Um dos recursos disponibilizados no modulo Elétrico é o dimensionamento automático do disjuntor de proteção contra corrente de curto-circuito.
Para que este critério seja considerado ao dimensionarmos o projeto será necessário realizar a configuração descrita no artigo Considerando a capacidade de interrupção por curto-circuito no dimensionamento dos circuitos. |
Conforme a norma NBR 5410/2004, todo circuito deve ser protegido por dispositivos que interrompam a corrente neste circuito quando pelo menos um de seus condutores for percorrido por uma corrente de curto-circuito. Portanto, para que a interrupção da corrente de curto-circuito atue em um tempo suficientemente curto para que os condutores não atinjam os valores de temperatura, conforme visto na Tabela 35, deve-se determinar a corrente de curto-circuito presumida no ponto onde a instalação da proteção será instalada.
O item 5.3.5.1 da norma NBR 5410/2004 diz que: "As correntes de curto-circuito presumidas devem ser determinadas em todos os pontos da instalação julgados necessários. Essa determinação pode ser efetuada por cálculo ou medição."
Desta forma, para obter a corrente de curto-circuito da peça de proteção será necessário calcular:
- Corrente de curto-circuito presumida na fonte geradora;
- Corrente de curto-circuito presumida no ponto considerado;
- Após calcular qual a peça de proteção que será utilizada deve-se verificar a coordenação térmica entre o dispositivo de proteção e o condutor do circuito;
1 - Cálculo da corrente de curto-circuito presumida na fonte geradora
Para determinar a corrente de curto-circuito da peça de proteção do circuito, inicialmente, deve-se saber qual é o nível de curto-circuito da fonte geradora, onde em função da Tensão, Potência e Quantidade de transformadores obtêm-se a corrente de curto-circuito total do projeto.
A corrente de curto-circuito individual () será obtida através da tabela Tab. I - Valores aproximados da corrente de curto-circuito no secundário de transformadores (Fonte: Guia da EM da NBR 5410).
A corrente de curto-circuito total () será obtida multiplicando a corrente de curto-circuito individual pela quantidade de transformadores informada, ou seja:
Onde:
- = Corrente de curto-circuito total na fonte geradora;
- = Corrente de curto-circuito individual na fonte geradora;
- = Quantidade de transformadores;
Os valores de Tensão, Potência e Quantidade de transformadores são definidos nas propriedades da Entrada de serviço (AL). |
Para realizar este dimensionamento é obrigatório lançar uma Entrada de serviço. |
2 - Cálculo da corrente de curto-circuito presumida no ponto considerado
Para determinar o valor da corrente de curto-circuito presumida no ponto considerado é necessário conhecer os seguintes dados:
- corrente de curto-circuito total da fonte geradora (calculada no item 1);
- tensão utilizada no circuito analisado (determinada nas propriedades do circuito);
- material do cabo utilizado (informado no cadastro do condutor);
- seção do condutor previamente calculada;
- comprimento máximo da fiação do condutor principal.
Com estas informações, será utilizado a tabela de referência Tab. II - Corrente de curto-circuito presumidas (fonte: Guia da EM da NBR 5410) para obter a corrente de curto-circuito presumida no ponto considerado.
Determinação da corrente de curto-circuito total
Esta corrente é a calculada no item 1.
Determinação da tensão utilizada no circuito
O valor de tensão é definido nas propriedades do circuito. Caso seja utilizado um esquema F+N ou F+F deve-se verificar a classe de tensão (380/220 V, 220/127 V, etc.).
Se a tensão definida nas propriedades for (220/110 V ou 230/115 V) considerar como sendo (220/127 V).
Determinação do tipo de material do condutor
O tipo de material de um condutor é uma propriedade da Família de Condutores associada ao circuito. Portanto, ao escolher a fiação que será utilizada no circuito, já se define o tipo de material.
Determinação da seção do condutor
A seção do condutor é obtida no dimensionamento do circuito, através dos critérios iniciais de dimensionamento da fiação (critério da capacidade de condução de corrente, seção mínima e coordenação com a proteção contra sobrecarga).
Determinação do comprimento máximo da fiação do condutor principal do circuito
Será utilizado o comprimento máximo do circuito, que é obtido considerando o caminho crítico, ou seja, o maior caminho até o último ponto, independente de ser ponto com potência ou não. Por exemplo, para circuitos terminais, deverá contabilizar o maior trecho saindo do quadro de distribuição até o ponto com maior distância.
3 - Coordenação térmica entre o dispositivo de proteção e o condutor do circuito
Após calcular a corrente de curto-circuito no ponto presumido e determinar a peça de proteção que será utilizada no circuito é necessário verificar se a seção do condutor principal do circuito suportará a energia que a proteção permite passar por um determinado período de tempo.
