DR seletivo: dispositivo, finalidade, campo de aplicação + esquema e nuances da conexão

Entre a variedade de dispositivos de proteção, existe o DDR seletivo, que os especialistas apontam como uma opção prática e ideal para organizar a proteção. O que diferencia este tipo de dispositivo dos outros do grupo relacionado?

Quais propriedades possui o dispositivo seletivo e quão alta é sua sensibilidade? Vamos tentar entender com um pequeno panorama nesta direção.

Função e princípio de funcionamento

Dispositivos de relé para redes elétricas, destinados a fornecer proteção contra contato direto em áreas perigosas, bem como proteção de equipamentos, são apresentados em diversas configurações construtivas.

Características dos aparelhos seletivos

Uma característica distintiva do dispositivo seletivo é a presença no circuito de uma função de retardo no desligamento da linha que alimenta a carga.

Normalmente, esse parâmetro excede 40 ms — isso significa que os aparelhos seletivos não são projetados para proteger contra choque elétrico por contato direto.

A variedade de dispositivos usados para proteção na operação de redes elétricas oferece uma ampla escolha. Praticamente todos os tipos de DDR podem ser usados em redes monofásicas ou trifásicas.

Além disso, entre as características dos aparelhos seletivos, deve-se notar sua boa estabilidade em relação a picos de corrente e tensão. Graças a essa propriedade, o risco de disparos falsos e, consequentemente, de desligamentos do circuito é quase completamente eliminado. O que é seletividade de disjuntores é detalhadamente explicado neste material.

Geralmente, na prática, são utilizados dispositivos cuja corrente nominal está na faixa de 25-100 A. A magnitude da corrente diferencial de fuga está na faixa de 0,1-0,3 A.

São fabricados modelos bipolares e tetrapolares do dispositivo. Cada tipo é ativamente usado em esquemas de cascata ramificados.

Princípio de funcionamento e construção do DDR tipo S

As características distintivas dos dispositivos seletivos se limitam apenas àquelas mencionadas acima.

Em todo o restante da funcionalidade construtiva, praticamente não há diferença especial entre os aparelhos seletivos e os dispositivos de uso geral.

O princípio de funcionamento dos módulos tem um único objetivo – prevenir possíveis fugas de corrente, que representam uma ameaça potencial para os usuários de diversos equipamentos elétricos. Além disso, os DR do tipo seletivo atuam na prevenção de danos aos equipamentos.

O princípio de funcionamento, respectivamente, permanece padrão – aplicável a todos os dispositivos de proteção do grupo DR:

1. Há um transformador diferencial na construção.
2. Graças ao transformador, é feita a comparação das correntes de controle.
3. A diferença é transmitida ao elemento sensível.
4. Se a diferença exceder o parâmetro de controle estabelecido, ocorre o corte.

Esse é todo o princípio de funcionamento em linhas gerais. No entanto, deve-se ainda notar uma característica como a dependência dos dispositivos da alimentação.

Na prática, são usadas duas variantes construtivas de DR do tipo seletivo (e também gerais). Uma das variantes pressupõe alimentação externa, e a outra a exclui completamente.

Módulo de quatro polos, incorporado a uma rede de tensão monofásica. A conexão é feita com base na solução tradicional, quando se utiliza um disjuntor de entrada, um medidor de energia elétrica e, em seguida, um DR seletivo.

É claro que as construções do dispositivo de proteção onde não é usado um circuito de alimentação externo parecem mais confiáveis do que aquelas que requerem uma fonte de energia para a eficiência do trabalho.

Como o transformador diferencial é, essencialmente, o elemento principal da construção, são impostas exigências especiais a esta peça do circuito do DR.

O núcleo magnético do transformador diferencial deve ter uma característica de magnetização estritamente linear.

Aproximadamente assim ocorrem os processos dentro do núcleo magnético do DR do tipo seletivo e o fluxo de correntes pelos enrolamentos de trabalho existentes. Através da alteração dos indicadores de corrente de cada linha, o fator de fuga é controlado.

As propriedades de temperatura do núcleo magnético devem garantir um funcionamento de qualidade em uma ampla faixa de temperaturas. Por isso, para a fabricação deste elemento, é utilizado um material especial – ferro amorfo ou similar.

