General
Fusíveis são dispositivos de segurança mais antigos que ainda são usados em algumas residências, mas que foram amplamente substituídos por disjuntores. Um fusível é um pequeno dispositivo cilíndrico que contém um fio ou filamento que derrete quando a corrente elétrica excede um certo nível. Quando o fusível derrete, ele interrompe o circuito e para o fluxo de eletricidade. Os fusíveis vêm em diferentes classificações, que indicam a corrente máxima que pode fluir com segurança através deles. Se um fusível queimar, ele deve ser substituído por um novo de mesma classificação.
Disjuntores, por outro lado, são dispositivos de segurança mais modernos que usam um interruptor eletromecânico para romper o circuito quando a corrente excede um certo nível. Diferente dos fusíveis, os disjuntores podem ser rearmados após desarmarem, tornando-os mais convenientes de usar. Disjuntores vêm em diferentes tamanhos e classificações, que indicam a corrente máxima que pode fluir com segurança através deles. Se um disjuntor desarmar, ele pode ser rearmado movendo o interruptor de volta para a posição "ligado".
Em geral, os disjuntores são considerados mais confiáveis e convenientes do que os fusíveis, mas ambos os dispositivos servem ao mesmo propósito básico de proteger a fiação elétrica residencial contra danos causados por sobrecarga ou curto-circuito. É importante garantir que os fusíveis ou disjuntores usados em sua casa sejam classificados adequadamente para a carga elétrica que estão protegendo.
Se você não tiver certeza sobre a segurança da fiação elétrica de sua casa, recomenda-se consultar um eletricista qualificado.
Low Voltage Fuses
Fusíveis de baixa tensão de acordo com a norma IEC 60269 (anteriormente IEC 269, equivalente à EN 60269 e VDE 0636) são usados em redes de distribuição, na indústria e por usuários finais, por exemplo, em caixas de fusíveis. A tensão nominal típica é de 230/400 V CA. Para instalações industriais, existem modelos disponíveis para tensões de até 1000 V CC ou CA.
Existem vários tipos de fusíveis (como fusíveis de rosca, fusíveis NH e fusíveis cilíndricos), que são produzidos em diferentes classes de operação (características de desarme).
Trigger Characteristic
Diagrama tempo-corrente para a classe operacional gG (gL), exemplo
Os fusíveis, assim como outros tipos de dispositivos de proteção, são caracterizados por suas características de desarme. Junto com a corrente nominal e a capacidade de interrupção, este é um parâmetro importante.
A característica de desarme descreve o intervalo de tempos de desarme para sobrecorrentes relativas específicas em relação à corrente nominal, em um diagrama tempo-corrente. As tolerâncias para a mesma característica são relativamente grandes. Por exemplo, a 1,5 vezes a corrente nominal, o tempo de desarme é de aproximadamente uma hora, enquanto a 15 vezes a corrente nominal (curto-circuito), é inferior a 50 ms.
É característico para todos os diagramas tempo-corrente de dispositivos de proteção que a faixa de tolerância seja maior para sobrecorrentes baixas do que para sobrecorrentes relativamente altas. Se forem necessárias tolerâncias de desarme rígidas (por exemplo, para proteger um pequeno transformador contra sobrecarga), um elemento fusível geralmente não é adequado. Alternativamente, usam-se fusíveis térmicos ou disjuntores bimetálicos de sobrecorrente.
Operating Classes of Low-Voltage Fuses
Fusíveis de ação lenta tipo D foram introduzidos por volta de 1930. Para distingui-los dos fusíveis convencionais de ação rápida, eles eram marcados com um símbolo estilizado de caracol, ou a letra T inserida em um círculo para a Suíça. Em 1967/68, a distinção entre fusíveis lentos e rápidos (normais) para fusíveis de proteção de circuito foi abandonada, e a classe operacional uniforme gL (mais tarde gG) foi introduzida. A característica gL (gG) é lenta-rápida, significando que é lenta em correntes de curto-circuito baixas e rápida em correntes altas. A marcação com o símbolo de caracol foi mantida para fusíveis D gL por décadas.
Como regra geral para fusíveis com classe operacional gG (gL), quando a corrente excede quatro vezes a corrente nominal (ou cinco vezes para gL), o fusível desarmará dentro de cinco segundos, e quando exceder nove vezes a corrente nominal, o tempo de desarme será de 0,2 segundos.
A classe operacional de um fusível de baixa tensão é designada por duas letras, onde a primeira letra indica a classe funcional e a segunda letra indica o objeto protegido. A classe funcional de um fusível indica sua capacidade de conduzir certas correntes sem danos e de ser capaz de interromper sobrecorrentes acima de uma certa faixa.
