Seletividade de proteções: por que a fábrica inteira cai por um motor

O sintoma é conhecido de qualquer manutenção elétrica. Um motor apresenta defeito em um ponto qualquer da planta e, em vez de atuar apenas a proteção daquele circuito, desarma o disjuntor geral e a fábrica inteira para. Depois vem a religação em cascata, o retorno lento do processo e, com alguma sorte, uma investigação que termina em "foi o motor da bomba". Não foi. Foi a falta de coordenação entre as proteções.

O que seletividade significa na prática

Seletividade é a propriedade de um sistema de proteção em que apenas o dispositivo mais próximo do defeito atua, isolando a menor parte possível da instalação. Todos os dispositivos a montante enxergam a corrente de falta, mas devem esperar. Se o de baixo não resolver, o de cima atua como retaguarda.

Isso não acontece por acaso, nem por comprar disjuntores de marca boa. Acontece quando as curvas de tempo e corrente dos dispositivos são escolhidas para não se cruzarem na faixa de interesse.

As formas de coordenar

• Por corrente. Ajusta-se o disparo instantâneo do dispositivo a montante acima da máxima corrente de falta vista pelo de jusante. Funciona bem quando existe impedância significativa entre eles, típico de circuitos longos.
• Por tempo. Introduz-se um atraso intencional no dispositivo a montante. Simples e eficaz, com a limitação de que atrasar aumenta a energia que passa durante o defeito.
• Lógica ou por zona. O dispositivo de jusante avisa o de montante que enxergou o defeito e vai atuar. O de montante então espera. Dá seletividade total sem atraso desnecessário, ao custo de comunicação entre relés.
• Energética. Usa a capacidade de limitação de corrente do disjuntor a jusante. Depende de tabela de combinação do fabricante e não vale entre marcas diferentes.

O estudo começa em um número

Nada disso funciona sem conhecer a corrente de curto-circuito em cada barra da instalação. Esse cálculo parte da potência de curto disponível na entrada, passa pela impedância do transformador e desce pelos cabos até os quadros terminais. Ele define duas coisas ao mesmo tempo: a capacidade de interrupção mínima que cada disjuntor precisa ter e o valor de referência para ajustar as curvas.

Instalar disjuntor com capacidade de interrupção abaixo da corrente de curto presumida é o tipo de erro que só se manifesta uma vez, de forma destrutiva.

O que o estudo entrega

Um estudo de seletividade e coordenação sério devolve o diagrama unifilar com as impedâncias, a tabela de correntes de curto por barra, os gráficos de curvas sobrepostas por trecho, a folha de ajuste de cada relé e disjuntor regulável, e a lista de pontos onde a seletividade não é possível com o equipamento atual, com a recomendação correspondente.

Esse último item é o mais honesto e o mais útil. Nem sempre dá para coordenar tudo com o que está instalado, e saber onde está o limite permite decidir com informação.

Proteção contra arco elétrico entra na conta

Existe uma tensão entre dois objetivos. Atrasar a proteção a montante melhora a seletividade e, ao mesmo tempo, aumenta a energia incidente em caso de arco, o que agrava o risco para quem estiver próximo. Por isso muitas instalações adotam uma função de ajuste temporário de manutenção, que reduz o tempo de atuação enquanto há gente trabalhando no painel, mesmo perdendo seletividade naquele período.

Quando refazer

Sempre que a instalação mudar de porte. Troca ou ampliação de transformador altera a corrente de curto de toda a planta. Entrada de gerador ou de sistema fotovoltaico muda as contribuições de falta. Ampliação de quadro, mudança de cabo e inclusão de cargas grandes também pedem revisão. Estudo feito há dez anos, em uma planta que dobrou de tamanho, descreve uma instalação que não existe mais.