O disjuntor diferencial é um elemento de proteção para pessoas. Possui um transformador diferencial (ou seja, detecta diferenças de intensidade de corrente), possui um núcleo magnético no qual é enrolada a fase (por exemplo, no sentido horário) e o neutro (no sentido oposto ao anterior), além de uma bobina de detecção, que alimenta um pequeno eletroímã, que aciona o disparo. Quando a mesma quantidade de corrente flui através da fase e através do neutro (operação normal), o fluxo magnético é zero, portanto, na bobina de detecção a tensão induzida "Tensão (eletricidade)") é 0 V; Assim que há um vazamento para o terra (pode ser pelo terceiro fio ou por uma pessoa), a corrente total flui pela fase, mas apenas o total “sai” pelo neutro menos a quantidade que está sendo desviada para terra (essa quantidade depende de cada caso), portanto se a diferença for maior que o valor de disparo, a tensão nas extremidades do enrolamento do detector é suficiente para acionar o eletroímã que desliga.

A térmica apenas protege a instalação; No seu interior possui um par bimetálico (dois metais com coeficientes de expansão diferentes) rebitado em uma das extremidades; Quando circula uma corrente maior que a calibrada (circula pelo par), um metal se expande mais que o outro, dobrando o par bimetálico, o que aciona o mecanismo de disparo.

É sempre aconselhável colocar um disjuntor térmico “a montante” do disjuntor diferencial, e que seja de menor calibre, pois o disjuntor é um elemento mais caro que o disjuntor térmico. Além disso, é aconselhável ter um em cada instalação elétrica e pressionar o botão de teste uma vez por mês para verificar o seu correto funcionamento.

Uma forma inicial de disjuntor foi descrita por Thomas Edison em um pedido de patente de 1879, embora seu sistema comercial de distribuição de energia usasse fusíveis "Fuse (Electrical)". Seu objetivo era proteger a fiação do circuito de iluminação contra curtos-circuitos e sobrecargas acidentais. Brown, Boveri & Cie em 1924 patenteou um moderno disjuntor em miniatura semelhante aos usados ​​​​agora. Hugo Stotz, um engenheiro que vendeu sua empresa para a BBC, foi creditado como o inventor no DRP (Deutsches Reichspatent) 458392.[3] A invenção de Stotz foi a precursora da moderna chave termomagnética comumente usada em centros de carga domésticos até hoje.

A interconexão de múltiplas fontes geradoras em uma rede elétrica exigiu o desenvolvimento de disjuntores com classificações de tensão crescentes e maior capacidade de interromper com segurança as crescentes correntes de curto-circuito produzidas pelas redes. Chaves pneumáticas manuais simples produziam arcos perigosos ao interromper altas tensões; estes deram lugar a contatos envoltos em óleo e diversas formas que usavam o fluxo direcionado de ar pressurizado, ou óleo pressurizado, para resfriar e interromper o arco. Em 1935, disjuntores especialmente construídos usados ​​no projeto da Barragem de Boulder usaram oito interrupções em série e fluxo de óleo pressurizado para interromper falhas de até 2.500 MVA, em três ciclos da frequência de alimentação CA.[4]​.

Os parâmetros mais importantes que definem um disjuntor são:.

Os disjuntores mais utilizados são aqueles que funcionam com correntes alternadas, embora também existam para correntes contínuas. Os tipos mais comuns de disjuntores são:.

A palavra relé também é usada com relativa frequência, embora não de forma totalmente correta, para se referir a esses dispositivos, especialmente dispositivos térmicos.

Coloquialmente, o nome "automático", "fusíveis", "plugues" ou mesmo "condutores" é dado aos disjuntores magneto-térmicos e diferenciais instalados nas residências.

No caso das ferrovias, um disjuntor é utilizado para abrir e desconectar a linha de energia principal, cortando a energia diretamente do pantógrafo para o restante do trem.

Dispositivo térmico

Presente em disjuntores térmicos e magnetotérmicos. É composto por um bimetal calibrado por onde circula a corrente que alimenta a carga. Quando esta é superior à intensidade para a qual o dispositivo foi construído, ele aquece, se expande e faz com que o bimetal se arqueie, fazendo com que a chave abra automaticamente. Detecta falhas de sobrecarga.