Existem duas classes funcionais:
| g | Fusível de Propósito Geral: Proteção de faixa completa As correntes são conduzidas continuamente pelo menos até a corrente nominal do fusível, desarmando em correntes desde a menor corrente de fusão até a corrente nominal de ruptura. |
|---|---|
| a | Fusível de Acompanhamento: Proteção de faixa parcial As correntes são conduzidas continuamente pelo menos até a corrente nominal do fusível, desarmando em correntes acima de um múltiplo específico da corrente nominal até a corrente nominal de ruptura. |
Com relação aos objetos protegidos, faz-se uma distinção entre:
| G | Proteção para Geral Application (Aplicação Geral) |
|---|---|
| M | Proteção de Motor Circuits (Circuitos de Motores) |
| PV | Proteção de Photovoltaics (Fotovoltaicos) |
| R | Proteção de semicondutor (Rectifier / Retificador, conversor de potência) |
| S | Semiconductor (Semicondutor) bem como proteção de cabos e linhas |
| B | Equipamento de mineração (Alemão Bergbauanlagen) |
| Tr | Proteção de Transformer (Transformador) |
| L | Proteção de cabo e Line (Linha) (obsoleto, substituído por G) |
Combinado, isso resulta nas seguintes classes operacionais comuns:
| gG | Proteção de faixa completa: Tipo padrão para uso geral (de ação lenta). Praticamente idêntico aos precursores gL e gⅠ. |
|---|---|
| gR | Proteção de faixa completa: dispositivos de estado sólido (super rápido, mais rápido que gS). |
| gS | Proteção de faixa completa: dispositivos semicondutores e proteção de linha (super rápido). Substitui os padrões de fábrica gRL (SIBA) e gGR (Ferraz/Lindner) desde 2006. |
| gF | Proteção de faixa completa: plantas industriais, usinas de energia, sistemas de energia de tração, trólebus; 690V, 750V, 1200V; (Ação rápida) |
| gPV | Proteção de faixa completa: nova classe operacional especialmente para fotovoltaicos (super rápido). Padronizado desde 2010. Similar a gR e gS, mas projetado para corrente contínua. |
| aR | Proteção de faixa parcial: Proteção contra curto-circuito para componentes semicondutores (super rápido). Atenção: Sem proteção contra sobrecarga! Isso deve ser garantido de outra forma. |
| aM | Proteção de faixa parcial: proteção contra curto-circuito para dispositivos de comutação em circuitos de motores (ação lenta). Atenção: Sem proteção contra sobrecarga! Isso deve ser garantido de outra forma. |
| gTR | Proteção de faixa completa: transformadores (rede de distribuição), lado secundário (ex: 400 V). Conduz 130% da carga por pelo menos 10 horas; tipo VDE nacional. |
| gB | Proteção de faixa completa: Equipamento de Mineração (de ação curta). tensões operacionais até 1000 V; tipo VDE nacional. |
| Classes operacionais obsoletas | |
| gL | Proteção de faixa completa: proteção de cabo e linha, ação lenta (tipo VDE obsoleto). Internacionalmente substituído em 1998 por, e praticamente idêntico a, gG. |
| gⅠ | Proteção de faixa completa: ação lenta (tipo IEC internacional obsoleto). Na Suíça: gL2. Substituído em 1998 por, e praticamente idêntico a, gG. |
| gⅡ | Proteção de faixa completa: ação rápida (tipo IEC internacional obsoleto). Na Suíça: gL1. Substituído por gG. |
| TF, gTF | Ação lenta, ancestral do gL. |
Os fusíveis europeus e norte-americanos diferem em termos de sua definição de corrente nominal e características de desarme.
Intrinsecamente ligada à característica de desarme está a seletividade de um sistema de distribuição elétrica: no caso de um curto-circuito ou sobrecarga, apenas o fusível do circuito afetado deve desarmar, e não quaisquer fusíveis de hierarquia superior que também protejam outros circuitos. Portanto, os fusíveis devem ser coordenados entre si em termos de comportamento de resposta.
No caso de um curto-circuito ou alta corrente de irrupção, a energia passante I2t (integral da corrente ao quadrado ao longo do tempo, também conhecida como integral de fusão ou integral de corrente) é importante. Quando multiplicada pela resistência ôhmica do fusível, ela descreve o valor de energia que, por muito pouco, não causa o desarme do fusível: a dissipação de potência (efeito Joule) no elemento fusível depende do quadrado da corrente e leva a uma certa temperatura que desarma o fusível dentro de um certo tempo. A energia passante nunca deve ser totalmente utilizada no dimensionamento dos fusíveis, pois eles mudam termicamente ao longo de muitos desses ciclos de comutação e podem desarmar prematuramente.
