T
Disjuntor A
D
Disj. B
Disjunt
Icc
Disjuntor B
Disjuntor A e B
Icc
I
Princípio da Selectividade
dossier
T
Disjuntor A
D
Disjunt
Disj. B
Icc
I
Icc Icu B
T
Disj. A
Disj. B
I
Icc Icu B
Selectividade
20 A
10 A
Icc2 = 13 kA
A Selectividade entre protecções, é hoje em dia, utilizada de uma forma regular. Esta técnica tem como função
principal, assegurar a máxima continuidade de serviço nas instalações.
A TSelectividade tem como objectivo garantir o funcionamento da protecção imediatamente a montante do defeito
gerado num circuito da instalação, sem existir uma perturbação nos outros circuitos a montante.
Disjuntor A
A
Disjuntor A
Tipos de Selectividade:
• Selectividade nula, parcial, total ou funcional.
• Selectividade
amperimétrica, cronométrica e
Disjuntor B
energética.
Icc
• Selectividade diferencial total ou parcial.
B
Disj. B
C
D
I
Icc Icu B
Icc
Selectivade nula, parcial, total ou funcional
Selectividade nula
A Selectividade é nula quando os dispositivos de protecção a montante e a jusante actuam em simultâneo na
presença
de um defeito. Neste caso as curvas de disparo sobrepõem-se.
Curva de desconexión
interruptor automático
T
A
Disjuntor A
Curva fusión
fusible
Disjuntor A
Fusible
B
Int. automático
D
C
Icc
Disjuntor B
Icc
Icc
Icc
I
I
Disjuntor A e Selectividade
B
parcial
A Selectividade é parcial quando o dispositivo a jusante actua apenas para um determinado valor da intensidade
de curto-circuito. Para valores mais elevados os dois disjuntores podem actuar em simultâneo. O valor limite de
Selectividade é o da regulação mínima do relé magnético do aparelho situado a montante.
T
Disjuntor A
Disjuntor A
Disjuntor A
Disjuntor A
Disjuntor A
Disjuntor B
Icc
Disj. B
Icc
Disjuntor
c Icu B A e B
Icc
I
Disjuntor B
Disjuntor B
Icc
Disjuntor A e B
Disjuntor
Disj. A A
I
Disjuntor A
Disjuntor B
Icc
II
cc Icu
Icu BB
3
Selectividade
Como exemplo, um disjuntor A instalado a montante, curva C de 20 A (NFN420), a regulação do relé magnético
é de: 5xIn = 5x20 = 100A a 10xIn = 10x20 = 200A.
Se o aparelho B instalado a jusante com uma curva C de 6 A (NFN106),a sua regulação será de: 5xIn=5x6=30A
a 10xIn=10x6 = 60A.
Neste caso o valor limite de Selectividade é a regulação mínima do relé magnético do aparelho a jusante, ou seja,
só é válida até os 100A.
A Intensidade de curto-circuito máximo a jusante é de 690A e a mínima é de 340A. Dado que os valores de
curto-circuito calculados estão à direita das curvas de disparo, não é possível assegurar a Selectividade total,
logo é considerada uma Selectividade parcial.
T (s)
10000
5000
1000
500
100
50
10
5
1
0,5
0,1
0,05
0,01
0,005
IkMáx Lim. AgAr=0,69kA
IkMáx Lim. AgAb=0,69kA
IkMín Lim. AgAb=0,34kA
0,001
0,001
0,005 0,01
0,05
0,1
0,5
1
5
10
50
100
Ik(kA)
Gráfico
retirado
software
Hager,
ElcomNet
Gráfico retirado
dodo
nosso
software
ElcomNet
4
Selectividade
20 A
10 A
Icc2 = 13 kA
Selectividade total
A Selectividade é considerada total apenas quando é actuado o disjuntor a jusante, para qualquer valor de curtocircuito.
T
Disjuntor A
Disjuntor A
Disjuntor B
Disj. B
Icc
I
Icc Icu B
A Selectividade total pode também ser garantida efectuando um atraso na regulação do magnético do
aparelho instalado a montante. Este atraso pode permitir que o disjuntor a jusante actue mais rapidamente,
independentemente do valor de curto-circuito. Neste caso, se não fosse efectuado o atraso no relé magnético,
apenas se obtinha uma Selectividade parcial a 1125A (regulação magnética mínima da protecção a montante).
