Conexão do disjuntor: terminais, torque e interfaces de contato explicados

Há um momento em cada comissionamento do painel que decide se o dia termina dentro do cronograma: a chave dinamométrica clica no último parafuso do terminal de um disjuntor de alimentação de 630 A e alguém pega o microohmímetro para comparar as três fases. Quase todos os problemas de conexão do disjuntor que surgem meses depois – um terminal funcionando muito mais quente que seus vizinhos, um disparo incômodo com 80% de carga, um terminal descolorido – foram decididos muito antes desse momento, em quatro opções: qual interface foi usada, como o condutor foi preparado, quão apertada foi a junta e se o sistema de contato dentro da caixa ainda estava adequado para a corrente.

A versão curta: uma conexão de disjuntor é uma cadeia de três juntas – o terminal de alimentação, o caminho de contato dentro da caixa e o circuito de controle secundário – e falha no elo mais fraco, não no parafuso mais apertado. O torque é necessário, mas nunca suficiente. As seções abaixo explicam como cada link se comporta, o que especificar e o que verificar antes de o painel ser energizado.

Uma conexão de disjuntor consiste em três interfaces, não uma

Quando um instalador diz "a conexão", geralmente se refere aos terminais de linha e carga. Essa é apenas uma das três interfaces e, em um disjuntor em caixa moldada, todas as três ficam a poucos centímetros uma da outra.

• Terminações de energia. As almofadas do lado da linha e do lado da carga onde os terminais de cabos ou barramentos ficam. A corrente aqui varia de algumas dezenas de amperes em um quadro de 63 A até vários milhares em um disjuntor aberto de 6300 A.
• O caminho de contato interno. Do terminal, a corrente viaja através da caixa até o contato móvel, o contato estacionário e as tranças flexíveis que transportam a corrente em direção ao mecanismo. A força de contato é definida pelas molas e pelo mecanismo e não é ajustável em campo.
• Circuitos secundários e de controle. Contatos auxiliares e de alarme, shunts, relés de mínima tensão e acionamentos motorizados. As correntes são miliamperes, mas um fio de controle solto ou invertido impede o disparo remoto ou desarma o disjuntor no momento errado.

Trate os três como critérios de aceitação separados. Uma junta que passa na verificação de torque ainda pode ser uma conexão ruim se os contatos internos estiverem desgastados, e um disjuntor com contatos perfeitos ainda pode superaquecer porque um terminal foi cravado com a matriz errada.

Aparafusado, plug-in ou extraível: combinando a interface com o trabalho

A forma física de um disjuntor se conectar ao barramento é normalmente decidida na fase de projeto e fixa o procedimento de manutenção para os próximos vinte anos. Todas as três opções de baixa tensão ainda são amplamente utilizadas e nenhuma delas é automaticamente melhor que as outras.

A diferença que surpreende as pessoas é a segurança e não a conveniência. Os disjuntores plug-in e extraíveis permitem substituir um dispositivo rapidamente, mas apenas a versão extraível oferece uma posição extraída definida com os contatos principais separados dentro do compartimento.

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A conexão dentro da caixa: pressão de contato que você não pode reapertar

Tudo a jusante do terminal é uma conexão que ninguém pode apertar novamente. O conjunto de contato móvel – braço de contato, pontas, mola de pressão, tranças flexíveis e a junta soldada entre a trança e o braço – transporta a corrente de carga total e cada corrente de falta que o disjuntor interrompe. A pressão de contato cai gradualmente à medida que o mecanismo se desgasta, à medida que os produtos do arco se depositam nas pontas e à medida que as tranças se desgastam. Os parafusos terminais permanecem exatamente como foram deixados.

Seguem duas conclusões práticas. Primeiro, uma fase que funciona mais quente do que suas vizinhas na mesma carga geralmente aponta para dentro do gabinete e não para o terminal, portanto, uma varredura térmica é melhor do que uma nova verificação de torque como diagnóstico. Em segundo lugar, peças como essas são itens qualificados, e não hardware comum: a alteração de uma seção transversal trançada ou de um processo de soldagem altera o comportamento térmico e de curto-circuito do dispositivo completo, razão pela qual os fabricantes requalificam o disjuntor em vez de reordenar o conjunto de contato que for mais barato. Um breve passeio o que fica dentro de um disjuntor em caixa moldada mostra os mesmos componentes do lado da montagem.

