O que é um Disjuntor de Duplo Polo

Os disjuntores usados na maioria dos painéis elétricos residenciais são do tipo monopolar, portanto é normal que poucas pessoas os notem. Os tipos bipolares, por outro lado, são maiores, mais caros e fisicamente combinados. Mas o que acontece dentro deles?

Uma resposta breve para sua pergunta: Um disjuntor bipolar também pode ser referido como disjuntor de dupla polaridade, ou simplesmente disjuntor bipolar para abreviar. Este aparelho possui dois polos para condução de corrente que estão alojados como uma unidade em uma única carcaça e interligados com os dois terminais restantes do barramento. A tensão de trabalho desses tipos de disjuntores pode ser 240 V ou 120 V, ou seja, um ou outro ou ambos. Possui um mecanismo de disparo embutido que pode ser ativado automaticamente ou por intervenção humana. Um disjuntor bipolar é comumente usado em aparelhos elétricos como aquecedores de água, dispositivos, equipamentos elétricos, ar condicionado, etc.

O que “dupla polaridade” realmente significa

Um disjuntor pode ser caracterizado como sendo composto por diferentes circuitos. Um disjuntor monopolar possui um circuito, faz conexão em um barramento, ocupa uma polegada da largura do painel e é responsável por um circuito de 120 V. Um disjuntor bipolar possui dois circuitos, se conecta a dois barramentos adjacentes, ocupa duas polegadas da largura do painel e opera em dois fios ao mesmo tempo.

O que é importante é que os dois circuitos usados estejam em fases diferentes da alimentação. No painel bifásico norte-americano com duas fases, a tensão entre as fases é de 240 V, mas a tensão entre cada fase e o neutro é de 120 V. Isso possibilita usar o mesmo aparelho para ambos os casos: obter 240 V para certas finalidades como alimentar um aquecedor, bem como 120/240 V com neutro para outros usos. Se você quiser a comparação lado a lado, esta análise 1 polo versus 2 polos disjuntores cobre como os dois diferem na construção e onde cada um é usado.

Bipolar versus monopolar, tripolar e tetrapolar

Os polos aumentam de acordo com o mesmo sistema para fornecer nomes assim que você se familiarizar com a forma como são medidos.

1 Polo (1P): um condutor não aterrado disponível de 120 V para neutro, ocupando uma unidade de espaço no painel e disparo independente.
2 Polo (2P): possui dois condutores não aterrados que alcançam 240 V quando os dois se comunicam entre si, ocupando 2 espaços no painel, compartilhando o disparo também, ou fornecendo 120/240 V com neutro compartilhado por dois fios.
3 Polo (3P): popular para sistemas trifásicos como cargas de motor; também requer 3 espaços, mas o disparo neste caso é comum.
4 Polo (4P): três fases assim como neutro comutado; item regular nos mercados IEC; é possível dizer que o neutro é desconectado das fases.

Dispositivos híbridos também devem ser observados; são conhecidos como 1P + N, tendo um polo protegido pelo neutro que também pode ser interrompido; as diferenças entre outros tipos de dispositivos são claras aqui e isso resulta em erros de usuários que procuram um dispositivo apropriado para outros mercados.

Quando você realmente precisa de um disjuntor bipolar

A resposta simples é que “tudo que usa eletricidade alimentada em 240 volts”.

Secadoras elétricas — que normalmente são classificadas em 30A e usam uma tomada NEMA 14-30 com fio 10 AWG.
Fornos e fogões elétricos — que normalmente operam em 40A ou 50A e usam o conector NEMA 14-50 e fio 8 AWG ou 6 AWG.
Aquecedores de água — que são alimentados por 30 A (240 V sem fio neutro final).
Ar-condicionado e bombas de calor — que operam entre 30 A e 60 A.
Carregadores elétricos — que funcionam entre 40 A e 60 A em um circuito dedicado.
Disjuntores de subcircuito — 60 a 125 A usando circuito de garagem ou oficina.
Grandes aparelhos de loja e bombas de poço usadas em 20 a 30 A com operação aérea de dois fios.