TT(s)
10000
Curva de desconexión
interruptor automático
5000
Curva fusión
fusible
Fusible
1000
500
Int. automático
Icc
100
50
I
10
5
1
0,5
T
0,1
0,05
Disjuntor A
Disjuntor A
0,01
IkMáx Am=7,4kA
0,005
Disj. B
0,001
0,01
Disjuntor B
Icc
0,05
0,1
I
Disjuntor A e B
Icc
0,5
1
Gráfico extraído do software Hager ElcomNet
5
IkMáx Av=7,4kA
IkMín Av=5,1kA
Disjuntor B
5
10
50
Ik(kA)
Selectividade
Selectividade funcional
A Selectividade é considerada funcional, se o valor máximo de corrente de curto-circuito for sempre inferior
à regulação magnética do aparelho de protecção a montante. A diferença entre Selectividade funcional
relativamente a uma total é verificada no valor de corrente de curto-circuito, que como é inferior à regulação do
relé magnético da protecção a montante garante a selectividade, mesmo que para valores de corrente de curtocircuito superiores esta não seja verificada.
T (s)
10000
5000
1000
500
100
50
10
5
1
0,5
0,1
0,05
0,01
0,005
IkMáx Lim. AgAr=3,7kA
IkMáx. Lim. AgAb=0,96kA
IkMín. Lim. AgAb=0,42kA
0,001
0,001
0,005 0,01
0,05
0,1
0,5
1
5
10
50
100
Ik(kA)
A corrente de curto-circuito trifásica, calculada no ponto da instalação do interruptor a jusante
é 960A. Neste caso é inferior à regulação mínima do relé magnético do interruptor a montante,
ou seja, a 2500A.
6
Selectividade
Selectividade amperimétrica, cronométrica e energética
Se as protecções instaladas no circuito forem disjuntores, podem ainda ser considerados métodos adicionais
para atingir a Selectividade (total ou parcial).
Selectividade amperimétrica: Baseia-se na decalagem da intensidade das curvas de protecção tempo/corrente.
Selectividade cronométrica: Baseia-se na decalagem temporal das curvas de protecção
tempo / corrente.
Selectividade energética: Baseia-se na capacidade de limitação da energia que atravessa a protecção a jusante,
para um valor inferior, por forma a não disparar a protecção a montante.
Neste exemplo é apresentado a
Selectividade energética:
10000
50 A, 63 A
700A
Crista
3 A, 4 A
Calibre: 250A
Ir = 250A
(Im = 1250A)
1 A, 2 A
Intensidade de crista em kA B
Calibre: 20A
Curva C
(Im = 200A)
Icc = 25kA
20 A, 25 A
16 A
10 A
6A
5000
A
32 A, 40 A
0,5 A
1000
500
Ik limitada =
4950A eficaz
100
100
500
1000
5000
10000
40000
Icc em A
A montante existe um disjuntor compacto com calibre
de 250A e uma regulação mínima do relé magnético
de 1250A.
A jusante, um disjuntor modular com intensidade
nominal de 20A e curva C.
O valor limitado pelo disjuntor a jusante é superior à
regulação do magnético do disjuntor compacto, por
esta razão, a selectividade amperimétrica não está
assegurada.