Outras partes da construção do dispositivo DR seletivo são relés magnetoelétricos sensíveis – elementos de ação direta, frequentemente chamados de órgãos de limiar.

Em algumas construções, os relés são substituídos por eletrônica, mas o princípio permanece o mesmo.

Modos normal e de falha

Durante o funcionamento do DR tipo S, até o momento em que não é detectada a presença de corrente de fuga (corrente diferencial), os condutores que formam o circuito elétrico no campo magnético do núcleo passam correntes de carga nominais equivalentes.

Diagrama que mostra visualmente os processos internos do módulo seletivo durante a operação do dispositivo em modo de trabalho. O nível necessário de sensibilidade é garantido pelo ajuste da corrente de corte.

Por essas correntes, iguais em magnitude, campos magnéticos de ação em direções opostas são induzidos dentro do núcleo.

Seu fluxo total é igual a zero, o que explica a ausência de corrente no enrolamento secundário do TC. Sua corrente zero não afeta o elemento sensível de corte. O RCD permanece ligado.

Caso contrário, quando o esquema descrito é violado, o equilíbrio das correntes também é violado. Como resultado, uma corrente de certa magnitude é gerada no enrolamento secundário do TC.

Assim que esse valor ultrapassar o limiar do elemento de disparo do dispositivo de proteção seletiva, ele atuará. Isso acionará o sistema de bloqueio executivo — corte dos circuitos de alimentação da carga. O RCD desligará e cortará o circuito da carga.

Áreas tradicionais de aplicação do dispositivo

Como observado acima, esta modificação dos dispositivos de proteção não é usada para proteção contra contato direto.

Na maioria das vezes, os dispositivos são usados como bloqueadores em caso de possível incêndio na fiação elétrica ou em mecanismos do sistema.

O contato direto com equipamentos, especialmente domésticos, é um fenômeno comum. No entanto, em caso de fuga de corrente, esse contato pode ter consequências graves. O RCD tipo S não protege contra contato direto em condições de fuga, mas para isso existem outros tipos de dispositivos.

Esses mesmos RCDs são usados como meios de proteção contra curto-circuito nos circuitos de alimentação de instalações/dispositivos/equipamentos valiosos e caros, ou nos circuitos de alimentação de sistemas tecnológicos importantes.

É comum a implementação de dispositivos do tipo seletivo na construção de esquemas elétricos em cascata complexos, onde em cada ramificação é utilizada uma carga de diferentes tipos com diferentes correntes.

Solução esquemática em cascata para distribuição da rede elétrica com aplicação de módulos de proteção do tipo seletivo. Uma das variantes comuns utilizadas na eletrificação de edifícios residenciais.

Com essa configuração do sistema de ramificação elétrica com dispositivos seletivos, é garantida uma proteção confiável em seções individuais.

Além disso, cada RCD individual, em caso de acidente, proporciona a possibilidade de determinação rápida do defeito.

Diagramas de conexão do DDR com seletividade de corte

Na verdade, as soluções esquemáticas neste caso teoricamente não têm nenhuma característica que as diferencie da construção de esquemas com outros tipos de dispositivos do grupo.

Outra questão é: em que sequência incluir, por exemplo, o corte seletivo e o corte por contato direto?

Execução típica do aparelho que garante o bloqueio da alimentação elétrica em caso de fuga de corrente e contato direto. A configuração da corrente de corte geralmente é de pelo menos 30 mA

Se considerarmos o aparelho de desconexão seletiva na versão única, neste caso ele é um elemento do circuito mais simples e é montado de forma padrão:

1. Primeiro, instala-se o disjuntor automático.
2. Em seguida, vem o dispositivo diferencial residual (DDR) tipo S.
3. Depois, o circuito de carga.

Enquanto isso, a proteção é aplicada nos mais variados usos das redes elétricas.

Por exemplo, é necessário garantir alta confiabilidade na operação de um motor elétrico trifásico. Como organizar a proteção através de um DDR seletivo neste caso?

Outra variante de execução – o aparelho de quatro polos – é mais conveniente do ponto de vista das possibilidades de configuração da fiação elétrica. Com este módulo, é mais fácil manipular o barramento de aterramento.

Aqui, um dispositivo de quatro polos é adequado, com o qual se pode organizar um esquema de proteção contra curto-circuito dos enrolamentos.

