O que é um disjuntor de fuga à terra?
Um disjuntor de fuga à terra (ELCB), também conhecido como interruptor de fuga à terra ou protetor de fuga à terra, é um dispositivo de segurança elétrica. É usado principalmente para desconectar automaticamente a fonte de alimentação para proteger o corpo humano contra choques elétricos quando ocorre uma falha de fuga no equipamento.
Alguns disjuntores de fuga disponíveis no mercado têm apenas a função de proteção contra fugas e desligamento, e devem cooperar com elementos de proteção, como fusíveis, relés térmicos e relés de sobrecorrente, quando utilizados. É claro que alguns disjuntores de fuga também têm funções de proteção, como fuga, choque elétrico, sobrecarga e curto-circuito.
A estrutura do ELCB
O disjuntor de fuga é, na verdade, uma sobreposição de um disjuntor comum e um módulo de proteção contra fugas. Os detalhes são os seguintes:
Disjuntor
O disjuntor é composto principalmente por contatos, sistema de extinção de arco, liberação eletromagnética, mecanismo de transmissão e invólucro isolante, etc., e desempenha as funções de ligar/desligar, controle e proteção no circuito.
Módulo de Proteção contra Vazamentos
O módulo de proteção contra vazamentos é composto principalmente por componentes de medição, componentes de cálculo e amplificação, componentes de execução de operações, componentes de teste e assim por diante.
- O elemento de medição é composto principalmente por transformadores de sequência zero, que podem detectar corrente de fuga e enviar sinais.
- O componente amplificador operacional é um conjunto completo de dispositivos de circuito composto por ponte retificadora, tiristor, resistor e capacitor, etc., que pode amplificar a fraca corrente de fuga e conduzi-la ao atuador.
- O atuador é composto por relés e outras peças, que podem acionar o interruptor principal para desligamento de proteção após receber o sinal.
- O elemento de teste é um conjunto de circuitos independentes composto por botões de teste e resistores, que podem simular habilmente o estado de fuga para testar se a função do protetor está normal.
Como funciona o ELCB?
Conforme mostrado na figura abaixo, este é o diagrama do princípio de funcionamento do ELCB.
Os pinos do chip do circuito são descritos da seguinte forma:
- o pino 1 é o pino de disparo do SCR
- o pino 2 é o terminal de entrada invertido do amplificador operacional dentro do chip
- o pino 3 é o terminal de entrada não inversor do amplificador operacional dentro do chip
- o pino 4 é o pino terra
- o pino 5 é o terminal de saída do amplificador operacional dentro do chip
- o pino 6 é a amostragem de corrente
- o pino 7 é o capacitor de atraso
Quando o equipamento está funcionando normalmente, as correntes do fio vivo e do fio neutro são iguais, e o transformador de corrente não tem corrente de indução neste momento. A soma dos vetores de corrente no transformador é zero (a corrente é um vetor direcional, como "+" na direção de saída e "-" na direção de retorno. desvio).
Quando ocorre um vazamento e a corrente é superior a 30 mA, o transformador de corrente gera uma corrente induzida, tornando a tensão no pino 2 do chip maior do que a do pino 3, e o pino 1 do chip emite um nível alto. O tiristor é acionado e ligado após obter um nível alto, e a bobina de disparo é energizada para disparar. Este é o princípio de funcionamento do disjuntor de vazamento de terra.
Tipos de ELCB
De acordo com o princípio de funcionamento, existem três tipos principais de ELCBs:
ELCB operado por tensão (VO-ELCB)
Este tipo de ELCB funciona com base na diferença de tensão entre os condutores de linha e neutro. Quando ocorre uma falha, causando uma corrente de fuga, a diferença de tensão aciona o ELCB para desligar e desconectar o circuito. Os VO-ELCBs são comumente usados em aplicações residenciais e comerciais de pequeno porte.
ELCB operado por corrente (CO-ELCB)
Os CO-ELCBs funcionam monitorando o desequilíbrio na corrente entre os condutores vivos e neutros. Quando ocorre uma falha, causando uma corrente de fuga, o desequilíbrio aciona o ELCB para desarmar e desconectar o circuito. Os CO-ELCBs são normalmente usados em aplicações comerciais e industriais de grande porte.
