Potência doméstica

Aqui, o tema da proteção de equipamentos geralmente surge na rede elétrica doméstica, mas as informações não são muito verdadeiras ao descrever os parâmetros básicos dos dispositivos de proteção ou, na melhor das hipóteses, são baseados em exemplos separados. Portanto, haverá um tipo de programa educacional sobre como criar adequadamente um escudo elétrico introdutório.

Isso não é tanto uma instrução, mas uma explicação do que precisa ser feito, pois cada conexão é essencialmente individual. De qualquer forma, é necessária consulta, levando em consideração a situação real.

Entrada

No futuro, procederei do fato de que o fornecedor de eletricidade executa seu trabalho como deveria, porque a tensão permanece dentro dos limites prescritos pelas normas.

Continuarei com a tensão de rede de 230/400 V (é importante conhecer o segundo com entrada trifásica). A maioria dos consumidores é monofásica, as exceções podem ser fogões elétricos e motores elétricos de bombas.

Equipamento

Disjuntor

Os disjuntores familiares a todos atualmente (a seguir denominados máquinas automáticas) são familiares a todos.
Nos apartamentos, são usadas máquinas com curvas de tempo e corrente B e C. De fato, existem muitas para diferentes finalidades. Neste documento, na terceira página, há um gráfico onde você pode ver as diferenças . Tempo vertical, horizontal - corrente.

Mas vamos nos concentrar nas máquinas automáticas B e C, as mais frequentes e aplicáveis ​​tanto na indústria quanto em casa.

Cada switch possui duas categorias de dois indicadores principais, de acordo com os padrões internacionais:

Categorias:

• Corrente de sobrecarga
• Corrente de curto-circuito

Indicador:

• Corrente máxima de disparo
• Corrente mínima de operação garantida

Em geral, esses valores são os seguintes para sobrecarga após 1 hora (acionamento de energia térmica) para máquinas do tipo B ou C a uma temperatura ambiente de 30 graus:

Corrente máxima de falha = corrente nominal de 1,13
Corrente mínima de operação garantida = 1,45 corrente nominal

Com o aumento da temperatura, esses números se tornam menores, mas, de acordo com os padrões, a falha não deve ser menor que a corrente nominal a uma temperatura ambiente de 50 graus. Quase todos os fabricantes indicam esses números em catálogos e eles podem variar bastante.

Para um curto-circuito, esses valores diferem para os disjuntores (a chamada operação eletromagnética sem demora):

tipo B - 3 * In e 5 * In
tipo C - 5 * In e 10 * In

Embora isso seja chamado de "disparo sem demora", as normas garantem o disparo em até 0,1 segundo, não mais. De fato, esse tempo é de 0,05 a 0,07 segundos.

O que acontece entre as correntes de limite - ninguém pode e não garante, de acordo com os padrões, que o desligamento pode durar de 0,1 a 15 segundos (para máquinas C). Embora, em princípio, o comutador possa operar imediatamente a partir do valor mínimo ou não trabalhar 15 segundos até o máximo. E ao escolher opções, você precisa se lembrar disso.
Um exemplo abaixo são as características de tempo atual dos comutadores B e C em 10A da Siemens. 10A é selecionado para facilitar a comparação. B é preto e C é vermelho.

Fusível

Anteriormente, o único e muito utilizado dispositivo para instalações residenciais, agora é muito menos comum. Os mais comuns em redes elétricas são os fusíveis de cortiça e faca. Atualmente, existem seccionadores de fusíveis combinados, que diferem dos disjuntores, pois, quando acionados, é necessário instalar novos fusíveis antes de ligá-los novamente.

Um dos dispositivos, que, apesar da idade da tecnologia, ainda oferece algumas propriedades muito úteis.

A principal vantagem é a operação garantida em caso de curto-circuito. A principal desvantagem é a descartabilidade.

Por que os fusíveis ainda são usados? Em primeiro lugar, o preço. São muito mais baratos que os disjuntores, pois não possuem partes mecânicas. Em segundo lugar, no caso de um valor suficientemente alto da corrente curta (para um fusível de 10A - mais de 210 A), a velocidade de operação será menor que 0,01 segundos, menos da metade do período de corrente alternada (nenhum outro interruptor dispara tão rapidamente). Em terceiro lugar, eles podem ser muito simples e garantidos para serem construídos seletivamente (sobre a seletividade abaixo). Este artigo é sobre fusíveis de uso geral, que são indicados por gG (também anteriormente proteção de linha gL).

