Dois valores que constam na placa de identificação de qualquer disjuntor em caixa moldada determinam se um curto-circuito vai significar apenas uma tarde complicada ou a substituição completa do quadro elétrico: Icu e Ics. A maioria das fichas técnicas indica-os como “50 kA / 31,5 kA” e passa à questão seguinte. Essa relação é a parte que vale a pena ler duas vezes.
Este guia explica o que cada classificação indica, como determinar a corrente de falha no seu ponto de instalação e por que razão subdimensionar a capacidade de corte é um erro que não poderá corrigir posteriormente.
UTI é a capacidade máxima de interrupção. Trata-se da corrente de falha máxima que o disjuntor pode interromper uma única vez, de acordo com a sequência de ensaio definida pela norma IEC 60947-2, e sobreviver sem rebentar, fundir-se ou incendiar-se. Após uma falha ao nível de Icu, o disjuntor pode ainda parecer estar em bom estado. Presuma que não está.
Ics é a capacidade de interrupção do disjuntor. Trata-se da corrente de falha que o disjuntor consegue interromper repetidamente, voltando depois a funcionar. A norma prevê a realização de três operações consecutivas de fecho e abertura (O-t-CO-t-CO) e, em seguida, verifica a rigidez dielétrica, o aumento de temperatura e o desempenho de disparo. Se passar nos testes, permanece em serviço.
Eis a forma mais simples de distingui-los: o Icu comprova que o disjuntor consegue interromper a pior falha uma vez. O Ics comprova que consegue interromper uma falha e continuar a proteger depois disso.
A norma IEC 60947-2 permite que o Ics seja igual a 25%, 50%, 75% ou 100% do Icu para disjuntores de distribuição. Dois disjuntores com valores de Icu idênticos podem, portanto, ser equipamentos muito diferentes.
| Classificação | O que isso demonstra | Sequência de testes | Após a avaria |
|---|---|---|---|
| Icu (definitiva) | Reinicia a falha nominal máxima uma vez | O-t-CO | Não se garante que esteja em bom estado de funcionamento; inspecionar ou substituir |
| Ics (serviço) | Limpa as falhas recorrentes e continua a funcionar | O-t-CO-t-CO, além de verificações dielétricas, de aumento de temperatura e de disparo | Adequado para continuar em serviço |
| Ics = 100% Icu | Continuidade total do serviço à potência nominal | Categoria mais elevada | De volta ao serviço após a pior avaria que pode sofrer |
Um disjuntor com as especificações Icu 50 kA e Ics 25 kA tem uma capacidade nominal de serviço correspondente a metade da sua capacidade máxima. Num barramento em que a corrente de falha disponível é de 30 kA, este disjuntor elimina a falha, mas fica então sujeito a substituição. O mesmo disjuntor com Ics de 50 kA elimina essa falha e permanece no quadro. Para uma entrada principal que alimenta uma linha de produção ou um centro de dados, essa diferença não é mera formalidade.
Não é possível escolher uma capacidade de interrupção sem conhecer a corrente de falha que a fonte pode fazer passar num curto-circuito. Esse valor é a corrente de curto-circuito prevista, e é necessário calculá-la para cada posição do barramento. Ninguém faz isso a olho. Nem uma única vez.
O cálculo começa a montante e avança para jusante. O kVA do transformador e a percentagem de impedância definem o nível inicial de falha. O comprimento do cabo, a secção do condutor e a impedância da secção reduzem esse nível à medida que nos afastamos da fonte.
Como estimativa rápida no secundário de um transformador: Isc = kVA dividido por (1,732 × tensão × impedância). Um transformador de 1000 kVA a 400 V com impedância 6% resulta em cerca de 24 kA. Se somarmos a contribuição dos motores, o valor no quadro de distribuição aumenta em mais alguns kA. Se não houver nenhum estudo disponível, parta do princípio de que o valor é maior, e não menor.
Os contactos foram concebidos para se separarem sob um arco controlado. Um disjuntor com capacidade nominal de 25 kA que seja forçado a interromper 40 kA está a ser submetido a algo para o qual a câmara de arco nunca foi concebida. O arco não se extingue de forma limpa. Pode reacender-se, fundir os contactos ou fazer explodir o invólucro.
Eis um erro que vemos constantemente: um quadro construído em torno de um disjuntor de 10 kA instalado num percurso de falha de 25 kA ou mais. Funciona durante anos. Depois, ocorre uma falha e o disjuntor transforma-se num fusível muito caro que não protege nada. A falha continua a causar danos até que o próprio transformador deixe de funcionar.
A norma IEC 60947-2 é a que atribui significado a estas classificações, e vale a pena saber como são realizados os ensaios. A classificação máxima, Icu, é verificada através de um ciclo de abertura-fecho-abertura: abrir o circuito, voltar a fechar-o na falha e abri-lo novamente. O disjuntor deve realizar ambas as operações sem perigo para o pessoal.
