Introdução

Os disjuntores de caixa moldada são usados ​​em sistemas de distribuição de energia como um dispositivo de proteção e comutação de alta corrente. Este artigo é sobre disjuntores em caixa moldada, conhecidos como MCCBs. Estaremos discutindo MCCBs, sua construção, tipos disponíveis junto com suas aplicações.

O que é um disjuntor em caixa moldada?

Os disjuntores de caixa moldada são um dos principais dispositivos de manuseio de energia disponíveis em ambientes industriais. Os MCCBs também podem ser identificados como uma versão robusta e superior dos minidisjuntores domésticos. Disjuntores em miniatura (MCBs) são encontrados principalmente em quadros de distribuição de energia doméstica para controlar a energia elétrica aplicada a diferentes circuitos dentro de uma instalação.

Os disjuntores em caixa moldada destinam-se principalmente a serem usados ​​como um dispositivo de proteção de energia. Enquanto um MCB comum usado em um quadro de distribuição doméstico tem uma classificação de corrente de 2A a 125A, um MCCB pode ter uma classificação de corrente contínua de até 2500 Amperes. Isso torna os MCCBs a escolha ideal para aplicações industriais de alta potência.

Esses dispositivos também são usados ​​como dispositivos de isolamento de energia de alta corrente e baixa tensão para lidar com energia elétrica e estão disponíveis para compra nos tipos CA e CC. Os MCCBs do tipo DC são mais complicados do que os MCCBs AC devido à natureza do arco que se forma quando um disjuntor DC é desengatado.

Os MCCBs fornecem recursos semelhantes aos dos MCBs, como,

• Ação de comutação/isolamento de energia
  • Os MCCBs também estão disponíveis em configurações monopolares ou tripolares. Isso significa que o MCCB pode atuar como um interruptor que pode isolar total ou parcialmente o sistema elétrico da fonte de alimentação primária. Esta é uma aplicação menos comum de MCCBs.
• Proteção contra sobrecarga
  • A proteção contra sobrecarga é o tipo de proteção oferecida por um dispositivo de segurança elétrica, cortando automaticamente a energia se a carga conectada estiver consumindo corrente excessiva por um longo período de tempo.
• Proteção contra falha elétrica
  • Falhas como falha linha-terra ou falhas linha-fase podem causar correntes de surto extremamente grandes que precisam ser interrompidas imediatamente. Os MCCBs são capazes de manter a corrente nominal máxima enquanto possuem recursos de desligamento instantâneo para correntes de pico excessivas.

Quando comparados aos disjuntores miniatura (MCBs), os disjuntores de caixa moldada têm alguns benefícios adicionais, como,

• Isolamento de alta tensão
  • Os disjuntores de caixa moldada geralmente são colocados em caixas de plástico maiores que podem suportar altas temperaturas, choques e vibrações. Eles podem ser usados ​​com segurança em aplicações como 400 V ou 600 V, onde é necessário isolamento de alta tensão.
• Limiares programáveis/ajustáveis
  • Nos disjuntores de caixa moldada modernos, os parâmetros como temperatura de proteção contra sobrecarga térmica, limite de sobrecorrente, tempo de disparo de sobrecorrente e corrente de falha podem ser ajustados. Isso simplifica a aplicação de um modelo MCCB em uma ampla gama de aplicações.
• Opções adicionais
  • Os fabricantes de MCCB começaram a incluir recursos mais avançados, como sensoriamento remoto e monitoramento para rastreamento de consumo de energia em tempo real e configuração de configuração remota. Existem algumas marcas que permitem adicionar acessórios externos, como conectividade de rede de comunicação industrial e alarmes.
• Classificação atual muito maior
  • Os disjuntores de caixa moldada podem lidar com altas correntes ao contrário dos MCBs. Isso os torna a escolha ideal para proteção do sistema de energia em aplicações industriais e domésticas.

Disjuntor em caixa moldada Wikipédia

Os disjuntores em caixa moldada se enquadram na categoria de dispositivos de proteção de energia elétrica. De acordo com o Wikipedia, "A disjuntor é um dispositivo elétrico de segurança projetado para proteger um elétrico o circuito de danos causados ​​por um sobre corrente or curto-circuito. Sua função básica é interromper o fluxo de corrente para proteger os equipamentos e prevenir o risco de fogo. Ao contrário de um fundir, que opera uma vez e depois deve ser substituído, um disjuntor pode ser reinicializado (manual ou automaticamente) para retomar a operação normal.”

Em aplicações domésticas, comerciais e industriais onde a tensão do sistema é considerada baixa (abaixo de 100VAC), os MCCBs são usados ​​para lidar com correntes de até 2500 Amperes. As características dos disjuntores de baixa tensão são descritas em mais detalhes em IEC947 definição de padrões.

