A corrente sai pelo condutor sob tensão e regressa pelo neutro. Quando esses dois valores deixam de coincidir, há algo de errado. Um dispositivo de corrente residual (RCD) tem então cerca de 40 milissegundos para decidir o que fazer nessa situação.
Essa decisão salva vidas e vale a pena compreendê-la devidamente. Quer lhe chame RCD, RCCB, RCBO ou GFCI, o princípio físico é idêntico: o dispositivo deteta a fuga de corrente do circuito e abre os contactos antes que essa fuga possa causar danos a uma pessoa ou provocar um incêndio. Este guia explica como funciona a medição, que sensibilidade selecionar e como um dispositivo de montagem por parafusos Módulo Vigi transforma um disjuntor em caixa moldada num disjuntor completo de fuga à terra.
Um RCD compara a corrente que sai da rede de alimentação com a corrente que regressa através do neutro. Os condutores de fase passam por um transformador de corrente em forma de anel, tal como o neutro. Em condições normais, a soma vetorial dessas correntes é zero, o núcleo não regista qualquer fluxo e o mecanismo de disparo permanece inativo.
Basta ocorrer uma avaria para que tudo mude. Um cabo com o isolamento danificado entra em contacto com uma caixa metálica. A água infiltra-se numa caixa de junção. Uma pessoa toca numa parte sob tensão. Parte da corrente passa então a fluir para terra, em vez de regressar através do neutro; a soma deixa de ser zero e o enrolamento secundário do transformador deteta o desequilíbrio, provocando o disparo.
Esse desequilíbrio é a corrente residual, e o nível a partir do qual o dispositivo entra em ação está indicado como IΔn na etiqueta. O dispositivo apenas tem em conta o que não regressa.
RCD é o nome da família, não um produto específico. Um RCCB oferece proteção contra corrente residual e nada mais: nem proteção contra sobrecarga, nem proteção contra curto-circuito. Um RCBO reúne ambas as funções numa única unidade, razão pela qual é a escolha padrão para circuitos de tomadas em quadros elétricos residenciais.
Os painéis industriais resolvem o mesmo problema de forma diferente. Em vez de um RCBO «tudo-em-um», utiliza-se um disjuntor que já protege contra sobrecargas e curto-circuitos e, em seguida, fixa-se um módulo de corrente residual por baixo do mesmo. O Disjuntor miniatura SxC60 abrange a gama de 1 A a 63 A para quadros de distribuição, e o módulo adicional proporciona a deteção de fugas de que o disjuntor diferencial não dispõe.
O módulo Vigi é instalado na parte inferior de um disjuntor de caixa moldada compatível e confere a esse disjuntor uma função de corrente residual que este não possui de fábrica. Instale-o num Disjuntor em caixa moldada SNSX 100A–250A e um alimentador dispõe de proteção pessoal de 30 mA. Instale-o no Estrutura SNSX 400A–630A e pode definir 300 mA ou 500 mA com um atraso ajustável para proteção contra incêndios e proteção do equipamento.
Da WZSMO Módulo SNSX Vigi abrange estruturas de 100 A a 630 A e oferece sensibilidades de 30, 100, 300 e 500 mA, com disparo instantâneo ou com atraso ajustável. Uma opção de contacto de sinal isolado (SDV) comunica um disparo por fuga a um PLC ou a um painel de alarme, para que uma falha nunca passe despercebida. O módulo é testado de acordo com a norma IEC 60947-2, Anexo B — o anexo elaborado especificamente para a proteção contra corrente residual integrada em disjuntores — e possui a marcação CE para o mercado europeu.
Um disjuntor, duas camadas de proteção. O MCCB elimina as falhas graves e o módulo Vigi deteta as que o disjuntor não consegue detetar. Além disso, permite poupar espaço no quadro: uma entrada de 250 A com proteção contra fugas cabe numa única posição, em vez de ocupar dois compartimentos.
A escolha da sensibilidade é onde ocorrem a maioria dos erros de especificação. A tabela abaixo apresenta os níveis padrão de IΔn e a finalidade de cada um.
| Sensibilidade nominal IΔn | Função principal | Locais típicos |
|---|---|---|
| 10 mA | Proteção contra choques de altíssima sensibilidade | Camas de hospital, laboratórios, instalações sanitárias |
| 30 mA | Proteção individual contra o contacto direto | Circuitos de tomadas, ferramentas portáteis, estaleiros de construção |
| 100 mA | Proteção contra choques e incêndios | Distribuição comercial, principais fornecedores |
| 300 mA | Proteção contra incêndios e proteção do equipamento | Alimentadores industriais, combinações de MCCB + Vigi |
| 300 / 500 mA, com atraso | Seletividade com dispositivos a jusante de 30 mA | Quadros elétricos principais |
O valor de 30 mA não é uma convenção. É uma questão de fisiologia. A fibrilação ventricular torna-se um risco real quando a corrente que atravessa o corpo se aproxima dos 30 a 50 mA; por isso, o limite da IEC para a proteção pessoal direta situa-se nos 30 mA, e um dispositivo em conformidade deve dissipar 250 mA (5 × IΔn) em menos de 40 ms. Isso é suficientemente rápido para manter a maioria dos incidentes de contacto direto abaixo do limiar de energia perigosa.
