Conceito
O dispositivo DR é usado para detectar a corrente residual de um circuito, ou seja, é o monitor de corrente à terra que atua tão logo a corrente para a terra atinja seu limiar de disparo (sensibilidade).
O dispositivo DR tem como função a proteção às pessoas ou do patrimônio contra falta a terra.
Os Dispositivos DR de corrente nominal residual até 30mA são destinados fundamentalmente à proteção de pessoas, enquanto os de correntes nominais residuais de 100mA, 300mA, 500mA, 1000mA ou ainda superiores a estas, são destinados apenas à proteção patrimonial contra os efeitos causados pelas correntes de fuga à terra, tais como: consumo excessivo de energia elétrica ou ainda incêndios provocados pelas falhas de isolação.
Princípio de funcionamento
Primeiro, faz-se com que o condutor fase e o condutor neutro passem por dentro do transformador toroidal. Em condições normais de funcionamento, a corrente que passa na fase e no neutro são iguais, mas fluem em sentido contrário, fazendo assim com que seus campos magnéticos se anulem (figura 1).
Quando ocorre uma fuga à terra, a corrente que deveria passar no neutro passa a escoar pela terra (no caso de um choque elétrico, isso se dá através do corpo humano), fazendo com que haja uma diferença nas corrente entre fase e neutro. Com isso, os campos magnéticos deixam de se anular e, sensível a esse campo, o transformador toroidal ativa o disparador eletromagnético que interrompe passagem de corrente elétrica abrindo o circuito (figura 2).
Fonte: Siemens
Vídeo Dispositivo DR
Características de dispositivos DR
Interruptor DR
O Interruptor DR é um dispositivo de seccionamento mecânico destinado a provocar a abertura dos próprios contatos quando ocorrer uma corrente de fuga à terra. O circuito protegido por este dispositivo necessita ainda de uma proteção contra sobrecarga e curto circuito que pode ser realizada por disjuntor ou fusível, devidamente coordenado com o Dispositivo DR.
Disjuntor DR
O Disjuntor DR é um dispositivo de seccionamento mecânico destinado a provocar a abertura dos próprios contatos quando ocorrer uma sobrecarga, curto circuito ou corrente de fuga à terra. Recomendado nos casos onde existe a limitação de espaço.
Módulos DR
Os Módulos DR são associados a um disjuntor termomagnético adicionando a este a proteção diferencial residual, ou seja, esta associação permite a atuação do disjuntor quando ocorrer uma sobrecarga, curto circuito ou corrente de fuga à terra. Recomendado para instalações onde a corrente de curto circuito for elevada.
Tipos de dispositivos DR
Tipo AC
Detecta correntes residuais alternadas e são normalmente utilizados em instalações elétricas residenciais, comerciais e prediais, como também em instalações elétricas industriais de características similares.
Tipo A
Detecta correntes residuais alternadas e contínuas pulsantes. Este tipo de dispositivo é aplicável em circuitos que contenham recursos eletrônicos que alterem a forma de onda senoidal.
Tipo B
Detecta correntes residuais alternadas, contínuas pulsantes e contínuas puras; este tipo de dispositivo é aplicável em circuitos de corrente alternada normalmente trifásicos que possuam, em sua forma de onda, partes senoidais, meia-onda ou ainda formas de ondas de corrente contínua, geradas por cargas como: equipamentos eletromédicos, entre outros.
O que a Norma NBR 5410 diz sobre o uso de DR
Devem ser objeto de proteção adicional por dispositivos a corrente diferencial-residual com corrente diferencial-residual nominal igual ou inferior a 30 mA:
a) Os circuitos que sirvam a pontos de utilização situados em locais contendo banheira ou chuveiro;
b) Os circuitos que alimentem tomadas de corrente situadas em áreas externas à edificação;
c) Os circuitos de tomadas de corrente situadas em áreas internas que possam vir a alimentar equipamentos no exterior;
d) Os circuitos que, em locais de habitação, sirvam a pontos de utilização situados em cozinhas, copas cozinhas, lavanderias, áreas de serviço, garagens e demais dependências internas molhadas em uso normal ou sujeitas a lavagens;
e) os circuitos que, em edificações não-residenciais, sirvam a pontos de tomada situados em cozinhas, copas-cozinhas, lavanderias, áreas de serviço, garagens e, no geral, em áreas internas molhadas em uso normal ou sujeitas a lavagens.
Notas:
- No que se refere a tomadas de corrente, a exigência de proteção adicional por DR de alta sensibilidade se aplica às tomadas com corrente nominal de até 32 A.
