Proteção Elétrica: Conceitos, Dispositivos e Segurança

Proteção Elétrica

A proteção elétrica destina-se a proteger instalações, equipamentos e pessoas contra os efeitos que podem levar ao mau funcionamento ou danos em uma instalação.

Efeitos da Corrente Elétrica no Corpo Humano

Basicamente, os parâmetros que indicam o grau de perigo são:

• A intensidade da corrente elétrica.
• A duração do fluxo de corrente no corpo.

Tipos de Contatos Elétricos

• Contato Direto: Ocorre quando há contato com partes vivas da instalação ou equipamentos sob tensão elétrica.
• Contato Indireto: É produzido em uma instalação com defeito, através de uma massa condutora que, devido a uma falha de isolamento, é submetida a uma tensão em relação ao solo.

Aterramento

O aterramento é uma conexão elétrica direta de uma massa de um circuito elétrico ou de partes condutoras pertencentes ao mesmo, permitindo a passagem da corrente de falta à terra e a descarga de origem atmosférica.

Sistemas de Aterramento

• Esquema TN-C: As funções de neutro e de proteção são combinadas em um único condutor em todo o esquema.
• Esquema TT: Possui um ponto compensador na alimentação geral, neutro ou ligado diretamente à terra. A massa é conectada a um aterramento na loja de alimentação.

Proteção Contra Intensidades (Sobrecarga e Curto-Circuito)

A proteção contra intensidades pode ser de dois tipos: sobrecarga e curto-circuito.

• Sobrecarga: É causada por excesso de demanda de corrente. A duração da sobrecarga pode variar de alguns segundos a várias horas ou mesmo dias.
• Curto-Circuito: Ocorre como resultado de um contato acidental entre dois pontos de potencial diferente em uma instalação. O valor da corrente pode atingir milhares de vezes a corrente nominal do circuito. Sua duração pode variar de poucos milissegundos a 1 segundo.

Fusível

O fusível é um elemento de proteção usado para proteger as instalações contra sobreintensidades causadas por sobrecarga ou curto-circuito. Os fusíveis oferecem uma combinação vantajosa de recursos, como uma elevada capacidade de interrupção, podendo detectar e eliminar correntes de curto-circuito de até 120 kA ou mais.

Componentes de um Fusível

Um fusível inclui: o cartucho fusível e a base fusível. As partes principais de um cartucho fusível são:

• O corpo do fusível.
• O material de enchimento do cartucho.
• Os contatos.
• O elemento fusível de fusão.
• O indicador de fusão avançado.

Funcionamento do Fusível

Quando a corrente que flui através de um fusível excede o valor permitido, o elemento de fusão derrete e evapora-se, provocando um forte aumento na temperatura e a interrupção da alimentação.

Escolha e Tipos de Fusíveis

A escolha é complementada pelas seguintes condições:

• A tensão nominal do fusível deve ser igual ou maior do que a tensão nominal da aplicação.
• A intensidade nominal do fusível deve ser igual ou maior do que a intensidade nominal da aplicação.
• O poder de corte atribuído ao fusível deve ser igual ou maior do que o esperado de curto-circuito no circuito.

Tipos de Fusíveis

• Tipo gG: Fusível de uso geral.
• Tipo aM: Fusíveis para acompanhamento de motores. Estes fusíveis devem ser necessariamente associados a dispositivos de proteção térmica de sobrecarga.
• Tipo aR: Fusíveis de ação rápida.

Disjuntores Magnetotérmicos

Um disjuntor magnetotérmico é um dispositivo mecânico capaz de estabelecer, suportar e interromper correntes em condições anormais. Protege contra sobrecargas e curtos-circuitos. Em um painel de controle e proteção residencial, existem três tipos de disjuntores:

• ICP (Interruptor de Controle de Potência): Usado como controle para limitar a potência instantânea. É de propriedade da empresa de fornecimento de eletricidade e depende da potência nominal contratada pelo usuário.
• IGA (Interruptor Geral Automático): É usado como proteção geral de todos os circuitos da instalação da casa.
• PIA (Pequeno Interruptor Automático): Protege cada circuito interno da unidade habitacional.

Componentes de um Disjuntor

As principais peças de um disjuntor são as seguintes:

• Corpo: Constituído por duas meias-partes que permitem a acomodação de todas as partes que compõem este dispositivo.
• Terminal de Conexão: Existem dois terminais por polo, um de entrada e um de saída.
• Alavanca de Rearme: Permite a conexão e desconexão.
• Contatos (Fixo + Móvel).
• Bobina de Desconexão Magnética: Consiste em uma bobina feita com fio de cobre isolado, com um número identificado de voltas, e localizada dentro de um cilindro de aço que exerce a função de martelo.
• Bimetal Térmico: É constituído por uma chapa bimetálica feita de dois pontos diferentes de expansão, que se deforma com a passagem da corrente elétrica.
• Câmara de Extinção de Arco (Centelha).

Funcionamento do Disjuntor

O disjuntor possui dois mecanismos distintos: um magnético e um térmico.

Mecanismo Magnético

Trata-se de uma bobina de várias voltas de fio de cobre isolado, cujo núcleo aloja um cilindro de aço. Quando ocorre um curto-circuito, cria-se um grande campo magnético que provoca uma força que move o cilindro de aço para fora, atingindo o contato móvel e causando a abertura do circuito.

Mecanismo Térmico

É constituído por uma lâmina bimetálica. Quando ocorre uma sobrecarga, o bimetal é aquecido pela passagem da corrente elétrica e se deforma para ativar um gatilho que libera o contato móvel e provoca a abertura do circuito. A rapidez ou lentidão da abertura é inversamente proporcional ao fluxo da corrente.