O que é a proteção contra falhas de ligação à terra num MCCB e quando é necessária?
Resposta Rápida
A proteção contra falhas à terra num disjuntor de caixa moldada (MCCB) deteta falhas elétricas específicas que envolvem percursos de corrente indesejados para a terra ou para partes condutoras ligadas à terra. Dependendo da conceção da proteção, pode acionar um alarme ou desligar o circuito para ajudar a limitar os danos no equipamento e os riscos elétricos. Um MCCB padrão não inclui necessariamente proteção dedicada contra falhas de ligação à terra ou fugas à terra. Pode ser necessária uma unidade de disparo adequada, um módulo de proteção ou um dispositivo de proteção separado.
Por que razão é importante a proteção contra falhas de ligação à terra?
Nem todas as avarias elétricas produzem corrente suficiente para ativar imediatamente a proteção convencional contra sobrecorrente. Quando o isolamento falha e a corrente flui por um caminho indesejado para a terra ou para estruturas metálicas ligadas à terra, o risco resultante depende da configuração da ligação à terra, da impedância da avaria e dos dispositivos de proteção instalados.
Sem uma proteção adequada, algumas avarias podem passar despercebidas ou persistir por mais tempo do que o previsto, aumentando o risco de danos no equipamento, incêndio ou choque elétrico.
Para os engenheiros elétricos, fabricantes de aparelhagem de distribuição e responsáveis pela aquisição de projetos, compreender a proteção contra falhas à terra é essencial na seleção de um disjuntor MCCB para sistemas de distribuição industrial. O fundamental é identificar a proteção exigida pela instalação, em vez de partir do princípio de que todos os disjuntores oferecem as mesmas funções.
1. O que é a proteção contra falhas de ligação à terra num MCCB?
A proteção contra falhas de terra é uma função de proteção concebida para detetar falhas elétricas específicas que envolvam um percurso de corrente indesejado para a terra ou para partes condutoras ligadas à terra e para acionar uma resposta adequada, como a interrupção do circuito ou um alarme.
Um disjuntor MCCB convencional proporciona, geralmente, proteção contra sobrecargas e curto-circuitos. Dependendo do seu design, pode utilizar um mecanismo de disparo termomagnético ou uma unidade de disparo eletrónica.
No entanto, estas funções não significam automaticamente que o disjuntor ofereça proteção específica contra falhas à terra.
Uma falha à terra de baixa corrente pode não produzir corrente suficiente para ativar imediatamente a proteção convencional contra sobrecorrente. Noutros casos, uma falha à terra de baixa impedância pode produzir uma corrente elevada que ativa a proteção contra curto-circuito do disjuntor.
A necessidade de proteção adicional depende do sistema elétrico, das condições de falha previstas, do objetivo de proteção exigido e das normas de instalação aplicáveis.
O que é que a proteção contra falhas de ligação à terra ajuda a prevenir?
Dependendo do dispositivo de proteção e da instalação, a proteção contra falhas de ligação à terra pode ajudar a:
- Detetar condições específicas de falha à terra que a proteção convencional contra sobrecorrente, por si só, pode não conseguir resolver de forma adequada.
- Reduzir a duração de certas avarias elétricas.
- Minimizar os danos nos equipamentos elétricos e nos sistemas de distribuição.
- Apoiar o cumprimento dos requisitos aplicáveis em matéria de instalações elétricas.
A proteção contra falhas de ligação à terra não é uma solução universal para todas as falhas de isolamento ou riscos de choque elétrico. Deve ser considerada em conjunto com a ligação à terra de proteção, a conceção do isolamento e outras medidas de segurança necessárias.
2. Como funciona a proteção contra falhas de ligação à terra?
A proteção contra falhas à terra funciona através da deteção de uma condição elétrica associada a uma falha à terra ou a partes condutoras ligadas à terra. O método de deteção depende da conceção do dispositivo de proteção.
Detecção de corrente residual
Um método comum consiste em monitorizar as correntes que circulam pelos condutores sob tensão e detetar um desequilíbrio.
Em condições normais de funcionamento, a soma vetorial das correntes que passam pelo sistema de deteção é aproximadamente zero. Se alguma corrente regressar por um percurso não pretendido fora dos condutores monitorizados, é possível detetar uma corrente residual.
Quando a corrente residual atinge o limiar configurado e cumpre as condições de funcionamento do dispositivo, o sistema de proteção pode acionar um alarme ou desligar o circuito.
A resposta efetiva depende do design do dispositivo, da sensibilidade, das características temporais e das condições de instalação.
Proteção eletrónica contra falhas à terra
Algumas unidades de disparo eletrónicas dispõem de uma função específica de proteção contra falhas à terra. Dependendo da conceção, esta função pode recorrer a métodos de deteção e cálculo de corrente para detetar condições específicas de falha à terra.
