O que é a seletividade nos disjuntores e por que é importante?

Por Jimmy Zheng | Gestor de Negócios Internacionais na SSPD

Resposta rápida: O que é a seletividade nos disjuntores?

A seletividade do disjuntor consiste na coordenação de dois ou mais dispositivos de proteção, de modo a que o disjuntor mais próximo de uma falha interrompa a corrente de falha sem disparar desnecessariamente os disjuntores a montante. Em sistemas de CA de baixa tensão, uma seletividade adequada dos disjuntores MCCB ajuda a isolar as falhas, a manter o fornecimento de energia aos circuitos não afetados e a melhorar a disponibilidade do sistema elétrico. A seletividade deve ser verificada para a combinação concreta de disjuntores e para a gama prevista de correntes de falha.

Por que razão é importante a seletividade dos disjuntores?

Numa instalação industrial, um curto-circuito numa linha de produção não deve provocar automaticamente o encerramento de toda a fábrica. No entanto, se os disjuntores a montante e a jusante não estiverem devidamente coordenados, ambos os dispositivos podem disparar durante a mesma avaria, interrompendo o fornecimento de energia a equipamentos que estejam a funcionar normalmente.

Isto pode provocar paragens na produção, interrupções nos processos, dificuldades no diagnóstico de avarias e trabalhos de manutenção desnecessários. No caso de instalações com requisitos de produção contínua, tais como fábricas, edifícios comerciais e projetos de infraestruturas, as consequências podem ir além da avaria elétrica inicial.

A seletividade dos disjuntores resolve este problema através da coordenação dos dispositivos de proteção dentro de um sistema de distribuição. Quando ocorre uma falha, o disjuntor a jusante deve desligar-se para a eliminar, enquanto o disjuntor a montante permanece fechado, desde que a falha se enquadre no intervalo de seletividade verificado.

Para os engenheiros, fabricantes de aparelhagem de comutação e compradores de equipamento elétrico, compreender a seletividade é, por isso, uma parte importante da conceção ou especificação de um sistema de distribuição de corrente alternada de baixa tensão fiável.

Como funciona a seletividade entre os disjuntores MCCB de corrente alternada?

Os disjuntores em caixa moldada (MCCBs) são normalmente instalados em diferentes níveis de um sistema de distribuição de corrente alternada. Um MCCB a montante protege um alimentador principal ou uma secção de distribuição, enquanto os MCCBs a jusante protegem ramificações individuais ou equipamentos.

Considere um quadro de distribuição de uma fábrica com um disjuntor MCCB principal que alimenta vários disjuntores MCCB derivados.

Se ocorrer um curto-circuito num dos ramos, o disjuntor MCCB a jusante deve interromper a falha. O disjuntor MCCB a montante deve permanecer fechado, para que os outros ramos possam continuar a receber energia.

O facto de isto acontecer ou não depende das características de funcionamento de ambos os disjuntores.

Há três fatores que se revelam particularmente importantes:

• Corrente nominal e configurações de proteção: As intensidades nominais e os parâmetros de disparo selecionados devem ser adequados às cargas, aos condutores e aos requisitos de proteção.
• Características tempo-corrente: O disjuntor a jusante deve funcionar sem provocar o disparo do disjuntor a montante dentro da gama de funcionamento prevista.
• Comportamento em caso de curto-circuito: Em caso de correntes de falha elevadas, o disparo instantâneo e o comportamento de limitação de corrente podem afetar a seletividade. Poderá ser necessário recorrer aos dados de ensaio do fabricante ou às tabelas de seletividade para verificar essa combinação.

Um disjuntor MCCB de maior capacidade a montante não garante automaticamente a seletividade. Dois disjuntores com correntes nominais diferentes podem, mesmo assim, disparar em simultâneo durante uma falha de alta corrente.

O objetivo não é simplesmente instalar um disjuntor de menor capacidade a jusante. Trata-se de verificar se os dispositivos de proteção selecionados funcionam em coordenação correta nas condições de funcionamento e de falha previstas.

