Interruptores bipolares e tripolares: finalidade, características, particularidades de montagem

A função dos disjuntores automáticos inseridos em esquemas de redes elétricas diz respeito às funções de proteção. Se, em modo de sobrecarga da rede, for utilizado um dispositivo manual, a probabilidade de sofrer danos significativos ao equipamento aumenta substancialmente.

Os disjuntores automáticos bipolar e tripolar reduzem esses riscos ao mínimo, pois garantem a ruptura instantânea dos circuitos em caso de acidente.

Vamos entender as particularidades dos disjuntores elétricos e dar dicas sobre seleção, instalação e operação de tais dispositivos.

Configuração dos disjuntores automáticos

Na prática de uso de tais equipamentos, observa-se a aplicação frequente de três tipos de dispositivos: unipolar, bipolar e tripolar.

Em que consiste a diferença entre esses três tipos de disjuntores? Vamos tentar entender.

A variedade desses dispositivos elétricos é mais do que diversa. O sortimento é inimaginável. No entanto, a grande quantidade de dispositivos de proteção é totalmente justificada, pois eles precisam ser usados nas mais variadas configurações de esquemas.

O dispositivo unipolar, em geral, não levanta muitas questões. Se inserir um disjuntor em um circuito monofásico, o dispositivo funcionará como uma chave seccionadora comum, mas em modo de reação automática – ou seja, sem intervenção do usuário, interromperá o circuito em caso de violação das condições operacionais definidas.

Breve descrição do disjuntor bipolar

Um dispositivo análogo, mas executado na forma de um disjuntor automático bipolar, difere um pouco em funcionalidade.

A topologia do circuito do dispositivo bipolar é projetada para controlar e comparar as condições de operação de duas linhas de corrente independentes.

A construção bipolar do disjuntor destina-se à proteção e ao bloqueio de duas linhas diferentes de um mesmo circuito elétrico. Tais dispositivos, além do bloqueio de fase, também são usados para interromper o circuito do condutor neutro.

Os disjuntores bipolares são geralmente usados para inserção em projetos de construção de redes elétricas quando é necessário controlar e comparar as condições de operação de duas seções de uma única rede elétrica. Na prática, a configuração bipolar do dispositivo representa um tandem de um par de dispositivos unipolares.

No entanto, o esquema de proteção e bloqueio do disjuntor bipolar funciona comparando os parâmetros de cada dispositivo individualmente, em tempo real. Se em qualquer um dos dois trechos de controle os parâmetros ultrapassarem os limites definidos, ambas as linhas são interrompidas imediatamente.

Este ponto importante mostra: a substituição de um disjuntor bipolar por um par de dispositivos unipolares comuns é, em princípio, impossível. Em caso de sobrecarga em um dos circuitos (ou curto-circuito), apenas um disjuntor atuará.

Configuração do bipolar: 1 – corpo de plástico de boa qualidade; 2 – operação permitida de -25 a +60 °C; 3 – montagem em trilho DIN; 4 – mecanismo de disparo manual; 5 – indicação de atuação; 6 – painel de informações; 7 – designações técnicas (+)

Mas considerando que a rede elétrica é única, a eletricidade continuará a fluir através do segundo dispositivo, que alimenta outro trecho. Tal situação leva a consequências graves.

No entanto, existem dois subtipos de dispositivos bipolares:

• com proteção de um polo e comutação normal do neutro;
• com proteção de ambos os polos e comutação simultânea dos mesmos.

Os primeiros são geralmente usados como disjuntores de entrada, através dos quais os condutores de fase e neutro são comutados. Além disso, esse esquema de ligação prevê o uso de uma linha adicional PE – o condutor de terra.

Este dispositivo também parece visualmente um bipolar. No entanto, na verdade, o aparelho é um disjuntor de proteção unipolar com suporte para a função de bloqueio (comutação) da linha neutra da rede elétrica.

Os segundos são utilizados em esquemas de uma única rede, onde dois trechos são alimentados, operando sob diferentes cargas de corrente.

Características do dispositivo tripolar

A principal finalidade do disjuntor automático tripolar é o uso em esquemas de redes trifásicas. As características construtivas deste tipo de dispositivo consistem na presença de funções de proteção em cada polo individual.

A atuação da proteção em qualquer um dos polos leva à abertura de todos os polos.

