Curva C vs. Curva D: Disjuntor para Entrada de Nobreak (UPS) - Qual Usar?

Um disjuntor de entrada de nobreak (UPS) pode ser dimensionado corretamente pela corrente e ainda disparar no momento em que o nobreak é energizado.

Isso geralmente é visto quando o tamanho do cabo está correto, a corrente nominal do disjuntor é razoável e não há falha downstream — mas o disjuntor dispara apenas durante a inicialização.

Nesse caso, a primeira coisa a verificar não é o tamanho do disjuntor.

É a característica de disparo.

Um disjuntor de curva C e um de curva D podem ter a mesma corrente nominal, mas reagem de forma muito diferente à corrente de irrupção de curta duração.

Isso é importante nas entradas de nobreaks.

Curva C e curva D: o que realmente muda?

Para disjuntores miniatura, a principal diferença é a faixa de disparo magnético instantâneo.

In é a corrente nominal do disjuntor.

Para um disjuntor de 63 A:

• Curva C: cerca de 315 a 630 A
• Curva D: cerca de 630 a 1.260 A

Esses são intervalos, não pontos de disparo fixos.

A resposta do disjuntor também depende de quanto tempo a corrente dura.

Portanto, a inicialização do nobreak deve ser verificada contra ambos:

magnitude da corrente de irrupção + duração da irrupção

A referência correta é a curva tempo-corrente do fabricante do disjuntor.

Por que a inicialização do nobreak pode disparar o disjuntor de entrada

Existem duas causas comuns.

Carregamento do capacitor do barramento CC

Quando o nobreak é energizado, os capacitores do barramento CC precisam carregar.

A maioria dos sistemas de nobreak modernos usa um circuito de pré-carga ou inicialização controlada do retificador para limitar essa corrente.

Dependendo do retificador e do projeto de pré-carga, a corrente de inicialização pode exceder temporariamente a corrente de entrada de operação normal em uma margem significativa.

O valor real varia de acordo com o projeto do nobreak.

Se o fabricante fornecer a corrente e a duração da irrupção de entrada, use esses valores.

Irrupção de magnetização do transformador

Isso é especialmente importante em sistemas de nobreak de baixa frequência baseados em transformador.

Quando o transformador de entrada é energizado, a irrupção de magnetização pode ser muito maior do que a corrente em estado estacionário.

O pico depende de:

• ângulo de comutação
• fluxo residual no núcleo do transformador
• projeto do transformador
• impedância da fonte

É por isso que o mesmo nobreak pode iniciar normalmente uma vez e disparar na tentativa seguinte.

Nada mais mudou.

A condição de energização mudou.

Nota de engenharia:
Se um nobreak inicia normalmente em algumas tentativas, mas dispara o disjuntor em outras, especialmente com um transformador de entrada, não aumente imediatamente a corrente nominal do disjuntor. Verifique primeiro a forma de onda de inicialização, a irrupção do transformador e a configuração instantânea do disjuntor.

Não resolva o disparo na inicialização simplesmente aumentando o tamanho do disjuntor

Esta é uma correção comum no local.

Um disjuntor de 63 A dispara, então é substituído por um de 80 A ou 100 A.

O nobreak inicia, mas a proteção pode não estar mais correta.

O disjuntor maior pode reduzir a proteção do cabo e afetar a coordenação com o disjuntor upstream.

Antes de aumentar a corrente nominal do disjuntor, verifique:

• corrente de entrada real do nobreak
• disjuntor recomendado pelo fabricante
• corrente de irrupção na inicialização
• característica de disparo do disjuntor
• ampacidade do cabo
• proteção upstream

Se o disjuntor disparar apenas quando o nobreak for energizado, verifique a curva de disparo antes de alterar a corrente nominal.

Corrente nominal e característica de disparo são duas verificações diferentes

Este é o ponto chave.

Corrente nominal: verifique o lado de entrada do nobreak

O disjuntor de entrada deve ser selecionado a partir da corrente de entrada real do nobreak, não apenas do kVA de saída.

A corrente de entrada depende de:

• carga
• fator de potência de entrada
• eficiência do nobreak
• corrente de carregamento da bateria
• distorção da corrente de entrada

Portanto, dois sistemas de nobreak com a mesma classificação kVA podem exigir classificações de disjuntor de entrada diferentes.

O manual de instalação deve ser a primeira referência.

Se o fabricante fornecer um tamanho de disjuntor de entrada recomendado, comece por aí e verifique-o em relação às condições do cabo e da instalação.

Característica de disparo: verifique a irrupção na inicialização

Uma vez confirmada a corrente nominal, verifique se o disjuntor consegue suportar a inicialização normal.

Compare os dados de irrupção do nobreak com a curva tempo-corrente do disjuntor.