Seletividade total vs. seletividade parcial

A seletividade dos disjuntores é normalmente classificada como total ou parcial. Esta distinção é importante porque um sistema pode apresentar seletividade em caso de sobrecargas normais e em algumas condições de curto-circuito, mas perdê-la quando a corrente de falha se torna mais elevada.

Caraterística	Seletividade total	Seletividade parcial
Alcance operacional	A seletividade é mantida em toda a gama de correntes de falha especificada para a instalação	A seletividade é mantida apenas até um limite de corrente especificado
Corrente de falha superior ao limite	Mantém-se seletivo dentro do intervalo verificado	Pode ocorrer o disparo simultâneo dos dispositivos a montante e a jusante
Verificação	Confirme a gama completa de correntes de falha exigida	Identificar e verificar a corrente limite de seletividade
Análise da candidatura	Adequado quando os requisitos de continuidade justificam a conceção e a combinação é verificada	Pode ser aceitável quando as condições de proteção e continuidade exigidas forem cumpridas

O que é a corrente limite de seletividade?

A corrente-limite de seletividade, normalmente designada por É, é o limite superior de corrente até ao qual uma determinada combinação de dispositivos de proteção mantém a seletividade.

Por exemplo, suponha que a documentação do fabricante estabeleça um limite de seletividade de 15 kA para uma determinada combinação de MCCB a montante e a jusante, em condições especificadas.

Isto significa que a seletividade é verificada até 15 kA para essa combinação e nessas condições. Não significa que os disjuntores venham necessariamente a funcionar de forma seletiva a 20 kA.

O valor deve ser obtido a partir dos dados do fabricante aplicáveis ou de uma verificação adequada. Não deve ser estimado apenas com base na diferença entre as correntes nominais dos disjuntores.

Quando é necessária uma seletividade total, os engenheiros devem verificar o intervalo de corrente de falha aplicável em função da corrente de curto-circuito prevista para a instalação e das características nominais dos disjuntores.

Quais são os principais métodos de seletividade para os disjuntores MCCB de corrente alternada?

Podem ser utilizadas várias abordagens de coordenação em sistemas de distribuição de corrente alternada de baixa tensão. O método adequado depende dos disjuntores, das respetivas unidades de disparo, dos níveis de corrente de falha e dos requisitos de continuidade do sistema.

1. Seletividade da corrente

A seletividade da corrente baseia-se nas diferenças nos limiares de corrente a partir dos quais os dispositivos de proteção entram em ação.

O disjuntor a jusante está configurado para responder a falhas no seu ramo protegido, enquanto o disjuntor a montante está ajustado de forma a não disparar perante as mesmas falhas dentro do intervalo de coordenação previsto.

Este método pode revelar-se eficaz quando os níveis de corrente de falha observados em diferentes pontos do sistema são suficientemente diferentes. No entanto, a sua eficácia depende da impedância real do circuito, das características de proteção e da corrente de falha máxima prevista.

Não se deve partir do princípio de que limiares de disparo instantâneo diferentes proporcionem uma seletividade total em todos os níveis de curto-circuito.

2. Seletividade temporal

A seletividade temporal recorre a um atraso de funcionamento deliberado na proteção a montante, permitindo que o disjuntor a jusante tenha tempo para eliminar primeiro uma falha.

Por exemplo, um disjuntor MCCB a montante com um atraso de curta duração adequado pode permitir que um disjuntor MCCB a jusante interrompa uma avaria num ramo antes de o dispositivo a montante entrar em funcionamento.

Esta abordagem pode melhorar a coordenação nos sistemas de distribuição com unidades de disparo eletrónicas devidamente configuradas.

No entanto, o atraso deve ser compatível com a capacidade de resistência a curto-circuito da instalação e com os requisitos de proteção. As configurações de proteção não devem ser alteradas sem que se verifique o projeto completo do sistema.

3. Seletividade energética

A seletividade energética tira partido das características de limitação de corrente e de energia dos disjuntores.