Screw-Type Fuses
Um porta-fusível de rosca para um fusível D consiste em uma base de fusível fixa com o elemento de ajuste (parafuso de ajuste) e uma tampa de rosca removível com uma janela. O inserto fusível (inserto de fusão, cartucho fusível, fusível) possui um indicador de estado operacional colorido (marcador de identificação, também indicador de estado de comutação ou detector de interrupção) que fica localizado atrás da janela da tampa de rosca quando o fusível é rosqueado, e um contato de pé que é pareado com o diâmetro do inserto de ajuste. Os insertos de ajuste são frequentemente codificados por cores e são idênticos à cor do elemento de identificação do fusível (veja a tabela abaixo). O diâmetro interno da cabeça isolada do parafuso de ajuste limita o diâmetro e, portanto, a corrente nominal dos tamanhos de fusível que podem ser usados. O parafuso deve ser apertado firmemente com uma ferramenta especial que se encaixa em duas ranhuras no manto cilíndrico do corpo isolante e deve ser escolhido adequadamente para a capacidade de carga da linha instalada.
O inserto fusível é a parte reativa e substituível de um fusível.
Fusíveis de rosca possuem contatos de pé com gradações de diâmetro dependendo da corrente nominal. A base do porta-fusível contém um elemento de ajuste colorido correspondente (parafuso de ajuste, inserto de ajuste) que impede que fusíveis com uma corrente nominal maior do que a pretendida sejam usados. Tradicionalmente, existe uma exceção para fusíveis Diazed DII, que permite que um fusível de 10 A seja equipado com um parafuso de ajuste de 6 A. O tipo especial é designado como 10A/6F, 10/6A, ou 10R/6.
| Corrente Nominal | Cor | Diâmetro do Pé | |||
|---|---|---|---|---|---|
| D | DL | D0 | |||
| 2 A | Rosa | 6 mm | 8 mm | 7,3 mm | |
| 4 A | Marrom | ||||
| 6 A | Verde | ||||
| (10 A com pé de 6 A) | Vermelho | ||||
| 10 A | 8 mm | 8 mm | 8,5 mm | ||
| (13 A) | Preto | ||||
| 16 A | Cinza | 10 mm | 10 mm | 9,7 mm | |
| 20 A | Azul | 12 mm | 12 mm | 10,9 mm | |
| 25 A | Amarelo | 14 mm | 12,1 mm | ||
| 32 A | Violeta | ||||
| 35 A (40 A) | Preto | 16 mm | 13,3 mm | ||
| 50 A | Branco | 18 mm | 14,9 mm | ||
| 63 A | Cobre | 20 mm | 15,9 mm | ||
| 80 A | Prata | 21,4 mm | |||
| 100 A | Vermelho | 24,2 mm | |||
No meio do contato da cabeça do inserto fusível há uma placa metálica colorida, o marcador de identificação, como um indicador de estado de comutação. Ela é subjacente a uma mola e mantida por um fio com alta resistência, que é fixado ao contato de pé do inserto fusível. Após a fusão do condutor de fusão, o fio de retenção do marcador de identificação também derrete, fazendo com que o marcador de identificação seja ejetado. Um painel de vidro na tampa de rosca impede que o marcador de identificação caia e permite a inspeção visual do fusível desarmado.
Marcadores de identificação e insertos de ajuste são codificados por cores dependendo da corrente nominal. Ao desenvolver fusíveis tipo D em 1906, as cores do conjunto de selos postais Germania de 1900 foram escolhidas como um dispositivo mnemônico. Estes e selos postais posteriores tinham as seguintes cores: selo de 5 pfennigs verde, selo de 10 pfennigs vermelho, selo de 15 pfennigs cinza, selo de 20 pfennigs azul, selo de 25 pfennigs amarelo.
A principal diferença entre os fusíveis tipo D e tipo D0, além de suas dimensões diferentes, é a tensão operacional admissível: enquanto os fusíveis tipo D são adequados para uma tensão de até 500 V, tipos especiais até 750 V (tanto CA quanto CC), o sistema D0 é destinado apenas para uma tensão de até 400 V CA e 250 V CC.
Hoje, fusíveis de rosca da classe operacional gG (anteriormente gL até 1998) são usados como fusíveis de proteção de linha, por exemplo, para proteger linhas para distribuidores. Fusíveis de rosca ainda são usados ocasionalmente em conjunto com disjuntores de proteção de motor para proteger motores quando máquinas com correntes de partida particularmente altas são operadas.
Fusíveis de rosca (D, D0) só podem ser operados sob carga sob as seguintes condições:
- Apenas por pessoal treinado
- Tensão CA acima de 400 V, corrente nominal máxima 16 A
- Tensão CC 25-60 V, corrente nominal máxima 6 A
- Tensão CC 60-120 V, corrente nominal máxima 2 A
- Tensão CC 120-750 V, corrente nominal máxima 1 A
- Também por leigos
- Tensão CA máx. 400 V, corrente nominal até 63 A
- Tensão CC máx. 25 V
D-System (DIAZED)
O D-System (também DIAZED; plugue de fusível Edison de duas partes graduado diametralmente) foi desenvolvido pela Siemens-Schuckertwerke, inicialmente no tamanho atual DⅡ. DIAZED é uma marca, portanto, a designação padrão neutra é D-System ou fusível D. Ele substituiu os plugues de fusível de uma peça anteriormente comuns, que ainda são usados hoje nos EUA como "plug fuses" (fusíveis plugue). O que havia de novo nesse sistema era a separação da tampa de rosca e do inserto fusível ("cartucho"). Os fusíveis D estão disponíveis em cinco tamanhos. A designação consiste na letra D e um numeral romano. Tipos de ação lenta também são designados como DT.