É composto por um solenóide ou eletroímã, cuja força atrativa aumenta com a intensidade da corrente. Os contatos da chave são mantidos em contato elétrico por meio de uma trava e, quando a corrente ultrapassa a faixa permitida pelo dispositivo, o solenóide libera a trava, separando os contatos por meio de uma mola. Alguns tipos de interruptores incluem um sistema de retardo hidráulico, imergindo o núcleo do solenóide em um tubo cheio de um líquido viscoso. O núcleo é preso por uma mola que o mantém deslocado em relação ao solenóide enquanto a corrente circulante permanecer abaixo do valor nominal da chave. Durante uma sobrecarga, o solenóide puxa o núcleo através do fluido para fechar o circuito magnético, aplicando força suficiente para liberar a trava. Este atraso permite breves aumentos de corrente além do valor nominal do dispositivo, sem abertura do circuito, em situações como, por exemplo, partida de motores. As correntes de curto-circuito fornecem força suficiente ao solenóide para liberar a trava independentemente da posição do núcleo, evitando assim a abertura retardada.

Dispositivo magnético

Presente nos disjuntores magnéticos e magnetotérmicos, é composto por uma bobina, um núcleo e uma parte móvel. A intensidade que alimenta a carga passa por essa bobina e, se for muito superior à intensidade nominal do dispositivo, cria-se um campo magnético capaz de arrastar a parte móvel e fazer com que o circuito se abra quase instantaneamente. Detecta falhas de curto-circuito que possam existir no circuito elétrico.

Sob condições de curto-circuito, flui uma corrente muito maior que a corrente nominal; Quando um contato elétrico abre um circuito onde há um grande fluxo de corrente, geralmente é produzido um arco elétrico entre os referidos contatos já abertos, o que permite que a corrente continue fluindo. Para evitar isso, as chaves incorporam recursos para dividir e extinguir o arco elétrico. Nas chaves pequenas, é implementada uma câmara de extinção de arco, que consiste em diversas placas metálicas ou cristas de material cerâmico, que auxiliam na redução da temperatura do arco. O arco é movido para esta câmara pela influência de uma bobina magnética de sopro. Em chaves maiores, como as utilizadas em subestações elétricas, utiliza-se vácuo, gases inertes como hexafluoreto de enxofre ou óleo para enfraquecer o arco.

A capacidade de interrupção ou capacidade de interrupção de uma chave é a corrente máxima de curto-circuito que ela é capaz de interromper com sucesso sem sofrer grandes danos. Se a corrente de curto-circuito for definida para um valor superior à capacidade de interrupção de uma chave, a chave não será capaz de interrompê-la e será destruída.

As pequenas chaves podem ser instaladas diretamente ao lado do equipamento a ser protegido, embora geralmente estejam dispostas em um painel projetado para esse fim. Os interruptores de energia estão localizados em gabinetes ou armários elétricos, enquanto os interruptores de alta tensão podem estar localizados ao ar livre.

Os disjuntores são classificados pela corrente normal que devem transportar e pela corrente máxima de curto-circuito que podem interromper com segurança. Este último valor é a classificação de interrupção de amperagem (AIC) do disjuntor.

Sob condições de curto-circuito, a corrente máxima de curto-circuito calculada ou medida pode ser muitas vezes a corrente nominal normal do circuito. Quando os contatos elétricos são abertos para interromper uma grande corrente, há uma tendência à formação de um arco entre os contatos abertos, o que permitiria que a corrente continuasse. Esta condição pode criar gases ionizados condutores e metal fundido ou vaporizado, o que pode fazer com que o arco continue ou criar curtos-circuitos adicionais, o que pode causar a explosão do disjuntor e do equipamento no qual ele está. está instalado. Portanto, os disjuntores devem incorporar diversos recursos para dividir e extinguir o arco.

A corrente máxima de curto-circuito que uma chave pode interromper é determinada por meio de testes. A aplicação de uma chave em um circuito com uma corrente potencial de curto-circuito maior que a classificação de capacidade de interrupção da chave pode fazer com que a chave não consiga interromper uma falha com segurança. Na pior das hipóteses, o disjuntor pode interromper a falta com sucesso, apenas para explodir quando for reiniciado.

Os disjuntores de painel residencial típicos são classificados para interromper uma corrente de curto-circuito de 6 kA (6.000 A).

Os disjuntores miniatura usados ​​para proteger circuitos de controle ou pequenos aparelhos podem não ter capacidade de interrupção suficiente para uso em um painel; Esses disjuntores são chamados de “protetores de circuito suplementar” para distingui-los dos disjuntores de distribuição.

Várias empresas consideraram adicionar monitoramento de aparelhos por meio de eletrônicos ou usar um disjuntor digital para monitorar remotamente os disjuntores. As concessionárias de serviços públicos nos Estados Unidos têm revisado o uso da tecnologia para ligar e desligar aparelhos, bem como potencialmente desligar o carregamento de carros elétricos durante períodos de alta carga da rede. Esses dispositivos sob investigação e teste teriam capacidade sem fio para monitorar o uso elétrico em uma casa por meio de um aplicativo de smartphone ou outros meios.[5]​.

Os seguintes tipos são descritos em artigos separados.