Durante um curto-circuito, um disjuntor limitador de corrente pode restringir a corrente de pico e a energia que o atravessa. A interação entre os dispositivos a montante e a jusante pode, por conseguinte, influenciar o facto de ambos os disjuntores dispararem.

A seletividade energética não pode ser determinada de forma fiável apenas através da comparação dos valores nominais de corrente ou da análise de curvas tempo-corrente comuns. Para muitas combinações de MCCB, são necessárias tabelas específicas do fabricante ou dados de ensaio.

4. Encravamento seletivo por zona (ZSI)

Alguns sistemas de proteção eletrónicos suportam o bloqueio seletivo por zona.

Numa configuração compatível, os dispositivos de proteção trocam sinais para coordenar a sua resposta a uma avaria. Isto permite que o dispositivo a jusante mais próximo da avaria entre em ação rapidamente, enquanto o dispositivo a montante segue a lógica de coordenação configurada.

A função ZSI não está disponível em todos os disjuntores MCCB ou unidades de disparo. A sua implementação depende do equipamento específico, da cablagem, das configurações e das instruções do fabricante.

Para os compradores que especificam disjuntores MCCB eletrónicos, é importante confirmar se esta funcionalidade está disponível e se é adequada para o sistema de distribuição pretendido.

Como verificar a seletividade entre dois disjuntores MCCB

Antes de especificar disjuntores MCCB para um quadro de distribuição industrial, os engenheiros devem verificar a coordenação dos dispositivos concretos, em vez de se basearem em regras gerais empíricas.

O processo que se segue constitui um ponto de partida prático.

Passo 1: Identificar os requisitos do sistema

Recolha as informações elétricas básicas:

• Tensão e frequência do sistema
• Sistema de ligação à terra e configuração da distribuição
• Características de carga
• Corrente de curto-circuito prevista em pontos relevantes da instalação
• Continuidade do abastecimento obrigatória
• Requisitos aplicáveis de conceção e instalação

A corrente de curto-circuito prevista é especialmente importante, uma vez que a seletividade deve ser avaliada em função dos níveis de falha que o sistema pode efetivamente sofrer.

Passo 2: Identificar os dois disjuntores MCCB

Registe os modelos exatos dos disjuntores a montante e a jusante, incluindo:

• Dimensão do quadro e corrente nominal
• Tensão operacional nominal
• Capacidades máximas e de serviço de interrupção de curto-circuito, quando aplicável
• Tipo de unidade de disparo
• Definições de proteção ajustáveis
• Dados relevantes relativos à coordenação com o fabricante

Dois disjuntores MCCB com características nominais semelhantes podem apresentar características de disparo e de limitação de corrente diferentes. A combinação exata dos dispositivos é importante.

Passo 3: Verificar as definições de proteção

Verifique as configurações de proteção contra sobrecarga, de curta duração e instantânea suportadas pelos disjuntores selecionados.

Sempre que aplicável, compare as curvas tempo-corrente e tenha em conta as tolerâncias de funcionamento. Uma separação visível entre as curvas pode ajudar a avaliar a coordenação, mas não comprova necessariamente a seletividade em correntes de curto-circuito elevadas.

Qualquer ajuste deve respeitar os limites permitidos pelo fabricante e os requisitos de proteção da instalação.

Passo 4: Verificar as tabelas de seletividade do fabricante

Para muitas combinações de disjuntores MCCB, especialmente na região de curto-circuito de alta corrente, as tabelas de seletividade fornecidas pelos fabricantes constituem uma fonte de informação essencial.

Confirme se a combinação documentada corresponde aos dispositivos a montante e a jusante, à tensão e à configuração relevante. Verifique o limite de seletividade indicado e compare-o com a corrente de falha prevista no ponto de instalação a jusante.

Não se deve partir do princípio de que os dados relativos a uma determinada combinação de disjuntores se aplicam a um modelo, unidade de disparo ou fabricante diferentes.

Passo 5: Confirmar o resultado em relação aos requisitos de conceção

A verificação final consiste em verificar se o intervalo de seletividade verificado cumpre os requisitos do projeto.