Depois há a situação negligenciada de um circuito ramal multipolar, onde dois circuitos de 120 V se conectam através de um neutro comum. Neste caso, dois circuitos devem estar em fases opostas e também devem ser desligados juntos, portanto, um disjuntor bipolar deve ser utilizado ou dois disjuntores monopolares com uma ligação devem ser instalados. Esta é uma forma comum de criar uma situação onde um neutro compartilhado carrega o total de ambos os circuitos em vez da diferença, o que pode ser um risco de incêndio em vez de apenas um inconveniente. Circuitos de trinta amperes são onde as pessoas mais frequentemente erram na contagem de polos, e esta comparação de um disjuntor monopolar de 50 amperes versus bipolar explica por que a amperagem não indica o número de polos que você precisa.

Disparo comum, ligações de alça e o que o código realmente exige

O termo “disparo comum” significa que ambos os polos abrem juntos automaticamente ou manualmente. Os dois polos estão conectados dentro do disjuntor através da barra de disparo e se um polo causar sobrecarga, ambos disparam ao mesmo tempo. Isso é o que torna um disjuntor bipolar real diferente de uma ligação de alça.

Uma ligação de alça refere-se a uma peça de plástico ou metal que conecta dois disjuntores monopolares que são separados e únicos, e portanto uma operação causa a outra operação também. Permite operação manual simultânea, mas não significa que o disparo seja automático. O código permite certos tipos de ligações de alça para serem usados em fiação de ramal multipolar, entretanto essa invenção não deve ser usada em circuitos como uma carga dupla de 240V porque os polos do circuito devem abrir simultaneamente, caso contrário não haverá separação completa sem caminho neutro para a corrente.

1P+N versus 2P: a confusão que vale a pena conhecer

Se você adquirir um disjuntor tanto de um fornecedor IEC quanto de um fornecedor norte-americano, você acabará enfrentando as consequências deste fato.

Um disjuntor bipolar é projetado para fornecer proteção contra sobrecorrente para ambos os polos. Em outras palavras, em caso de corrente excessiva e curto-circuito, ambos os condutores são protegidos.

Um disjuntor monopolar mais neutro possui proteção contra sobrecorrente apenas no polo de alimentação, com o outro polo servindo apenas como fiação para o polo neutro. Além disso, tal disjuntor é geralmente menor – é um disjuntor de módulo único que pode ser encontrado na maioria das linhas de disjuntores IEC – e mais barato.

Mas este não é um disjuntor bipolar e não deve ser usado em uma situação onde o disjuntor também deve proteger o neutro, especialmente em situações onde o neutro pode estar em um potencial perigoso.

Ambos os tipos podem ser semelhantes porque são montados em trilho DIN e pode ser difícil verificar que tipo de disjuntor você está comprando devido à semelhança na aparência e ao fato de que, com a urgência de fazer um pedido, é fácil perder detalhes e informações importantes.

Os tipos que você pode encontrar em bipolar

A forma bipolar não se limita a um simples disjuntor. As categorias principais são:

2P MCB – proteção contra sobrecorrente simples oferecida em curvas de disparo B, C e D com corrente nominal de 6 A a 125 A.
2P RCBO – proteção contra sobrecorrente juntamente com proteção contra corrente residual em um único dispositivo, geralmente com sensibilidade de 30 mA.
2P RCCB – apenas proteção contra corrente residual, o que significa que requer alguma outra proteção como MCB.
2P disjuntor GFCI – equivalente norte-americano também conhecido como Classe A, que desarma em torno de 5 mA.
2P AFDD — essencialmente detector de arco, geralmente instalado junto com MCB ou RCBO.
2P interruptor-seccionador – dispositivo de desenergização sem proteção.

