Dispositivos DR, Módulos DR, Disjuntores DR

   

Conceito de aplicação

O elevado número de acidentes originados no sistema elétrico impõe novos métodos e dispositivos que permitem o uso seguro e adequado da eletricidade reduzindo o perigo às pessoas, além de perdas de energia e danos às instalações elétricas.

 

A destruição de equipamentos e incêndios é muitas vezes causada por correntes de fuga à terra em instalações mal executadas, subdimensionadas, com má conservação ou envelhecimento.

 

As correntes de fuga provocam riscos às pessoas, aumento de consumo de energia, aquecimento indevido, destruição da isolação, podendo até ocasionar incêndios. Esses efeitos podem ser monitorados e interrompidos por meio de um Dispositivo DR, Módulo DR ou Disjuntor DR.

 

Os Dispositivos DR (diferencial residual) protegem contra os efeitos nocivos das correntes de fuga à terra garantindo uma proteção efi caz tanto à vida dos usuários quanto aos equipamentos. 

 

A relevância dessa proteção faz com que a Norma Brasileira de Instalações Elétricas – ABNT NBR 5410 (uso obrigatório em todo território nacional conforme lei 8078/90, art. 39 - VIII, art. 12, art. 14), defina claramente a proteção de pessoas contra os perigos dos choques elétricos que podem ser fatais, por meio do uso do Dispositivo DR de alta sensibilidade (≤ 30mA). 

 

Conceito de atuação

 

As correntes de fuga que provocam riscos às pessoas são causadas por duas circunstâncias:

 

1) Contato direto – falha de isolação ou remoção das partes isolantes, com toque acidental da pessoa em parte energizada (fase / terra-PE).  

 

 

2) Contato indireto – através do contato da pessoa com a parte metálica (carcaça do aparelho), que estará energizada por falha de isolação, com interrupção ou inexistência do condutor de proteção (terra-PE).

 

 

O Dispositivo DR protege a pessoa dos efeitos das circunstâncias acima sendo que no caso do contato direto é a única forma de proteção.

 

 

Princípio de proteção das pessoas

 

Qualquer atividade biológica no corpo humano seja ela glandular, nervosa ou muscular é originada de impulsos de corrente elétrica.  

Se a essa corrente fi siológica interna somar-se uma corrente de origem externa (corrente de fuga), devido a um contato elétrico, ocorrerá no organismo humano uma alteração das funções vitais, que, dependendo da duração e da intensidade da corrente, poderá provocar efeitos fi siológicos graves, irreversíveis ou até a morte da pessoa.  

 

 

Gráfico com zonas tempo x corrente e os efeitos sobre as pessoas
IEC 60479-1 (percurso mão esquerda ao pé)

 

 

Conceito de funcionamento

 

A somatória vetorial das correntes que passam pelos condutores ativos no núcleo toroidal é praticamente igual a zero (Lei de Kirchhoff). Existem correntes de fuga naturais não relevantes. 

 

Quando houver uma falha à terra (corrente de fuga) a somatória será diferente de zero, o que irá induzir no secundário uma corrente residual que provocará, por eletromagnetismo, o disparo do Dispositivo DR (desligamento do circuito), desde que a fuga atinja a zona de disparo do Dispositivo DR (conforme norma ABNT NBR NM 61008 o Dispositivo DR deve operar entre 50% e 100% da corrente nominal residual - IΔn). 

 

 

 

F1 – Dispositivo DR de proteção contra a correntes de fuga à terra 

T   – Transformador diferencial toroidal 

L   – Disparador eletromagnético 

R   – Carga 

A   – Fuga à terra por falha da isolação 

ϕF – Fluxo magnético da corrente residual 

IF   – Corrente secundária residual induzida 

 

Esquemas de ligações básicas

 

 

L1, L2, L3 – Condutores Fases

N – Condutor Neutro

PE – Condutor de proteção ( terra ) 

DR1 – Dispositivo DR – bipolar 

DR2 – Dispositivo DR – tetrapolar 

R – Carga 

 

2) O bot��o de teste T, possibilita a verificação do correto funcionamento e instalação do dispositivo DR, gerando uma corrente de fuga interna entre dois terminais de conexão (acionar semestralmente, pois é a garantia de funcionamento do Dispositivo DR).

Portanto, em redes bifásica ou trifásica (L1+L2+N ou L1+L2+L3 sem N), verifique o diagrama no frontal do dispositivo DR para proporcionar a correta energização dos terminais utilizados por este teste.

No exemplo foi interligado o terminal de conexão 3 ao terminal de conexão N para permitir a operação do botão de teste. 

 

Esquemas de aterramento padronizado (norma ABNT NBR 5410 - item 4.2.2.2)

 

 

Dispositivos DR, Módulos DR, Disjuntores DR

 

Características básicas

 

Os Dispositivos DR, Módulos DR ou Disjuntores DR de corrente nominal residual (IΔn) até 30mA, são destinados fundamentalmente à proteção de pessoas, enquanto os de correntes nominais residuais (IΔn) de 100mA, 300mA, 500mA, 1000mA ou ainda superiores a estas, são destinados apenas à proteção patrimonial contra os efeitos causados pelas correntes de fuga à terra, tais como: consumo excessivo de energia elétrica ou ainda incêndios provocados pelas falhas de isolação. 