Nem todas as unidades de disparo eletrónicas incluem esta funcionalidade. A sua disponibilidade, configurações e compatibilidade com diferentes esquemas de ligação à terra devem ser verificadas com base na documentação do fabricante.
Uma distinção importante: A proteção contra fugas de corrente residual e a proteção eletrónica contra falhas de ligação à terra não são intercambiáveis em todas as aplicações. A sua terminologia e âmbito técnico podem variar consoante o fabricante e as normas regionais.
Por exemplo, Documentação técnica do ComPacT NSX da Schneider Electric descreve a proteção contra falhas à terra e a proteção contra fugas à terra como funções distintas em configurações específicas.
Esta é uma referência útil do setor para compreender os conceitos, mas as capacidades reais de qualquer produto SSPD devem ser verificadas através da respetiva documentação técnica.
3. Proteção contra falhas de ligação à terra vs. proteção contra fugas à terra
A proteção contra falhas à terra e a proteção contra fugas à terra estão intimamente relacionadas, mas não devem ser automaticamente consideradas idênticas.
Em alguns sistemas de distribuição industrial, a proteção contra falhas à terra refere-se à deteção de falhas específicas através de uma função dedicada à deteção de falhas à terra, nomeadamente para a proteção de equipamentos em sistemas elétricos com ligação à terra.
A proteção contra fugas à terra refere-se, geralmente, à deteção de corrente residual associada a falhas de isolamento, incluindo certas condições de fuga de corrente de baixa intensidade.
A distinção exata depende da terminologia do fabricante, do design do dispositivo e das normas aplicáveis.
| Consideração | Proteção contra falhas de ligação à terra | Proteção contra fugas à terra |
|---|---|---|
| Objetivo típico | Detetar falhas à terra especificadas num sistema de distribuição de energia | Detetar corrente residual associada a falhas de isolamento |
| Método de deteção | Depende do sistema de deteção de falhas à terra e do desenho do dispositivo de desligamento | Utiliza habitualmente a deteção de corrente residual |
| Aplicação típica | Certos sistemas de distribuição industrial e de proteção de equipamentos | Aplicações que requerem proteção adicional contra fugas à terra |
| Opções disponíveis | Depende da unidade de disparo e do sistema de proteção | Pode incluir sensibilidade ajustável e atraso de tempo |
| Critérios de seleção | Sistema de ligação à terra, condições de corrente de falha e requisitos de proteção | Sensibilidade exigida, tempo de resposta, condições de instalação e normas aplicáveis |
Nenhuma das funções deve ser selecionada apenas com base no nome. Os engenheiros devem verificar as características operacionais reais e a adequação do dispositivo de proteção à aplicação pretendida.
4. Quando é necessária a proteção contra falhas de ligação à terra?
A proteção contra falhas de ligação à terra deve ser considerada quando a avaliação de riscos da instalação, o projeto elétrico ou as normas aplicáveis exigirem proteção contra condições específicas de falha de ligação à terra.
Sistemas de Distribuição Industrial
As instalações industriais contêm frequentemente grandes quadros de distribuição, transformadores, motores e extensas redes de cabos. Uma falha à terra pode interromper a produção, danificar o equipamento e criar riscos elétricos se não for resolvida de forma adequada.
A necessidade de uma proteção específica contra falhas à terra depende das características da corrente de falha do sistema, dos dispositivos de proteção existentes e dos requisitos de conceção.
Quadros de distribuição principais
Os circuitos de distribuição principais podem necessitar de proteção contra falhas à terra, de acordo com os regulamentos aplicáveis ou as especificações do projeto.
Por exemplo, certos requisitos do Código Elétrico Nacional dos EUA referem-se à proteção contra falhas de ligação à terra de equipamentos de serviço elegíveis e outras instalações especificadas. Os requisitos aplicáveis dependem da potência nominal do sistema, dos detalhes da instalação e da edição do código.
Os requisitos dos Estados Unidos não devem ser automaticamente aplicados a instalações na Arábia Saudita, no Egito, na Europa ou noutros mercados. Os compradores e os engenheiros devem verificar as normas aplicáveis ao projeto em questão.
Equipamentos com riscos de falha no isolamento
O isolamento pode deteriorar-se devido ao calor, à humidade, à contaminação, à vibração, a danos mecânicos ou ao envelhecimento.
Nos casos em que uma falha de isolamento possa criar riscos inaceitáveis, os engenheiros devem avaliar se a proteção convencional contra sobrecorrente é suficiente ou se é necessária proteção adicional contra falhas de ligação à terra ou fugas à terra.