É mais uma decisão de engenharia optar por um RCBO ou RCCB mais MCB, pois a escolha tem implicações na largura do quadro, tempo gasto na localização de falhas e custos. Esta comparação de RCCB versus RCBO estabelece quando cada um faz mais sentido. O ponto principal é que usar RCBOs oferece o benefício da discriminação, onde uma falha desligará apenas um circuito, em vez de todo o quadro, mas ao custo de maior preço e largura do quadro.

Proteção contra falha de arco em um dispositivo bipolar

Dispositivos detectores de falha de arco certamente merecem uma declaração separada, pois são suas versões bipolares que podem resolver o problema dos dispositivos monopolares. Quando temos um arco em série em um circuito de 240 V, como um terminal solto de tomada de fogão ou um elemento dentro de uma secadora, a corrente pode não ser suficiente para disparar o disjuntor comum ou o RCD.

Um AFDD reconhece a assinatura de alta frequência dos arcos sustentados e desconecta o circuito antes que qualquer calor seja produzido. Os dispositivos também devem ser utilizados em alguns locais em vários circuitos de 240 volts e atualmente são cada vez mais especificados para uso em secadoras, fogões e circuitos de veículos elétricos. Na maioria dos casos, o AFDD bipolar é na verdade um dispositivo combinado que fornece proteção contra sobrecorrente. Isso significa que ele substitui o MCB em vez de ser conectado ao lado dele. Se a tecnologia for desconhecida, esta explicação de o que um disjuntor detector de arco faz cobre como a detecção funciona e onde é exigida.

Classificações de amperagem, tamanhos de fios e preços

Disjuntores bipolares vêm em todas as faixas de corrente. Aqui está o emparelhamento dos tamanhos com o cobre:

15 A: 14 AWG
20 A: 12 AWG
30 A: 10 AWG
40 A: 8 AWG
50 A: 6 AWG
60 A até 125 A: 6 AWG a 1/0 AWG dependendo da extensão e classificação de terminação

Em termos de custo, um disjuntor mini bipolar simples custa entre $14 e $35, dependendo da marca e corrente nominal, enquanto o dispositivo monofásico equivalente custa em torno de $6 a $12. Se desejar proteção, espere pagar mais; o disjuntor bipolar residual geralmente custa entre $25 e $60, o disjuntor bipolar de falha à terra entre $80 e $150, e o disjuntor bipolar de arco entre $100 e até $200 ou mais. Isso significa que o dispositivo raramente é a parte cara do trabalho — a instalação e os fios geralmente têm custo mais elevado.

Fiação de um disjuntor bipolar

Conceitos são claros, mas ponto confuso precisa de esclarecimento.

Dois fios ativos trabalham com dois terminais. Dois fios pretos conectam-se a dois pontos terminais. O disjuntor deve ser instalado para conectar-se a ambos os pontos de fixação do disjuntor. Em um painel bifásico, considerando que posições adjacentes estão localizadas em fases opostas diferentes.
Normalmente, o fio neutro não se conecta ao disjuntor. No caso de circuitos NEMA 14-30 ou NEMA 14-50, o fio neutro conecta-se às barras de neutro, mas não ao disjuntor. O disjuntor é projetado para interromper falhas dos condutores não aterrados.
O GFCI funciona de forma diferente. O GFCI bipolar contém um ponto de interrupção que geralmente opera em oposição ao neutro. O pigtail conecta-se ao neutro. O disjuntor conecta-se ao pigtail neutro. Conexão invertida bloqueará o funcionamento do disjuntor.
O fio terra deve sempre permanecer conectado à barra de terra. A conexão através do disjuntor ou da barra de neutro não é possível.
Aperte os fixadores firmemente. A folga nas conexões é a principal causa de superaquecimento dos dispositivos.

No caso de substituição de um disjuntor bipolar existente, recomenda-se verificar duas vezes a classificação do barramento e a taxa de corrente de falha antes de conectar um dispositivo com outra capacidade de interrupção.