Para isso a seguinte inequação deve ser atendida:
Onde:
- = constante definida na tabela 30 da NBR 5410/2004;
- = seção do condutor, em mm²;
- = corrente de curto-circuito da peça de proteção, em Ampères;
- = tempo de atuação do disjuntor, em segundos (informado no cadastro);
Se a inequação não for atendida será necessário aumentar a seção do condutor. |
Exemplo
Para exemplificar o dimensionamento do dispositivo de proteção contra corrente de curto-circuito temos o circuito 5 exibido abaixo, que possui 3 tomadas de 600 W e 2 tomadas de 100 W, foi definido com o esquema F+N e com a tensão 127 V:
Definindo a corrente de curto-circuito presumida na fonte geradora
Um dos parâmetros utilizados no dimensionamento da corrente de curto-circuito no ponto considerado é a corrente de curto-circuito na fonte geradora.
Em nosso exemplo, a Entrada de serviço possui a tensão 220/127 V e existe 1 transformador cuja potência presumida é de 15 kVA.
Com estas informações, podemos verificar na Tab. I - Valores aproximados da corrente de curto-circuito no secundário de transformadores (exibida no item 1 deste artigo) que a corrente de curto-circuito individual da fonte geradora () será de 0,8 kA.
Neste caso, a corrente de curto-circuito total da fonte geradora () será:
Definindo a corrente de curto-circuito presumida no ponto considerado
Em nosso exemplo, o circuito 5 utiliza condutores de cobre e uma tensão de 127 V (F+N).
Conforme podemos verificar no artigo Como é dimensionada a seção dos condutores?, até o item 6.1 é calculada uma fiação com seção de 4 mm² para este circuito.
O maior caminho de eletroduto percorrido por uma fiação do circuito 5 é o exibido abaixo, até uma das tomadas de 100 W, que é de 8,3 m.
Com estas informações, podemos verificar na Tab. II - Corrente de curto-circuito presumidas (exibida no item 2 deste artigo) que a corrente de curto-circuito no ponto presumido () será de 0,7 kA.
Importante:
- Se o valor do comprimento do circuito não possui o valor exato na tabela, deve-se utilizar o valor imediatamente inferior;
- Se o valor de não possuir o valor exato, deve utilizar os valores acima e abaixo para definir o valor médio de ;
- Por exemplo, se o for 18 kA, na tabela somente existe valores para 15 kA e 20 kA, neste caso o será obtido através do valor médio entre os valores obtidos na tabela.
Definindo a peça de proteção que será utilizada no circuito
Conforme critérios normativos, o valor da corrente de curto-circuito da peça de proteção deve possuir valor igual ou maior que o valor da corrente de curto-circuito presumida no ponto considerado.
Onde:
- = Corrente de curto-circuito no ponto presumido;
- = Corrente de curto-circuito da peça de proteção;
Portanto após calcular a corrente de curto-circuito no ponto presumido () o programa procurará no grupo de peças configurado no circuito, uma peça que atenda simultaneamente a corrente de sobrecarga e a corrente de curto-circuito.
Como podemos verificar no artigo Como é dimensionado o dispositivo de proteção contra corrente de sobrecarga?, em nosso circuito exemplo será utilizado um disjuntor de 20 A para proteção contra corrente de sobrecarga. Portanto, o programa procurará entre as peças que possuem este valor de corrente, a primeira que atenda a inequação exibida acima.
Sendo assim, em nosso exemplo, será utilizada uma peça com Icc = 3 kA.
Importante:
- Se houver disjuntor de manutenção no quadro de distribuição será selecionado um disjuntor cuja capacidade de curto-circuito seja igual ou superior a maior corrente de curto-circuito dos circuitos terminais;
- Se um disjuntor a montante for calculado menor que o a jusante, o disjuntor deverá ser redimensionado de modo que a corrente de curto-circuito fique igual ou maior que seu antecessor, seguindo a ordem Circuito terminal < Disjuntor de manutenção < Disjuntor QD < Disjuntor QM.
Verificando a coordenação térmica entre o dispositivo de proteção e o condutor do circuito
Como verificamos anteriormente, o circuito 5, apresentado em nosso exemplo, utiliza um condutor de 4 mm².
A peça de disjuntor dimensionada para este circuito possui um tempo de atuação de 0,001 s.
Os condutores utilizados são de Cobre e família de condutores possui isolação PVC.
Com estas informações, verificamos na tabela que a constante k será 115.
Portanto teremos a seguinte inequação:
Como a inequação está correta, a seção da fiação calculada para este circuito até o momento (4 mm²) está coordenada com o disjuntor e não será necessário aumentá-la.
Realizando a verificação descrita neste artigo é possível identificar como o dispositivo de proteção contra corrente de curto-circuito é dimensionado.
Comentários
1 comentário
Excelente explicação, tanto do recurso disponível no software, quanto da metodologia para definição da corrente de curto do dispositivo de proteção.
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