O disjuntor diferencial é um elemento de proteção para pessoas. Possui um transformador diferencial (ou seja, detecta diferenças de intensidade de corrente), possui um núcleo magnético no qual é enrolada a fase (por exemplo, no sentido horário) e o neutro (no sentido oposto ao anterior), além de uma bobina de detecção, que alimenta um pequeno eletroímã, que aciona o disparo. Quando a mesma quantidade de corrente flui através da fase e através do neutro (operação normal), o fluxo magnético é zero, portanto, na bobina de detecção a tensão induzida "Tensão (eletricidade)") é 0 V; Assim que há um vazamento para o terra (pode ser pelo terceiro fio ou por uma pessoa), a corrente total flui pela fase, mas apenas o total “sai” pelo neutro menos a quantidade que está sendo desviada para terra (essa quantidade depende de cada caso), portanto se a diferença for maior que o valor de disparo, a tensão nas extremidades do enrolamento do detector é suficiente para acionar o eletroímã que desliga.

A térmica apenas protege a instalação; No seu interior possui um par bimetálico (dois metais com coeficientes de expansão diferentes) rebitado em uma das extremidades; Quando circula uma corrente maior que a calibrada (circula pelo par), um metal se expande mais que o outro, dobrando o par bimetálico, o que aciona o mecanismo de disparo.

É sempre aconselhável colocar um disjuntor térmico “a montante” do disjuntor diferencial, e que seja de menor calibre, pois o disjuntor é um elemento mais caro que o disjuntor térmico. Além disso, é aconselhável ter um em cada instalação elétrica e pressionar o botão de teste uma vez por mês para verificar o seu correto funcionamento.

Uma forma inicial de disjuntor foi descrita por Thomas Edison em um pedido de patente de 1879, embora seu sistema comercial de distribuição de energia usasse fusíveis "Fuse (Electrical)". Seu objetivo era proteger a fiação do circuito de iluminação contra curtos-circuitos e sobrecargas acidentais. Brown, Boveri & Cie em 1924 patenteou um moderno disjuntor em miniatura semelhante aos usados ​​​​agora. Hugo Stotz, um engenheiro que vendeu sua empresa para a BBC, foi creditado como o inventor no DRP (Deutsches Reichspatent) 458392.[3] A invenção de Stotz foi a precursora da moderna chave termomagnética comumente usada em centros de carga domésticos até hoje.

A interconexão de múltiplas fontes geradoras em uma rede elétrica exigiu o desenvolvimento de disjuntores com classificações de tensão crescentes e maior capacidade de interromper com segurança as crescentes correntes de curto-circuito produzidas pelas redes. Chaves pneumáticas manuais simples produziam arcos perigosos ao interromper altas tensões; estes deram lugar a contatos envoltos em óleo e diversas formas que usavam o fluxo direcionado de ar pressurizado, ou óleo pressurizado, para resfriar e interromper o arco. Em 1935, disjuntores especialmente construídos usados ​​no projeto da Barragem de Boulder usaram oito interrupções em série e fluxo de óleo pressurizado para interromper falhas de até 2.500 MVA, em três ciclos da frequência de alimentação CA.[4]​.

Os parâmetros mais importantes que definem um disjuntor são:.

Os disjuntores mais utilizados são aqueles que funcionam com correntes alternadas, embora também existam para correntes contínuas. Os tipos mais comuns de disjuntores são:.

A palavra relé também é usada com relativa frequência, embora não de forma totalmente correta, para se referir a esses dispositivos, especialmente dispositivos térmicos.

Coloquialmente, o nome "automático", "fusíveis", "plugues" ou mesmo "condutores" é dado aos disjuntores magneto-térmicos e diferenciais instalados nas residências.

No caso das ferrovias, um disjuntor é utilizado para abrir e desconectar a linha de energia principal, cortando a energia diretamente do pantógrafo para o restante do trem.

Dispositivo térmico

Presente em disjuntores térmicos e magnetotérmicos. É composto por um bimetal calibrado por onde circula a corrente que alimenta a carga. Quando esta é superior à intensidade para a qual o dispositivo foi construído, ele aquece, se expande e faz com que o bimetal se arqueie, fazendo com que a chave abra automaticamente. Detecta falhas de sobrecarga.

