• Articles
• admin

um disjuntor de caixa moldada (MCCB) é um disjuntor que usa uma caixa moldada para abrigar e suporta seus componentes de transporte de corrente, bem como para fazer parte do sistema de isolamento. O princípio de funcionamento do MCCB é discutido em detalhes neste artigo.

o tipo mais comum de MCCB é o disjuntor magnético térmico de uso geral. Ver Figura 1. Os MCCBs geralmente têm um elemento de viagem de sobrecorrente térmica para fornecer proteção contra sobrecargas, como o que é causado quando um acoplamento é desalinhado em um motor elétrico ou um dispositivo elétrico consome muita corrente.

um elemento instantâneo de sobrecorrente também é fornecido para proteger contra curto-circuitos, como o que é causado quando dois fios tocam ou quando o isolamento falha. MCCBs têm os seguintes componentes primários:

• quadro ou caso
• conjuntos de contato
• Arco de calhas
• OCPDs
• um mecanismo de funcionamento
• conexões de Terminal

Um isolamento de disjuntores em caixa (ICCB) é um disjuntor que está semelhantes na construção de um COMUM mas, normalmente, utiliza um eletrônicos ou digitais CORPO e tem muito mais capacidades de interrupção.

Figura 1. MCCB rotulado Diagrama de circuito

MCCB quadros e casos

o quadro em um MCCB é uma unidade fechada que envolve e suporta os outros componentes, proporcionando isolamento. Os disjuntores de caixa selada não podem ser abertos ou reparados, exceto para testes, inspeção e limpeza do exterior.

os disjuntores de caixa selada podem ser identificados de várias maneiras: por uma substância tarlike, caixas rebitadas ou vedações de papel sobre os parafusos da caixa. A abertura de disjuntores de caixa selada invalida sua listagem UL, o que pode causar problemas se houver um incêndio ou outro acidente envolvendo esses disjuntores.

MCCBs de quadro grande e a maioria dos ICCBs têm OCPDs substituíveis e também são conhecidos como disjuntores de viagem intercambiáveis. Os disjuntores de viagem intercambiáveis têm caixas que podem ser abertas para serem atendidas e mantidas. Os OEMs podem fornecer certas partes para que possam ser renovadas.

o OCPD pode ser substituído por um elemento que pode ser dimensionado até a classificação de quadros do ICCBs e até 80% da classificação de quadros do MCCBs. Ver Figura 2.

Figura 2. Disjuntores intercambiáveis rotulados Diagrama de circuito

conjuntos de contato MCCB

os conjuntos de contato abrem e fecham circuitos. Os contatos em pequenos MCCBs, como disjuntores de ramificação usados em painéis, carregam a corrente de carga e também atuam como contatos de arco. Os disjuntores de estrutura grande têm contatos de arco separados e contatos principais.

uma vantagem que os MCCBs têm é que seus contatos são pequenos, leves e podem interromper um arco rapidamente, como em 1-1/2 a 2 ciclos. As versões de limitação de corrente podem limpar uma falha ainda mais rápido, em um ciclo de 1⁄2 ou menos.

os contatos de arco auxiliam na interrupção dos arcos e são compostos por uma liga mais dura do que os contatos principais, que são projetados para transportar apenas corrente de carga. Os contatos de arco (superior) se estendem à frente dos contatos principais (inferior). À medida que o disjuntor fecha, os contatos de arco tocam (fazem) primeiro. Portanto, qualquer arco que ocorra o faz nos contatos de arco. Os contatos principais tocam imediatamente após o toque dos contatos em arco.

os contatos principais são compostos principalmente de Prata e são mais macios do que os contatos de arco, o que significa que eles corroerão rapidamente se os contatos de arco estiverem desajustados ou desgastados. Os disjuntores limitadores de corrente de nova geração diferem dos MCCBs padrão e principalmente por suas estruturas de contato. Os MCCBs padrão usam mecanismos de ponto de pivô único para os contatos, enquanto os disjuntores limitadores de corrente geralmente usam mecanismos de pivô duplo. Ver Figura 3. Os campos magnéticos em torno de cada um dos contatos repelem e rapidamente forçam os contatos separados. À medida que a corrente de curto-circuito que flui através deles aumenta, os campos magnéticos se tornam mais fortes e os contatos se abrem mais rapidamente.