| Tamanho | Corrente Nominal (Valores entre parênteses são incomuns) | Rosca1 | Ø Cartucho de Porcelana | Comprimento Total | Capacidade de Comutação | Tensão Nominal |
|---|---|---|---|---|---|---|
| DⅠ (Suíça) | 2, 4, 6, 10, 16 A | SE 21 | 17 mm | 33 mm | 10 kA | 250 V CA |
| NDz (DⅠ, gF) TNDz (DⅠ, gG) | 2, 4, 6, 10, 16, 20, 25 A | E 16 | 13 mm | 50 mm | 4 kA 1,6 kA | 500 V CA 500 V CC |
| DⅡ | 2, 4, 6, 10, (13,) 16, 20, 25, (35) A | E 27 | 22 mm | 50 kA 8 kA | 500 V CA 500 V CC | |
| DⅢ | (32,) 35, (40,) 50, 63 A | E 33 | 27 mm | |||
| DⅣ | 80, 100 A | E 40 (antigo) | 33 mm | 50 mm | ||
| G 1¼″ ou R 1¼″ | 56 mm | |||||
| DⅤ | 125, 160, 200 A | E 57 (antigo) | 46 mm | 50 mm | ||
| G 2″ ou R 2" | 56 mm |
1Rosca da tampa de rosca: E = rosca Edison, G = rosca de tubo, reta, R = rosca de tubo, rosca externa cônica
Os fusíveis NDz (menos comumente chamados de ND ou DⅠ) com um diâmetro menor foram introduzidos no final da década de 1920 e também são referidos como "cartuchos de economia" porque podem ser instalados em soquetes DⅡ com uma luva redutora. Hoje, eles dificilmente são usados em instalações antigas, embora o design curto DⅠ com rosca de tampa de rosca SE 21 seja generalizado na Suíça. O fusível Diazed mais comum é provavelmente o tamanho DⅡ. Ele também pode ser equipado com um clipe de retenção em soquetes DⅢ. Os tamanhos DⅢ, DⅣ e DⅤ ainda são usados hoje em quadros de distribuição de rede mais antigos. Os tamanhos DⅣ e DⅤ não são instalados em novas instalações há décadas, já que os fusíveis NH são mais adequados para correntes tão altas e para operação sob carga. Os tamanhos DⅡ e DⅢ também estão disponíveis em versões normais ou estendidas para tensões nominais mais altas. Exemplos típicos são 690 V corrente alternada trifásica na indústria e usinas de energia, bem como para sistemas de energia ferroviária e trólebus até 750 V ou até 1200 V.
| Tamanho | Corrente Nominal (Valores entre parênteses são incomuns) | Característica | Rosca1 | Ø Cartucho de Porcelana | Comprimento Total | Capacidade de Comutação | Tensão Nominal | Observação |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| DⅡ (690V, normal) | 2, 4, 6, 10, 16, 20, 25 A | gF | E 27 | 22 mm | 50 mm | 50 kA 8 kA | 690 V CA 440 V ou 600 V CC | Leste Europeu, não para novas instalações |
| 2, 4, 6, 10, (13), 16, 20, 25 A | gG | 690 V CA 250 V CC | ||||||
| DⅢ (690V, normal) | 35, 50, 63 A | gF | E 33 | 27 mm | 50 mm | 690 V CA 690 V CC | ||
| (32), 35, (40), 50, 63 A | gG | 690 V CA 250 V CC | ||||||
| DⅢ (690V, longo) | 2, 4, 6, 10, 16, 20, 25, 35, 50, 63 A | gG | 70mm | 690 V CA 600 V CC | ||||
| DⅢ (750V, longo) | 2, 4, 6, 10, 16, 20, 25, 35, 50, 63 A | gF | Z 33 (E 33S, 32,5x1,7 mm) | 10 kA 10 kA | 750 V CA 750 V CC | rosca fina para melhor proteção contra afrouxamento | ||
| DⅢ (1200V, longo) | 2, 4, 6, 10, 16, 20, 25, 35 A | gF | 1200 V CA 1200 V CC |
1Rosca da tampa de rosca: E = rosca Edison
D0-System (NEOZED)
O sistema D0 (também NEOZED; novo tipo de fusível DIAZED, neo: "novo") foi introduzido em 1967 pela Siemens e Lindner como um avanço do sistema D (DIAZED) anteriormente dominante, e o substituiu em novas instalações na medida em que a proteção por fusível ainda é usada. As vantagens sobre o sistema D são dimensões menores e menor perda de potência (menor desenvolvimento de calor) na mesma corrente nominal. NEOZED é uma marca comercial, portanto, a designação padrão neutra é sistema D0 ou fusível D0 (pronunciado D zero). Os fusíveis D0 são produzidos em três tamanhos.
