Princípio de funcionamento do disjuntor de corrente residual

Análise de Princípio Básico

Antes de entender o princípio básico de um protetor contra choque elétrico, é necessário entender o que é choque elétrico. Choque elétrico refere-se a lesões causadas por uma corrente elétrica que passa pelo corpo humano. Quando uma pessoa toca um fio e forma um circuito de corrente, a corrente flui através de seu corpo; quando a corrente é grande o suficiente, ela pode ser sentida e causar danos. Quando ocorre um choque elétrico, a corrente deve ser cortada no menor tempo possível. Por exemplo, se a corrente que passa por uma pessoa for de 50 miliamperes, a corrente deverá ser cortada em 1 segundo; se a corrente for 500 miliamperes, o limite de tempo é de 0,1 segundos.

Um dispositivo de corrente residual (RCD) é instalado no ponto de entrada da linha de energia na casa, próximo ao medidor de energia elétrica, conectado ao terminal de saída do medidor, ou seja, do lado do usuário. Todos os eletrodomésticos são representados por um resistor RL, e a resistência da pessoa em contato é representada por RN.

CT significa “transformador de corrente”, que é usado para medir corrente alternada usando o princípio da indutância mútua, daí o nome “transformador”. É essencialmente um transformador. Seu enrolamento primário é a linha CA de entrada, com os dois fios tratados como um só e conectados em paralelo para formar o enrolamento primário. A bobina secundária é conectada à bobina do “relé de palheta” SH.

 

Um "relé de palheta" é essencialmente um tubo de palheta com uma bobina enrolada em torno dele. Quando a bobina é energizada, o campo magnético gerado pela corrente faz com que o eletrodo de palheta dentro do tubo de palheta se encaixe, conectando assim o circuito externo. Quando a bobina é des-energizada, a palheta é liberada, desconectando o circuito externo. Resumindo, é um pequeno relé.

 

O switch DZ não é um switch comum; é um switch-acionado por mola. Depois que uma pessoa supera a força da mola para fechá-la, um gancho especial deve ser usado para mantê-la no lugar e garantir que permaneça no estado “ligado”; caso contrário, ele será desconectado assim que a mão for solta.

O eletrodo reed do relé reed é conectado ao circuito TQ da "bobina de disparo". A bobina de disparo é uma bobina eletroímã; quando a corrente flui através dele, gera uma força atrativa. Essa força atrativa é suficiente para liberar o referido gancho, fazendo com que o DZ se desconecte imediatamente. Como o DZ está conectado em série com o fio energizado da linha de alimentação principal do usuário, o disparo desconecta a energia, salvando a pessoa de choque elétrico.

 

No entanto, para que um dispositivo de corrente residual (RCD) proteja as pessoas, ele deve primeiro “detectar” um choque elétrico. Então, como um RCD sabe quando alguém foi eletrocutado? Conforme mostrado no diagrama, se não houver choque elétrico, a corrente nos dois fios da fonte de energia será sempre da mesma magnitude, mas em direções opostas. Portanto, o fluxo magnético na bobina primária do transformador de corrente (TC) desaparecerá completamente e a bobina secundária não terá saída. Se alguém for eletrocutado, é equivalente a um resistor passando pelo fio energizado, o que aciona uma saída de corrente no lado secundário. Esta saída faz com que o ponto de contato (SH) engate, energizando a bobina de disparo, afastando o gancho e desconectando a chave (DZ), proporcionando assim proteção.

 

É importante observar que uma vez que o disjuntor desarme, mesmo que a corrente na bobina de desarme (TQ) desapareça, ele não reconectará automaticamente o DZ. A energia não pode ser restaurada sem que alguém a feche. Depois que a pessoa que foi eletrocutada sai e uma inspeção confirma que não há mais perigos, para usar eletricidade novamente, a DZ deve ser fechada para re-engatar o disjuntor e restaurar a energia.

 

O texto acima explica o princípio básico de um protetor contra choque elétrico. No entanto, mesmo com um protetor contra choques elétricos, a segurança não é garantida e ainda assim devem ser tomadas precauções ao usar eletricidade.

 

1. Conforme mostrado no diagrama, quando o circuito está funcionando normalmente, de acordo com o teorema da corrente, a corrente que entra e sai da rede é zero. Portanto, a corrente total no lado direito do dispositivo de corrente residual (RCD) deve ser zero, ou seja, I1 + I2 + I3 + IN=0; portanto, o RCD não funcionará. Observe que a direção real da corrente depende do circuito real. Neste exemplo, a direção de IN é oposta à de I1, I2 e I3.

 

2. Quando a caixa do equipamento vaza corrente e alguém toca nela, uma parte da corrente IK fluirá através do corpo humano para o solo, fazendo com que a corrente total no lado direito do RCD não seja zero. Ou seja, I1 + I2 + I3 + IN ≠ 0. Quando a corrente de fuga atinge a corrente operacional do RCD, o RCD desarma, cortando a energia e atingindo o objetivo de proteção contra vazamento.

 

Observe os dois pontos a seguir:

 

1. O fio neutro que passa pelo dispositivo de corrente residual (RCD) não deve ser usado como condutor de proteção. Conforme mostrado no diagrama, quando ocorre corrente de fuga, a corrente de fuga IK1 flui de volta para o RCD através da caixa do equipamento. Neste momento, a corrente total no lado direito do RCD ainda é zero, portanto o RCD não desarmará e o objetivo de proteção contra vazamento não será alcançado.

 

2. O fio neutro que passa pelo RCD não deve ser aterrado repetidamente. Conforme mostrado no diagrama, se ele for aterrado repetidamente, alguma corrente será desviada para o terra, fazendo com que a corrente total no lado direito do RCD seja diferente de-zero, desligando assim o RCD e evitando o uso de outros aparelhos elétricos.

 

3. Nota: O método de conexão real do RCD deve ser determinado de acordo com o sistema de proteção de aterramento neutro usado no sistema.