Figura 3. MCCBs padrão Vs. ICCBs

para esses disjuntores (e fusíveis limitadores de corrente) serem limitadores de corrente, a corrente de curto-circuito deve ser de valor alto o suficiente para fazer com que esteja em sua região limitadora de corrente. Se a corrente de curto-circuito estiver abaixo desse valor, ela responde como um disjuntor padrão.

disjuntor em caixa moldada Arco Rampas

Um arco é uma constante descarga de eletricidade através de uma abertura em um circuito, ou entre os eletrodos, geralmente acompanhado por eléctrodos (contactos) a ser vaporizado e/ou derretido pelo calor extremo do arco.

uma calha de arco, também conhecida como extintor de arco, é uma estrutura que contém divisores de arco. Como parte dos contatos, o arco é desenhado entre os contatos de arco. O arco sobe (devido à sua temperatura extrema) e, ao fazê-lo, é esticado pelos divisores de arco. Isso esfria o arco para que possa ser extinto. Os MCCBs usam calhas de arco para esticar arcos, resfriá-los e extingui-los, todos em 1-1⁄2 a 2 ciclos. Ver Figura 4.

Figura 4. Diagrama da rampa do arco de MCCB

sobre dispositivos protetores atuais (OCPDs)

os MCCBs do pequeno-quadro usam tipicamente OCPDs térmico-magnéticos.

um OCPD térmico-magnético é um OCPD que reage ao calor criado pela perda de cobre (I2R) quando a corrente passa por um condutor.

a perda de cobre é causada pela resistência do condutor a uma corrente que passa por ele. Essa perda é expressa como calor. Quanto maior o fluxo de corrente através de um condutor, mais calor é criado. Um OCPD termomagnético usa uma tira bimetálica colocada no caminho atual. A tira bimetálica é feita de dois metais que têm diferentes taxas de expansão quando aquecidos. A tira bimetálica é construída de modo que o metal que tem uma taxa mais alta de expansão força a tira bimetálica a desviar, ou dobrar, e liberar a trava de viagem. Isso ocorre quando o disjuntor detecta uma condição de sobrecorrente que dura um período de tempo predeterminado.

um OCPD térmico-magnético fornece proteção contra sobrecorrente e curto-circuitos em MCCBs. Um OCPD térmico-magnético também é conhecido como uma unidade de viagem de uso geral. Outros nomes para um OCPD térmico-magnético são Dispositivo de viagem e unidade de viagem e são freqüentemente usados de forma intercambiável. Em MCCBs de quadro grande, um OCPD eletrônico é normalmente usado. Informações relativas a um OCPD específico podem ser encontradas na placa de identificação OEM afixada na unidade. Ver Figura 5.

Figura 5. Um OCPD térmico-magnético fornece proteção contra sobrecorrente e curto-circuitos em MCCBs e às vezes é referido como uma unidade de viagem de uso geral.

um MCCB só pode ter um OCPD com uma classificação de corrente contínua de 80% da classificação do quadro. Isso ocorre porque um OCPD térmico-magnético tem uma curva característica de tempo-corrente muito ampla, o que significa que os OEMs precisam fazer uma tolerância extra para que o disjuntor desça sem se danificar do calor gerado pelo excesso de fluxo de corrente.

MCCB princípio de funcionamento

o mecanismo de funcionamento de um MCCB abre e fecha os conjuntos de contato e tem três posições: Aberto, Fechado e trip. Os disjuntores de ramificação do tipo usado para painéis e painéis de iluminação são de um design bastante simples. Ver Figura 6.

Figura 6. Mecanismo de operação MCCB

com os contatos fechados, a trava de viagem está na posição travada (círculo amarelo). À medida que os contatos são abertos e fechados, a posição da trava de viagem não se move. Este tipo de trava de viagem é um dos principais problemas com MCCBs em que ele, e outras partes do mecanismo de operação, é lubrificado na fábrica.

o fluxo de corrente através dos contatos cria calor, que seca o lubrificante ao longo do tempo. À medida que o lubrificante aplicado de fábrica seca, ele engrossa e retarda o desempenho do disjuntor. À medida que continua a secar, começa a descamar e ocorre desgaste de metal para metal. Este desgaste metal-metal e a corrosão que podem ocorrer na trava de viagem podem facilmente fazer com que o disjuntor não abra conforme necessário. A única vez que a trava de viagem muda de posição é quando o disjuntor é disparado.

observe como a trava de viagem está estacionária nas posições aberta e fechada, mas é diferente na posição de viagem. O mau funcionamento da trava de viagem é uma das principais causas de falha dos MCCBs em operar de acordo com as especificações DO OEM. Os MCCBs modernos de quadro grande geralmente incluem botões de viagem mecânicos vermelhos. O botão de viagem opera a trava de viagem diretamente. A trava de viagem (seta amarela na Figura 6) não se move quando o disjuntor é alternado da posição aberta para a fechada. Ele se move, no entanto, quando o disjuntor é disparado. Ver Figura 7.

