No caso de um alarme de incêndio ser ativado em uma cozinha comercial, não apenas os sinos e os estroboscópios devem ser ativados, mas também a válvula de gás sob o fogão precisa ser fechada; além disso, a energia elétrica dos aparelhos de cozinha (fritadeiras, chapas e cooktops de indução) deve ser cortada imediatamente por algum meio automático que não envolva contato humano com um interruptor. O dispositivo capaz de realizar essa função é chamado de disjuntor com disparo por solenóide (ou disjuntor shunt trip).
Embora um disjuntor com disparo por solenóide pareça um disjuntor padrão, ele oferece proteção contra sobrecarga (devido a falha do equipamento ou descargas atmosféricas) e curtos-circuitos (devido ao contato entre fios) da mesma forma que qualquer outro tipo de disjuntor. Além da função de sobrecarga e curto-circuito, um disjuntor shunt trip tem a capacidade de ser disparado sob demanda via um sinal remoto; assim, quando há um incêndio nas instalações protegidas pelo disjuntor, ele desabilita o fluxo de eletricidade para o equipamento que protege e continuará a fornecer essa proteção até que outro sinal remoto instrua os disjuntores shunt trip a restaurar a energia para seus respectivos circuitos elétricos. Para qualquer pessoa envolvida no projeto comercial de sistemas elétricos, segurança industrial e conformidade com códigos de construção, entender como um disjuntor shunt trip opera e se diferencia de um disjuntor padrão é um tópico importante para sua educação ou desenvolvimento profissional.
O Princípio Básico: Um Disjuntor que Desarma por Comando Externo
Um disjuntor padrão desarma quando excede sua corrente nominal, seja gradualmente pela função térmica de sobrecarga ou repentinamente pela função magnética de curto-circuito. A abertura (ou disparo) ocorre internamente com base nas condições elétricas dentro do circuito. Um disjuntor shunt trip possui um método externo independente para desarmar o disjuntor aplicando uma tensão externa em seus terminais de controle. Quando a tensão aplicada está presente, o solenóide dentro do disjuntor é ativado e libera mecanicamente o trinco de disparo, como se o disjuntor tivesse desarmado devido a uma condição de sobrecarga. O disjuntor então abre isolando toda a energia para a carga, desenergizando assim esse circuito.
O mecanismo de disparo por derivação funciona como um dispositivo momentâneo, não um atuador contínuo, e destina-se a ser energizado por um curto período de tempo — os poucos segundos necessários para energizar a bobina, disparar o disjuntor e desconectar a alimentação de controle. Muitos disjuntores com disparo por derivação são fabricados com um interruptor interno de corte que desconecta o circuito do solenóide da bobina energizada quando o mecanismo do disjuntor alcança a posição TRIP; evitando assim que a bobina permaneça energizada, o que poderia causar a queima da bobina. Esta é uma consideração crítica de projeto; a bobina do disparo por derivação não é classificada para serviço contínuo. Diversas referências na indústria — incluindo documentação técnica de fabricantes e distribuidores, como Eandisales — fornecem informações adicionais sobre a fiação interna e questões de aplicação que devem ser consideradas ao usar disjuntores com disparo por derivação.
Como Funciona: A Sequência Elétrica e Mecânica
Um disjuntor padrão dispara devido a uma sobrecarga causada por um fluxo excessivo de corrente através do disjuntor. Isso ocorre em uma série de etapas onde a lâmina bi-metálica se dobra e/ou a bobina magnética puxa causando a liberação da trava de disparo. Neste ponto, a alavanca do disjuntor move-se da posição ON para a posição TRIP, abrindo os contatos do disjuntor. Para reiniciar um disjuntor disparado, ele deve primeiro ser desligado completamente (OFF) e então ligado novamente (ON).
As sequências elétrica e mecânica para disparar um disjuntor com disparo por derivação diferem em como começam, mas são suficientes e terminam no mesmo resultado (disparado).