O artigo da Wikipédia encontrado em este link contém informações adicionais relacionadas aos tipos de disjuntores e sua teoria de operação.

Antes de discutirmos os tipos de MCCBs, vejamos alguns dos parâmetros comuns dos MCCBs.

Parâmetros MCCB explicados

Parâmetro	Descrição
Corrente nominal do quadro (Inm)	Esta é a corrente máxima que o MCCB pode suportar. Este é tipicamente o valor máximo da faixa de corrente de disparo ajustável.
Corrente nominal (In)	Esta é a corrente de disparo do disjuntor. Este valor é menor que a corrente nominal do quadro e é ajustável.
Tensão nominal de isolamento (Ui)	A tensão de isolamento é a tensão máxima suportável que o invólucro do disjuntor pode suportar. Isso é medido em condições de laboratório.
Tensão operacional nominal (Ue)	Tensão de operação contínua do MCCB. Esta é a tensão típica do sistema e pode ser menor.
Tensão suportada por impulso nominal (Udiabinho)	A tensão suportável de impulso nominal é a tensão que o MCCB pode suportar durante um evento de sobretensão, como um raio. O teste é padronizado para um impulso de 1.2/50 microssegundos.
Capacidade de interrupção de curto-circuito (ICs)	I_cs é a corrente de falha mais alta que um MCCB pode suportar sem danificar a unidade permanentemente. O dispositivo deve sempre ser usado abaixo desse limite.
Resistência Mecânica	Isso fornece uma estimativa dos ciclos manuais de ligar/desligar antes que o sistema de alavanca mecânica falhe.
Resistência Elétrica	A vida elétrica fornece um número de quantas vezes uma unidade pode desarmar antes de precisar ser substituída.

Tipos de disjuntores em caixa moldada

Existem vários tipos de disjuntores de caixa moldada que são classificados para diferentes aplicações. Temos 5 categorias principais de MCCBs que são usados ​​para atender a vários requisitos de corrente.

• MCCBs tipo B
  • Os MCCBs tipo B são o tipo mais comum de MCCBs encontrados em quadros de distribuição. Eles disparam entre 3-5x a corrente nominal. O tempo de viagem é ajustável de 40 milissegundos a 13 segundos. Estes são comumente usados ​​para proteção de subcircuito/carga resistiva, como iluminação e elementos de aquecimento.
• MCCB tipo C
  • Com uma corrente de disparo moderadamente alta de 5-10x da corrente nominal, os MCCBs tipo C são encontrados em aplicações de carga indutiva. O tempo de resposta pode ser entre 40 milissegundos a 5 segundos.
• MCCBs Tipo D
  • Os MCCBs tipo D são mais adequados para aplicações comerciais e industriais onde são usadas cargas altamente indutivas e capacitivas, como bombas e motores. Eles podem suportar correntes de pico mais altas do que os tipos B e C.
• Tipo K MCCBs
  • Este tipo de MCCBs é projetado principalmente para aplicações industriais onde são usados ​​motores de alta potência, como moinhos e máquinas pesadas. As unidades geralmente são montadas em quadros de entrada ou distribuição.
• MCCBs Tipo Z
  • O tipo mais sensível de MCCBs é a categoria Z. Eles disparam entre 2 a 3 vezes a corrente nominal. Os MCCBs tipo Z são usados ​​para proteger eletrônicos altamente sensíveis, como instrumentos médicos e dispositivos semicondutores, como servidores.

Os MCCBs também são classificados de acordo com o princípio de operação:

• Liberação termomagnética MCCB
  • Este tipo de MCCBs depende da expansão bimetálica e do equilíbrio de corrente em fases para acionar o contato. A característica de disparo de tempo inverso torna os MCCBs termomagnéticos uma escolha ideal para aplicações residenciais e industriais.

• Liberação Eletrônica MCCB
  • Este tipo de MCCBs possui um circuito eletrônico de potência separado que monitora o fluxo de corrente e desarma o interruptor de acordo. Isso é vantajoso em relação aos MCCBs termomagnéticos, onde o desempenho de disparo dos MCCBs de liberação eletrônica não é afetado pela temperatura ambiente.

• Liberação do microprocessador MCCB
  • Os MCCBs do tipo microprocessador possuem seu próprio controlador inteligente que monitora dinamicamente o fluxo de corrente e outros parâmetros. A corrente é medida no valor True RMS, portanto, o desempenho da detecção pode ser ajustado e controlado.

Diagrama e Construção do Disjuntor em Caixa Moldada

Vamos dar uma olhada nas partes internas de um MCCB. Os MCCBs são muito semelhantes aos MCBs, mas são maiores em tamanho e, portanto, na classificação atual. Aqui está um diagrama de seção transversal que mostra a construção interna de um MCCBs.

