Uma unidade de consumo residencial foi instalada por um eletricista em Manchester que a conectou exatamente da mesma forma que a instalação anterior. A fiação parecia bem feita, os parafusos estavam apertados e as conexões funcionaram bem após a primeira energização. No entanto, após cerca de seis meses, surgiu um problema no circuito do aquecedor de imersão que causou um disparo na cadeia tanto no RCD que protegia o circuito quanto no sistema RCD a montante, causando um apagão na casa. No escuro, o morador caiu na escada e quebrou o braço. A investigação mostrou que um erro foi cometido pelo eletricista ao conectar os fios neutros no circuito. O neutro fornecido para um circuito foi conectado em uma barra neutra errada, levando os RCDs a funcionarem simultaneamente após cerca de seis meses sem problemas. O erro era impossível de identificar por meio de um simples teste de tomada, pois ocorreu em um momento de falha. A lição que se segue disso é bastante simples: a instalação de RCDs não é apenas sobre conectar a fiação corretamente. Trata-se de conhecimento adequado de certos caminhos, segregação dos condutores neutros, aterramento e requisitos de teste. Este guia fornece as principais regras de fiação, esquemas básicos e passos simples que permitem uma instalação bem-sucedida e segura do RCD.
Resumo: As técnicas de fiação do RCD são reguladas por normas nacionais e internacionais — IEC 60364, BS 7671 (The IET Wiring Regulations), NEC na América do Norte — e incluem os seguintes pilares: Para cada circuito protegido, o fase e o neutro devem passar pelo RCD (no caso do RCBO) ou estar conectados ao lado protegido por um RCD no quadro de distribuição (no caso do RCCB compartilhado); os neutros de diferentes RCDs não devem ser misturados; o terra de proteção nunca deve passar pela bobina toroidal do RCD; o RCD deve ser instalado após o interruptor principal e os dispositivos de proteção contra sobrecorrente; e por último, mas não menos importante, deve-se realizar testes em cada instalação para verificar se o RCD funciona conforme esperado quando a corrente residual nominal é aplicada.
RCD, RCCB, RCBO, GFCI: Entendendo a Terminologia Antes de Fazer a Fiação
É importante esclarecer a terminologia antes de discutir os padrões de fiação, pois os termos e definições diferem de lugar para lugar e pelo tipo específico de dispositivo, assim como os requisitos de fiação. Um RCD (Residual Current Device) denota o termo geral para qualquer dispositivo que calcula a corrente de fuga à terra e desconecta o circuito. No mercado do Reino Unido e IEC, é mais comumente o RCCB (Residual Current Circuit Breaker), que apenas desconecta o circuito ao detectar a fuga à terra, exigindo assim um MCB separado para fornecer proteção contra sobrecargas e curtos-circuitos, bem como o RCBO (Residual Current Breaker with Overcurrent), que combina proteção contra fuga à terra, sobrecargas e curtos-circuitos em um único dispositivo. Na América do Norte, o nome usado para o dispositivo similar é GFCI (Ground Fault Circuit Interrupter) e é frequentemente usado apenas como uma tomada receptáculo em vez do dispositivo padrão para trilho DIN, mas também está disponível como um disjuntor adicional.
A expressão “disjuntor diferencial” também é comum em alguns mercados europeus e latino-americanos, mas refere-se ao RCBO, o dispositivo que desconecta o circuito ao detectar a diferença entre a corrente nos fios fase e neutro. Portanto, o termo RCD deve ser usado significando o nome geral para dispositivos de corrente residual, enquanto as diferenças nos requisitos de fiação para aplicação de RCCB, RCBO e GFCI devem ser especificadas. Para uma comparação detalhada entre RCCBs e RCBOs — o que cada um faz, como diferem e quando usar cada um — nosso artigo sobre a diferença entre RCCB e RCBO fornece o completo embasamento técnico. E para o contexto mais amplo dos sistemas de aterramento que determinam como um RCD funciona, nosso guia sobre sistemas de alimentação explicou cobre os arranjos TN‑S, TN‑C‑S, TT e IT que definem onde e como um RCD deve ser instalado.
As Regras Fundamentais de Fiação: O Que Toda Instalação de RCD Deve Satisfazer
O a fiação de um RCD é regida por um pequeno conjunto de regras absolutas, cada uma derivada da física de como o dispositivo funciona. Violar qualquer uma delas impedirá que o RCD opere corretamente sob condições de falha, e a violação pode passar despercebida até que ocorra uma falha. As regras são as seguintes, e aplicam-se a toda instalação de RCD, independentemente do tipo de dispositivo, do sistema de aterramento ou do país.