A classificação de serviço, Ics, vai mais além. Três ciclos de funcionamento consecutivos, seguidos de uma nova verificação completa do isolamento, do aumento de temperatura e das características de disparo. É por isso que uma classificação Ics 100% é significativa: o disjuntor provou que consegue suportar a sua falha nominal total e, mesmo assim, passar em todas as verificações de rotina. Ambos os valores constam na placa de identificação. Se o número de que necessita não constar, solicite o certificado de ensaio.
Regra n.º 1: a Icu do disjuntor deve ser igual ou superior à corrente de falha prevista no ponto de instalação. Regra n.º 2: deve ser superior, com margem, porque os níveis de falha aumentam quando a empresa de eletricidade moderniza o transformador ou quando é adicionada uma fonte em paralelo.
Na prática, pegue na corrente de falha calculada e suba, pelo menos, um degrau padrão acima dela. Uma corrente de falha calculada de 32 kA significa que um disjuntor de 25 kA fica fora de questão. Opte por um de 36 kA ou 50 kA. A diferença de preço entre um disjuntor MCCB de 25 kA e um de 50 kA é pequena; a diferença em termos de segurança não o é.
Em seguida, defina o rácio Ics de forma a corresponder à necessidade de continuidade da carga. Os modelos 25% ou 50% são adequados para circuitos finais em que a substituição de um disjuntor após uma avaria rara é aceitável. Os modelos 75% ou 100% são adequados para entradas principais e para qualquer situação em que o tempo de reinício seja dispendioso. Para alimentadores de barramento pesado, um Estrutura SNS 800A-1600A garante que a margem seja justa.
Mais um valor: o Icw, a capacidade de resistência de curta duração. Permite que um disjuntor da categoria B suporte uma corrente de falha durante 0,5 s ou 1 s, para que um disjuntor a jusante possa desligar-se primeiro. Isto é importante para a seletividade em alimentadores longos.
Vamos ver isto com alguns números. Um transformador de 1000 kVA, 400 V, impedância 6%, que alimenta um quadro de distribuição através de um trecho curto de barra coletora.
Especificações finais: 400 A, 3 pólos, Icu 36 kA, Ics 27 kA. É um disjuntor que pode instalar e deixar de se preocupar.
Icu é a corrente de falha máxima que um disjuntor pode interromper uma vez sem ser danificado. Ics é a corrente de falha que pode interromper repetidamente e continuar em serviço, normalmente expressa como uma percentagem de Icu, de 25% a 100%.
Calcule primeiro o valor de Icu, uma vez que este deve ser, pelo menos, igual à corrente de falha prevista no ponto de instalação. Em seguida, verifique o valor de Ics: para as entradas principais e cargas críticas, escolha um valor de Ics de 75% ou 100% do valor de Icu, para que o disjuntor continue a funcionar após uma falha.
Qualquer valor entre 25% e 100% está em conformidade com a norma IEC 60947-2. Quanto maior for o valor, melhor, nos casos em que a continuidade do serviço é importante. Um rácio de 100% significa que o disjuntor consegue eliminar a sua falha nominal total e continuar a funcionar.
Solicite à sua empresa de fornecimento de energia ou ao projetista do quadro elétrico um estudo de curto-circuito. O nível depende da dimensão e da impedância do transformador, dos comprimentos dos cabos e da contribuição do motor. Se não existir nenhum estudo, utilize uma estimativa conservadora.
Sim. Resolve a avaria uma vez, e pode ser que não aconteça mais nada durante anos. A desvantagem só se torna evidente após uma avaria real, quando o disjuntor precisa de ser substituído e o circuito fica sem corrente até se ter um de reserva.
Três coisas a ter em conta: Icu é o limite de descarga única, Ics é a corrente nominal de serviço e ambos devem ser comparados com um valor real de corrente de falha, não com um valor estimado. Em caso de dúvida, opte pelo valor imediatamente superior. Um disjuntor de 36 kA custa aproximadamente o mesmo que um de 25 kA e resiste a uma falha que o mais pequeno não consegue suportar.
A WZSMO fabrica disjuntores em caixa moldada de 100 A a 1600 A, testados de acordo com a norma IEC 60947-2, com capacidades de interrupção adaptadas às condições dos transformadores e das linhas de alimentação. Para painéis de distribuição mais leves, o Série SNS 100A-250A é um ponto de partida comum; os circuitos motores passam frequentemente para o ST-5N 400 A. Envie-nos as dimensões do seu transformador, o comprimento do alimentador e os detalhes da carga, e nós ajudá-lo-emos a confirmar a capacidade de corte de cada posição no seu quadro, ou Peça um orçamento para o seu próximo projeto.