- A exigência não se aplica a circuitos ou setores da instalação concebidos em esquema IT, visando garantir continuidade de serviço, quando essa continuidade for indispensável à segurança das pessoas e à preservação de vidas, como, por exemplo, na alimentação de salas cirúrgicas ou de serviços de segurança.
- Admite-se a exclusão, no item d, dos pontos que alimentem aparelhos de iluminação posicionados a uma altura igual ou superior a 2,50 m.
- Quando o risco de desligamento de congeladores por atuação intempestiva da proteção, associado à hipótese de ausência prolongada de pessoas, significar perdas e/ou conseqüências sanitárias relevantes, recomenda-se que as tomadas de corrente previstas para a alimentação de tais equipamentos sejam protegidas por dispositivo DR com característica de alta imunidade a perturbações transitórias, que o próprio circuito de alimentação do congelador seja, sempre que possível, independente e que, caso exista outro dispositivo DR a montante do de alta imunidade, seja garantida seletividade entre os dispositivos. Alternativamente, ao invés de dispositivo DR, a tomada destinada ao congelador pode ser protegida por separação elétrica individual, recomendando-se que também aí o circuito seja independente e que caso haja dispositivo DR a montante, este seja de um tipo imune a perturbações transitórias.
- A proteção dos circuitos pode ser realizada individualmente, por ponto de utilização ou por circuito ou por grupo de circuitos.
Segundo a NBR 5410, qual esquema de aterramento impossibilita o funcionamento adequado dos dispositivos de proteção do tipo diferencial-residual?
Quando o DR for sensibilizado o neutro não pode ser condutor do tipo PEN (neutro + terra), pois se for o mesmo condutor, a corrente de fuga irá passar pelo condutor neutro que acumula a função de proteção e neutro e o DR não conseguirá “enxergar” essa fuga, pois estará passando a corrente de falta por esse condutor PEN e conseqüentemente as somas vetoriais das correntes serão praticamente nulas, não sensibilizando o DR.
Então no esquema de aterramento TN-C, onde o neutro e a proteção têm o mesmo condutor (PEN) não poderá ser utilizado com o DR, pois como vimos o DR não conseguirá atuar com esse tipo de aterramento.
No capítulo 5 da NBR 5410, no item 5.1.2.2.4.2, esquema TN, letra f, diz claramente que não se pode utilizar DR com o sistema de aterramento TN-C.
“f) não se admite, na variante TN-C do esquema TN, que a função de seccionamento automático visando proteção contra choques elétricos seja atribuída aos dispositivos DR”.
NOTAS
1 Para tornar possível o uso do dispositivo DR, o esquema TN-C deve ser convertido, imediatamente a montante do ponto de instalação do dispositivo, em esquema TN-C-S. Isto é: o condutor PEN deve ser desmembrado em dois condutores distintos para as funções de neutro e de PE, sendo esta separação feita do lado fonte do dispositivo DR, passando então o condutor neutro internamente e o condutor PE externamente ao dispositivo.
2 Admite-se também que, na separação entre neutro e PE a que alude a nota 1, o condutor responsável pela função PE não seja ligado ao PEN, do lado fonte do dispositivo DR, mas a um eletrodo de aterramento qualquer cuja resistência seja compatível com a corrente de atuação do dispositivo. Neste caso, porém, o circuito assim protegido deve ser então considerado como conforme o esquema TT, aplicando-se as prescrições do item 5.1.2.2.4.3 da NBR 5410.
Esquemas de ligações básicas
L1, L2, L3 – Condutores Fases
N – Condutor Neutro
PE – Condutor de proteção ( terra )
DR1 – Dispositivo DR – bipolar
DR2 – Dispositivo DR – tetrapolar
R – Carga
2) O botão de teste T possibilita a verificação do correto funcionamento e instalação do dispositivo DR, gerando uma corrente de fuga interna entre dois terminais de conexão (acionar semestralmente, pois é a garantia de funcionamento do Dispositivo DR). Portanto, em redes bifásicas ou trifásicas (L1+L2+N ou L1+L2+L3 sem N), verifique o diagrama no frontal do dispositivo DR para proporcionar a correta energização dos terminais utilizados por este teste. No exemplo foi interligado o terminal de conexão 3 ao terminal de conexão N para permitir a operação do botão de teste.
Esquemas de aterramento padronizado de acordo com a NBR 5410
Seguem os esquemas de ligações mais utilizados