É composto por um solenóide ou eletroímã, cuja força atrativa aumenta com a intensidade da corrente. Os contatos da chave são mantidos em contato elétrico por meio de uma trava e, quando a corrente ultrapassa a faixa permitida pelo dispositivo, o solenóide libera a trava, separando os contatos por meio de uma mola. Alguns tipos de interruptores incluem um sistema de retardo hidráulico, imergindo o núcleo do solenóide em um tubo cheio de um líquido viscoso. O núcleo é preso por uma mola que o mantém deslocado em relação ao solenóide enquanto a corrente circulante permanecer abaixo do valor nominal da chave. Durante uma sobrecarga, o solenóide puxa o núcleo através do fluido para fechar o circuito magnético, aplicando força suficiente para liberar a trava. Este atraso permite breves aumentos de corrente além do valor nominal do dispositivo, sem abertura do circuito, em situações como, por exemplo, partida de motores. As correntes de curto-circuito fornecem força suficiente ao solenóide para liberar a trava independentemente da posição do núcleo, evitando assim a abertura retardada.

Dispositivo magnético

Presente nos disjuntores magnéticos e magnetotérmicos, é composto por uma bobina, um núcleo e uma parte móvel. A intensidade que alimenta a carga passa por essa bobina e, se for muito superior à intensidade nominal do dispositivo, cria-se um campo magnético capaz de arrastar a parte móvel e fazer com que o circuito se abra quase instantaneamente. Detecta falhas de curto-circuito que possam existir no circuito elétrico.

Sob condições de curto-circuito, flui uma corrente muito maior que a corrente nominal; Quando um contato elétrico abre um circuito onde há um grande fluxo de corrente, geralmente é produzido um arco elétrico entre os referidos contatos já abertos, o que permite que a corrente continue fluindo. Para evitar isso, as chaves incorporam recursos para dividir e extinguir o arco elétrico. Nas chaves pequenas, é implementada uma câmara de extinção de arco, que consiste em diversas placas metálicas ou cristas de material cerâmico, que auxiliam na redução da temperatura do arco. O arco é movido para esta câmara pela influência de uma bobina magnética de sopro. Em chaves maiores, como as utilizadas em subestações elétricas, utiliza-se vácuo, gases inertes como hexafluoreto de enxofre ou óleo para enfraquecer o arco.

A capacidade de interrupção ou capacidade de interrupção de uma chave é a corrente máxima de curto-circuito que ela é capaz de interromper com sucesso sem sofrer grandes danos. Se a corrente de curto-circuito for definida para um valor superior à capacidade de interrupção de uma chave, a chave não será capaz de interrompê-la e será destruída.

As pequenas chaves podem ser instaladas diretamente ao lado do equipamento a ser protegido, embora geralmente estejam dispostas em um painel projetado para esse fim. Os interruptores de energia estão localizados em gabinetes ou armários elétricos, enquanto os interruptores de alta tensão podem estar localizados ao ar livre.

Os disjuntores são classificados pela corrente normal que devem transportar e pela corrente máxima de curto-circuito que podem interromper com segurança. Este último valor é a classificação de interrupção de amperagem (AIC) do disjuntor.

Sob condições de curto-circuito, a corrente máxima de curto-circuito calculada ou medida pode ser muitas vezes a corrente nominal normal do circuito. Quando os contatos elétricos são abertos para interromper uma grande corrente, há uma tendência à formação de um arco entre os contatos abertos, o que permitiria que a corrente continuasse. Esta condição pode criar gases ionizados condutores e metal fundido ou vaporizado, o que pode fazer com que o arco continue ou criar curtos-circuitos adicionais, o que pode causar a explosão do disjuntor e do equipamento no qual ele está. está instalado. Portanto, os disjuntores devem incorporar diversos recursos para dividir e extinguir o arco.

A corrente máxima de curto-circuito que uma chave pode interromper é determinada por meio de testes. A aplicação de uma chave em um circuito com uma corrente potencial de curto-circuito maior que a classificação de capacidade de interrupção da chave pode fazer com que a chave não consiga interromper uma falha com segurança. Na pior das hipóteses, o disjuntor pode interromper a falta com sucesso, apenas para explodir quando for reiniciado.

Os disjuntores de painel residencial típicos são classificados para interromper uma corrente de curto-circuito de 6 kA (6.000 A).

Os disjuntores miniatura usados ​​para proteger circuitos de controle ou pequenos aparelhos podem não ter capacidade de interrupção suficiente para uso em um painel; Esses disjuntores são chamados de “protetores de circuito suplementar” para distingui-los dos disjuntores de distribuição.

Várias empresas consideraram adicionar monitoramento de aparelhos por meio de eletrônicos ou usar um disjuntor digital para monitorar remotamente os disjuntores. As concessionárias de serviços públicos nos Estados Unidos têm revisado o uso da tecnologia para ligar e desligar aparelhos, bem como potencialmente desligar o carregamento de carros elétricos durante períodos de alta carga da rede. Esses dispositivos sob investigação e teste teriam capacidade sem fio para monitorar o uso elétrico em uma casa por meio de um aplicativo de smartphone ou outros meios.[5]​.

Os seguintes tipos são descritos em artigos separados.