A designação de um tamanho consiste em "D0" e outro numeral árabe:
| Tamanho | Corrente Nominal (Valores entre parênteses são incomuns) | Rosca1 | Ø Cartucho de Porcelana | Comprimento Total | Capacidade de Comutação | Tensão Nominal |
|---|---|---|---|---|---|---|
| D01 | 2, 4, 6, 10, (13,) 16 A | E14 | 11 mm | 36 mm | 50 kA 8 kA | 400 V CA 250 V CC |
| D02 | 20, 25, (32,) 35, (40,) 50, 63 A | E18 | 15 mm | |||
| D03 | 80, 100 A | M 30x2 | 22 mm | 43 mm |
1Rosca da tampa de rosca: E = rosca Edison, M = rosca métrica
Fusíveis D01 também se encaixam em soquetes DL e podem ser usados em soquetes de rosca D02 com uma mola de retenção especial. O design D03 é usado muito raramente porque os fusíveis NH provaram ser mais confiáveis para correntes de alta classificação. Fusíveis D03 não podem mais ser instalados em novos sistemas.
Para fusíveis D e D0, existem soquetes para montagem por parafuso, para montagem em trilho DIN e para montagem em barramento ("soquete cavaleiro"). Além disso, para fusíveis D0, existem seccionadores de fusível como soquetes de fusível com um seccionador integrado. Antes de cada troca de fusível, o soquete deve ser desligado por uma aba localizada na frente dos fusíveis. Essa troca livre de tensão e carga aumenta a segurança operacional e a segurança para o usuário, já que o usuário não pode entrar em contato com componentes energizados em nenhum caso. Em versões mais recentes desses seccionadores, os cartuchos fusíveis não são mais rosqueados, mas contatados por força de mola.
DL-System (East Germany)
Como um substituto para o D-System, o sistema DL, que economiza espaço, para 380V CA foi introduzido na RDA (Alemanha Oriental). O design é semelhante ao dos fusíveis D01, mas é projetado para até 20A. Para sistemas mais antigos com proteção legal, fusíveis DL ainda são fabricados com a classe operacional gG e uma tensão nominal de 400V CA.
Fusíveis D01 (NEOZED) até 16A também se encaixam em soquetes DL, mas não o contrário.
| Tamanho | Corrente Nominal (Valores entre parênteses são incomuns) | Rosca1 | Ø Cartucho de Porcelana | Comprimento Total | Capacidade de Comutação | Tensão Nominal |
|---|---|---|---|---|---|---|
| DL | 2, 4, 6, 10, 16, 20 A | E 16 | 13 mm | 36 mm | 20 kA | 380/400 V CA |
1Rosca da tampa de rosca: E = rosca Edison
NH-Fuses
Fusíveis de alta performance de baixa tensão, também conhecidos como fusíveis NH, são também referidos como fusíveis de faca, fusíveis de espada ou (em conexão com caixas de conexão de casa) como fusíveis de tanque. O recurso característico é o tamanho significativamente maior em comparação aos fusíveis de rosca, bem como as lâminas de contato massivas em ambas as extremidades para guiar e separar correntes maiores. Versões comuns de fusíveis NH permitem a desconexão segura de correntes de falha de curto-circuito até 120 kA (capacidade nominal de ruptura), com a corrente nominal padronizada sendo até 1.250 A (corrente nominal). Fora do padrão, fusíveis com uma corrente nominal de até 1.600 A estão disponíveis. Fusíveis NH possuem um indicador que exibe um fusível com defeito. Dependendo da versão, ele é projetado como um indicador de aba montado na face final (topo) ou como um indicador central visível da frente com o fusível inserido. Fusíveis NH com dois indicadores (indicadores combinados) também estão disponíveis. Fusíveis NH estão disponíveis com diferentes características de desarme, que são descritas na seção de classe operacional.
Fusíveis NH são fabricados em vários tamanhos para diferentes faixas de corrente nominal. O tamanho 0 não é mais permitido em novas instalações.
| Tamanho | Corrente Nominal | Comprimento da Lâmina (aprox.) | Para todos os Tamanhos | |
|---|---|---|---|---|
| Capacidade de Comutação | Tensão Nominal | |||
| 00/000 | 2 A a 160 A | 125 mm | mín. 50 kA típ. 100–120 kA 25 kA | (400 V) 500 V 690 V 250 V 440 V CC |
| 0 | 6 A a 250 A | 125 mm | ||
| 1 | 16 A a 355 A | 135 mm | ||
| 2 | 25 A a 500 A | 150 mm | ||
| 3 | 250 A a 800 A | |||
| 4/4a | 400 A a 1600 A | 200 mm | ||
Fusíveis NH são usados na faixa de alta corrente de redes de baixa tensão e são amplamente utilizados em plantas industriais. Eles também são usados em redes de energia públicas, por exemplo, em estações transformadoras, distribuições principais ou no gabinete de medidores de edifícios e como um fusível de medição.
