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Quanto tempo demora um disjuntor a disparar? Simulador de sobrecarga e curto-circuito

Um disjuntor não desliga no instante em que a corrente ultrapassa o seu calibre. Inicie cinco cenários, de uma chaleira elétrica a um curto-circuito, e observe a lâmina bimetálica, o eletroíman e a temperatura do cabo num gráfico tempo-corrente.

Quanto tempo até o disjuntor disparar? Experimente

Uma chaleira elétrica num disjuntor B16 com cabo de 2,5 mm². O disjuntor vai disparar?

Ligado

Disjuntor, cabo e aparelhosA alavanca do disjuntor, uma vista ampliada da lâmina bimetálica e da bobina, o cabo colorido segundo a sua temperatura e os aparelhos ligados.MCBOB16
Corrente
8,7 A
0,54 × In
Cabo
30 °C

Limite do PVC 70 °C

Tempo decorrido
0:00
×500
Disparador térmico (bimetálico)
Aquecimento até ao disparo: 0 %
Disparador magnético
Gama normalizada: B16 48⁠–⁠80 A
Disjuntor de exemplo: 64 A
Gráfico tempo-correnteGráfico logarítmico do tempo de disparo em função da corrente: a faixa de tolerância IEC/EN, a curva do disjuntor de exemplo, os pontos de ensaio IEC/EN e a corrente do cenário escolhido.1101001.00010 ms1 s1 min1 hCorrente, ATempoIn
  • Disjuntor de exemplo
  • Faixa de tolerância IEC/EN
  • Pontos de ensaio IEC/EN
  • Corrente nominal In
  • pode não disparar
  • Corrente
Os mesmos dados em tabela
Corrente, × InCorrenteNão antes deNão depois deDisjuntor de exemplo
0,5 × In8 A≥ 1 hpode não dispararnão dispara
0,8 × In12,8 A≥ 1 hpode não dispararnão dispara
1 × In16 A≥ 1 hpode não dispararnão dispara
1,13 × In18,1 A≥ 1 hpode não dispararnão dispara
1,3 × In20,8 A6,4 spode não dispararnão dispara
1,45 × In23,2 A4,3 s1 h1,6 min
1,7 × In27,2 A2,7 s3,3 min53 s
2 × In32 A1,8 s1,9 min33 s
2,55 × In40,8 A1 s60 s18 s
3 × In48 A0,7 s41 s12 s
4 × In64 A5 ms22 s10 ms
5 × In80 A5 ms0,1 s10 ms
7,5 × In120 A5 ms0,1 s10 ms
10 × In160 A5 ms0,1 s10 ms
15 × In240 A5 ms0,1 s10 ms
20 × In320 A5 ms0,1 s10 ms
25 × In400 A5 ms0,1 s10 ms

Resultado

Disjuntor:
mantém-se ligado
Norma — tem de aguentar durante:
≥ 1 h
O cabo estabiliza em:
38 °C

A corrente fica bem abaixo do calibre, por isso o disjuntor mantém-se ligado enquanto a chaleira estiver a funcionar. O cabo quase não aquece.

Experimente
Aparelhos
8,7 A, 0,54 × In
Curva
Secção do cabo

Cabo e disjuntor: adequado

Modelo didático. A faixa é traçada pelos pontos de ensaio da IEC/EN 60898-1 a 30 °C; a linha entre eles é uma interpolação. O «disjuntor de exemplo» é um dispositivo hipotético: a sua constante de tempo térmica é estimada a partir de relatórios de ensaio, não retirada da norma. Consulte o tempo de disparo do seu próprio disjuntor na curva do fabricante. Num quadro quente, um disjuntor dispara mais cedo: cerca de 5 % em corrente por cada 10 °C acima de 30 °C. O aquecimento do cabo é indicado como ordem de grandeza: uma constante de tempo estimada a partir de ensaios com cabos em isolamento térmico, método de instalação A1, 30 °C. Não é uma previsão de incêndio. A corrente de curto-circuito é calculada para uma linha de 20 m com uma impedância de alimentação hipotética de 0,35 Ω. A corrente real depende da sua alimentação; um eletricista determina-a medindo a Zs.