Nesse caso, não há fabricantes que fabricem fusíveis de acordo com os padrões em termos de tempo de desligamento, eles sempre saem melhor do que o pretendido. Mas todo mundo é melhor à sua maneira.

Abaixo está uma comparação das características de acordo com os padrões e medições da ABB para um fusível de 10 A. Deve-se notar que as normas fornecem características de 0,01 segundos, mas como, para esse período, em princípio, apenas extrapolações são possíveis, nem todo programa possui esses gráficos. Cor preta - de acordo com os padrões, vermelho - produzida pela ABB.

Dispositivo atual diferencial

Sempre existe a possibilidade de correntes de fuga, principalmente em locais úmidos. Portanto, foi criado um dispositivo que captura essa corrente, chamada de dispositivo de corrente diferencial ou UDT (designação de acordo com as novas traduções GOST das normas IEC, também conhecidas como RCD - dispositivo de corrente residual). A idéia é simples - o dispositivo compara a corrente na fase e o fio neutro, se forem iguais - está tudo bem, se não, então é realizado um desligamento. Existem vários dispositivos que podem ser usados ​​em casa, com correntes de 10 mA, 30 mA, 100 mA, 300 mA e vários tipos - CA, A, F, B, B +. O tipo AC responde apenas a correntes de fuga sinusoidais, o tipo A pode, além do tipo AC, responder a correntes diretas pulsantes e assim por diante. É recomendável instalar o tipo B, pois funciona em todos os tipos possíveis de vazamento. O tipo B + assume essencialmente algumas das funções de proteção contra arco. Hoje, UDTs com correntes de até 30 mA servem para proteger pessoas, a partir de 100 anos - para proteger equipamentos, embora antes existissem UDT 500 mA para instalação em apartamentos.

Não se esqueça, o UDT tem uma sensibilidade diferente para diferentes correntes. Por exemplo, os 30 mA acima significam o limite superior de operação para vazamento CA, de fato, a operação pode ocorrer de acordo com as normas entre 15 e 30 mA (os fabricantes aqui tentam desligar até 25 mA, como o limite superior). Se tomarmos uma corrente contínua pulsante, aqui a operação já estará entre 12 e 42 mA.

Por que isso é importante? A corrente de vazamento quase sempre existe, por exemplo, em uma tomada elétrica ou em um aparelho elétrico. Acredita-se que o SPD de 30 mA possa ser usado na frente de um máximo de 10 tomadas, caso contrário, haverá um desligamento no modo normal. Ou o comprimento do fio desempenha um papel. Em particular, existem esses valores de corrente de fuga por 100 metros de fio (fio da fase, fio neutro e terra):

1,5 mm² - 4,8 mA
2,5 mm² - 5,6 mA
4,0 mm² - 6,6 mA

Portanto, ao planejar, é importante considerar o comprimento dos cabos e a distribuição das salas.
Como o disjuntor e a UDT são frequentemente usados, existem dispositivos combinados - máquinas diferenciais, duas em uma. De acordo com os novos padrões na Alemanha, a partir de 2018, seu uso é recomendado para instalações residenciais, a fim de economizar espaço e simplificar os quadros de distribuição.

O que lembrar - o dispositivo requer verificações. Pelo menos uma vez a cada 6 meses, a operação deve ser verificada usando o botão no dispositivo. Naturalmente, este não é um teste para operação por correntes de fuga, mas muitos se esquecem disso. O disparo por correntes de fuga requer um dispositivo especial, que é ligado atrás da UDT, e pode verificar com diferentes tipos de corrente.

Dispositivo de proteção contra surtos

Quando um raio atinge, uma onda eletromagnética aparece perto do cabo, o que pode literalmente destruir os dispositivos conectados à rede. Portanto, recomenda-se o uso de dispositivos de proteção contra sobretensão (SPDs).

Na sua essência, é uma implementação de um pára-raios de baixa tensão. A idéia é usar materiais especiais que não conduzem corrente na tensão normal (na teoria, na prática, há uma corrente de fuga) e, quando excedem um certo nível, tornam-se condutores. A função de proteção é refletir a onda, porque o dispositivo protege antes e depois de si mesmo (distância efetiva de cerca de 10 metros do cabo).

Existem três tipos de dispositivos:

O primeiro tipo é a proteção contra raios, às vezes equipada com um pequeno pára-raios. Ele deve ser aterrado ao barramento de aterramento principal para drenar o excesso de energia. Como resultado da operação, a tensão não deve exceder 6 kV

O segundo tipo é a proteção contra sobretensão média. Como resultado da proteção, a tensão não deve exceder 4 kV

O terceiro tipo é a proteção do dispositivo. Tensão inferior a 1,5 kV como resultado da proteção.

