = corrente em ampères (A)
R = resistência em ohms (W)
P = potência em watts (W)
Q = potência reativa em Volt ampères reativos (VAr)
N = potência aparente em Volt ampères (VA)
cosq = fator de potência - f.p.

Finalizando, não deixe de usar disjuntores e componentes elétricos de boa qualidade em sua residência ou comercio, sempre contrate um profissional habilitado e que esteja regular com as entidades fiscalizadoras que lhe possa te dar pelo menos uma ART do serviço e que possa lhe apresentar um projeto ou croqui de sua instalação, ou contrate uma empresa especializada em projetos/execução de sistemas elétricos. Porque meus caros amigos depois ninguém é culpado quando houver problemas em sua instalação elétrica.
Abaixo um CD com disjuntores bem simples e eficiente para residência, ainda pode ser acrescentado os disjuntores residuais os chamados DR para certos circuitos caso queira ter ainda mais proteção, não recomendo usar DR como geral, devido que ele é muito perceptível as ondas residuais e os equipamentos de resistência, como chuveiros e geladeiras, fornos ou micro-ondas fazem com que ele atue abrindo do o sistema geral da rede elétrica, é melhor usar em individual e em circuitos estáveis. Um bom aterramento sempre é necessário, mais isso fica pra outro post.


Volnei Reis Projetos Elétricos.


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