O que acontece dentro do disjuntor

01

Lâmina bimetálica: sobrecarga

A corrente aquece uma lâmina feita de dois metais que dilatam de forma diferente, e por isso ela curva-se. Quanto maior a sobrecarga, mais cedo chega ao mecanismo de disparo. Uma pequena sobrecarga pode demorar minutos ou horas; uma lâmina que já está quente dispara mais cedo.

02

Bobina e núcleo móvel: curto-circuito

Uma corrente elevada magnetiza a bobina, que atrai o núcleo móvel e solta o mecanismo de disparo em milissegundos. A letra da curva define onde isto começa: B a 3–5 × In, C a 5–10 × In, D a 10–20 × In.

03

Cabo: o que está a ser protegido

Um cabo aquece gradualmente e arrefece da mesma forma. O isolamento em PVC está previsto para 70 °C em serviço contínuo. O disjuntor tem de desligar antes de o cabo lá chegar; é por isso que o seu calibre tem de ser adequado à secção.

Como ler o gráfico tempo-corrente

A corrente cresce da esquerda para a direita, em amperes, e o tempo de baixo para cima; ambas as escalas são logarítmicas. A faixa sombreada é onde a norma permite que um disjuntor desta curva e deste calibre dispare: para cada corrente, o limite inferior é o tempo de disparo mais curto permitido e o limite superior o mais longo. A linha contínua é um disjuntor de exemplo dentro da faixa. A linha vertical marca a corrente do cenário escolhido; o ponto sobe com o tempo e detém-se quando encontra a linha. Os anéis marcam os pontos de ensaio IEC.

Pontos de ensaio da IEC/EN 60898-1 (a–e)

A norma não impõe uma curva única. Fixa alguns pontos de ensaio que todos os disjuntores têm de cumprir, e as curvas dos aparelhos reais passam em qualquer lugar entre eles. A tabela mostra cada requisito e como o disjuntor de exemplo o cumpre.

PontoCorrenteInícioRequisitoDisjuntor de exemplo B16Disjuntor de exemplo C16Disjuntor de exemplo D16
a1,13 × Ina frionão pode disparar · ≥ 1 hnão disparanão disparanão dispara
b1,45 × Ina quente, logo após o ponto atem de disparar · < 1 h42 s42 s42 s
c2,55 × Ina friotem de disparar · 1 s – 1 min18 s18 s18 s
dB 3 · C 5 · D 10 × Ina frionão pode disparar · ≥ 0,1 sEN 60898-1 — tem de disparar dentro de: B 45 s · C 15 s · D 4 s12 s4,2 s1 s
eB 5 · C 10 · D 20 × Ina friotem de disparar · < 0,1 s10 ms10 ms10 ms

O ponto b começa com o disjuntor já aquecido pela corrente do ponto a, tal como no próprio ensaio. O ponto c admite 1–60 s para In ≤ 32 A e 1–120 s acima disso. Os pontos d e e dependem da letra da curva; os limites superiores de tempo do ponto d vêm da EN 60898-1 e não fazem parte da IEC 60898-1. Os tempos referem-se a uma temperatura ambiente de 30 °C.

Cenários calculados

Os cinco cenários do simulador com os números do modelo. A proteção é um B16 em cabo de cobre de 2,5 mm², salvo indicação em contrário na linha; o curto-circuito ocorre no fim de uma linha de 20 m.

