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Curso: Curtos-Circuitos e Seletividade em Instalações Elétricas Industriais - Conheça as Técnicas e Corretas Especificações

Esse treinamento ensina os engenheiros e os projetistas a ter uma constante preocupação de saber especificar adequadamente os equipamentos elétricos que são submetidos à corrente de curto-circuito, pois um sistema elétrico está sujeito a eventuais falhas que podem envolver elevadas correntes de curtos-circuitos.

22/04/2015 - Equipe Target

Curtos-Circuitos em instalações elétricas

O Curso: Curtos-Circuitos e Seletividade em Instalações Elétricas Industriais - Conheça as Técnicas e Corretas Especificações, também disponível pela internet (clique no link para assistir), ensina os engenheiros e os projetistas a ter uma constante preocupação de saber especificar adequadamente os equipamentos elétricos que são submetidos à corrente de curto-circuito, pois um sistema elétrico está sujeito a eventuais falhas que podem envolver elevadas correntes de curtos-circuitos, e que fatalmente irão submeter os equipamentos a esforços térmicos e dinâmicos. Este curso é dividido em dois tópicos: curto-circuito e coordenação da proteção (seletividade).

O tópico curto-circuito discute: o cálculo de corrente de curto-circuito simétrica e assimétrica; a especificação dos equipamentos de proteção do ponto de vista de corrente de curto-circuito; as recomendações práticas das normas nacionais e internacionais vigentes, como ANSI-VDE-IEC-NEC-ABNT. Já o tópico coordenação da proteção discute: a importância e conceitos de proteção exigidos em normas; a filosofia e as técnicas de proteção para dispositivos de proteção de baixa, média e alta tensão; e o Ajuste de relés fase e neutro de sobrecorrentes.

Na verdade, um curto-circuito é uma ligação de baixa impedância entre dois pontos de potenciais diferentes, essa ligação pode ser metálica quando se diz que há um curto-circuito franco ou por um arco elétrico, que é a situação mais comum, uma situação intermediária é a dos curtos causados por galhos de árvores ou outros objetos que caem sobre as linhas de transmissão de energia elétrica.

No momento do curto-circuito acontece uma rápida elevação da corrente atingindo valores superiores a dez vezes a corrente nominal do circuito, e nos casos de circuitos longos de distribuição de energia elétrica, a corrente de curto-circuito pode ser igual a corrente de carga, o que exige técnicas especiais para sua identificação, são os chamados curtos-circuitos de alta impedância.

Com a elevação da corrente, surgem esforços mecânicos entre os condutores ou entre componentes dos equipamentos (efeitos mecânicos) e aquecimentos dos condutores ou das partes condutoras dos equipamentos (efeitos térmicos). No caso dos curtos-circuitos através de arcos elétricos podem acontecer explosões e incêndios, e se não houver uma pronta atuação da proteção, outros curtos-circuitos também podem dar origem a incêndios e explosões.

Como regra geral de proteção nas médias e altas tensões, considera-se que os efeitos mecânicos devem ser suportados pelos equipamentos e faz-se a proteção contra os efeitos térmicos. Para as baixas tensões são desenvolvidos equipamentos de proteção limitadores que cortam a corrente de curto antes da corrente atingir o primeiro valor de crista (valor de referência), desse modo consegue-se proteger contra os efeitos mecânicos.

Os barramentos, os condutores e os equipamentos das instalações elétricas e seus sistemas de proteção precisam ser dimensionados levando em conta os maiores valores das correntes de curto-circuito que podem acontecer em cada parte do circuito. Sempre que houver aumento da capacidade geradora, os cálculos devem ser refeitos, em alguns casos é possível redimensionar os equipamentos e os barramentos, ao invés de instalar reatores que limitam a corrente de curto-circuito deixando o limite da corrente no valor anterior.

Esse artifício é usado geralmente pelas concessionárias que instalam reatores de núcleo de ar na saída das subestações sempre que existe aumento da capacidade de geração ou interligação com outros sistemas de geração. No instante do curto-circuito a corrente aumenta rapidamente atingindo o valor total da corrente disponível e vai em seguida diminuindo, passando por valores médio e depois de vários ciclos atinge o valor permanente de curto-circuito.

Neste instante começa a ser mais importante o efeito térmico, pois os condutores ou as partes condutoras dos equipamentos têm suas temperaturas aumentadas podendo sofrer alterações na sua estrutura ou a deterioração de sua isolação, conforme o caso. Os valores das correntes serão determinados pela força eletromotriz dos geradores e pelas impedâncias, principalmente das reatâncias dos condutores e equipamentos entre os geradores e o ponto de curto.

Os motores passam a funcionar como geradores e contribuem para aumentar a corrente, os transformadores, reatores e condutores para atuam para reduzir a corrente, é bom citar que o valor da corrente de curto-circuito não depende das cargas de uma instalação, mas somente da fonte, é possível que uma indústria de pequeno porte instalada próximo a uma grande subestação ou usina, necessite de disjuntores de maior capacidade de interrupção que uma indústria de maior porte, situada em maior distância da subestação.

Assim, os problemas mais comuns que podem surgir nas instalações elétricas residenciais são os curtos-circuitos e fuga de corrente. Ambos acontecem principalmente quando existem falhas na isolação dos circuitos, ou seja, nos casos em que há condutores desencapados, ligações malfeitas e fadiga do material isolante.

O curto-circuito ocorre quando há contato entre condutores energizados pela rede elétrica. Nesse caso, o disjuntor do circuito que está em curto desarma e é fácil descobrir o ponto em que ocorreu o curto. Mas quando uma instalação tiver todas as cargas interligadas em um mesmo circuito, a situação é mais crítica.

Para detectar o ponto da instalação em que ocorreu o curto-circuito, o eletricista deve usar uma lâmpada de teste ligada em paralelo ao disjuntor que está desarmando. Esse profissional saberá que o ponto com problemas foi encontrado quando o brilho da lâmpada diminuir ou cessar.

FONTE: Equipe Target

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