Na ausência do primeiro tipo, a instalação de outros dispositivos não faz sentido, pois a energia das ondas é muito alta para o tipo 2. Além disso, os dispositivos instalados em cascata devem ser coordenados entre si (geralmente significa de um fabricante, pois existem diferenças nas características).

O cabo entre a saída de aterramento do dispositivo e o barramento de aterramento ou (no caso dos tipos 2 e 3) PE não deve exceder 50 cm.

Existem dispositivos combinados de vários tipos em um, como o tipo 1 + 2 ou 2 + 3.

Dispositivo de proteção contra arco

A ideia do dispositivo é que, por exemplo, quando o isolamento estiver danificado, faíscas ocorram, que só se desenvolvam posteriormente em falta à terra ou curto-circuito. Isso não é reconhecido pelos dispositivos acima. Dispositivos relativamente novos na Europa e ainda não receberam ampla distribuição.

Hoje, esses dispositivos são recomendados para uso em áreas classificadas, bem como onde há muitas crianças ou idosos. Em outros casos, os dispositivos são opcionais.

Como ainda não os apliquei em minha prática, infelizmente não posso descrevê-los com mais detalhes.

Seletividade

Os dispositivos foram descritos acima, agora com mais detalhes sobre como conectá-los corretamente. A essência da seletividade - o dispositivo de proteção mais próximo ao local de curto-circuito / sobrecarga deve desconectar. Quase sempre, isso é possível para equipamentos em instalações residenciais, mas em alguns casos (por exemplo, uma corrente de curto-circuito muito alta) não pode ser garantida.Em seguida, serão apresentados alguns exemplos, divididos em grupos.

Fusíveis

Tudo é relativamente simples aqui. Fusíveis de 16A e superiores com uma relação de correntes nominais de 1,6 são seletivos. Por exemplo, para um fusível de 25A: 25 * 1,6 = 40A. No caso de 40A, este é um fusível de 63A, embora 40 * 1,6 = 64, pois é selecionado mais próximo na linha nominal. Embora os fusíveis de um fabricante possam ter uma proporção mais baixa, mas 1,6 é uma proporção garantida para qualquer fabricante.

Para fusíveis com menos de 16 A, essa relação é diferente e pode ser de 1,9 (no caso da Alemanha). I.e. para o fusível 10A, 20A, não 16A, é seletivo. Ao mesmo tempo, muitos fabricantes produzem fusíveis com uma proporção inferior a 1,6, mas exclusivamente para sua própria produção e não há garantia de compatibilidade, por exemplo, entre a ABB e a Siemens neste caso.

Disjuntores

Teoricamente, se as características não se cruzam, os comutadores podem ser considerados seletivos. Na prática, isso pode ser verdade apenas para disjuntores do mesmo fabricante e, em seguida, devem ser usadas tabelas de seletividade. Eles indicam seletividade total ou uma corrente limite à qual a seletividade é garantida. Se este último for excedido, qualquer um dos disjuntores poderá disparar, no caso de uma certa distância entre os disjuntores (não em um painel de distribuição), é mais provável que o disjuntor opere no lado da fonte.

Abaixo está um exemplo dessa tabela para comutadores ABB. A letra T significa seletividade total ("total"), números - a corrente máxima em quiloamperes.



Existem também interruptores seletivos. Eles operam com um atraso em caso de curto-circuito, possibilitando a operação dos interruptores inferiores. Com uma corrente suficientemente grande, como no exemplo acima, eles podem funcionar mais cedo.

Fusíveis e disjuntores

Aqui a situação como um todo é mais complicada e pode ser, no caso de correntes relativamente altas, determinada apenas por tabelas como essa, com equipamentos da Siemens.



Aqui estava apenas parte da tabela que compara os disjuntores com a característica C (números verticais) aos fusíveis da Siemens.

Por exemplo, as características de um disjuntor C16A e um fusível de 40A da Siemens se parecem com este



Os mesmos componentes, mas da ABB



Infelizmente, as fontes são programas diferentes, portanto, não funcionou para tornar a escala igual para comparação.

Naturalmente, se no caso acima as correntes de curto-circuito estiverem na região de 160-300 A, mesmo sem tabelas, fica claro que o interruptor desarmará primeiro. Mas já a 500 A sem mesas, ninguém pode garantir isso.