CenárioProteçãoCargaCorrenteDisjuntorCabo
1. Chaleira elétricaB16 · 2,5 mm²Chaleira elétrica8,7 A · 0,54 × Inmantém-se ligadoNorma — tem de aguentar durante: ≥ 1 hO cabo estabiliza em: 38 °C
2. + aquecedorB16 · 2,5 mm²Chaleira elétrica + Aquecedor17,4 A · 1,09 × Inmantém-se ligadoNorma — tem de aguentar durante: ≥ 1 hO cabo estabiliza em: 62 °C
3. + fornoB16 · 2,5 mm²Chaleira elétrica + Aquecedor + Forno30,4 A · 1,9 × InDisparou · bimetálico · 38 sNorma — tem de disparar dentro de: 2 s – 2,2 minCabo no disparo: 35 °C · Sem o disjuntor: > 120 °C
4. Curto-circuito a 20 mB16 · 2,5 mm²Curto-circuito no fim da linha310 A · 19,4 × InDisparou · eletroíman · 10 msNorma — tem de disparar dentro de: 5 ms – 0,1 sAquecimento do cabo: +0,8 °C · O cabo aguentaria (a partir de 70 °C): ≈ 0,86 s
5. B16 em 1,5 mm²B16 · 1,5 mm²Chaleira elétrica + Aquecedor17,4 A · 1,09 × Inmantém-se ligadoNorma — tem de aguentar durante: ≥ 1 hO cabo estabiliza em: 88 °C
Colocar um B10 e iniciarB10 · 1,5 mm²Chaleira elétrica + Aquecedor17,4 A · 1,74 × InDisparou · bimetálico · 49 sNorma — tem de disparar dentro de: 2,5 s – 3 minCabo no disparo: 36 °C · Sem o disjuntor: > 80 °C

Os números vêm do modelo didático descrito acima, não de um produto concreto; o tempo real de disparo do seu disjuntor está na curva do fabricante. As correntes admissíveis dos cabos seguem a IEC 60364-5-52, quadro B.52.2 (método A1, 30 °C); as tabelas nacionais podem ser diferentes, por exemplo 15,5 A para 1,5 mm² na Alemanha. O tempo admissível em curto-circuito usa k = 115 da IEC 60364-4-43, quadro 43A, partindo da temperatura de serviço de 70 °C.

Perguntas frequentes

Porque é que um disjuntor não dispara quando a carga ultrapassa o seu calibre?

Um disjuntor pode conduzir uma pequena sobrecarga. Até 1,13 vezes o seu calibre não pode disparar durante uma hora; entre 1,13 e 1,45 vezes pode ou não disparar, e a 1,45 vezes tem de disparar em menos de uma hora. É por isso que o disjuntor tem de ser adequado ao cabo: o cabo tem de aguentar a mesma sobrecarga.

Qual é a diferença entre a lâmina bimetálica e o eletroíman?

A lâmina bimetálica reage ao calor, por isso elimina uma sobrecarga com um atraso que diminui à medida que a corrente aumenta. O eletroíman reage à própria corrente e dispara quase instantaneamente quando a corrente ultrapassa o limiar da letra da curva. Um disjuntor comum tem os dois.

Um C16 dispara mais tarde do que um B16?

Em sobrecarga, ambos cumprem os mesmos requisitos térmicos, por isso o atraso é semelhante. A diferença está no disparo instantâneo: o C precisa de 5–10 × In em vez de 3–5 × In, por isso um curto-circuito moderado que o B16 elimina instantaneamente pode ser eliminado pelo C16 apenas através do seu disparador térmico, mais lento.

O simulador mostra o tempo exato de disparo do meu disjuntor?

Não. É um modelo didático: a faixa segue os pontos de ensaio IEC e o disjuntor de exemplo é um dispositivo plausível dentro dela. Os dispositivos reais variam entre fabricantes e dependem da temperatura e da carga anterior. Para um projeto, use a curva do fabricante e peça a um eletricista que verifique o circuito.

Fontes e leituras relacionadas

O PlanMyPanel é uma ajuda ao planeamento e não substitui um profissional. A montagem e a ligação finais têm de ser verificadas e aprovadas por um eletricista credenciado.

Baseado na série europeia HD 60364 e nas regras de instalação dos países da CEI (PUE).

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