- Um contato normalmente aberto fecha no circuito de controle externo. Este contato pode representar um relé do painel de alarme de incêndio, um botão de parada de emergência, um detector de gás tóxico ou uma saída de um sistema de gerenciamento predial. Ele conectará a bobina do disparo por derivação à sua fonte de tensão de controle; geralmente 120VAC ou 24 VDC dependendo da classificação da bobina utilizada.
- O solenóide do shunt trip é energizado. Quando a eletricidade passa pela bobina de fio, ela gera um magnetismo que atrai um pequeno êmbolo ou pino de impacto para o núcleo da bobina. Este êmbolo tem uma conexão física com o mecanismo interno do disjuntor que dispara o circuito (a trava mecânica que os dispositivos térmicos e magnéticos acionam).
- O trinco de disparo é liberado. Quando o êmbolo atinge a barra de disparo, a trava é liberada e a energia armazenada na mola do mecanismo do disjuntor separa os contatos principais. A alavanca do disjuntor então retorna à posição TRIP. Neste ponto, se houver um interruptor auxiliar interno, ele pode abrir o circuito do solenóide para proteger a bobina.
- O circuito é desenergizado. A carga desconectada (da alimentação) fará com que o disjuntor permaneça na posição TRIP, até que seja reiniciado manualmente. A bobina do disparo por derivação será desenergizada seja pela abertura do contato de controle ou pela operação do interruptor interno de corte.
O método para resetar um disjuntor shunt trip é idêntico ao usado para resetar qualquer outro tipo de disjuntor – ou seja, girar a alça da posição “OFF” para a posição “ON”. Quando você realiza esta ação, o mecanismo shunt trip automaticamente se arma novamente como parte do reset e fica preparado para operação novamente.
Como um Disjuntor Shunt Trip Difere de um Disjuntor Padrão
| Característica | Disjuntor Padrão | Disjuntor Shunt Trip |
|---|---|---|
| Métodos de disparo | Sobrecarga térmica e curto-circuito magnético apenas | Térmico, magnético, mais disparo elétrico remoto via solenóide |
| Controle externo | Nenhum | Disparado por uma tensão externa aplicada aos terminais de controle |
| Tensão de controle | N/A | Tipicamente 120 VAC ou 24 VDC; deve ser especificado no pedido |
| Aplicações típicas | Proteção padrão de circuito ramal | Desligamento de segurança contra incêndio, circuitos de parada de emergência, isolamento remoto de carga |
| Procedimento de reset | Mover a alça de TRIP para OFF, depois para ON | Igual; o mecanismo shunt trip reseta com a alça |
Por que um Disjuntor Shunt Trip é Especificado
O disparo por derivação a função não é um luxo. Em muitas instalações, é uma exigência do código. O National Electrical Code (NEC) e as normas NFPA, aplicadas por autoridades como a Associação Nacional de Proteção contra Incêndios (NFPA), exigem o desligamento automático da energia elétrica em situações perigosas específicas:
- Supressão de incêndio em capô de cozinha comercial. No momento em que os sistemas Ansul ou Range Guard são ativados pela presença de fumaça, calor ou detecção de chama, a eletricidade para os aparelhos de cozinha sob o exaustor deve ser desligada. Disjuntores shunt trip são os tipos de disjuntores mais frequentemente aplicados e exigidos para este propósito e mandatados pela NFPA 96, conforme a listagem do fabricante dos supressores.
- Desligamento de energia do elevador. Para utilizar o sistema de supressão de incêndio no poço do elevador ou na sala de máquinas do elevador, a fonte elétrica principal que alimenta o elevador deve ser desligada para evitar que a eletricidade alimente o fogo (aumentando o risco de incêndio) e/ou crie um risco elétrico para os bombeiros durante o trabalho. Disjuntores shunt trip são o método aceito para realizar este desligamento elétrico.
