A arte da engenharia

A complexa tecnologia dos minidisjuntores

O conhecimento especializado da ABB não é necessário apenas para dispositivos manobrando altas correntes e tensões, mas, também, para os minidisjuntores de uso mais comum – sofisticadas peças de engenharia.  “Durante o desenvolvimento, projetistas das partes mecânicas trabalham em conjunto com os engenheiros eletricistas,” afirma Joachim Becker, Gerente de Produtos na ABB STOTZ-KONTAKT (Alemanha). “O desenvolvimento de uma nova geração leva cerca de três anos. Atualmente nem mesmo uma simulação computacional consegue mostrar tudo. Por isso há que se testar separadamente, sempre que possível, diversas etapas e elementos, tais como a entrada do arco na câmara de extinção.”

No início

Um curto ocorre em meio milissegundo (ms), a bobina registra o aumento da corrente em função da falha. O disparo a martelo força a abertura dos contatos.

Forma-se o arco

Um arco se forma entre os contatos fixos e móveis durante o processo de abertura. A corrente continua fluindo, através desse arco.

Os contatos abrem

Os contatos estão abertos e o arco é claramente visível.

Arco na câmara de extinção

O gradiente de pressão ao longo do arco afasta a onda de plasma dos contatos para dentro da câmara de extinção.

Dispersando o arco

Conforme o arco entra pelas divisórias uniformemente espaçadas, ele é dividido em arcos menores de 30 V que são extintos individualmente.

A chave dispara

Menos de 3 ms depois de ocorrido o curto, a falha é liberada em segurança. Devido à inércia da massa, a chave leva 10 ms para atingir a posição final.

O arco de manobra

Basicamente, um arco voltaico ocorre durante uma descarga de gás autossustentada entre dois eletrodos. Se os contatos abertos não estiverem suficientemente afastados durante a manobra, um campo elétrico de baixa intensidade basta para ionizar o ar de forma consistente.  O resultado é a abertura de um arco, igual a um relâmpago em uma tempestade. Em corrente alternada, o arco se extingue nas passagens por zero da onda sinusoidal de corrente. Se os contatos não estiverem suficientemente afastados quando do retorno da tensão, o arco tornará a abrir. O objetivo de diversos sistemas é evitar que isso aconteça e extinguir o arco rapidamente.  Por exemplo, um jato de ar comprimido pode soprar o arco e vários métodos de manobra empregam alta resistência dielétrica, seja em vácuo ou em gás hexafluoreto de enxofre.

Uma falha com abertura de arco que não seja extinta rapidamente, pode causar grandes danos, tais como incêndios e explosões, que podem ocorrer quando o arco dura 300 milissegundos ou mais.  Conforme o design do equipamento de manobra, os usuários poderão sofrer lesões graves.