Na área pré-medidor de sistemas de clientes, o TAB 2007 (Condições Técnicas de Conexão de Operadores de Rede de Energia) exige um dispositivo de desconexão por medidor. Citação:
"Um dispositivo de desconexão é um dispositivo para desconectar o sistema do cliente da rede de distribuição, que também pode ser operado pelo cliente (leigo elétrico) (ex: SMB)."
Disjuntores seletivos ou chaves seccionadoras Neozed, por exemplo, atendem a esse requisito, mas fusíveis NH não. Portanto, fusíveis NH só são usados como fusíveis de medição em novas instalações se outro dispositivo de desconexão que possa ser operado por leigos (ex: na forma de um backup de medição com uma chave seccionadora Neozed) for fornecido.
Rewireable Fuse Carrier
No Reino Unido, unidades consumidoras em instalações mais antigas são equipadas com porta-fusíveis que podem ser equipados com elos fusíveis fechados ou fusíveis semiabertos e recarregáveis.
Neste sistema, produzido por empresas como a Wylex, o usuário pode substituir o fio fusível no elemento fusível. Fio fusível solto pode ser comprado em supermercados, postos de gasolina e lojas de ferragens. O porta-fusível recarregável é especificado no Padrão Britânico BS 3036 e pode ser equipado com fio fusível classificado para correntes de 5 A, 15 A, 20 A ou 30 A.
De acordo com a BS 7671, a corrente nominal de tais fusíveis não deve exceder 0,725 vezes a corrente nominal contínua do circuito. Disjuntores podem ser usados como um substituto para esses fusíveis.
Riscos potenciais deste sistema incluem indivíduos não treinados trabalhando em sistemas elétricos, sobrecarga intencional ou acidental de circuitos e o uso de "material fusível" condutivo inadequado, como moedas, pregos, grampos de cabelo, restos de fio ou clipes de papel. O tipo de material fusível usado não pode ser determinado sem remover o fusível. Além disso, a capacidade de ruptura de fusíveis recarregáveis é muito menor do que a de fusíveis preenchidos com areia, o que pode causar falhas de arco em instalações adjacentes.
Circuit Breakers
General
Disjuntores, assim como elos fusíveis ou disjuntores de potência, podem desconectar automaticamente um circuito em caso de sobrecarga ou curto-circuito. Para a Alemanha, as seguintes regras se aplicam a novas instalações (de acordo com os Requisitos Técnicos de Conexão em conjunto com a DIN 18015-1):
- Em quadros de distribuição de circuitos residenciais, apenas disjuntores que podem ser operados por não profissionais podem ser usados para circuitos de iluminação e tomada. Elos fusíveis só são permitidos para dispositivos fixos (como aquecedores de água) ou como uma proteção primária para quadros de subdistribuição.
- Disjuntores seletivos (SLS) são usados para proteção na área de pré-medição. Fusíveis NH só são permitidos nesta área de aplicação se outra "opção de desconexão não profissional para o sistema do cliente" for fornecida, como uma chave seccionadora Neozed para pós-medidores.
Em espaços residenciais ou de escritório, disjuntores com uma característica B são tipicamente usados. A característica C é usada para proteção de linhas e dispositivos para consumidores com altas correntes de irrupção, uma vez que a característica B pode causar desarme falso durante a inicialização. Ao proteger circuitos com dispositivos eletrônicos (reatores eletrônicos, fontes de alimentação comutadas) com disjuntores, atenção especial deve ser dada às suas altas correntes de irrupção.
Disjuntores com característica B estão disponíveis para as seguintes correntes nominais de acordo com a série Renard: 6, 10, 13, 16, 20, 25, 32, 35, 40, 50 e 63 ampères. Outros valores também podem estar disponíveis dependendo do fabricante. Disjuntores tipo C, D, K e Z estão disponíveis em uma variedade maior de tipos com valores abaixo de 1 A. Em espaços residenciais na Alemanha, circuitos individuais são tipicamente protegidos com disjuntores B-16 (16 A).
A característica H tem sido usada para circuitos domésticos desde a década de 1950 para obter desarme rápido confiável na presença de redes de alta impedância ou falhas de terra durante curtos-circuitos. No entanto, sob condições atuais de rede, o desarme sensível a curto-circuito pode ser indesejavelmente acionado, afetando dispositivos com fontes de alimentação comutadas (como computadores, televisores) ou motores (como aspiradores de pó). Nesses casos, recomenda-se substituir disjuntores H por disjuntores B. Um disjuntor H10 geralmente pode ser substituído por um disjuntor B13, uma vez que eles possuem a mesma característica de sobrecarga.