- Em primeiro lugar, todos os condutores das partes vivas no circuito protegido devem passar pelo toroide do RCD. No caso de um RCBO monofásico, tanto o condutor fase quanto o neutro passam pelo toroide interno do RCD, onde o condutor fase está conectado ao terminal de entrada do RCBO, passando subsequentemente pela bobina toroidal e pelos dispositivos de proteção contra sobrecorrente antes de alcançar o terminal de saída. O neutro está conectado ao terminal de entrada do neutro, passa pelo toroide e sai pelo terminal de saída do neutro. Caso o neutro esteja conectado à barra de neutro não protegida e não ao terminal neutro do RCBO, haverá uma diferença entre a corrente no lado fase e a corrente no lado neutro do dispositivo, de modo que a quantidade de fluxo de fuga detectada pelo RCD será igual à corrente na carga, independentemente da intensidade da carga.
- Os condutores neutros em diferentes RCDs não devem ser interconectados ou interligados. A ação do eletricista de Manchester, onde o neutro dos circuitos de um RCD foi unido ao da barra de neutro de outro RCD, é um dos casos comuns de erros na fiação de RCD. Quando dois RCDs estão conectados através do mesmo neutro, as correntes circulantes dos dois circuitos podem se dividir aleatoriamente entre seus toroides, permitindo que o equipamento funcione normalmente no processo. Apenas em condições anormais, os dois RCDs podem disparar juntos ou não disparar de forma alguma. O funcionamento dos dois RCDs é complexo e não pode ser previsto por nenhum meio existente.
- O condutor PE (terra de proteção) não deve passar pelo toroide do RCD. Isso se deve ao fato de que o RCD funciona com base no conceito de desequilíbrio entre as correntes fase e neutro. O condutor terra geralmente não transporta corrente, exceto em caso de falha. Portanto, se o condutor terra passasse pelo toroide, qualquer corrente de fuga à terra que o RCD deveria identificar seria anulada porque a corrente no fio terra seria equilibrada com a mesma corrente retornando pelo condutor terra. Quando isso acontece, como ambas as correntes passam pelo mesmo toroide, o RCD detectará desequilíbrio zero e, como resultado, não disparará. O condutor terra é conectado à barra terra no quadro de distribuição, e assim evita o RCD completamente.
- A instalação do RCD ocorre no lado da carga do interruptor principal. Um RCCB é conectado ao interruptor principal. Em seguida, é conectado aos MCBs que protegem os circuitos específicos. Um RCBO serve como dispositivo de proteção contra sobrecorrente enquanto se conecta à barra principal no lado da linha. O RCD não pode ser instalado no lado da alimentação do interruptor principal: caso contrário, o usuário não poderá isolar o dispositivo em caso de problema.
- O teste do RCD é obrigatório após a instalação da fiação. É necessário. As normas BS 7671, IEC 60364 e NEC exigem que o RCD seja verificado na fase de comissionamento para garantir que ele desarme rapidamente dentro de um tempo estipulado para a corrente residual. O processo de teste é realizado utilizando o testador de RCD, que é uma ferramenta que também pode medir o tempo de disparo. O teste é realizado na sensibilidade nominal do RCD, que geralmente é 30mA, e depois em cinco vezes a sensibilidade nominal, que é 150mA. Os tempos de disparo não devem exceder 300ms na sensibilidade nominal ou 40ms em cinco vezes a sensibilidade nominal. Se o dispositivo não atender ao limite de tempo, ele deve ser substituído.
Passo a passo: Fiação de um RCBO monofásico em um quadro de distribuição
O procedimento a seguir descreve a fiação de um RCBO monofásico em um quadro de distribuição residencial ou comercial leve, usando um dispositivo de trilho DIN como o da HUYU. HUM18LE‑63 RCBO. O procedimento assume que o quadro de distribuição está corretamente instalado, que o disjuntor geral está desligado e bloqueado, e que todos os condutores foram verificados como desenergizados antes do início do trabalho.
- Instale o RCBO no trilho DIN e conecte a alimentação. Fixe o RCBO corretamente no trilho DIN. Conecte a fase de entrada (do disjuntor geral ou barra de barramento) ao terminal superior de fase do RCBO, que geralmente é rotulado como “L” ou “LINE”. Conecte o neutro de entrada (da barra de neutro principal) ao terminal superior de neutro do RCBO, comumente rotulado como “N”. Estas são as conexões do lado da linha, que não recebem proteção contra sobrecorrente e corrente residual. Aperte os terminais com o torque requerido indicado no corpo do dispositivo.