Construção para operação com rede trifásica. Disjuntor automático de três polos independentes com bloqueio comum. Como pode ser visto no diagrama do dispositivo, a proteção é realizada pela ação de lâminas bimetálicas, bem como de relés de disparo eletromagnéticos (+)

Apesar da finalidade específica dos disjuntores deste tipo, é perfeitamente permitido usá-los em linhas monofásicas ou bifásicas.

Estruturalmente, o disjuntor tripolar contém os seguintes elementos:

• mecanismo de comando;
• sistema de contatos;
• módulo de extinção do arco elétrico;
• dispositivo de disparo.

Os contatos livres geralmente são montados dentro da tampa do aparelho. O sistema de contato se conecta ao travessão dos contatos principais de forma cinemática.

Os módulos funcionais do aparelho são montados dentro do invólucro. A tampa e o corpo do disjuntor são feitos de materiais que não conduzem corrente elétrica (plástico, textolite, etc.).

Conteúdo interno das construções clássicas de tripolares: 1, 6 – câmara de extinção do arco elétrico; 2, 6 – disparador eletromagnético (bobina com núcleo); 3,4 – disparador térmico (lâmina bimetálica) (+)

O mecanismo de proteção dos tripolares garante o desligamento instantâneo, tanto no modo 'automático' quanto no caso de ação manual. Além disso, se houver sobrecarga no circuito elétrico, o desligamento instantâneo ocorre independentemente da força aplicada na alavanca de comando.

Ou seja, mesmo se o usuário mantiver a alavanca na posição ligada, o disjuntor em regime de sobrecarga ainda assim abrirá todos os polos.

Existem modificações de tripolares onde é adicionado mais um polo para o condutor neutro. Na prática, trata-se de uma versão quadripolar do ponto de vista dos detalhes construtivos.

Dispositivo modificado com três polos de fase e um polo neutro adicional. Frequentemente, este tipo de disjuntor é chamado de quadripolar, o que, em princípio, corresponde à realidade do ponto de vista construtivo.

Funcionalmente, o disjuntor de quatro polos se assemelha a um sistema bipolar. A função do dispositivo é a mesma, mas aplicada a uma rede trifásica.

Características técnicas gerais dos disjuntores

As informações sobre os principais parâmetros dos disjuntores estão indicadas em seu corpo. Para entender as designações alfanuméricas, é necessário saber “ler” a marcação dos dispositivos.

São amplamente utilizados em residências e indústrias os dispositivos que correspondem às seguintes características técnicas principais, dependendo de sua configuração construtiva:

Os dispositivos são selecionados com base em critérios específicos, como tensão, valor da corrente nominal e indicadores de temperatura.

Para mais detalhes sobre a seleção de disjuntores, leia os artigos:

1. Escolha do disjuntor: tipos e características dos disjuntores elétricos
2. Seleção do disjuntor por potência da carga, seção do cabo e corrente: princípios e fórmulas para cálculos

Detalhes de montagem dos disjuntores

Para todos os dispositivos elétricos deste tipo, existe uma ordem definida de integração no circuito elétrico.

Montagem de disjuntores automáticos – à primeira vista, um procedimento tecnicamente simples. No entanto, se considerarmos exatamente todas as regras existentes de instalação, o processo de montagem dos disjuntores pode ser comparado ao trabalho de criação de software de computador.

Pela ordem estabelecida, em particular, são esperadas as seguintes ações dos instaladores antes que os disjuntores bipolares e tripolares sejam instalados:

• o dispositivo deve estar de acordo com a execução para o esquema atual;
• o corpo do disjuntor não deve apresentar deformações ou danos;
• a alavanca de ligar/desligar deve funcionar claramente no modo de ativação manual.

A base na qual se pretende instalar o dispositivo deve ser verificada quanto ao nivelamento da superfície. Não é permitida a montagem em bases onde, devido à superfície irregular, o corpo do disjuntor fique sujeito a tensões de flexão após a fixação.

Conexão com os condutores da rede

A conexão de condutores de cobre com seção transversal de 16 – 25 mm² é feita através de terminais de cabo (GOST 9688-82). Se for necessário fazer uma conexão com condutores de cobre de seção transversal de 4 – 16 mm², são utilizados terminais de cabo de outro tipo (GOST 7386-80).

Com relação às conexões de fios de alumínio, são utilizados elementos terminais análogos ao TAM-7, correspondentes aos parâmetros GOST 9581-80.

