A importância da proteção do circuito no projeto do sistema de distribuição elétrica

Engenheiros Elétricos encarregados de projetar sistemas de distribuição de energia carregam uma grande responsabilidade, pois seu trabalho determina a eficiência operacional, produtividade e segurança de residências, escritórios e centros comerciais. Os projetos precisam ser à prova de falhas, fornecendo proteção contra falhas e sobrecargas e, ao mesmo tempo, garantindo a segurança dos usuários.


Não há passos claros para fazer tal projeto; tudo o que é fornecido é um conjunto de diretrizes na forma de regulamentos e códigos que devem ser considerados pelo engenheiro em questão.

A proteção de circuitos é um tópico importante nos artigos emitidos pelo Código Elétrico Nacional (NEC) , seguindo os objetivos básicos de:

• Localizando e isolando a falha
• Evitando perda de energia desnecessária

Sobrecargas, curtos-circuitos, sub/sobretensões, etc. são apenas algumas das condições que podem ocorrer durante a vida operacional de um edifício. É necessário isolar ou retificar essas falhas, caso contrário elas podem ter efeitos prejudiciais no edifício e no sistema de rede.

Proteção contra sobrecorrente

O equipamento de entrada de serviço atua como a primeira linha de defesa contra sobrecargas térmicas e falhas. Dispositivos de proteção contra sobrecorrente ou OCPDs incluem disjuntores , relés e fusíveis, formando os blocos básicos de proteção do sistema de potência. Esses dispositivos são incorporados ao sistema de proteção para interromper, isolar ou desconectar o circuito quando ocorrer uma condição de sobrecarga ou curto-circuito. Os dispositivos modernos de proteção de sobrecorrente possuem estratégias de comunicação e controle que podem fornecer uma análise aprofundada com base na natureza da falha, bem como coletar parâmetros vitais, como fator de potência, harmônicos, etc.

Os OCPDs mais básicos são fusíveis que contêm um fio fino com uma classificação de Amperes superior à corrente nominal máxima. Como as condições de sobrecorrente aumentam a magnitude em várias vezes a corrente nominal, o fusível queima durante as condições de falha. A operação é rápida e confiável, no entanto, é irreversível, o que significa que o fusível teria que ser substituído manualmente para restaurar a operação.

Para operação reversível, podem ser usados ​​disjuntores termomagnéticos com operação de disparo de longa duração. Assim que a corrente ultrapassa o limite nominal, os disjuntores isolam a localidade. Após um período de tempo atrasado, eles fecham novamente e dão continuidade às operações. Supõe-se que a falha seja eliminada no momento em que eles religarem. Se a falha não for eliminada, eles isolariam a localidade novamente, seguindo este procedimento um determinado número de vezes antes de abrir permanentemente, exigindo reset manual.

Modernos disjuntores e fechos magnéticos podem ser complementados por controle digital por meio de relés que podem ser operados por PLCs , microcontroladores, etc. Isso dá origem ao conceito de automação predial, pois os dispositivos de controle podem ser operados por meio de dados precisos obtidos de sensores, em vez de suas capacidades inerentes. Esses sistemas geralmente são implementados em edifícios de grande porte, pois exigem investimentos extras e têm custos operacionais adicionais.

Proteção contra falhas de aterramento

As faltas à terra do tipo arco requerem uma camada extra de proteção, pois são difíceis de detectar devido à menor magnitude. Existem dois tipos básicos de proteção contra falta à terra:

• Proteção de falha de aterramento de equipamentos - destinada a fornecer proteção de equipamentos contra correntes de falha de linha-terra prejudiciais por meio de desconexão.
• Interruptores de circuito de falha de aterramento – para proteção pessoal, detectando falhas inferiores a 5mA

O aterramento é muito importante no contexto da proteção do sistema de potência. O conceito significa simplesmente a conexão intencional de um condutor condutor de corrente ao terra, o que limita a tensão causada pela iluminação ou quando dois condutores entram em contato e estabiliza a tensão, permitindo um caminho para o fluxo de harmônicos. A NEC recomenda a formação de vários pontos de aterramento em todo o edifício para garantir redundância dentro do esquema de proteção.

Além do aterramento e proteção de sobrecorrente, outros equipamentos também podem ser incorporados ao sistema, como interruptor de circuito de falha de arco, proteção mecânica para alimentadores ou circuitos de derivação para circuitos de energia de emergência em hospitais.

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