Diferentes fabricantes de disjuntores

Em todos os casos acima, é possível realizar sua própria análise. Para isso, é necessário encontrar gráficos da limitação de corrente e da energia transmitida dos dispositivos. Comparando-os, você pode fazer certas suposições. Infelizmente, para garantir compatibilidade, os disjuntores devem ter uma grande margem. Essa é uma das vantagens dos fusíveis - a taxa acima mencionada de 1,6 fornece seletividade garantida na maioria das situações.

Opções para seleção

Consumo atual

No caso de disjuntores para uso doméstico, selecione pelo valor de face ou por recomendação do fabricante do equipamento. De qualquer forma, deve-se lembrar que a resposta da energia térmica depende da temperatura do meio em que o comutador está localizado.

Para fusíveis, o fabricante geralmente indica que, por um longo período, não excede 90% da corrente nominal. Muito dependente do fabricante.

Com a operação a longo prazo dos interruptores e fusíveis, eles aquecem e, consequentemente, aquecem um ao outro. Portanto, existem fatores de correção adicionais que levam em consideração o número e o local dos comutadores. Essas tabelas também devem ser tomadas de acordo com o fabricante.

A propósito, nem todo mundo sabe que tomadas domésticas comuns de 16A, como “shuko”, são testadas com uma corrente máxima de 16A por apenas uma hora e não devem estar mais quentes que 70 ° C. O que acontece durante esse período - ninguém garante. Portanto, recomenda-se uma carga de longo prazo não superior a 13A. Como alternativa, é possível usar pontos de venda industriais, existem os mesmos 16A, mas eles podem ser projetados por 6 e 12 horas.

Ao escolher um dispositivo, não se deve esquecer que alguns dispositivos têm correntes de irrupção. Em particular, a unidade interna do ar condicionado pode ter uma pequena corrente no modo normal, 0,2-0,4 A, mas as correntes de irrupção podem atingir 18 vezes.

Corrente diferencial

UDT para a maioria dos casos, 30 mA é suficiente. Para salas molhadas, coloque recentemente 10 mA. Tudo depende do comprimento da rede. Você também pode instalar UDT seletivo na potência do escudo. Sua sensibilidade atual é pior (100 ou 300 mA) e este é mais um dispositivo auxiliar em caso de falha de um dos inferiores. O principal é usar o mesmo ou o pior tipo de acordo com as propriedades, UDT seletivo com o tipo B antes que o tipo A não seja permitido

Correntes de curto-circuito

Como determinar correntes de curto-circuito? Infelizmente, apenas medida. Mesmo em uma casa nova, o comprimento do cabo pode diferir do projeto, até a melhor resistência do cabo do fabricante obedece à distribuição normal, pode haver alterações na subestação do transformador, portanto, mesmo o operador da rede pode fornecer apenas valores aproximados. Existem instrumentos especiais que medem a corrente de curto-circuito monofásica. Se no momento houver apenas um ponto de blindagem ou conexão, a corrente curta para a saída poderá ser calculada pela lei simples de Ohm, embora, idealmente, valha a pena tentar uma medição.

As normas prevêem o desligamento de um curto-circuito para sistemas TN em 0,4 segundos e para sistemas TT em 0,2 segundos. Deve-se lembrar que, para um disjuntor, os padrões relevantes nesse caso são o desligamento da corrente mais do que o tempo de resposta eletromagnético garantido (10 vezes ou mais da corrente nominal para o comutador C e 5 ou mais para comutadores B). Mas para fusíveis, esse valor é determinado pela característica de corrente do tempo.

Preciso desativar o ponto morto

Tudo depende do sistema ao qual a energia é fornecida.

Sistema TT

O aterramento é feito em casa e o condutor de proteção não tem uma conexão com a rede elétrica. Um transformador em algum lugar distante tem seu próprio aterramento, sendo necessário desconectar o neutro, pois seu potencial, mesmo com uma carga simétrica, será diferente do potencial do edifício.

Sistema TN

Opção TN-C
Condutor de proteção e neutro em um cabo. Nesse caso, é proibido desconectar o fio neutro (neste caso, a PEN), pois ela desempenha uma função de proteção.

Opção TN-CS
Nesse caso, quando a energia era fornecida à casa da PEN, o fio era dividido em N e PE. Desabilitar N é aceitável, mas desabilitar a PEN não. PEN . .

TN-S
N PE. N.

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— , /? , , .

. , .

O fio deve suportar correntes mais altas que o dispositivo de proteção. Como agora há um grande número de tipos diferentes de fios, ao escolher, você deve se concentrar nos dados do fabricante sobre correntes de curto-circuito e correntes longas, mas há alguns pontos a mais sobre eles.

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Schneider Electric. , .