- Conecte o circuito conforme segue. O condutor fase do circuito é conectado ao terminal inferior de fase do RCBO, que pode ser rotulado como “LOAD” ou “L OUT”. O condutor neutro do circuito é direcionado ao terminal inferior de neutro do RCBO, que pode ser rotulado como “N OUT”. É importante que tanto os fios fase quanto neutro do circuito estejam conectados ao RCBO. O fio terra do circuito é conectado à barra de terra no quadro de distribuição, mas não é conectado ao RCBO.
- Confirme as conexões. Certifique-se de que os condutores fase e neutro estejam corretamente identificados, que não haja danos ou pinçamento na isolação, que os parafusos dos terminais estejam firmes e que não haja cobre exposto fora dos terminais. Verifique que não haja conexão entre o neutro do circuito e a outra barra de neutro ou qualquer outro circuito neutro de RCD.
- Energize e verifique a funcionalidade, restabeleça a energia no disjuntor geral. Coloque o RCBO na posição LIGADO. Verifique se há energia disponível com o testador de tomadas ou medindo a tensão no equipamento conectado. Pressione o botão TEST do RCBO. O dispositivo deve disparar imediatamente e a energia deve ser cortada. Restaure o RCBO. Realize um teste calibrado de tempo de disparo com o testador de RCD no final do circuito conectado e registre o tempo de disparo em 30 mA e 150 mA. Os resultados do teste devem atender aos requisitos das normas de fiação.
Ligação de um RCCB Protegendo Múltiplos Circuitos: A Regra da Barra Neutra
Sempre que apenas um RCCB controla vários circuitos—como quando vários MCBs utilizam apenas um RCCB para sua alimentação—o procedimento de ligação que deve ser rigorosamente seguido é conhecido como a regra da barra neutra. O neutro de saída do RCCB é conectado a uma barra neutra única, que alimenta somente os circuitos protegidos pelo RCCB. Cada circuito protegido pelo RCCB deve usar o neutro dessa barra. No entanto, cada circuito não protegido pelo RCCB deve usar a barra neutra principal, que está no lado não protegido do RCCB. As duas barras neutras não são apenas diferentes uma da outra; elas são completamente separadas e eletricamente isoladas entre si. No instante em que um dos fios neutros de um circuito não protegido é acidentalmente conectado à barra neutra protegida, o RCCB detecta imediatamente as correntes diferentes que fluem no fio fase (que não passa pelo RCCB) e no fio neutro (que passa pelo RCCB) e desarma instantaneamente. Além disso, caso o neutro de um dos circuitos do RCCB seja conectado à barra neutra de outro RCCB, pode não emitir um alarme imediato, mas o fará em situações de falha à terra. A regra da barra neutra é o princípio de ligação mais importante em um quadro de distribuição com múltiplos RCDs e é frequentemente violada. Para ajuda na identificação do dispositivo correto para qualquer circuito, nosso guia sobre qual tamanho de disjuntor você precisa explica o processo de dimensionamento baseado no NEC.
Considerações Especiais para RCDs Tipo B, Tipo F e Sensíveis a DC
Nem todo tipo de RCD opera em resposta a todas as correntes residuais, portanto, a utilização de um RCD incorreto para qualquer equipamento conectado pode levar à falha da proteção. O tipo mais comum de RCD é o Tipo AC, que detecta correntes residuais AC senoidais, semelhantes àquelas causadas por um ser humano em contato com um fio fase. Embora funcionem bem para a maioria das aplicações domésticas, os RCDs Tipo AC foram amplamente substituídos pelos RCDs Tipo A, que também operam com correntes pulsantes DC provenientes de aparelhos que incluem retificadores, como PCs, drivers LED e inversores de velocidade variável. Avançando para o próximo nível, os RCDs Tipo F fornecem proteção contra correntes residuais compostas com uma combinação de frequências e são aplicados em circuitos que operam com VFDs monofásicos e certos tipos de máquinas de lavar e bombas de calor. Finalmente, os RCDs Tipo B operam com correntes residuais puras DC e AC e são aplicados em circuitos de carregamento de veículos elétricos e inversores solares. A HUYU fabrica RCDs Tipo B, incluindo o RCBO Tipo B VRL22B, para estas aplicações. A fiação de um RCD Tipo B ou Tipo F segue as mesmas regras que para qualquer outro RCD—o condutor fase e o neutro passam ambos pelo dispositivo, os neutros de diferentes RCDs são segregados, e o terra não passa pelo toroide—mas a seleção do tipo correto para a carga é um requisito de segurança, não uma preferência. Um carregador de VE protegido por um RCD Tipo AC não desarmará em uma falha de terra DC suave, porque o toroide do Tipo AC não pode detectá-la. O RCD parecerá funcionar—o botão TEST irá desarmá-lo—mas não fornecerá proteção contra o tipo específico de falha que o equipamento conectado pode produzir. O Instituição de Engenharia e Tecnologia (IET) fornece orientações sobre a seleção dos tipos de RCD em sua publicação Wiring Matters, e as normas de produto relevantes são definidas nas IEC 61008 e IEC 61009.