Disjuntor de corrente residual (RCCB)
Os RCCBs são um tipo avançado de ELCB que pode detectar correntes de fuga CA e CC. Eles usam um transformador de corrente sensível para monitorar a diferença de corrente entre os condutores de saída e retorno. Se uma corrente de fuga for detectada, o RCCB será acionado e interromperá o circuito.
De acordo com o número de disjuntores, o ELCB também pode ser dividido nos tipos 1P+N, 2P, 3P, 3P+N e 4P.
Tipo 1P+N
Este tipo é composto por um disjuntor comum simples (1P) e um módulo de proteção contra fuga, e possui dois conjuntos de terminais. A principal característica do dispositivo é que apenas um polo possui capacidade de interrupção magnética térmica, enquanto o outro polo não possui essa capacidade e permanece sempre em estado de condução. Portanto, ao conectar o disjuntor de fuga do tipo 1P+N, o fio energizado deve ser conectado ao polo que pode ser desarmado, pois somente assim a segurança pode ser garantida.
Para evitar erros de fiação, o fabricante marcou os terminais de forma especial. Conforme mostrado na figura, o terminal marcado com N deve ser conectado ao fio neutro, e o terminal não marcado deve ser conectado ao fio vivo.
Tipo 2P
Este tipo de disjuntor de fuga é o mais utilizado. É uma combinação de um disjuntor duplo (2P) e um módulo de proteção contra fugas, e tem dois conjuntos de terminais. Ambos os pólos deste dispositivo têm capacidades de disparo e interrupção termomagnéticas, pelo que não existe uma distinção rigorosa entre as posições de ligação do fio vivo e do fio neutro. Geralmente, pode ser instalado de acordo com o costume e o ambiente do local.
Tipo 3P
Este tipo de disjuntor de fuga é composto por um disjuntor triplo (3P) e um módulo de proteção contra fugas. É utilizado num circuito trifásico equilibrado. Possui 3 conjuntos de terminais, e os três pólos podem ser ligados e desligados e têm capacidade de disparo magnético térmico. Ao efetuar a ligação, siga a sequência dos fios de fase A, B e C para ligar em sequência.
Tipo 3P+N
Este tipo de disjuntor de fuga é composto por um disjuntor triplo (3P) e um módulo de proteção contra fugas. É utilizado num circuito trifásico desequilibrado e tem 4 conjuntos de terminais. Semelhante ao 1P+N, um dos pólos está sempre ligado e não tem capacidade de interrupção térmica-magnética, e o fabricante marcou N (linha neutra). Os outros três pólos são conectados em sequência de acordo com a sequência das linhas de fase A, B e C.
Tipo 4P
Este tipo de disjuntor de fuga é composto por um disjuntor quádruplo (4P) e um módulo de proteção contra fugas. É aplicado num circuito trifásico desequilibrado. Capacidade de fixação. Devido ao processo de fabrico, o fabricante estabeleceu requisitos fixos para a posição de acesso da linha neutra N, conforme ilustrado na figura. As linhas de fase A, B e C são ligadas sequencialmente aos outros três grupos de terminais.
Falhas comuns do ELCB
01: Os contatos não podem ser fechados manualmente.
Análise da causa:
- A liberação da perda de tensão não tem tensão ou a bobina está queimada;
- A mola de armazenamento de energia está deformada, resultando em uma diminuição na força de fechamento;
- A força da mola de reação é muito grande;
- O mecanismo não consegue reiniciar e disparar;
- O mecanismo de transmissão não é flexível.
Solução:
- Verifique o circuito, aplique tensão ou substitua a bobina;
- Substitua a mola de armazenamento de energia;
- Reajuste;
- Ajuste a superfície de contato de disparo para o valor especificado;
- Adicione um pouco de óleo do motor ao ponto de transmissão.
02: Os contatos não podem ser fechados sob operação elétrica
Análise da causa:
- A tensão de alimentação operacional não corresponde;
- A capacidade de potência não é suficiente;
- O curso da haste do eletroímã não é suficiente ou a folga entre a armadura é muito grande;
- Falha do interruptor de posicionamento do motor;
- O tubo retificador ou capacitor no controlador está danificado.