Os dispositivos de 300 mA não protegem as pessoas do contacto direto. Protegem os edifícios. Um cabo que apresente uma fuga de 200 mA para terra devido a um isolamento danificado acabará por gerar calor suficiente para provocar um incêndio, e um dispositivo de 300 mA deteta essa fuga sem disparar devido à fuga normal produzida pelo equipamento industrial. É por isso que um Disjuntor em caixa moldada SNSX 400A–630A A utilização de um módulo Vigi de 300 mA é uma configuração comum nas linhas de alimentação de motores.
No que diz respeito à seletividade, o dispositivo mais sensível é o que se encontra mais próximo da carga. A unidade de 30 mA no circuito final dispara primeiro, a unidade retardada de 300 mA na placa mantém a sua posição e apenas o circuito com avaria fica sem luz. Todos os outros continuam a funcionar.
Quatro erros estão na origem da maioria dos problemas de campo que observamos, e todos eles são evitáveis.
Em primeiro lugar, o condutor de terra de proteção nunca deve passar pelo transformador de medição, e o neutro não deve ser ligado entre circuitos protegidos por RCD e circuitos não protegidos. A mistura de neutros é o erro clássico no quadro elétrico. Isso é interpretado como uma corrente residual permanente, e o dispositivo dispara sem motivo aparente.
Em segundo lugar, escolha o tipo adequado para a carga. Um dispositivo do tipo AC deteta apenas fugas alternadas sinusoidais, mas os equipamentos eletrónicos modernos produzem corrente contínua pulsante que pode prejudicá-lo. Os carregadores de veículos elétricos, os variadores de frequência e os circuitos com muitos eletrodomésticos exigem o tipo A. A marcação no dispositivo indica-lhe qual é o tipo que possui.
Em terceiro lugar, tenha em conta a fuga natural. Cada metro de cabo, cada supressor de sobretensão e cada condensador de filtragem apresenta uma pequena fuga de corrente e, quando a fuga de fundo total se aproxima de um terço de IΔn, começam a ocorrer disparos aleatórios. Num circuito de 30 mA, isso significa manter a fuga permanente abaixo dos 10 mA.
Em quarto lugar, carregue no botão de teste. Uma vez por mês, em todos os dispositivos, sem exceção. O botão injeta uma corrente residual simulada e verifica se o mecanismo continua a funcionar. Demora cinco segundos e permite detetar os dispositivos que deixaram de funcionar sem dar sinais.
RCD é a designação genérica para os dispositivos de corrente residual. Um RCCB proporciona apenas proteção contra corrente residual, enquanto um RCBO combina a proteção contra corrente residual com a proteção contra sobrecarga e curto-circuito numa única caixa. Nos quadros industriais, essa mesma combinação é obtida através da associação de um disjuntor a um módulo Vigi.
Nem sempre, mas chega perto. Um dispositivo de 30 mA elimina uma falha de 250 mA em menos de 40 ms, o que mantém a maioria dos eventos de contacto direto abaixo do limiar de energia perigosa. A corrente residual tem, de facto, de passar pelo transformador do dispositivo, o que significa que o caminho de terra tem de estar intacto e que o neutro não pode estar em ponte a jusante.
O disparo aleatório significa, normalmente, uma fuga de corrente, e não uma avaria. Os filtros de interferência dos aparelhos, a humidade nas ligações exteriores, o isolamento envelhecido dos cabos e os picos de corrente induzidos por raios conduzem a corrente para a terra. Meça a fuga de fundo com um testador de isolamento. Se o valor se situar perto de um terço de IΔn, o dispositivo está a funcionar corretamente, mas a instalação não.
Não. Tem de corresponder ao quadro em que é montado. O módulo SNSX Vigi é compatível com estruturas SNSX e SCVS de 100 A a 250 A, e com estruturas SNSX, SCVS e SEZC de 400 A a 630 A. Verifique a lista de estruturas compatíveis antes de encomendar, pois um módulo de uma estrutura incorreta não se alinhará nem mecanicamente nem eletricamente.
Para proteção direta contra choques elétricos, o valor de 30 mA deve ser utilizado em circuitos de tomadas, ferramentas portáteis e locais húmidos. Uma configuração de 300 mA ou 500 mA com atraso ajustável é a escolha habitual para um alimentador trifásico, onde protege contra incêndios e falhas de isolamento, ao mesmo tempo que tolera fugas normais. Ambos os níveis estão disponíveis no mesmo módulo Vigi.
Três valores resumem todo o argumento: 30 mA para pessoas, 300 mA para edifícios e 40 ms para ambos. Adapte a sensibilidade ao circuito, mantenha o condutor de terra fora do circuito de medição e teste o botão mensalmente. A proteção contra correntes residuais funcionará então sem problemas durante décadas.
Os disjuntores MCCB eliminam as sobrecargas e os curto-circuitos. Os módulos Vigi detetam a fuga de corrente que um disjuntor não consegue detetar, razão pela qual esta combinação deve fazer parte de todos os quadros elétricos que projetar. Se estiver a definir as especificações de um circuito de alimentação ou de um circuito de motor e quiser uma segunda opinião sobre a proteção contra fugas de corrente, os engenheiros da WZSMO respondem diariamente a questões relacionadas com o dimensionamento. Contacte a WZSMO com os detalhes do seu circuito e enviar-lhe-emos um orçamento.