Uma regra prática é:

• se a irrupção entrar na região instantânea da curva C, o disparo indevido é possível
• se o nobreak tiver um transformador de entrada, a curva D pode fornecer mais margem de inicialização
• se o nobreak tiver partida suave bem controlada e baixa irrupção, a curva C pode ser suficiente

A escolha correta não é automaticamente D.

É a característica do disjuntor que pode suportar a inicialização normal, ao mesmo tempo em que fornece proteção adequada contra falhas.

A curva D não é automaticamente melhor

Um disjuntor de curva D tolera corrente de curta duração mais alta.

Isso ajuda com a irrupção na inicialização.

Mas o limiar de disparo instantâneo mais alto também significa que o circuito pode precisar de uma corrente de falha mais alta para disparar rapidamente.

Por exemplo, um disjuntor D63 entra em sua faixa de disparo magnético instantâneo em torno de:

63 × 10 = 630 A

Isso não significa que 630 A garantem disparo instantâneo.

A eliminação confiável de falhas ainda precisa ser verificada contra a curva de disparo do fabricante e a corrente de curto-circuito prospectiva disponível.

Isso é importante especialmente onde a instalação tem:

• cabos de alimentação longos
• alta impedância de loop
• uma fonte relativamente fraca
• capacidade limitada do transformador upstream

Portanto, a curva D não deve ser selecionada apenas porque uma curva C dispara indevidamente.

A corrente de curto-circuito disponível ainda precisa ser verificada.

Sistemas de nobreak baseados em transformador exigem mais atenção

Sistemas de nobreak baseados em transformador geralmente exigem mais atenção durante a seleção do disjuntor porque a irrupção de magnetização do transformador pode ser muito maior do que a corrente de operação normal.

Um disjuntor pode parecer correto em relação à corrente em estado estacionário e ainda disparar na energização.

Para esses sistemas de nobreak, um MCB de curva D pode ser mais adequado se a irrupção na inicialização entrar na região instantânea da curva C.

Mas a seleção final ainda deve satisfazer:

• proteção do cabo
• proteção contra curto-circuito
• condições do loop de falha
• coordenação upstream

Para sistemas de nobreak maiores, C vs. D nem sempre é a pergunta certa

As características C e D aplicam-se principalmente a disjuntores miniatura.

Para sistemas de nobreak trifásicos maiores, a proteção de entrada é mais frequentemente um:

• MCCB
• MCCB ajustável
• ACB

Nesses casos, a questão real é geralmente a configuração de proteção, não a letra C ou D.

Verifique:

• pickup de tempo longo
• pickup de tempo curto
• pickup instantâneo
• atraso de tempo curto
• coordenação upstream e downstream

Em sistemas de nobreak maiores, como 80 kVA, 120 kVA ou 200 kVA, isso é geralmente mais relevante do que comparar curvas C e D.

Verifique também o disjuntor upstream

O disjuntor do alimentador do nobreak não é o único dispositivo que vê a irrupção na inicialização.

O disjuntor upstream também a vê.

Se a configuração instantânea upstream for muito baixa, o disjuntor do alimentador do nobreak pode permanecer fechado enquanto o disjuntor upstream dispara.

Isso pode desligar uma parte muito maior do sistema de distribuição.

Para sistemas maiores, a coordenação deve ser verificada usando:

• tabelas de seletividade do fabricante
• curvas tempo-corrente
• cálculos de coordenação de proteção

Não confie apenas na corrente nominal do disjuntor.

Harmônicos de entrada também afetam o carregamento do disjuntor

Algumas topologias de retificador de nobreak podem ter distorção de corrente de entrada relativamente alta.

Isso aumenta a corrente RMS e o aquecimento em:

• cabos
• disjuntores
• barramentos
• terminais

Sistemas de nobreak modernos com PFC ativo geralmente têm distorção de corrente de entrada muito menor, mas os dados reais do fabricante ainda devem ser usados.

Para dimensionamento de disjuntor, use a corrente de entrada RMS real sob a condição de operação relevante.

Lista de verificação prática para disjuntor de entrada de nobreak

Ponto final

A seleção do disjuntor de entrada do nobreak se resume a três perguntas separadas:

A corrente nominal do disjuntor é selecionada a partir da corrente de entrada do nobreak.

A característica de disparo do disjuntor ou a configuração magnética deve ser coordenada com a irrupção na inicialização do nobreak e a corrente de curto-circuito disponível.

A seleção final do disjuntor ainda deve satisfazer a proteção do cabo, a proteção contra curto-circuito e a coordenação upstream.

Se um nobreak disparar apenas durante a inicialização, não assuma que o disjuntor é muito pequeno.

Verifique se a irrupção na inicialização está simplesmente entrando em sua região de disparo instantâneo.

Em muitos casos, o problema não é a capacidade do disjuntor.

É a característica do disjuntor.