 

Dispositivos DR

 

Dispositivo DR ou Interruptor DR

 

Dispositivo de seccionamento mecânico destinado a provocar a abertura dos próprios contatos quando ocorrer uma corrente de fuga à terra. O circuito protegido por este dispositivo necessita ainda de uma proteção contra sobrecarga e curto circuito que pode ser realizada por disjuntor ou fusível, devidamente coordenado com o Dispositivo DR.

 

Disjuntor DR

 

Dispositivo de seccionamento mecânico destinado a provocar a abertura dos próprios contatos quando ocorrer uma sobrecarga, curto circuito ou corrente de fuga à terra. Recomendado nos casos onde existe a limitação de espaço. 

 

Módulos DR

 

Dispositivo destinado a ser associado a um disjuntor termomagnético adicionando a este a proteção diferencial residual, ou seja, esta associação permite a atuação do disjuntor quando ocorrer uma sobrecarga, curto circuito ou corrente de fuga à terra. Recomendado para instalações onde a corrente de curto circuito for elevada. 

 

Tipos de dispositivo DR (Tipo AC, A, B)

Tipo AC 

Detecta correntes residuais alternadas e são normalmente utilizados em instalações elétricas residenciais, comerciais e prediais, como também em instalações elétricas industriais de características similares. 

 

Tipo A     

Detecta correntes residuais alternadas e contínuas pulsantes; este tipo de dispositivo é aplicável em circuitos que contenham recursos eletrônicos que alterem a forma de onda senoidal. 

 

Tipo B     

Detecta correntes residuais alternadas, contínuas pulsantes e contínuas puras; este tipo de dispositivo é aplicável em circuitos de corrente alternada normalmente trifásicos que possuam, em sua forma de onda, partes senoidais, meia-onda ou ainda formas de ondas de corrente contínua, geradas por cargas como: equipamentos eletromédicos, entre outros. 

 

Seletividade e coordenação

 

Para projetos típicos com circuitos de entrada e de distribuição, podem ser utilizados os Dispositivos DR que atuam de forma seletiva, o que permite que seja desligada somente a parte da instalação que apresenta falha.

O Dispositivo DR seletivo de característica S são adequados para aplicação a montante, pois atuam com um retardo de disparo conforme prescrito pela norma NBR NM 61008. O Dispostivo DR com caracterísitica de disparo instantâneo e o Dispostivo DR com característica K são utilizados a jusante do Dispostivo DR principal.

O Dispostivo seletivo de característica K é fortemente resistente a correntes residuais transitórias na rede e tem seu disparo retardado em 10 ms acima dos valores normais de atuação, o que permite uma seletividade fina.

A tabela abaixo demonstra estes tempos de atuação de forma mais detalhada. 

 

 

 

Procedimento para localização de defeitos

 

Uma instalação elétrica projetada e executada de acordo com as normas, utilizando o Dispositivo DR e produtos de qualidade, funcionará corretamente garantindo segurança aos usuários e patrimônio.

 

Se, contudo, ocorrer a atuação de um Dispositivo DR, a localização do defeito poderá ser feita com base ao fluxograma abaixo.

 

 

 

A primeira verificação será constatar se após o Dispositivo DR não houve interligação entre o condutor neutro ( N ) e o condutor de proteção ( PE ) e/ ou de condutores neutros ( N ) de dois ou mais Dispositivos DR.

 

A atuação esporádica poderá ocorrer devido a sobretensões de descargas atmosféricas ou de manobras na rede da concessionária.

 

Essa atuação pode ser evitada pela utilização de dispositivos de proteção contra surtos e/ou Dispositivos DR de alta resistência as sobretensões transitórias (característica K ).

 

Deve-se atentar que os protetores de surto sejam conectados à terra a montante do Dispositivo DR, o que irá evitar uma atuação indevida do dispositivo DR quando ocorrer uma atuação do protetor de surto.

 

Atuação indevida também poderá ocorrer por um projeto incorreto, ou seja, em instalação de grande porte com elevado número de cargas onde a somatória das correntes de fuga normais ultrapasse o nível de atuação do Dispositivo DR.

 

Nestes casos, recomenda-se a divisão em circuitos menores, cada qual com seu respectivo Dispositivo DR.

 

Com o dispositivo de medição de corrente de fuga pode-se analisar e confi rmar o valor real da corrente de fuga ( mA ).

 

Essa medição comprova na prática sua eficácia na busca de defeitos e do estado de isolação da instalação.

 

Vale ressaltar que, muitas vezes, a atuação do Dispositivo DR ocorre devido à existência de equipamentos de baixa qualidade conectados ao circuito. 

 

 

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