Por Que um Disjuntor Padrão Não Protege Contra Falhas a Terra

Um neutro quebrado em um circuito com um disjuntor padrão representa um risco de choque elétrico, pois o disjuntor não monitora ou protege o fio neutro. O mecanismo interno de um disjuntor padrão não é projetado para detectar correntes de falha a terra durante a operação. Disjuntores padrão são projetados para proteger contra sobrecargas e curtos-circuitos, não contra falhas a terra.

Disjuntores padrão monitoram a corrente no fio fase e disparam se a corrente exceder a classificação do disjuntor - geralmente devido a uma sobrecarga ou curto-circuito. No entanto, com um neutro quebrado, a corrente de falha pode retornar à fonte através do fio de aterramento. Isso ocorre porque as barras terminais de aterramento e neutro estão ligadas na caixa principal.

Consequentemente, uma corrente inferior à capacidade nominal do disjuntor pode fluir pelo circuito em um caminho não intencional. Como nenhuma corrente excessiva passa pelo fio fase, o disjuntor não detecta a falha e permanece fechado. Como resultado, partes do circuito permanecem energizadas, criando um risco oculto de choque que o disjuntor não aborda.

As falhas mais comuns em um circuito elétrico são as seguintes:
Sobrecargas e Curto-Circuitos

Disjuntores padrão reagem à corrente excessiva causada por sobrecargas ou curto-circuitos diretos (falhas de alta corrente onde a corrente flui diretamente da fase ao neutro ou da fase à fase). Essas condições geram um pico de corrente, que o disjuntor detecta e dispara para evitar danos.

Falhas a Terra

Uma falha a terra ocorre quando a corrente vaza do fio fase para uma superfície aterrada, contornando o fio neutro (por exemplo, devido a um neutro quebrado ou a um fio vivo entrando em contato com o invólucro metálico de um aparelho ou superfície molhada). Falhas a terra podem não gerar os picos de corrente necessários para disparar um disjuntor padrão, especialmente se apenas uma pequena quantidade de corrente vazar para o aterramento. Esta vazão pode criar riscos severos de choque sem atingir o limiar de disparo do disjuntor.

Como um Disjuntor Padrão Responde a um Curto-Circuito ou Falha a Terra?

Vamos examinar como um disjuntor padrão se comporta e reage a curto-circuitos ou falhas a terra em um circuito, conforme ilustrado abaixo.

Considere este exemplo: Em um painel principal de 120V/240V, um circuito de iluminação é controlado e protegido por um disjuntor padrão de 15 amperes em uma alimentação de 120V, e a conexão neutra é perdida.

Como mostrado na figura, se a barra neutra no painel principal não estiver disponível, a corrente de retorno tentará fluir de volta à barra neutra. Como a barra neutra está ligada à barra de aterramento, o único caminho da corrente de volta à fonte (geralmente o transformador) é através do fio de aterramento. Isso forma um circuito, permitindo que aproximadamente 2,4 amperes de corrente de falha fluam. A lâmpada pode ainda emitir um brilho fraco.

Esta corrente de falha de 2,4 amperes está bem abaixo da classificação de 15 amperes do disjuntor, portanto, ele não dispara. Consequentemente, o circuito apresenta um risco de choque, pois todos os componentes metálicos - incluindo invólucros de equipamentos, dutos metálicos e corpos metálicos dos dispositivos conectados - ficam energizados com aproximadamente 72V CA.

Agora, considere outro cenário em que o neutro é perdido e o fio fase entra em contato com o corpo metálico do dispositivo, criando uma "dupla falha". Neste caso, a luz está apagada devido à ausência de resistência de carga. Como mostrado na figura, uma corrente de falha de aproximadamente 4 amperes flui através do condutor de aterramento de volta à fonte.

Novamente, todos os componentes metálicos no circuito ficam energizados a 120V CA. Esta corrente de falha de 4 amperes permanece abaixo do limiar de 15 amperes do disjuntor, portanto, o disjuntor não dispara. Se um operador tocar no invólucro do equipamento, no duto metálico ou no corpo metálico do dispositivo, corre o risco de sofrer um choque elétrico grave.

Para mitigar esses riscos, recomenda-se um disjuntor GFCI (Interruptor de Circuito de Falha a Terra) sobre um disjuntor padrão. Disjuntores GFCI são projetados para detectar falhas a terra e disparar em cenários perigosos - incluindo aqueles causados por um neutro quebrado - garantindo uma operação mais segura.