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Preparação e torque do condutor: onde começa a maioria das juntas quentes

Duas juntas causam a maioria dos terminais quentes encontrados em campo, e ambas são feitas à mão: o terminal crimpado e o terminal parafusado.

Comece com o metal. O cobre perdoa; o alumínio não é. O óxido de alumínio se forma novamente em poucos minutos após a escovação do fio, de modo que o condutor deve ser desgastado, revestido com um composto de junta destinado a esse propósito e separado de um terminal de cobre por uma placa de transição bimetálica ou um terminal com corpo de alumínio. O composto exclui ar e umidade – não preenche uma lacuna e não compensa um parafuso solto. Os terminais crimpados devem ser feitos com a matriz especificada para esse terminal e tamanho do cabo, e uma amostra cortada e inspecionada continua sendo a verificação de qualidade mais barata disponível no local.

O torque é a outra metade. Use o valor impresso na folha de instruções do disjuntor que você está realmente instalando, não uma tabela genérica: hardware do terminal, pilhas de arruelas, tamanhos de rosca e revestimento diferem entre plataformas, e um valor correto para uma estrutura pode retirar as roscas de outra. Dois hábitos separam uma junta que dura de outra que falha: uma chave dinamométrica calibrada em vez de uma chave de impacto ou um julgamento baseado na sensação, e uma linha pintada na cabeça do parafuso para que a próxima pessoa possa ver se ele se moveu desde o comissionamento.

A aceitação é finalmente medida em aumento de temperatura, não em torque. A IEC 61439-1 estabelece limites de aumento de temperatura para os terminais e barramentos de um conjunto, e a prova de campo usual é uma varredura térmica realizada com o painel sob uma carga significativa. Uma junta de barramento que parece saudável com 10% de carga diz muito pouco sobre como ela se comporta com 70%.

Barramentos e conexões flexíveis acima do limite de 630 A

Acima de aproximadamente 400 A a 630 A, o trabalho de conexão deixa de ser um trabalho de cabo e passa a ser um trabalho de barramento: barras planas de cobre, geralmente duas a quatro por fase, aparafusadas com hardware que tem que manter sua pré-carga durante milhares de ciclos térmicos.

Três detalhes decidem se aquela junta sobreviverá. Revestimento: a barra estanhada é normal para quadros de distribuição internos, enquanto a prata ou uma camada de estanho mais pesada é usada onde a junta fica mais quente ou se espera que seja perturbada durante a manutenção. Preparação: uma superfície de contacto oxidada ou riscada tem de ser limpa e, em muitas oficinas, re-revestida, porque o óxido preso sob uma junta aparafusada não desaparece quando o parafuso é apertado. Movimento: barras rígidas aparafusadas entre um terminal do disjuntor e um barramento fixo transferem cada ciclo de expansão para o terminal, de modo que um conector de cobre flexível – folhas laminadas ou um shunt trançado – absorve esse movimento e mantém a junta aparafusada estável.

As peças de cobre neste nível são geralmente feitas de acordo com o desenho, em vez de retiradas de um catálogo, portanto, a tolerância da barra, seu padrão de furo e seu revestimento são tão importantes quanto o próprio disjuntor. Os compradores que precisam de peças de disjuntores de catálogo e trabalhos de cobre baseados em desenho geralmente querem saber se o negócio do fornecedor abrange componentes padrão e usinagem de cobre personalizada antes de enviarem a primeira consulta.

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O que verificar antes de energizar

Uma conexão que passa nessas seis verificações raramente apresenta problemas de serviço. Uma conexão que os ignora geralmente se anuncia na pior carga possível.

1. Cada terminal de potência apertado de acordo com o valor publicado pelo fabricante do disjuntor, com a chave dentro da data de calibração.
2. Condutores e terminais inspecionados quanto a danos nos fios, comprimento correto de decapagem e matriz de crimpagem correta.
3. Resistência de contato fase a fase comparada com um micro-ohmímetro, com qualquer valor discrepante investigado antes da energização.
4. A fiação secundária foi verificada de acordo com o desenho do esquema, depois o disparo de derivação, a liberação de subtensão e os contatos auxiliares foram comprovados pela operação do disjuntor.
5. Folgas e barreiras verificadas, sem ferramentas, arruelas ou limalhas deixadas dentro do compartimento.
6. Resistência de isolamento medida antes da energização e, em seguida, uma varredura térmica realizada na primeira oportunidade sob carga real.

Perguntas frequentes