A o circuito O disjuntor é um dispositivo de proteção contra sobrecorrente (OCPD) projetado para proteger dispositivos elétricos e indivíduos contra condições de sobrecorrente. Ao contrário da maioria dos fusíveis, o circuito os disjuntores podem ser reinicializados, o que os torna uma escolha popular para proteção contra sobrecorrente. o circuito os disjuntores usam um eletroímã e/ou uma chave bimetálica para detectar uma condição de sobrecorrente.
Tipos e características de disjuntores
A o circuito o disjuntor pode ser reajustado movendo a alça da alavanca de desarme para a posição totalmente DESLIGADA e, em seguida, retornando a alavanca para a posição LIGADA. Os indivíduos devem garantir que a fonte de uma sobrecarga seja eliminada antes de tentar reiniciar um disjuntor. Existem três tipos de o circuito disjuntores diferenciados por seus mecanismos internos de disparo:
- magnético
- Térmico
- Termomagnético
Independentemente do mecanismo interno que um disjuntor utiliza, a maioria dos disjuntores tem a mesma aparência externamente, com exceção do o circuito fusível do disjuntor. Um fusível de disjuntor é um OCPD aparafusado que possui as características operacionais de um disjuntor.
A vantagem de um fusível do disjuntor é que o fusível pode ser reiniciado após uma sobrecarga. Os disjuntores estão disponíveis em uma variedade de amperagens, mas o Voltagem normalmente é classificado como 110 V para disjuntores residenciais de um pólo ou 220 V para disjuntores residenciais de dois pólos.
Figura 1. Os disjuntores estão disponíveis em várias configurações, incluindo disjuntores unipolares e bipolares.
Para obter acesso às conexões do disjuntor em um painel de serviço, a tampa do painel deve ser removida.
magnético
Um disjuntor magnético é um OCPD que opera usando eletroímãs em miniatura para abrir e fechar contatos. A ideia básica é mostrada abaixo.
Figura 2. Solenóides eletromagnéticos são um exemplo do uso de eletromagnetismo para fazer o trabalho.
Como você pode ver, um êmbolo de ferro é envolvido por uma bobina de arame revestido e um conjunto de contatos são fixados ao êmbolo de ferro. Com a passagem de uma corrente elétrica pela bobina, os contatos presos ao núcleo de ferro são puxados em direção à bobina. Desta forma, podemos abrir ou fechar os contatos do solenóide. Observe que a figura mostra os contatos normalmente abertos e normalmente fechados.
Conforme ilustrado na Figura 3, o campo magnético produzido pode ser fortalecido aumentando a corrente aplicada e o número de voltas por unidade de comprimento, bem como inserindo um núcleo de ferro através da bobina.
Figura 3. Um eletroímã pode ser fortalecido aumentando a quantidade de corrente, aumentando o número de voltas na bobina e inserindo um núcleo de ferro através da bobina.
Um solenóide em um disjuntor magnético abre o circuito com base no limite de corrente do disjuntor.
Quando a corrente através da bobina excede o valor nominal do disjuntor, a atração magnética se torna forte o suficiente para ativar a alavanca da alavanca de desarme e abrir o circuito. Veja a Figura 4.
Figura 4. Em um disjuntor magnético, a passagem de corrente elétrica pela bobina faz com que os contatos presos ao núcleo de ferro sejam puxados em direção à bobina. O solenóide em um disjuntor magnético abre e fecha os contatos com base no nível de corrente.
Uma vez que a sobrecarga é removida, a alavanca da alavanca de desarme pode ser redefinida para a posição original, reativando o circuito.
Térmico
Os disjuntores térmicos usam uma tira bimetálica presa a um mecanismo de trava. A tira bimetálica é feita de dois metais diferentes que se expandem em taxas diferentes quando aquecidos. A tira bimetálica dobra quando aquecida e abre os contatos. Consulte a Figura 5. A tira bimetálica pode ser aquecida diretamente pela corrente do circuito ou indiretamente pelo aumento da temperatura causado por um aumento na corrente do circuito.
Figura 5. Os disjuntores térmicos usam uma tira bimetálica conectada a um mecanismo de trava para abrir o circuito quando ocorre um curto-circuito ou sobrecarga.
Os disjuntores térmicos são projetados de forma que a tira bimetálica dobre para liberar o contato sob a tensão da mola com base na quantidade de corrente contínua que flui através dela. A tira bimetálica deve esfriar e retornar à sua condição normal (tamanho) em temperatura ambiente antes que o disjuntor possa ser reiniciado.
A proteção térmica de um circuito não é instantânea. Leva tempo para aquecer a tira e para que ela dobre o suficiente para fazer com que os contatos se abram. Um disjuntor magnético é usado em aplicações onde esse atraso pode causar danos a um circuito. Os disjuntores térmicos podem ser reinicializados pressionando o botão de pressão somente após o resfriamento da fita bimetálica.
Térmico-Magnético
Os disjuntores termomagnéticos incluem uma função de disparo magnético para proteção contra curto-circuito e uma função de disparo térmico para proteção de sobrecarga, conforme ilustrado na Figura 6.
Figura 6. Disjuntor termomagnético.
Os disjuntores termomagnéticos também são chamados de disjuntores de tempo inverso. Como o nome alternativo de tempo inverso indica, quanto maior a sobrecarga, menor é o tempo que o disjuntor leva para abrir.
