Disjuntor

Um disjuntor ser um dispositivo eletromecânico, que funciona como um interruptor automático, destinado a proteger uma determinada instalação elétrica contra possíveis danos causados por curto-circuitos e sobrecargas elétricas. A sua função básica é a de detectar picos de corrente que ultrapassem o adequado para o circuito, interrompendo-a imediatamente antes que os seus efeitos térmicos e mecânicos possam causar danos à instalação elétrica protegida.

Uma das principais características dos disjuntores é a sua capacidade em poderem ser rearmados manualmente, depois de interromperem a corrente em virtude da ocorrência de uma falha. Diferem assim dos fusíveis, que têm a mesma função, mas que ficam inutilizados quando realizam a interrupção. Por outro lado, além de dispositivos de proteção, os disjuntores servem também de dispositivos de manobra, funcionando como interruptores normais que permitem interromper manualmente a passagem de corrente elétrica.

Existem diversos tipos de disjuntores, que podem ser desde pequenos dispositivos que protegem a instalação elétrica de uma única habitação até grandes dispositivos que protegem os circuitos de alta tensão que alimentam uma cidade inteira.

Disjuntores térmicos

Os disjuntores térmicos utilizam a deformação de placas bimetálicas causada pelo seu aquecimento. Quando uma sobrecarga de corrente atravessa a placa bimetálica existente num disjuntor térmico ou quando atravessa uma bobina situada próxima dessa placa, aquece-a, por efeito de Joule, diretamente no primeiro caso e indiretamente no segundo, causando a sua deformação. A deformação desencadeia mecanicamente a interrupção de um contacto que abre o circuito elétrico protegido.

Um disjuntor térmico é, assim, um sistema eletromecânico simples e robusto. Em contrapartida, não é muito preciso e dispõe de um tempo de reação relativamente lento.

A proteção térmica tem como função principal a de proteger os condutores contra os sobreaquecimentos provocados pelas sobrecargas prolongadas na instalação elétrica. Tradicionalmente, esta é uma das funções também desempenhadas pelos fusíveis gG.

Disjuntores magnéticos

A forte variação de intensidade da corrente que atravessa as espiras de uma bobina produz - segundo as leis do eletromagnetismo - uma forte variação do campo magnético. O campo assim criado desencadeia o deslocamento de um núcleo de ferro que vai abrir mecanicamente o circuito e, assim, proteger a fonte e uma parte da instalação elétrica, nomeadamente os condutores elétricos entre a fonte e o curto-circuito.

A interrupção é instantânea no caso de uma bobina rápida ou controlada por um fluido no caso de uma bobina que permite disparos controlados. Geralmente, está associado a um interruptor de alta qualidade projetado para efetuar milhares de manobras.

O tipo de funcionamento dos disjuntores magnéticos permite-lhes substituir os fusíveis em relação aos curto-circuitos. Segundo o modelo, o valor de intensidade da corrente com um setpoint de três a 15 vezes a intensidade nominal. Existem numerosas outras possibilidades, que incluem o disparo por tensão na bobine (com setpoint proveniente de sensores), interruptor/disjuntor para montagem em painel, compatibilidade com dupla tensão 100/200 volts, bobina sob tensão (disjuntor mantido a partir de um setpoint de tensão), disparo à distância e rearme à distância. Existem numerosas curvas de disparo para corrente contínua, corrente alternada, 50/60 Hz e 400 Hz. Normalmente, está disponível uma opção total ou parcialmente estanque.

A proteção magnética tem como fim principal o de proteger os equipamentos contra as anomalias como as sobrecargas, os curto-circuitos e outras avarias. Normalmente, é escolhida para os casos onde existe a preocupação de proteger o equipamento com muita precisão.

Disjuntor termomagnético

É muito utilizado em instalações elétricas residenciais e comerciais o disjuntor magnetotérmico ou termomagnético, como é chamado no Brasil.

Esse tipo de disjuntor possui três funções:

• Manobra (abertura ou fecho voluntário do circuito)
• Proteção contra curto-circuito - Essa função é desempenhada por um atuador magnético (solenóide), que efetua a abertura do disjuntor com o aumento instantâneo da corrente elétrica no circuito protegido
• Proteção contra sobrecarga - É realizada através de um atuador bimetálico, que é sensível ao calor e provoca a abertura quando a corrente elétrica permanece, por um determinado período, acima da corrente nominal do disjuntor

As características de disparo do disjuntor são fornecidas pelos fabricantes através de duas informações principais: corrente nominal e curva de disparo. Outras características são importantes para o dimensionamento, tais como: tensão nominal, corrente máxima de interrupção do disjuntor e número de pólos (unipolar, bipolar ou tripolar).

Disjuntores de Alta Tensão

Para a interrupção de altas correntes, especialmente na presença de circuitos indutivos, são necessários mecanismos especiais para a interrupção do arco voltaico (ou arco elétrico), resultante na abertura dos pólos. Para aplicações de grande potência, esta corrente de curto-circuito, pode alcançar valores de 100 kA.

Após a interrupção, o disjuntor deve isolar e resistir às tensões do sistema. Por fim, o disjuntor deve atuar quando comandado, ou seja, deve haver um alto grau de confiabilidade.

Alguns tipos de disjuntores de alta potência:

• Disjuntor a grande volume de óleo,
• Disjuntor a pequeno volume de óleo,
• Disjuntor a ar comprimido,
• Disjuntor a vácuo,
• Disjuntor a hexafluoreto de enxofre (SF6).

Disjuntor de baixa tensão europeu

Abaixo uma fotografia do detalhe interno de um minidisjuntor termomagnético europeu de corrente nominal de 10 ampères e montagem em trilho DIN.

Foto do interior de um disjuntor

1. Atuator - utilizada para desligar ou resetar manualmente o disjuntor. Também indica o estado do disjuntor (Ligado/Desligado ou desarmado). A maioria dos disjuntores são projetados de forma que o disjuntor desarme mesmo que o atuador seja segurado ou travado na posição "liga".
2. Mecanismo atuador - Junta ou separa o sistema da rede elétrica.
3. Contatos - Permitem que a corrente flua quando o disjuntor está ligado e seja interrompida quando desligado.
4. Terminais
5. Trip bimetálico
6. Parafuso calibrador - permite que o fabricante ajuste precisamente a corrente de trip do dispositivo após montagem.
7. Solenóide
8. Extintor de arco