Série Energias Renováveis ELETRICIDADE - CERPCH

mantida constante, alguns equipamentos elétricos como, por exemplo, os motores solicitam
uma corrente que é função de sua condição de funcionamento. O motor de uma máquina de lavar
roupa, por exemplo, solicitará uma corrente tanto maior quanto maior for a quantidade de
roupa que estiver sendo lavada.
Se aplicarmos sobre um resistor uma tensão maior que a sua tensão nominal, ou se colocarmos
em uma máquina de lavar roupa uma quantidade de roupa maior que o valor máximo, estaremos
submetendo esses dispositivos ao que chamamos de sobrecarga, situação na qual o equipamento
trabalha com uma corrente maior que a nominal. Nessa situação, as perdas aumentam
e o equipamento se sobreaquece.
Os materiais isolantes utilizados em equipamentos elétricos, em função de sua constituição,
suportam temperaturas de trabalho maiores ou menores. Esses materiais isolantes são classificados
segundo sua Classe de Isolamento, conforme mostra a tabela a seguir.
Tabela 10.1 – Limites de temperatura por classe de isolamento.
Classe de isolamento A E B F H
Elevação de temperatura média admissível,
0
calculada pelo método da resistência [ C].
Diferença de temperatura entre o ponto mais
0
quente e a temperatura média [ C]
0
Temperatura ambiente [ C]
Temperatura admissível do ponto mais quente
60 75 80 100 125
5 5 10 15 15
40 40 40 40 40
105 120 130 155 180
Quando um equipamento elétrico é submetido a uma sobrecarga, a temperatura máxima de
trabalho do isolamento é ultrapassada, e este sofre uma deterioração de suas características.
Essa deterioração é irreversível, ou seja, após um sobreaquecimento não adianta fazer a máquina
trabalhar com temperaturas mais baixas tentando reverter o processo de deterioração. Além
disso, ela é cumulativa, ou seja, o dano causado ao isolamento por um sobreaquecimento é agravado
por um sobreaquecimento posterior. Existem diversos modelos para determinação da redução
da vida útil do isolamento, mas, de forma simplificada, pode-se utilizar a Lei de Monti-
o
singer, que preconiza que a operação com 8 a 10 C acima da temperatura limite reduz a vida útil
do isolamento pela metade.
A deterioração do isolamento pode chegar a um estágio tal que este não mais suportará a solicitação
da tensão normal de funcionamento da máquina, situação na qual ela acaba totalmente
danificada.
Nos parágrafos anteriores fizemos referência à Corrente Nominal. Mas afinal, o que é corrente
nominal? A Corrente Nominal é a corrente que pode circular permanentemente por um
componente ou equipamento elétrico sem que sua temperatura de trabalho ultrapasse a máxima
permitida pela sua classe de isolamento. Relembrando, uma sobrecarga ocorre quando circula
por um equipamento ou componente elétrico uma corrente maior que a nominal. Normalmente
nessa situação o equipamento se sobre aquece, e seu isolamento é prejudicado.
O tempo que a sobrecarga pode permanecer é inversamente proporcional à sua intensidade.
Sobrecargas pequenas, da ordem de até 110 a 115% da corrente nominal podem permanecer por
tempos longos, da ordem de vários minutos, sem que o isolamento seja danificado. Já as sobrecargas
intensas devem ser rapidamente eliminadas, pois do contrário o isolamento será danificado.
Consideram-se como sobrecargas as correntes que estão na faixa compreendida entre valores
logo acima da corrente nominal e até da ordem de 20 vezes a corrente nominal. Valores superiores
a esses já são encarados como curtos-circuitos.
10.2 Proteção Contra Sobrecargas
De forma a evitar que uma sobrecarga danifique o equipamento, essa deve ser identificada
pelo sistema de proteção e eliminada em um tempo menor do que aquele para o qual haveria danos
no isolamento do equipamento elétrico.
O dispositivo utilizado para a proteção dos equipamentos elétricos contra sobrecarga, é o
chamado Relé Térmico. Ele possui em seu interior uma lâmina bimetálica que é percorrida pela
corrente que alimenta o equipamento a proteger. A circulação dessa corrente provoca um aquecimento
da lâmina, fazendo com que ela se curve. Se o aquecimento e a curvatura forem suficientes
um contato muda de posição, promovendo o desligamento do equipamento que está
sendo protegido. A figura a seguir representa, simplificadamente, a forma de funcionamento
de um relé térmico.
corrente
contato
resistência de
aquecimento
contato fixo
lâmina curvada pelo aquecimento
corrente
resistência de
aquecimento
Figura 10.1 – Relé térmico na condição normal (a) e atuada (b)
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