Trigger Characteristic
Disjuntores são classificados não apenas pela sua corrente nominal e design, mas também pela sua característica de desarme. Os tipos de características atualmente padronizados são B, C, D, E, K e Z, que estão destacados na tabela. Os dois valores para desarme por sobrecorrente denotam a corrente de não desarme (pequena corrente de teste) e a corrente de desarme (grande corrente de teste). O tempo máximo de desarme aplica-se à corrente de desarme. Alguns fabricantes especificam tolerâncias mais estreitas para as correntes de desarme para proteção contra sobrecorrente e curto-circuito.
| Característica | Uso e Observações | Corrente de Desarme (Múltiplo da Corrente Nominal) | ||
|---|---|---|---|---|
| Desarme de Sobrecarga (Térmico) | Desarme de Curto-Circuito (Magnético) | |||
| CA (50 Hz) | CC | |||
| A | Siemens (não padronizado); proteção semicondutora; com alta impedância de rede; similar a Z | 1,13-1,45 [30°C, 1 hora] (acima de 63 A: 2 hrs) | 2 - 3 | x 1,5 |
| B | Usado para proteção de linha padrão | 3 - 5 | ||
| C | Usado para corrente de irrupção mais alta (máquinas, grupos de lâmpadas), comum na Itália | 5 - 10 | ||
| D | Usado para cargas altamente indutivas ou capacitivas: transformadores, eletroímãs, capacitores, fontes de alimentação comutadas | 10 - 20 | ||
| E | "Exact" (Exato), SMB - Disjuntor principal seletivo | 1,05-1,2 [30°C, 2 horas] | 5 - 6,25 | |
| Z | Proteção semicondutora; em alta impedância de rede | Disjuntores de acordo com a EN 60947-2 (VDE 0660-101) 1,05-1,2 [20°C, 2 horas] 1,05-1,3 [30°C, 1 hora] | 2 - 3 | x 1,5 |
| R | Moeller; "rapid" (rápido), obsoleto; idêntico a Z | |||
| K | "Power" (Energia, Alemão Kraft), para alta corrente de irrupção, desarme de sobrecarga sensível | 8 - 14 | ||
| S | Moeller (não padronizado); “Control Transformers” (Transformadores de controle, Alemão Steuertransformatoren); similar a D | 13 - 17 | ||
| H | "Household" (Doméstico), até cerca de 1977; em alta impedância de rede; similar a A ou Z; Tipo de substituição no domicílio: B | 1,5-2,1 (até 4 A) 1,5-1,9 (6-10 A) 1,4-1,75 (12-25 A) 1,3-1,6 (acima de 25 A) [25°C, 1 hora] | 2 - 3 | 3 - 5 |
| L | "Line Protection" (Proteção de Linha, originalmente "Light" / Luz), até 1990; Tipo de substituição: B; ainda padronizado como disjuntor de retrofit de rosca | aprox. 3,5 - 5 | máx. 8 | |
| U | "Universal" até cerca de 1993 (ex: ABB, Moeller, Schrack); frequentemente na Áustria, precursor: HG; Tipo de substituição: C | 5,5 - 12 | ||
| U | Segunda variante (rara, ex: AEG): liberação de sobrecarga similar a G | 1,05 - 1,35 [1 hora] | 6 - 10 | x 1,5 |
| G | Proteção de dispositivo (internacional “General”), obsoleto; Tipo de substituição: C | |||
| V | "Consumer" (Consumidor, Alemão Verbraucher), até ca. 1990 (ex: CMC, Weber, ABB); frequentemente na Suíça, obsoleto; Tipo de substituição: C | 1,5-1,9 (10 A) 1,4-1,75 (16-25 A) 1,3-1,6 (32 A) | 7 - 12 | |
Switching Capacity
Disjuntores devem ser capazes de desligar altas correntes de curto-circuito. A capacidade de comutação, referida como a capacidade nominal de interrupção de curto-circuito Icn, é normativamente classificada como segue:
| Capacidade de Comutação (230/400VCA 50Hz) | Observação |
|---|---|
| 3.000 A | Não permitido na Alemanha e Áustria. |
| 4.500 A | Usado na Itália para consumidores monofásicos. |
| 6.000 A | Valor mínimo na Alemanha (de acordo com TAB) e Áustria. Comum para edifícios residenciais e de escritórios e pequenas empresas. |
| 10.000 A | Usado em instalações industriais. |
| 15.000 A | Usado na indústria e para casos especiais. |
| 25.000 A | MCBs de alta performance e disjuntores seletivos. |
Além disso, existem requisitos para limitação de corrente de curto-circuito. Na Alemanha, de acordo com as condições técnicas de conexão para disjuntores até 32 A, apenas a classe de limitação de energia 3 (classe de seletividade 3, "altos requisitos") é válida, a qual possui a maior limitação de corrente de curto-circuito de acordo com a VDE 0641.