Quando ocorre uma condição de sobrecarga, o excesso de corrente gera calor, que é detectado pelo elemento sensor de calor bimetálico. Após um curto período, dependendo da classificação do disjuntor e da quantidade de sobrecarga, o disjuntor desarmará, desconectando a fonte de tensão da carga. Se ocorrer um curto-circuito, o sensor eletromagnético responde imediatamente à corrente de falha e desconecta o circuito.
Disjuntores DC
Um disjuntor CC é um OCPD que protege dispositivos elétricos operando com CC e contém medidas adicionais de extinção de arco.
Os disjuntores DC são relativamente novos tecnologia para a maioria dos proprietários, já que a maioria dos dispositivos usados em uma casa funcionam com disjuntores CA e CA. Os disjuntores CA gerais para uso doméstico são classificados para interromper acima de 6 kA. Alguns fabricantes produzem disjuntores com classificação dupla para CA / CC de 48 VCC a 125 VCC. Os disjuntores CC são usados com controladores lógicos programáveis (CLPs) de 24 VCC a 48 VCC e em aplicações de energia eólica.
Embora os disjuntores CA e CC pareçam semelhantes em forma e função, internamente eles operam de maneira muito diferente. Durante uma sobrecarga, os contatos internos dos disjuntores CA e CC se separam para proteger o circuito. No entanto, à medida que os contatos se separam, um arco se forma à medida que a corrente salta através do entreferro criado. O arco de contato é um arco elétrico que ocorre ao abrir e fechar os disjuntores. Consulte a Figura 7. À medida que o arco continua a saltar pelo entreferro, a corrente continua a fluir pelo circuito. Esses arcos devem ser extintos rapidamente.
Figura 7. O arco de contato é um arco elétrico que ocorre ao abrir e fechar os disjuntores.
As maneiras pelas quais os disjuntores CA e CC são projetados para extinguir o arco são muito diferentes e é por isso que os disjuntores CA e CC não são intercambiáveis. Somente disjuntores classificados como DC devem ser usados para aplicações DC.
Um disjuntor com classificação CA nunca deve ser usado em um circuito CC. Os disjuntores CA não são projetados para lidar com os problemas de arco elétrico associados à CC. Os disjuntores CC incluem medidas adicionais de extinção de arco para dissipar o arco elétrico ao abrir e fechar e prolongar a vida útil do dispositivo.
Supressão de Arco DC
Os arcos CC são considerados os mais difíceis de extinguir porque a alimentação contínua CC faz com que a corrente flua constantemente e com grande estabilidade através de um intervalo muito maior do que uma alimentação CA de tensão igual, frequentemente mostrada em métricas como valor de pico e RMS.
Para reduzir o arco em circuitos CC, o mecanismo de comutação deve ser tal que os contatos se separem rapidamente e com entreferro suficiente para extinguir o arco o mais rápido possível na abertura. Quando os contatos CC estão sendo fechados, é necessário que os contatos se movam juntos o mais rápido possível para evitar alguns dos mesmos problemas encontrados ao abri-los. Se um disjuntor tiver classificação CC, isso será indicado no disjuntor pelos fabricantes.
Figura 8. Alguns disjuntores são classificados como CA / CC. Essas informações estarão claras na etiqueta do fabricante.
Vale a pena mencionar que quando ocorre um curto-circuito nos terminais de um circuito CC, a corrente aumenta da corrente de operação para a corrente de curto-circuito dependendo da resistência e da indutância do loop em curto.
Alguns tipos de disjuntores são classificados como CA / CC para uso com qualquer tipo de aplicação. Essas informações serão declaradas na etiqueta do fabricante.
Supressão de Arco AC
Um arco AC se extingue automaticamente quando o conjunto de contatos é aberto. Uma fonte de alimentação CA tem uma tensão que inverte sua polaridade 120 vezes por segundo quando operada em uma frequência de linha de 60 Hz. A alternância permite que o arco tenha uma duração máxima não superior a meio ciclo.
A corrente AC chega a zero 60 vezes a cada segundo. Veja a Figura 8. Quando AC chega a zero, nenhuma corrente flui e, portanto, o arco é extinto.
Figura 9. Quando a corrente CA chega a zero, nenhuma corrente flui e, portanto, o arco é extinto.
Disjuntores como OCPDs
Um disjuntor é um dispositivo de proteção de sobrecorrente com um mecanismo mecânico que pode abrir automaticamente um circuito quando ocorre um curto-circuito ou sobrecarga. Os disjuntores usam dois princípios de operação para proteger o circuito: térmico e magnético.
Os disjuntores térmicos consistem em um elemento de aquecimento e um mecanismo de travamento mecânico. O elemento de aquecimento é geralmente uma tira bimetálica que aquece quando a corrente flui através dele.
Os disjuntores magnéticos usam um eletroímã para detectar uma condição de sobrecorrente. A maioria dos disjuntores magnéticos contém componentes térmicos e magnéticos. Enquanto os componentes magnéticos protegem o circuito contra correntes de sobrecarga elevadas ou correntes de curto-circuito, os componentes térmicos protegem o circuito contra uma corrente de sobrecarga constante que não é de nível suficiente para ativar os componentes magnéticos.
Um disjuntor CC é usado para proteger dispositivos elétricos que operam com corrente contínua (CC) e contém medidas adicionais de extinção de arco. Os disjuntores CC são uma tecnologia relativamente nova e são usados em estações de carregamento de EV, sistemas fotovoltaicos e sistemas de armazenamento de bateria, bem como redes de distribuição CC industriais.