Perguntas Frequentes
Para que serve um disjuntor RCD?
Um disjuntor RCD (Residual Current Device) é projetado para fornecer proteção contra choque elétrico identificando vazamento de eletricidade—por exemplo, corrente elétrica fluindo pelo corpo de uma pessoa ou através de uma conexão defeituosa—e desligando o circuito em poucos segundos. As normas elétricas estipulam que RCDs devem ser instalados em quase todas as residências e empresas em circuitos que atendem banheiros, cozinhas, áreas externas e outros locais potencialmente perigosos.
Um RCD é um GFCI?
De fato, não há diferença entre RCD e GFCI (que é a abreviação de Ground Fault Circuit Interrupter). O termo “RCD” é usado no Reino Unido, Europa e mercados IEC, enquanto “GFCI” é usado na América do Norte. Ambos os dispositivos indicados por esses termos detectam o desequilíbrio das correntes fase e neutro e interrompem seu funcionamento se a diferença atingir 5mA (correspondente à América do Norte) ou 30mA (correspondente aos mercados IEC).
Onde os RCDs devem ser instalados?
A instalação de dispositivos de corrente residual (RCDs) em circuitos finais que atendem banheiros, equipamentos elétricos externos e circuitos de tomadas é obrigatória conforme regulamentos de segurança elétrica. A norma BS 7671 determina que RCDs com valor de atuação de 30 mA devem ser instalados em quase todos os sistemas de tomadas em instalações domésticas no Reino Unido, em quaisquer circuitos com banheiras/chuveiros e com cabos instalados em paredes a menos de 50 mm da superfície, que não possuem proteção de aterramento de qualquer tipo. No entanto, dependendo do país de residência e da edição das normas de instalação elétrica adotadas, os requisitos quanto ao uso de RCDs podem variar, portanto, é sempre recomendável verificar os códigos locais.
O que é um disjuntor diferencial?
O disjuntor diferencial é um nome usado para o RCBO em alguns mercados da América Latina e Europa, o dispositivo que fornece proteção combinada contra corrente residual (fuga à terra), além de proteção contra sobrecorrente (sobrecarga e curto-circuito). O termo “diferencial” expressa o princípio de funcionamento do RCBO: o dispositivo detecta a diferença “diferencial” na corrente que flui no condutor ativo e na corrente que flui no condutor neutro e desarma se a diferença exceder o valor máximo permitido da corrente residual. Os disjuntores diferenciais produzidos pela HUYU são adequados para aplicações AC, DC e de frequência mista, fornecendo todas as certificações necessárias.
Referências
- IET — BS 7671 Requisitos para Instalações Elétricas (Regulamentos de Fiação IET). A norma nacional do Reino Unido que rege a instalação de RCDs, incluindo os tipos, os requisitos de fiação e os procedimentos de teste.
- IEC 61008 e IEC 61009 — Dispositivos de Corrente Residual. As normas internacionais que definem a construção, teste e desempenho dos RCCBs (IEC 61008) e RCBOs (IEC 61009).
- NFPA 70 — Código Elétrico Nacional (NEC) — Requisitos de GFCI. A norma norte-americana para instalação de GFCI, incluindo os locais onde a proteção GFCI é exigida e as regras de fiação aplicáveis.
- Hager — Guias de Fiação e Aplicação para RCD e RCBO. Fabricante de quadros de distribuição e dispositivos de proteção, com orientação técnica sobre fiação de RCD, segregação da barra neutra e teste de tempo de disparo.
Normas de segurança elétrica para fiação de disjuntores diferenciais RCD não são sugestões. São as regras que garantem que um dispositivo projetado para proteger uma vida realmente o faça quando ocorre uma falha. Todas as regras relacionadas à fiação que os profissionais de eletricidade seguem ao instalar um RCD derivam da crença fundamental no equilíbrio da corrente elétrica. Se alguma dessas regras for violada, isso significará que o RCD falhará em proteger uma pessoa como deveria. Um eletricista que fiação o neutro incorretamente, que conecta um fio terra através de um toroide ou que não realiza um teste de tempo de disparo nunca saberá sobre a instalação defeituosa — até que uma falha se desenvolva e o RCD não possa disparar como deveria. A HUYU fabrica todos os tipos de RCDs e outros dispositivos de acordo com diretrizes que afirmam que o dispositivo que impede uma pessoa de sofrer choque elétrico deve ser corretamente instalado, testado e completamente confiável no momento em que é colocado em prática.