AI3
7
Selectividade
Relativamente aos tempos de disparo …
10000
5000
A
2000
1000
500
B
1000
600
400
200
100
50
200
Tempo em segundos t (s) 10000
6000
4000
3600
2000
20
10
5
2
1
.5
.2
.1
.05
100
60
40
20
10
6
4
2
1
0,6
0,4
0,2
.02
.01
.005
C
0,1
0,04
0,02
.002
.001
0,01
0,004
100 2 3 4 5 6 8 101
2 3 4 5 6 8 102
2 3 456 8
1
x In (A) 100 xIn
1,5
1,13
1,45
2
3
4
6
8
10
15
20 30
40
Múltiplos de In t = 0,01s
Através destes gráficos é verificado que a selectividade não está garantida, mas analisando as tabelas de
Selectividade:
curva C
A jusante: disjuntores 6kA máx. - 1 módulo/pólo
x250
40kA
In
100A
125A
160A
200A
250A
0,5A
T
1A
T
2A
T
3A
6,8
8,6
T
T
T
4A
6,8
8,6
T
T
T
6A
6,8
8,6
T
T
T
10A
4,1
5,4
7,6
T
T
13A
3,2
4,1
5,6
8,3
T
16A
3,2
4,1
5,6
8,3
T
20A
3,2
4,1
5,6
8,3
T
25A
2,6
3,2
4,3
6,3
9,9
32A
2,6
3,2
4,3
6,3
9,9
40A
2
2,5
3,4
5
8,5
50A
1,5
1,9
2,7
4,2
7,3
63A
1,3
1,6
2,2
3,8
6,7
T = Selectividade total. Cada valor sublinhado deve ser lido como T quando este ultrapassa o valor do poder de corte do
produto. Todos os valores comunicados são válidos para um disjuntor regulado ao máximo.
Estas indicam Selectividade total. Qual a razão?
O disjuntor B funciona como limitador. A limitação efectuada por este, origina uma energia inferior que atravessa
o dispositivo a montante, e que por sua vez não tem um valor suficiente para o fazer actuar num tempo útil. Ou
seja, essa corrente de curto-circuito é vista na parte do relé térmico e não do magnético. As curvas de energia
específica e limitação de corrente de curto-circuito ajudam a entender este fenómeno.
8
Selectividade
109
8
6
5
4
3
2
250A
160A
10000
A
4000
8
6
5
4
3
2
400
40
107
8
6
5
4
3
2
h 250n
1068
6
5
4
3
2
105
8
6
5
4
3
2
10
32 A, 40 A
20 A, 25 A
13 A, 16 A
10 A
6A
3 A,4 A
1 A,2 A
0,5 A
4
1
0,4
0,1
0,04
0,01
104
0,004
8
6
5
4
3
2
103
50 A, 63 A
100
Limitação térmica em kA 2 s
I2t (A2s)
10
B
1000
8
0,001
0,0004
1
2
10
10
1000kA s
2
3
4
10
10
Icc (A)
25kA
105
0,0001
0,5
1
4
< 100kA2 s
10
40
100
1000
10000
25kA
Icc em A
É observado que o B deixa passar 10 vezes menos energia que A.
Este princípio de Selectividade é eficaz, embora as curvas clássicas “tempo/corrente” indiquem uma
sobreposição das características dos disjuntores.
A Selectividade energética verifica-se nas tabelas de Selectividade publicadas pelos fabricantes a partir de
modelizações matemáticas e verificações em ensaios de Selectividade.
9
100000
Selectividade
Os Disjuntores compactos h3 permitem a regulação das curvas de disparo tanto em múltiplos de In
(na “horizontal” como se observa pelo gráfico) como na temporização de disparo (na “vertical”).
3
2
horas
3
2
1
1
40
30
40
30
20
20
10
10
minutos
minutos
horas
x250
6
6
4
4
7
2
2
6
1
20
5
2
10
3
6
40
30
4
4
20
10
6
4
1
segundos
1
0.6
0.4
5
6
7
0.6
0.4
0.2
0.2
0.1
4
% corrente nominal (In)
LSI
250/400/630 A
% corrente nominal (In)
Ir
8000
5000
4000
8000
5000
4000
3000
2000
1500
1000
600
500
400
300
200
0.005
80
0.01
0.005
100
125
0.01
3000
0.02
2000
0.02
1500
0.04
1000
0.04
600
0.06
500
3
400
2
300
1
200
0.1
0.06
80
segundos
Disparo a quente
(intensidade
nominal)
2
2
100
125
tempo de disparo
40
30
Disparo a frio
1
Tempo de disparo
1
IN
2
B
1
Characteristics
Ir (A)
0,8
0,85
0,9
0,63
0,5
0,4
PICK UP
4
0,95
3
1
2
NP
ON 1xIR
OFF 0,5xIR
5
6
7
1
3
TEST IN
Nos disjuntores com disparador electrónico, para auxiliar o utilizador, existem curvas características
predefinidas que são criadas automaticamente escolhendo o selector do produto.