Figura 7. Um grande moderno-quadro de disjuntor em caixa moldada Mecanismo de Funcionamento rotulado diagrama

Disjuntor de Envelhecimento e de Teste

Um estudo foi feito pela Comissão de Regulamentação Nuclear (NRC) no NUREG/ CR-5762, Wyle 60101, Abrangente Envelhecimento Avaliação de Disjuntores e Relés, (escrito em Março de 1992) aborda o assunto de falhas em disjuntores de caixa moldada, que tinha sido em serviço de três a cinco anos sem manutenção.

neste relatório, vários problemas foram encontrados com os 11 disjuntores pesquisados. Dos 11 disjuntores, 5 tinham defeitos de atraso de longa data e 4 tinham problemas instantâneos de viagem.

alguns disjuntores tiveram falhas de múltiplos pólos e alguns tiveram problemas de atraso instantâneos e de longo prazo. Embora a pesquisa tenha sido limitada em número, é típico de problemas vistos em campo durante o teste.

o NRC recomendou testes de injeção primária dos disjuntores a cada três anos e se eles não pudessem ser testados, operando o mecanismo “Push-to-Test” ou “Twist-to-Test” todos os anos. Se um disjuntor não tiver esses recursos de teste, o NRC recomendou operar a alavanca (alça) várias vezes rapidamente duas vezes por ano para ajudar a manter a funcionalidade.

Conexões terminais MCCB

a instalação segura de MCCBs e disjuntor de caixa isolada (ICCBs) depende de terminações adequadas. Se as terminações não forem concluídas corretamente, elas podem iniciar incêndios e danificar o equipamento. Muitos ICCBs grandes são aparafusados diretamente ao ônibus ou são de construção extraída. Ver Figura 8. Problemas com esses tipos de conexões são bastante raros.

os MCCBs são frequentemente conectados usando cabo ou fio condutor encalhado, o que pode causar problemas porque eles tendem a se soltar com o tempo devido ao ciclo de calor. Com as conexões terminais de disjuntores industriais térmico-magnéticos trifásicos padrão, os condutores são cabidos nos talões terminais e torqued à especificação. O Terminal lug só pode ser usado para uma gama especificada de tamanhos de fios e tipos de fios. Se o condutor for muito pequeno, ele não terá a área de superfície dentro do talão para transportar a quantidade esperada de corrente.

Figura 8. Diagrama de terminação ICCB

quando um pequeno condutor é conectado a um talão terminal que deve ser usado para um condutor muito maior, há apenas contato ponto a ponto entre o condutor e o talão terminal. Esse tipo de conexão causa superaquecimento na conexão e, se não for corrigido, fará com que o condutor seja recozido. Ver Figura 9.

Figura 9. Terminais Do Disjuntor talões

quando um condutor se torna recozido, ele não carrega a quantidade adequada de corrente devido ao aumento da impedância. O aumento da impedância causa aquecimento adicional, o que faz com que o condutor tenha uma alta impedância. Muitas vezes, o isolamento em torno de um condutor recozido torna-se completamente queimado devido ao calor que está sendo gerado. Um condutor recozido deve ser substituído ou a parte recozida deve ser cortada e um novo pedaço do condutor deve ser emendado.

o outro problema relativo aos terminais é torquing impróprio. Se o cabo se soltar dentro do terminal, a conexão aquecerá devido ao aumento da impedância. Este aquecimento adicional também pode fazer com que o condutor seja recozido. Muitas vezes, quando o Terminal lug set screw se solta, o arco ocorre dentro das roscas do parafuso de ajuste. Normalmente, isso não pode ser visto de fora, então o técnico pode apertar novamente o parafuso de ajuste e acreditar que o problema está resolvido. No entanto, o arco dentro das roscas normalmente impede que o parafuso de fixação aperte mais longe do que onde o arco ocorreu. Independentemente de quanta força é aplicada ao parafuso de fixação, ele nunca é completamente apertado contra o condutor e o superaquecimento continua. Ver Figura 10.

Figura 10. MCCB torquing impróprio