Projetos comerciais e de infraestruturas
Os edifícios comerciais, as instalações industriais e os projetos de infraestruturas podem ter requisitos de proteção diferentes para os diversos circuitos.
A solução correta depende do objetivo de proteção pretendido. A proteção contra falhas à terra dos equipamentos, a proteção contra corrente residual em circuitos específicos e a proteção contra choques elétricos são considerações de conceção relacionadas, mas distintas.
Um projetista elétrico qualificado deve determinar o esquema de proteção adequado.
5. Como escolher um disjuntor MCCB com proteção contra falhas de ligação à terra
A seleção da configuração correta requer mais do que apenas escolher um disjuntor com uma intensidade nominal adequada.
Passo 1: Identificar o sistema de ligação à terra
Determine se a instalação utiliza um esquema de ligação à terra do tipo TN-S, TN-C, TT, IT ou outro.
O sistema de ligação à terra influencia os percursos da corrente de falha e a adequação dos diferentes métodos de proteção.
Não selecione um módulo de proteção sem confirmar a configuração do sistema.
Passo 2: Definir o objetivo de proteção
Esclareça contra o que o projeto precisa de proteger.
A exigência de detetar falhas à terra num circuito de distribuição principal, detetar corrente residual associada a falhas de isolamento, reduzir o risco de incêndio ou proporcionar proteção é exigida por uma norma de instalação específica?
A resposta determina o dispositivo e as definições adequadas.
Passo 3: Verificar o método de deteção
Verifique se o MCCB selecionado oferece a função necessária através da sua unidade de disparo ou se requer um módulo de proteção ou relé adicional.
Não se deve partir do princípio de que um disjuntor MCCB termomagnético possui proteção específica contra falhas à terra apenas pelo facto de proporcionar proteção contra sobrecargas e curto-circuitos.
Passo 4: Confirmar as definições de hora e data
Caso o dispositivo de proteção disponha de sensibilidade ajustável ou de um tempo de atraso, as configurações devem corresponder ao objetivo de proteção pretendido e aos requisitos de instalação.
Os engenheiros devem também ter em conta a coordenação com os dispositivos de proteção a montante e a jusante, de modo a evitar interrupções desnecessárias, mantendo simultaneamente o nível de proteção exigido.
As configurações nunca devem ser copiadas de outro projeto sem se confirmar que as condições do sistema e as normas aplicáveis são comparáveis.
Passo 5: Verificar a compatibilidade do produto
Antes de efetuar a encomenda, verifique:
- Modelo e tamanho da estrutura do MCCB.
- Número de pólos.
- Tipo de unidade de disparo.
- Compatibilidade com o módulo de proteção adicional.
- Tensão nominal de funcionamento e outras características elétricas aplicáveis.
- Configurações de proteção e documentação necessárias.
- Certificações aplicáveis e requisitos de instalação.
O facto de um módulo parecer compatível não constitui prova suficiente de compatibilidade elétrica.
6. Disjuntor MCCB SSPD CNSX com um módulo de proteção contra fugas à terra
O disjuntor em caixa moldada CNSX da SSPD está disponível em configurações que incluem um módulo adicional de proteção contra fugas à terra, conforme ilustrado nas imagens do produto abaixo.
Esta configuração é relevante para os compradores que precisam de avaliar um disjuntor MCCB em conjunto com uma proteção adicional contra fugas à terra, em vez de considerarem apenas o corpo do disjuntor.
Ao avaliar este tipo de configuração, os compradores devem verificar o modelo exato do disjuntor, a compatibilidade dos módulos, a tensão nominal, as definições de proteção e a documentação técnica aplicável.
Os intervalos de sensibilidade específicos, os tempos de disparo e as configurações compatíveis devem ser confirmados na documentação do produto SSPD correspondente, em vez de serem inferidos a partir das especificações de outro fabricante.
Para distribuidores, fabricantes de aparelhagem de distribuição e responsáveis pela aquisição de projetos, a verificação destes detalhes antes de efetuar a encomenda ajuda a reduzir erros de configuração e contribui para um planeamento de projetos mais fiável.
Explore o Gama de produtos MCCB da SSPD ou contacte a equipa da SSPD para discutir os requisitos da sua candidatura.
7. Erros comuns na seleção de proteções contra falhas à terra
Erro n.º 1: Partir do princípio de que todos os disjuntores MCCB têm proteção contra falhas de ligação à terra
Um disjuntor MCCB convencional pode proporcionar proteção contra sobrecargas e curto-circuitos sem uma função específica para falhas de ligação à terra ou fugas à terra. Verifique sempre a configuração exata.
Erro 2: Considerar que a proteção contra falhas de ligação à terra e a proteção contra fugas de corrente são idênticas em todas as aplicações
A terminologia, os métodos de deteção e os objetivos de proteção variam. Consulte a documentação relevante do produto e as normas de instalação.