No caso de um curto-circuito, a corrente (corrente de curto-circuito prospectiva) é muito alta, determinada apenas pela impedância da rede (resistência interna). O disjuntor limita a corrente de curto-circuito a um valor menor devido ao seu design. Uma alta limitação de energia garante alta seletividade com elos fusíveis a montante e protege o sistema contra efeitos eletromagnéticos.
Functionality
Design
Disjuntores possuem uma carcaça de plástico. Versões mais antigas eram cilíndricas e eram usadas em vez dos fusíveis de rosca Edison anteriormente comuns ou rosqueadas com uma fina tira de metal. Disjuntores modernos possuem carcaças retangulares e podem ser montados próximos uns dos outros em um trilho de montagem (trilho DIN).
Disjuntores unipolares são geralmente um módulo (1 TE) de largura hoje. A largura de um módulo é de 18 mm. De acordo com o padrão DIN 43880:1988-12, a largura de instalação dos dispositivos deve estar entre 17,5 e 18,0 mm. Versões bipolares são produzidas com larguras de 2 TE, 1,5 TE ou 1 TE. Disjuntores tri e quadripolares são correspondentemente mais largos. Existem também disjuntores com uma largura de 1,5 TE por polo. Estes são geralmente projetados para correntes nominais de 80 A a 125 A e/ou com capacidade de interrupção muito alta. Um disjuntor seletivo tem 1,5 TE de largura, tipos mais antigos têm 2 TE. Eles são montados em um barramento com uma distância entre centros de 40 mm. Alternativamente, os disjuntores seletivos também são montados em trilhos DIN normais, mas eles não cabem em quadros de distribuição pequenos convencionais.
Se um disjuntor também for chavear o condutor neutro, disjuntores especiais devem ser usados, uma vez que o contato para o condutor neutro deve abrir com atraso e fechar com antecedência. Isso garante que a fase nunca seja chaveada sem o condutor neutro.
Structure
- Alavanca de interruptor para operação manual liga/desliga. Também inclui a indicação visual do estado do interruptor.
- Mecanismo de disparo para liberar o disjuntor sob condições de falha.
- Contato de interruptor para fazer ou romper a conexão elétrica.
- Terminais conectores para conexão elétrica.
- Tira bimetálica para proteção contra sobrecarga disparada termicamente.
- Parafuso de calibração usado pelo fabricante para definir o comportamento de disparo térmico (parte da curva característica).
- Bobina de disparo eletromagnética para altas correntes, tipicamente correntes de curto-circuito.
- Câmara de extinção de arco para extinguir o arco durante a interrupção de uma corrente de curto-circuito. O arco se move do contato do interruptor de abertura (3) para a área da câmara de extinção de arco, onde é extinguido por divisão e resfriamento.
Shutdown Mechanism
O mecanismo de desligamento pode ser disparado de quatro maneiras:
- Desligamento devido a sobrecarga
- Se o valor nominal predeterminado da corrente que flui através do disjuntor for excedido significativamente por um período mais longo, o desligamento ocorre. O tempo até o desligamento depende da força da sobrecorrente; é mais curto para sobrecorrentes altas do que para pequenos desvios da corrente nominal. Um bimetal é usado para disparar o mecanismo de desligamento (desligamento térmico) ao dobrar quando aquecido pela corrente que flui através dele.
- Desligamento eletromagnético devido a curto-circuito
- Se um curto-circuito ocorrer em um sistema, o desligamento ocorre dentro de alguns milissegundos devido a um eletroímã que é alimentado pelo fluxo de corrente.
- Desligamento manual
- Circuitos podem ser desligados manualmente no disjuntor para manutenção ou desligamento temporário. Para este propósito, um interruptor de alternância ou botão de liberação está localizado na frente.
- Desligamento por módulos adicionais
- Para a maioria dos disjuntores de fabricantes respeitáveis, existem interruptores auxiliares acopláveis, dispositivos de liberação de subtensão e sobrecorrente, dispositivos de corrente residual (RCDs), dispositivos de detecção de falha de arco (AFDDs) e acionamentos de motor (rearme automático) que podem ser usados para operar o disjuntor. Os módulos adicionais são fixados à direita ou à esquerda do disjuntor ou cabeados adequadamente no quadro de distribuição, dependendo do disjuntor.
Trip-Free Shutdown
Um recurso importante dos disjuntores é o mecanismo de disparo não influenciável. Ele garante que, em caso de curto-circuito, o disparo imediato ocorra mesmo se a alavanca de operação estiver sendo manipulada ou mantida na posição "ligado".
Reset
Após um desarme por sobrecarga, a tira bimetálica deve primeiro esfriar antes que um rearme possa ser realizado. O rearme manual necessário para reiniciar alerta o usuário para um problema potencial e evita o rearme automático (à prova de falhas). Isso evita reinicializações descontroladas de equipamentos sobrecarregados ou a reenergização descontrolada de dispositivos/instalações defeituosos.
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