Qual é o problema com as quedas em cascata nos painéis de distribuição elétrica?

Muitas vezes, o disjuntor de nível mais baixo não dispara, mas o disjuntor a montante (de nível superior) dispara! Isso causa um corte de energia em larga escala! Por que isso acontece? Hoje, vamos discutir esse problema.

Principais Causas do Disparo em Cascata (Não Intencional a Montante)

• A capacidade de carga do disjuntor principal é menor que a capacidade total de carga de todos os disjuntores de ramificação a jusante.

• O disjuntor principal está equipado com um dispositivo de corrente residual (RCD), enquanto os disjuntores de ramificação não estão. Quando a corrente de fuga de um aparelho atinge ou excede 30 mA, o disjuntor principal dispara.

• Incompatibilidade de coordenação de proteção entre dois níveis de disjuntores—use disjuntores do mesmo fabricante sempre que possível.

• Operar frequentemente o disjuntor principal sob carga causa carbonização dos contatos, levando a contato ruim, aumento da resistência, maior corrente, superaquecimento e disparo eventual.

• O disjuntor a jusante carece de configurações de proteção adequadas para identificar corretamente falhas (por exemplo, falha de fase única sem proteção de sequência zero).

• Disjuntores envelhecidos resultam em tempo de operação de desligamento paralelo prolongado; substitua-os por disjuntores cujo tempo real de disparo seja menor que o do disjuntor a montante.

Soluções para Disparos em Cascata

Se um disjuntor a montante dispara devido a uma cascata:

• Se um relé de proteção de ramificação operou, mas seu disjuntor não disparou, abra manualmente esse disjuntor de ramificação primeiro, depois restaure o disjuntor a montante.

• Se nenhuma das proteções de ramificação operou, inspecione todo o equipamento na área afetada para detectar falhas. Se nenhuma falha for encontrada, feche o disjuntor a montante e reenergize cada circuito de ramificação um por um. Quando a energização de uma ramificação específica causar o disparo do disjuntor a montante novamente, esse disjuntor de ramificação está com defeito e deve ser isolado para manutenção ou substituição.

Para que um disjuntor dispare, duas condições devem ser atendidas:

• A corrente de falha deve atingir o limiar definido.

• A corrente de falha deve persistir pelo tempo definido.

Portanto, para evitar disparos em cascata, as configurações de corrente e tempo devem ser coordenadas adequadamente entre os níveis de disjuntores.

Por exemplo:

• O disjuntor de primeiro nível (a montante) tem uma configuração de proteção contra sobrecorrente de 700 A com um atraso de 0,6 segundos.

• O disjuntor de segundo nível (a jusante) deve ter uma configuração de corrente inferior (por exemplo, 630 A) e um atraso mais curto (por exemplo, 0,3 segundos).

Nesse caso, se uma falha ocorrer dentro da zona de proteção do disjuntor de segundo nível, mesmo que a corrente de falha exceda o limiar do disjuntor a montante, o disjuntor a jusante eliminará a falha em 0,3 segundos—antes que o temporizador de 0,6 segundos do disjuntor a montante complete—evitando assim que ele dispare e evitando a cascata.

Isso leva a vários pontos-chave:

• O mesmo princípio se aplica a todos os tipos de falhas—sejam curtos-circuitos ou falhas a terra—a coordenação depende tanto da magnitude da corrente quanto da duração do tempo.

• A coordenação de tempo é frequentemente mais crítica, pois as correntes de falha podem simultaneamente exceder as configurações de acionamento de múltiplos disjuntores.

• Mesmo que as configurações pareçam corretamente coordenadas no papel, o desempenho no mundo real ainda pode resultar em disparos em cascata. Por quê? Porque o tempo total de eliminação de falhas inclui não apenas o tempo de operação do relé de proteção, mas também o tempo de abertura mecânica do próprio disjuntor. Este tempo mecânico varia de acordo com o fabricante e o modelo. Como os tempos de proteção são em milissegundos, até pequenas diferenças podem perturbar a coordenação.

Por exemplo, no exemplo acima, o disjuntor de segundo nível deve eliminar a falha em 0,3 segundos. Mas se seu mecanismo mecânico for lento e levar 0,4 segundos para interromper completamente a corrente, o disjuntor a montante pode já detectar que a falha durou 0,6 segundos e disparar também—causando um evento em cascata.

Portanto, para garantir a coordenação adequada e evitar disparos em cascata, os tempos reais de operação dos disjuntores devem ser verificados usando equipamentos de teste de proteção de relés. A coordenação deve basear-se nos tempos totais de eliminação de falhas realmente medidos, não apenas nas configurações teóricas.