Se a combinação disponível não proporcionar seletividade suficiente, o projeto poderá necessitar de disjuntores diferentes, de uma revisão das configurações de proteção permitidas ou de outra abordagem de coordenação.

O projeto finalizado deve também cumprir os requisitos relativos à capacidade de ruptura, à proteção dos cabos, à resistência a curto-circuito e a outros requisitos de segurança aplicáveis.

Erros comuns na coordenação da seletividade dos disjuntores MCCB

Várias suposições comuns podem levar a uma coordenação incorreta da proteção.

Erro 1: Partir do princípio de que um disjuntor MCCB a montante com uma intensidade nominal mais elevada garante a seletividade.

Uma corrente nominal a montante mais elevada, por si só, não garante um funcionamento seletivo. É necessário ter também em conta as características de disparo, o comportamento em caso de curto-circuito e a combinação de dispositivos verificada.

Erro 2: Partir do princípio de que as curvas de tempo-corrente separadas comprovam a seletividade em todas as condições.

As curvas são úteis, mas as falhas de alta corrente podem implicar efeitos de disparo instantâneo e de limitação de corrente que não são adequadamente determinados através de uma simples comparação visual. Poderá ser necessário recorrer a dados adicionais fornecidos pelo fabricante.

Erro 3: Confundir seletividade com efeito em cascata.

A seletividade tem como objetivo isolar uma avaria utilizando o dispositivo de proteção a jusante previsto, enquanto os dispositivos a montante permanecem fechados dentro do intervalo verificado.

A cascata, também designada por «proteção de reserva» neste contexto, recorre a uma combinação testada em que um dispositivo de proteção a montante auxilia um dispositivo a jusante a interromper com segurança correntes de falha que possam exceder a capacidade de corte autónoma do dispositivo a jusante. A cascata, por si só, não garante que apenas o disjuntor a jusante dispare.

Erro n.º 4: Escolher disjuntores MCCB baseando-se apenas no preço e na corrente nominal.

Uma seleção adequada deve ter em conta o desempenho elétrico, a coordenação necessária, a documentação do produto e as condições reais de falha da instalação. O disjuntor mais barato não é necessariamente a escolha adequada para um sistema que exija seletividade comprovada.

Como escolher um fabricante de disjuntores MCCB para coordenação seletiva

Para os grossistas de material elétrico, os fabricantes de quadros elétricos e as empresas de construção EPC, a escolha de um fornecedor de disjuntores MCCB envolve mais do que apenas comparar os preços dos produtos e as intensidades nominais.

Quando a coordenação seletiva for um requisito do projeto, solicite ao fabricante as informações técnicas necessárias para avaliar a combinação de disjuntores prevista.

A documentação útil pode incluir:

• Fichas técnicas dos produtos e especificações das unidades de disparo
• Curvas características de corrente em função do tempo
• Dados relativos à capacidade de interrupção de curto-circuito
• Tabelas de seletividade para as combinações de disjuntores relevantes
• Informações sobre as funções de proteção eletrónica e as funcionalidades de interbloqueio suportadas
• Relatórios de ensaio e certificações aplicáveis

Nem todos os fabricantes divulgam o mesmo nível de dados de coordenação. Se não for possível verificar uma combinação necessária a partir da documentação disponível, solicite esclarecimentos, em vez de partir do princípio de que a seletividade está garantida.

A SSPD fornece produtos de proteção elétrica de baixa tensão, incluindo disjuntores em caixa moldada (MCCBs), disjuntores de ar (ACBs), disjuntores miniatura (MCBs) e contactores de corrente alternada. No que diz respeito aos requisitos específicos de MCCB para cada projeto, os compradores devem identificar a tensão do sistema, a corrente nominal, o nível de falha e as funções de proteção necessárias, para que se possa avaliar a adequação da configuração proposta.

Precisa de ajuda para identificar a configuração correta do MCCB? Entre em contacto com a equipa da SSPD, indicando os requisitos do seu projeto e as especificações elétricas relevantes.