Solução:
- 1. Substitua a fonte de alimentação;
- Aumente a capacidade de potência operacional;
- Reajuste ou substitua a barra de ligação ou eleve o núcleo de ferro;
- Reajuste o posicionamento operacional;
- Substitua o tubo retificador ou o capacitor.
03: Contato monofásico não pode ser fechado
Análise da causa:
- Uma biela do disjuntor está quebrada;
- O ângulo do mecanismo de transmissão do elemento limitador de corrente não é adequado.
Solução:
- Substituir a biela;
- Ajuste de acordo com os requisitos das condições técnicas originais.
04: A liberação do shunt não consegue desconectar o disjuntor
Análise da causa:
- Curto-circuito na bobina;
- A tensão da fonte de alimentação é muito baixa;
- A superfície de contato do disjuntor é muito grande;
- Os parafusos estão soltos.
Solução:
- Substitua a bobina;
- Substitua ou aumente a tensão da fonte de alimentação;
- Reajuste a superfície de contato de disparo;
- Aperte os parafusos.
05: A liberação por perda de tensão não consegue desarmar o disjuntor
Análise da causa:
- A mola de força de reação torna-se menor;
- A mola de armazenamento de energia diminui;
- O mecanismo está preso.
Solução:
- Ajuste a mola;
- Ajuste a mola de armazenamento de energia;
- Elimine a causa do bloqueio.
06: O disjuntor é desligado ao ligar o motor
Análise da causa:
- A corrente de ajuste instantânea da liberação de sobrecorrente é muito pequena;
- Proteção contra falha de fase ou outras ações de proteção.
Solução:
- Ajuste a mola de ajuste instantâneo do disparador de sobrecorrente e outras proteções;
- Se for uma liberação pneumática, a válvula pode falhar ou a membrana de borracha pode estar quebrada.
07: O disjuntor abre automaticamente após ser fechado
Análise da causa:
- O valor de configuração do atraso longo do disparador de sobrecorrente está incorreto;
- Deterioração do elemento de aquecimento ou do elemento do circuito de atraso do semicondutor.
Solução:
- Reajuste a liberação de sobrecorrente;
- Substitua os componentes danificados.
08: A perda de tensão produz ruído
Análise da causa:
- A mola de força de reação é muito forte;
- Há óleo na superfície de trabalho do núcleo de ferro;
- O anel de curto-circuito está quebrado.
Solução:
- Reajuste a mola de reação;
- Elimine a contaminação por óleo;
- Substitua a armadura ou o núcleo.
09: Superaquecimento do disjuntor
Análise da causa:
- A pressão de contato é muito baixa;
- Desgaste excessivo ou contato deficiente na superfície de contato;
- Os parafusos de conexão das duas peças condutoras estão soltos.
Solução:
- Ajuste a pressão de contato ou substitua a mola;
- Substitua os contatos ou limpe a superfície de contato;
- Aperte os parafusos.
10: Falha do interruptor auxiliar
Análise da causa:
- A ponte de contato móvel do interruptor auxiliar está presa ou caiu;
- A haste de acionamento do interruptor auxiliar está quebrada ou o rolo caiu.
Solução:
- Corrija ou reinstale a ponte de contato;
- Substitua a haste de transmissão e o rolo ou substitua todo o interruptor auxiliar.
Prós e contras do ELCB
Prós:
- Maior segurança
- Tempo de resposta rápido
- Fácil instalação
- Custo-benefício
Contras:
- Limitações de sensibilidade
- Possibilidade de disparos indesejados
- Alcance de proteção limitado
- Requisitos de manutenção
Aplicações do ELCB
- Edifícios residenciais, tais como casas de banho, cozinhas e esquentadores elétricos
- Locais de entretenimento, como piscinas, spas e instalações recreativas ao ar livre
- Eletrodomésticos, como aparelhos de ar condicionado, geladeiras e máquinas de lavar
- Áreas industriais, como fábricas, oficinas e canteiros de obras