Erro 3: Escolher um módulo sem verificar a compatibilidade
O módulo deve ser concebido para a configuração específica do disjuntor. O facto de terem um aspeto semelhante não garante a compatibilidade.
Erro 4: Escolher configurações sem ter em conta o sistema na sua totalidade
A sensibilidade, o tempo de resposta, as disposições de ligação à terra e a coordenação com outros dispositivos de proteção devem ser avaliados em conjunto.
Perguntas frequentes
O que é a proteção contra falhas à terra num MCCB?
Trata-se de uma função de proteção concebida para detetar falhas elétricas específicas que envolvam um percurso de corrente indesejado para a terra ou para partes condutoras ligadas à terra e para desencadear uma resposta adequada, como o disparo ou um alarme.
Um disjuntor MCCB normal detecta falhas à terra?
Não necessariamente. Um disjuntor MCCB padrão oferece, geralmente, proteção contra sobrecargas e curto-circuitos. A capacidade de detetar uma falha de ligação à terra específica depende da corrente de falha e da conceção de proteção do disjuntor. Pode ser necessária uma proteção específica.
Qual é a diferença entre a proteção contra falhas de ligação à terra e a proteção contra fugas de corrente à terra?
Os termos podem sobrepor-se, dependendo do fabricante e da terminologia regional. Em alguns sistemas, a proteção contra falhas de ligação à terra aborda falhas de ligação à terra em equipamentos específicos, enquanto a proteção contra fugas à terra deteta normalmente a corrente residual associada a falhas de isolamento. A distinção exata deve ser verificada na documentação relevante.
Um disjuntor MCCB eletrónico pode proporcionar proteção contra falhas de ligação à terra?
Algumas unidades de disparo eletrónicas dispõem de uma função específica para falhas de ligação à terra, mas nem todas a têm. Os compradores devem verificar o modelo específico da unidade de disparo, o método de deteção, as configurações e a compatibilidade com o sistema elétrico.
Um disjuntor MCCB necessita de um módulo adicional de proteção contra fugas à terra?
Isso depende das funções existentes do disjuntor MCCB e dos requisitos de instalação. Se o disjuntor não proporcionar a proteção necessária contra fugas à terra, poderá ser necessário um módulo compatível ou um sistema de proteção separado.
Como devo escolher as definições corretas de proteção contra falhas de ligação à terra?
Os parâmetros devem ser determinados com base no esquema de ligação à terra, no objetivo de proteção, nas condições de instalação, nas normas aplicáveis e nos requisitos de coordenação. Um profissional qualificado da área da eletricidade deve verificar os parâmetros finais.
A proteção contra falhas à terra substitui a ligação à terra?
Não. A proteção contra falhas à terra não substitui a ligação à terra de proteção nem outras medidas de segurança necessárias. As instalações elétricas necessitam de um sistema de ligação à terra devidamente concebido e de dispositivos de proteção coordenados.
Como posso escolher um disjuntor MCCB com proteção contra fugas à terra para um projeto industrial?
Comece por definir a tensão do sistema, a corrente nominal, o esquema de ligação à terra, o objetivo de proteção e as características de resposta necessárias. Em seguida, verifique a compatibilidade entre o MCCB e o módulo, a documentação do produto e as normas aplicáveis antes de efetuar a encomenda.
Conclusão
A proteção contra falhas de ligação à terra e fugas de corrente para a terra pode desempenhar um papel importante na segurança elétrica e na proteção dos equipamentos, mas a solução correta depende da instalação e da função de proteção necessária. Os engenheiros e os responsáveis pelas aquisições devem verificar o sistema de ligação à terra, o método de deteção, as configurações, a coordenação e a compatibilidade dos produtos antes de selecionar uma configuração de MCCB.
Se estiver a avaliar um disjuntor MCCB SSPD CNSX com um módulo de proteção contra fugas à terra, informe a nossa equipa sobre a sua aplicação, a tensão do sistema, a corrente nominal necessária e os requisitos de proteção, para que possamos ajudá-lo a identificar a configuração adequada.
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 ajudar distribuidores, fabricantes de aparelhagem de comutação e compradores de projetos a avaliar soluções de proteção de circuitos, configurações de produtos e requisitos de abastecimento.
Os seus artigos abordam os temas MCCB, ACB, MCB, contactores de corrente alternada, proteção de motores e considerações práticas relativas à aquisição de material elétrico a nível internacional.
Análise técnica: Equipa de Engenharia da SSPD — publique esta declaração apenas depois de a equipa de engenharia ter revisto e aprovado o conteúdo técnico e as alegações relativas ao produto.