A conexão também é feita através de um inserto intermediário de DDR. Ou seja, primeiro é ligado o disjuntor, em segundo lugar vem a proteção seletiva, e em terceiro – o motor elétrico.

Variante de solução esquemática com motor elétrico. Solução simples e bastante eficaz para proteger o motor contra possíveis curto-circuitos entre fases ou curto-circuito no invólucro.

Um esquema monofásico para necessidades padrão, como iluminação e alimentação elétrica, pode ser bastante simples de construir, utilizando um dispositivo bipolar e vários disjuntores automáticos.

A distribuição dos canais monofásicos para cada cômodo individual é feita através de disjuntores automáticos, que são alimentados pela fase proveniente do aparelho de proteção.

Esta é, pode-se dizer, uma solução esquemática clássica, utilizada na maioria dos casos pelos proprietários de habitações municipais, proprietários de casas e chalés.

Variante esquemática clássica com um dispositivo de corte de proteção de corrente para distribuição de vários circuitos elétricos. Solução comum em casas antigas, onde não estava previsto o uso de barramento de aterramento.

Projetos modernos de habitação pressupõem a organização de esquemas com a presença obrigatória de um barramento de aterramento. Portanto, para tais soluções, é característica uma ligeira alteração/complemento no esquema de distribuição.

Em particular, o condutor de aterramento (PE) torna-se um elemento adicional da distribuição, que é uma parte tão essencial quanto o barramento de neutro.

Solução alternativa de esquema com a mesma variação setorial de distribuição e com o uso dos mesmos aparelhos. Somente nesta variante já se utiliza o barramento de aterramento. Este exemplo parece ser mais eficaz em termos de proteção.

Em apartamentos, casas, chalés, os dispositivos de proteção seletiva são um complemento obrigatório do quadro elétrico do apartamento quando os moradores utilizam eletrodomésticos:

• máquina de lavar roupa;
• lava-louças;
• fogão elétrico potente (forno).

Além disso, este tipo de aparelhos (seletivos) atua, em geral, como o segundo estágio de proteção, enquanto no primeiro estágio atuam os RCDs de corte por contato direto imediato.

Ou seja, há uma ativação em grupo dos dispositivos e esta é realmente uma opção eficaz em termos de segurança de operação das redes elétricas domésticas.

Detalhes da conexão de módulos tipo S

Na verdade, as nuances são as mesmas que acompanham o processo de conexão dos dispositivos de proteção padrão.

Os terminais de cada um dos aparelhos têm uma finalidade específica (fase, neutro) e são identificados de forma correspondente.

Os bornes no dispositivo de proteção e as identificações para conexão das linhas elétricas. Também é mostrada a identificação do botão para realizar a operação de teste de disparo correto do RCD.

Durante a instalação, é inadmissível alterar as posições dos terminais em relação à sua finalidade em relação aos circuitos de alimentação.

Se, em vez do fase, conectar o barramento neutro – isso é, no mínimo, uma perspectiva de falha do próprio dispositivo. Trocar os dois pontos é extremamente difícil, mas na prática isso acontece.

Outra nuance – a configuração do módulo para o circuito elétrico existente em termos de limite de corte de corrente.

Se a construção não permitir opções de ajuste de corrente, deve-se selecionar corretamente o dispositivo de acordo com suas características técnicas e operacionais.

Finalmente, uma nuance obrigatória da conexão é o teste do dispositivo no modo de fornecimento de energia ao circuito de carga.

Esta função é simples e requer apenas uma ação – ativação de um botão especial, que é designado na caixa/documentação como 'Teste'.

Conclusões e vídeo útil sobre o tema

Explicação em vídeo acessível e clara sobre a seletividade de operação do dispositivo de proteção:

O vídeo demonstra a prática de conexão em um circuito de grupo de aparelhos e a ação real dos dispositivos em situações de emergência:

Frequentemente, encontram-se discussões sobre a simplicidade de conectar o RCD na rede elétrica de uma residência particular. Junto com as discussões, muitas vezes recomendam fazer esse trabalho com as próprias mãos. O motivo é conhecido – economia. No entanto, economizar na própria segurança não é a melhor escolha. Portanto, tais ações de instalação de um dispositivo de proteção seletiva devem sempre ser realizadas por um eletricista profissional.

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