Os terminais dos condutores que são conectados aos contatos dos disjuntores. Frequentemente, esse detalhe é ignorado, e os condutores são simplesmente torcidos e conectados ao dispositivo nesse estado. Na prática, essa abordagem já é considerada uma violação. A exceção são os fios com seção transversal inferior a 4 mm.

Os condutores da rede que fornecem tensão da fonte de alimentação são conectados ao grupo superior de contatos fixos dos disjuntores. Os condutores devem ser conduzidos e conectados de forma que não criem esforço nos terminais do disjuntor.

Os terminais devem ser apertados pelos contatos firmemente, mas sem esforços críticos que possam causar danos à rosca. Deve-se dar muita atenção à fixação dos condutores nos terminais de cabo. É obrigatório usar tubos isolantes e fita como revestimento de proteção.

Nuances de disposição e fixação

Ao realizar a instalação de várias unidades de equipamento, é necessário respeitar as regras de posicionamento dos dispositivos entre si. Assim, a distância entre dispositivos próximos deve ser mantida em pelo menos 5 mm.

Instalação de disjuntores em grupo. Parece bastante bonito e organizado. No entanto, neste caso, o processo de montagem é executado com erros. De acordo com as normas, ao montar em grupo, a distância entre as paredes dos dispositivos adjacentes deve ser de pelo menos 5 mm.

Distâncias mínimas das partes metálicas dos dispositivos de distribuição: acima 30 – 50 mm, lateralmente 5 – 10 mm, dependendo da magnitude da tensão aplicada.

Se durante a instalação forem utilizados dispositivos construídos com invólucro adicional, todas as manobras de montagem com eles devem ser realizadas com a tampa do invólucro removida. A instalação da tampa deve ser feita considerando a entrada correta da haste do mecanismo de acionamento. O aperto dos parafusos da tampa deve ser uniforme.

Após a conclusão da montagem, os disjuntores devem ser verificados quanto à precisão do momento de ligar/desligar.

Os diagramas de montagem e as regras de conexão do disjuntor estão descritos em detalhes em este artigo.

Manutenção técnica durante a operação

As condições normais de operação dos disjuntores bipolares e tripolares permitem que o tempo para inspeção técnica dos dispositivos seja alocado no máximo uma manutenção a cada três anos de trabalho. Esse fato confirma mais uma vez a alta qualidade de praticamente qualquer disjuntor.

Manutenção de dispositivos. Este procedimento inclui o teste da integridade dos dispositivos e da confiabilidade dos grupos de contato. No âmbito da manutenção, é realizada a limpeza dos dispositivos e de seus locais de instalação. Verifica-se a qualidade do funcionamento dos mecanismos automáticos

No entanto, de acordo com as instruções, a inspeção técnica deve ser realizada obrigatoriamente se o disjuntor atuou devido a uma corrente de curto-circuito.

Para qualquer motivo, seja atuação do dispositivo em situação de emergência ou manutenção programada, a inspeção técnica dos dispositivos inclui:

• diagnóstico do mecanismo de ligar/desligar em modo manual sem carga;
• verificação do aperto dos parafusos dos contatos principais e livres;
• confiabilidade da fixação do dispositivo à base;
• limpeza de sujeira e objetos estranhos;
• simulação de desligamento por meio de ação mecânica no elemento sensível;
• verificação do funcionamento em modo operacional.

A prática de uso de redes elétricas observa o manuseio de dispositivos de diferentes fabricantes, incluindo nacionais e estrangeiros.

A maioria de todos os dispositivos de proteção automática em operação se caracteriza por um funcionamento impecável em termos de qualidade.

Conclusões e vídeo útil sobre o tema

O que são disjuntores e como eles se diferenciam, você pode saber pelo seguinte vídeo:

Sobre os critérios de seleção de dispositivos de proteção:

A confiabilidade do funcionamento dos dispositivos de bloqueio automático muitas vezes não é determinada pela marca, mas pela correta seleção considerando a carga de trabalho. Além disso, um cálculo preciso da seção dos condutores que alimentam a carga a partir do disjuntor e o cálculo da seção do cabo de entrada têm uma influência significativa na ação dos dispositivos.

Quando todos os detalhes da instalação são considerados, até mesmo dispositivos chineses, que são várias vezes mais baratos que os de marca, funcionam por um período bastante longo sem queixas significativas.

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