Perguntas frequentes

1. O que é a seletividade nos disjuntores?

A seletividade consiste na coordenação dos dispositivos de proteção, de modo a que o dispositivo destinado a eliminar uma avaria entre em ação, enquanto os dispositivos a montante permanecem fechados dentro da faixa de funcionamento verificada. Contribui para limitar a área afetada por uma avaria elétrica.

2. Qual é a diferença entre seletividade total e seletividade parcial?

A seletividade total significa que o funcionamento seletivo é mantido em toda a gama de correntes de falha especificada para a instalação. A seletividade parcial significa que este funcionamento é mantido apenas até um limite de corrente definido, para além do qual o funcionamento seletivo não é garantido.

3. Como se consegue a seletividade entre dois disjuntores MCCB?

A seletividade pode ser alcançada através de limiares de corrente adequados, atrasos temporais, coordenação baseada na energia ou funções de interbloqueio suportadas. O método concreto depende das características do disjuntor, dos níveis de corrente de falha, das configurações de proteção e dos dados verificados do fabricante.

4. Um disjuntor MCCB a montante com uma corrente nominal mais elevada garante a seletividade?

Não. Uma corrente nominal mais elevada a montante não garante um funcionamento seletivo. É necessário verificar a combinação exata de disjuntores, as características de disparo, o comportamento em caso de curto-circuito e os dados de coordenação disponíveis.

5. Qual é a diferença entre seletividade e cascata?

A seletividade diz respeito ao dispositivo de proteção que entra em ação para isolar uma avaria. A ligação em cascata utiliza uma combinação verificada de dispositivos de proteção a montante e a jusante para melhorar a capacidade de interrupção de curto-circuito do dispositivo a jusante em condições especificadas. A ligação em cascata, por si só, não garante que apenas o dispositivo a jusante dispare.

6. Como posso verificar a seletividade entre os disjuntores MCCB de corrente alternada?

Identifique os modelos e as configurações exatas dos disjuntores MCCB, determine a corrente de curto-circuito prevista, analise as curvas de proteção e consulte as tabelas de seletividade ou os dados de ensaio do fabricante. Confirme se a gama verificada cumpre os requisitos de instalação.

Conclusão

A seletividade dos disjuntores MCCB de corrente alternada é uma parte importante da conceção da distribuição de baixa tensão, uma vez que ajuda a isolar falhas elétricas, mantendo simultaneamente o fornecimento de energia aos circuitos não afetados. Para a alcançar, não basta selecionar diferentes valores nominais de corrente: os engenheiros têm de avaliar os níveis de falha, as características de disparo, as configurações dos dispositivos e os dados de coordenação verificados.

Para obter resultados fiáveis, selecione os disjuntores MCCB de acordo com a aplicação concreta e verifique se a combinação proposta está em conformidade com a documentação técnica do fabricante.

Sobre o Autor

Jimmy Zheng
Gerente de Negócios Internacionais na SSPD

Jimmy Zheng conta com mais de 10 anos de experiência na área dos produtos elétricos de baixa tensão e no comércio internacional B2B. O seu trabalho centra-se em soluções de proteção de circuitos, incluindo MCCBs, ACBs, MCBs e contactores CA, dando resposta às necessidades de distribuidores de material elétrico, fabricantes de aparelhagem de distribuição e compradores industriais.

Os seus artigos têm como objetivo ajudar os clientes internacionais a compreender as especificações dos produtos, a avaliar os requisitos técnicos e a tomar decisões de aquisição mais bem informadas.

Revisão Técnica

Equipe de Engenharia da SSPD

A revisão técnica deve confirmar a exatidão dos princípios de proteção, da terminologia e de quaisquer alegações específicas do produto antes da publicação.

Leitura complementar e recursos técnicos

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• Como Selecionar o MCCB Certo para Aplicações Industriais — Saiba como a corrente nominal, a capacidade de corte, a tensão nominal e os requisitos de proteção influenciam a seleção de um MCCB.
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