10
Selectividade
Selectividade diferencial total ou parcial
Selectividade diferencial total
Quando existem vários dispositivos de protecção diferencial que protegem a mesma instalação é necessário
garantir Selectividade. Esta pode ser efectuada seguindo estes métodos:
a) Nos produtos que estão instalados à cabeça de cada circuito da instalação, a protecção diferencial no
interruptor geral pode ser eliminada, desta forma podemos conseguir uma Selectividade horizontal.
b) Os aparelhos devem ser instalados em cascata. Neste caso devemos garantir
a Selectividade
entre os
Protecção diferencial
1A
Temporização 200ms
aparelhos instalados “em série”.
Para ter Selectividade neste último caso, tem que garantir que apenas actua a protecção da saída do quadro
eléctrico afectada por uma avaria, logo o corte na alimentação tem que ser efectuado o mais próximo desse
defeito. Para isso as seguintes condições têm que ser cumpridas:
Protecção diferencial 300mA
1) As características de não funcionamento tempo/corrente do dispositivo instalado
a montante
devem ser
Temporização
50ms
superiores à característica de funcionamento tempo/corrente do dispositivo instalado a jusante.
2) Segundo as normas (IEC 61009 e 60947-2), um diferencial deve actuar para fugas superiores à IΔn e não
actuar para fugas inferiores a IΔn /2.
Portanto, a sensibilidade nominal da protecção diferencial a montante deve ser no mínimo 2 vezes superior à da
protecção a jusante:
Protecção diferencial 30mA
instantâneo
IΔn (disp A) > IΔn (disp B) x 2
3) Deverá ser considerada também, uma temporização superior no dispositivo a montante. Este deverá ser
temporizado ou do tipo selectivo.
Por exemplo:
Selectividade diferencial total
Protecção diferencial 1A
Temporização 200ms
Protecção diferencial 300mA
Temporização 50ms
Protecção diferencial 30mA
instantâneo
Estabelecendo uma temporização de 50ms na
segunda protecção, obtêm-se uma Selectividade total,
garantido que em caso de defeito diferencial no final
Protecção
diferencial 1A
do circuito, apenas
o terceiro
nível irá disparar.
Temporização 200ms
Protecção diferencial 300mA
Instantâneo
Protecção diferencial 30mA
instantâneo
11
Selectividade diferencial parcial
Protecção diferencial 1A
Temporização 200ms
Protecção diferencial 300mA
Instantâneo
Protecção diferencial 30mA
instantâneo
Neste caso a selectividade é parcial. Num defeito não
se consegue garantir que a protecção de 30mA actue
antes da protecção de 300mA.
Selectividade
Conclusão
A Hager na sua oferta de produtos engloba protecções diferencias (relés, blocos
diferencias) que permitem a regulação da sensibilidade e tempo para conseguir
selectividade na instalação. O diferencial “Selectivo” já engloba uma temporização
no seu disparo por construção, para conseguir selectividade com a sua protecção
diferencial a jusante do tipo instantâneo.
Podemos concluir que a Selectividade em protecções, tanto contra para
sobreintensidades como para correntes de defeito, é um elemento chave para a
continuidade de serviço das instalações. Desta forma em caso de dúvida deverá,
sempre que possível, seguir as indicações dos fabricantes.
A Hager embora disponibilize as curvas e os valores, tem também no seu portfólio
um software para o cálculo de circuitos eléctricos, o ElcomNet. Este é simples
de utilizar e disponibiliza análises detalhadas como o caso da Selectividade ou
mesmo a Coordenação entre dispositivos.
12
Hager - Sistemas Eléctricos Modulares, S.A.
Estrada de Polima, n.° 673, Armazém C
Parque Industrial Meramar I - Abóboda
2785-543 São Domingos de Rana
Tel.: 214458450
Fax: 214458454
Agência Norte
Rua Professor Mota Pinto, 143
4100-356 Porto
Tel.: 228346650
Fax: 228346670
e-mail: [email protected]
www.hager.pt
DC_31_PT15