• Caixa Moldada
  • Os MCCB recebem seu nome da construção externa da unidade. Este é geralmente um invólucro à base de polímero reforçado com fibra de vidro. Tem duas partes e rebitadas juntas para formar o alojamento de contato interno.

• Dispositivo de Disparo de Sobrecorrente, Sobrecarga Térmica com Alça Externa
  • A ação de comutação é feita por um mecanismo acionado por mola. Isso permite operação manual ou elétrica. Quando o interruptor é colocado em uma posição, o mecanismo trava o interruptor na posição fechada.

Há uma liberação térmica e uma bobina de liberação de sobrecorrente colocadas em série com o circuito principal. A bobina de mínima tensão está em paralelo com a fonte de alimentação. Semelhante a um MCB, o mecanismo de disparo consiste em uma tira bimetálica que se expande à medida que a corrente flui através dela. Quando o limite é excedido, ele aciona o mecanismo de disparo que libera a trava mecânica para interromper o contato.

• Dispositivo de Extinção de Arco
  • O extintor de arco é um dispositivo especializado encontrado em MCCBs de alta corrente e Disjuntores de ar. Quando um circuito elétrico carregado é interrompido em um interruptor como um MCCB, um arco elétrico é gerado entre os contatos desconectados. Isso é muito comum ao interromper cargas altamente indutivas.

Este arco elétrico pode ionizar o ar ao seu redor e pode causar riscos de incêndio e, às vezes, até ferimentos pessoais. Isso afeta a integridade material dos contatos e do invólucro. 

A câmara de extinção de arco desempenha um papel importante em termos de extinção de tais arcos. Consiste em múltiplas placas isolantes com entreferro que podem ser feitas de materiais metálicos ou não metálicos. Quando o contato principal abre, um sopro de ar sopra o arco para cima e para dentro da calha do arco para aumentar a resistência do arco e extingui-lo rapidamente.

• Conectores/Terminais
  • Há um conjunto de terminais de parafuso robustos fisicamente isolados uns dos outros para fornecer isolamento adequado de alta tensão e capacidade de carga de corrente.
• Botão de Viagem
  • O botão de disparo manual está disponível na maioria dos MCCBs para testar a funcionalidade.
• Circuitos Opcionais de Comunicação e Controle Remoto
  • Os modelos MCCB mais avançados fornecem opções expansíveis, como monitoramento remoto e controle sobre o dispositivo. Esta é uma peça opcional e pode ser adquirida do fabricante e instalada em uma unidade base existente como uma atualização. o Siemens 3VAUL série é um desses MCCB avançados com ETU (Electronic Trip Unit).

Funções do MCCB

Os MCCBs oferecem duas funções principais:

1. Proteção de sobrecarga
2. Proteção de curto-circuito

Além das funções principais, os MCCBs também oferecem os seguintes recursos opcionais de proteção. 

1. Proteção de falha à terra
2. proteção contra sobretensão
3. Proteção contra sobrecorrente temporizada
4. Proteção de corrente neutra
5. Proteção diferencial de aterramento
6. Proteção de desequilíbrio atual
7. Proteção de subtensão
8. Proteção de corrente inversa

Observe que a disponibilidade dos recursos mencionados acima pode variar de fabricante para fabricante ou de modelo para modelo.

Preço do Disjuntor em Caixa Moldada

Os disjuntores moldados ficam caros dependendo de suas características primárias, como corrente contínua máxima. Eles geralmente custam entre US $ 10 e US $ 20 e podem custar alguns milhares de dólares com base nos recursos, como módulos de controle remoto.

Aplicação MCCB

Instalações industriais, domésticas e comerciais possuem quadros de distribuição principais (MDB). Esses quadros de distribuição são os pontos centrais que distribuem energia elétrica para as instalações. O MCCB atua como um interruptor principal que direciona a energia para os subcircuitos em um quadro de distribuição, ao mesmo tempo em que fornece proteção contra sobrecorrente e curto-circuito.

Na figura abaixo, você pode ver que há um MCCB de alta corrente no topo do quadro de distribuição e, a partir dele, mais três MCCBs recebem energia para controlar os subcircuitos. Enquanto os MCCBs menores fornecem proteção em um nível de subcircuito, o MCCB primário atua como um interruptor principal que pode cortar a energia de todo o sistema.

Conclusão

Os MCCBs têm uma funcionalidade semelhante a um MCCB (disjuntor em miniatura) com recursos adicionais e uma capacidade de corrente muito maior. Embora sejam projetados para disparar em condições de sobrecorrente e proteger o circuito, eles normalmente passam a vida inteira na posição fechada (ligados) com disparos ocasionais se ocorrer alguma falha.