- Circuitos de parada de emergência em máquinas industriais. Conectar um botão de parada de emergência que deve desligar um motor grande ou outro equipamento de processo via disjuntor shunt trip fornece uma forma positiva e à prova de falhas para desconectá-los. O shunt trip fornecerá uma maneira confiável de desconectar o equipamento independentemente de a bobina do contator permanecer energizada ou desenergizada.
- Redução remota de carga. Um gerente de edifício pode controlar um disjuntor shunt trip em uma instalação comercial remotamente através do seu sistema de gerenciamento para desligar cargas que não são essenciais para a operação da instalação. Isso ajudará a reduzir cobranças por demanda de pico que podem ser aplicadas.
Perguntas Frequentes
Como funciona um disjuntor shunt trip de 120V?
O disjuntor shunt trip é um dispositivo solenóide operado em 120 volts AC com dois terminais de controle a partir dos quais pode ser acionado. Quando o alarme de incêndio, parada de emergência ou qualquer outro contato de segurança fecha, então 120 volts serão fornecidos à bobina que ativará um êmbolo solenóide que aciona um mecanismo de disparo que desconectará o fornecimento elétrico para a carga (ou seja, disparará). Deve-se também notar que a bobina é um dispositivo de serviço momentâneo apenas.
O que causa o disparo de um disjuntor shunt trip?
Ao aplicar uma tensão de controle externa — de um detector de gás (ou outros dispositivos similares) ou de um sistema de supressão de incêndio, por exemplo — as bobinas de um circuito de disparo por shunt podem ser ativadas e resultarão na energização do disjuntor, causando seu disparo. O disjuntor com disparo por shunt disparará por razões além de apenas sobrecarga e curto-circuito, assim como um disjuntor comum faria.
Por que você precisaria de um disjuntor com disparo por shunt?
Sempre que um sistema automático de segurança requer que a energia seja desconectada de um circuito, você precisa de um disjuntor com ‘disparo por shunt’ (por exemplo, para desligar um aparelho de cozinha quando o sistema de incêndio do exaustor da cozinha é ativado, ou interromper a energia de um elevador antes que o sistema de sprinklers seja acionado na caixa de ventilação). Isso geralmente é exigido por código, não apenas uma opção, portanto verifique os códigos e regulamentos locais de construção antes de prosseguir.
Um disparo por bobina auxiliar é normalmente aberto ou fechado?
Normalmente, o circuito da bobina de disparo por shunt (conjunto) está “aberto” devido aos contatos de controle estarem “abertos” (relé do alarme de incêndio ou parada de emergência) durante a operação normal. Os contatos de controle então “fecham” para energizar a bobina e disparar o disjuntor. Os contatos principais de energia do disjuntor estão “normalmente fechados” quando o disjuntor está “LIGADO” e “abertos” quando disparados (devido à bobina estar energizada) ou desligados manualmente (“DESLIGADO”).
Referências
- National Fire Protection Association (NFPA) — NFPA 96 e NFPA 70 — Normas que regem a supressão de incêndio em cozinhas comerciais e o Código Elétrico Nacional, incluindo requisitos para disparo por shunt.
- Eandisales — O que é um disjuntor com disparo por shunt? — Visão técnica da função, fiação e aplicações do disjuntor com disparo por shunt.
- Eaton — Disjuntores com disparo por shunt — Fabricante de disjuntores residenciais e comerciais com disparo por shunt, com guias de aplicação e fiação.
- Schneider Electric — Acessórios de disparo por shunt para disjuntores Square D — Informações de produto e orientações de instalação para unidades de disparo por shunt em disjuntores QO e Homeline.
A disjuntor com disparo por shunt adiciona uma função crítica única ao disjuntor térmico-magnético padrão: a capacidade de ser disparado por comando de um sistema de segurança, alarme de incêndio ou parada de emergência. É um mecanismo simples — um solenóide, um êmbolo, uma trava de disparo — mas que preenche a lacuna entre proteção contra sobrecorrente e segurança de vida. Quando o fogo atinge o exaustor, o disjuntor dispara antes que as chamas se espalhem. É para isso que ele serve.