Quais marcas considerar

As marcas comuns norte-americanas são reconhecíveis e têm preços adequados. Com aparelhos conforme IEC, o mercado é muito mais diversificado e frequentemente oferece um negócio melhor do que se imagina.

Fabricamos a linha HUYU de MCBs, RCBOs e AFDDs, incluindo o disjuntor miniatura HUM18-63N em 1P a 4P, 63 A, com curvas tipo B, C e D. Para uma exigência bipolar, uma família cobre a carga básica de 240 V com a variante RCBO usada para proteção contra choque e o AFDD usado para proteção contra arco. Além disso, isso é fornecido a um custo que permite um quadro totalmente protegido, em vez de algo extravagante. Ao adquirir para um projeto em vez de um único quadro, é importante envolver o fabricante nas negociações.

Perguntas frequentes

Qual é a diferença entre um disjuntor monopolar e um bipolar?

Um disjuntor monopolar é usado para proteger apenas um fio e fornece uma saída de 120 V a partir de uma barra coletora. Por outro lado, um disjuntor bipolar protege dois fios, fornece 240 V e ocupa o dobro da largura do painel.

Eu preciso de um disjuntor bipolar para 240 volts?

De fato. Qualquer carga de 240 V linha a linha – secadora, fogão, aquecedor de água, ar condicionado, carregador de veículo elétrico – deve ter um dispositivo bipolar com conexão de disparo para que ambos os condutores não aterrados sejam desligados simultaneamente. Um disjuntor bipolar também fornece a alimentação correta de 240 V, o que dois disjuntores separados no mesmo circuito não fornecem.

Posso usar dois disjuntores monopolares em vez de um disjuntor bipolar?

Isso se aplica apenas em casos limitados. Dois disjuntores monopolares que vêm com uma trava de alça identificada podem ser usados para circuitos ramificados multi-fios quando os dois circuitos têm um neutro comum e precisam ser desligados ao mesmo tempo por razões de segurança. Eles não podem ser usados para qualquer carga direta de 240 V, pois a trava de alça não garante que os dois polos disparem no mesmo instante.

Qual é a diferença entre um disjuntor 1P+N e um 2P?

O disjuntor bipolar tem proteção contra sobrecorrente em ambos os polos. O disjuntor monopolar com neutro (1P+N) protege apenas o polo fase e comuta o neutro. O disjuntor monofásico com neutro é mais estreito e menos caro comparado ao outro e é frequentemente visto em instalações que cumprem as normas da Comissão Eletrotécnica Internacional (IEC).

Quanto custa um disjuntor bipolar?

A faixa de preço de um MCB básico 2P está na ordem de aproximadamente $14-$35, dependendo da marca e da classificação. O preço aumenta consideravelmente quando a proteção por corrente residual está incluída, elevando o custo de um RCBO para cerca de $25-$60. Um disjuntor GFCI 2P custa em torno de $80-$150 e um AFDD 2P pode variar de $100-$200 ou mais, dependendo do modelo do aparelho, o que significa que mão de obra e cabeamento geralmente são os componentes mais caros de qualquer circuito.

Referências

Conclusão

O disjuntor bipolar tem duas funções. A principal função do disjuntor bipolar é fornecer uma tensão de 240 V para alimentar a carga através de ambas as linhas do serviço. A função secundária de um disjuntor bipolar é garantir que ambos os polos sejam desconectados simultaneamente, o que é vital para a segurança. Portanto, uma trava de alça não é uma opção viável para o disjuntor bipolar em configurações padrão de 240 volts.

O tipo de disjuntor utilizado depende do tipo de proteção que você precisa. Por exemplo, você pode usar um disjuntor bipolar comum para um aquecedor, ou usar um disjuntor bipolar RCD em áreas com risco de choque elétrico, ou empregar um disjuntor bipolar AFDD em casos de arco elétrico. Todas essas tecnologias pertencem à mesma categoria, o que significa que as dimensões do equipamento permanecem as mesmas, permitindo o uso de um quadro de distribuição adequado.