Disjuntores em caixa moldada (MCCBs) são amplamente utilizados para proteger os sistemas de distribuição elétrica contra sobrecargas e curto-circuitos.
Os disjuntores MCCB são utilizados em instalações industriais, edifícios comerciais, quadros de distribuição, máquinas e outras aplicações que envolvem correntes mais elevadas.
A escolha de um disjuntor MCCB adequado vai além da simples correspondência entre a classificação de amperagem do disjuntor e a da carga.
Outras considerações incluem a corrente de carga, a tensão do sistema, o número de pólos, a capacidade de interrupção, a curva de disparo, o diâmetro do cabo, as condições ambientais e a coordenação da proteção.
Hoje, nossa equipe apresentará um procedimento passo a passo para a seleção de um MCCB.
Será útil para engenheiros, eletricistas, fabricantes de painéis, distribuidores e compradores que desejam escolher um MCCB que ofereça proteção adequada sem disparar desnecessariamente.
O que é a seleção de MCCBs?
A seleção do MCCB envolve o processo de escolha do disjuntor em caixa moldada com base nas necessidades elétricas, mecânicas e ambientais da instalação.
Os critérios de seleção incluem corrente de carga normal, tensão, nível de falha, capacidade do condutor, característica de disparo e necessidades de proteção.
Consequentemente, a escolha de um MCCB difere da escolha de um disjuntor com classificação de corrente adequada.
Isso ocorre porque uma seleção adequada garantirá uma operação segura em situações normais e anormais.
Por que a escolha correta do disjuntor MCCB é importante?
A seleção adequada de disjuntores MCCB garante uma proteção eficiente contra sobrecargas e curtos-circuitos.
Isso também garante que os cabos, motores, transformadores, equipamentos de distribuição e outros componentes elétricos fiquem protegidos contra sobrecorrente.
A seleção inadequada de disjuntores MCCB resulta em disparos frequentes, superaquecimento, baixa capacidade de interrupção de falhas e operação ineficiente do sistema.
Visão geral dos parâmetros de seleção do MCCB
Antes de selecionar um disjuntor MCCB, identifique os principais parâmetros elétricos e de instalação. Esses fatores atuam em conjunto, e não de forma independente.
| Parâmetro | O que você precisa determinar |
|---|---|
Corrente de carga |
Corrente nominal de operação |
Corrente nominal |
Corrente nominal exigida para o disjuntor MCCB |
Tensão |
Tensão de operação do sistema |
Postes |
2P, 3P ou 4P |
Capacidade de ruptura |
Corrente de curto-circuito prospectiva |
Unidade de deslocamento |
Térmico, magnético ou eletrônico |
Configurações da viagem |
Características de proteção exigidas |
Tamanho do cabo |
Capacidade de corrente do condutor |
Instalação |
Temperatura e ambiente |
Coordenação |
Proteção a montante e a jusante |
Etapa 1: Calcular a corrente de carga
Determinar a carga conectada
Primeiro, determine a carga elétrica total conectada.
Determine as cargas contínuas e as cargas não contínuas, bem como os principais equipamentos, como motores, aquecedores, cargas de iluminação, transformadores e outras máquinas.
A carga conectada servirá de base para o cálculo da corrente de carga conduzida pelo MCCB.
É importante observar que a carga total conectada nem sempre corresponde à carga real.
Calcular a corrente em carga total
Para uma carga monofásica, a corrente geralmente pode ser estimada utilizando
I = P / (V × PF)
Para um sistema trifásico:
I = P / (√3 × V × PF)
Onde I está atualizado, P é poder, V é a tensão, e PF é o fator de potência.
No caso de cargas resistivas, o fator de potência pode ser próximo de 1. As cargas de motor requerem atenção especial, uma vez que sua corrente de partida é muito maior em comparação com seu consumo normal de corrente.
Levar em consideração a expansão futura da carga
Não escolha o disjuntor MCCB adequado com base apenas na carga atual, caso haja um crescimento futuro.
Mas também não se deve ir ao extremo, escolhendo um disjuntor MCCB muito grande, o que pode prejudicar a proteção contra sobrecarga.
Etapa 2: Determinar a classificação de corrente necessária do MCCB
Ajustar a classificação do MCCB à corrente de operação
A sequência básica de seleção é:
Corrente de carga → Corrente nominal necessária → Classificação padrão do MCCB
Por exemplo, quando a corrente de operação calculada fica em torno de 144 A, pode ser adequado utilizar um disjuntor MCCB com corrente nominal de 160 A, desde que todos os outros fatores justifiquem essa opção.
Evite escolher tamanhos menores do que o adequado
Um disjuntor MCCB com capacidade insuficiente pode disparar com muita frequência durante o funcionamento normal, causando paradas desnecessárias, prejudicando o processo e gerando problemas de manutenção desnecessários.
Evite tamanhos excessivamente grandes
Se um disjuntor MCCB for dimensionado acima do necessário, não haverá proteção adequada contra sobrecarga dos condutores.
A escolha de um MCCB com capacidade excessiva também diminui a sensibilidade da proteção e faz com que uma corrente elevada circule pelo circuito.
Exemplo
Caso a corrente de projeto seja calculada em 144 A, é preferível optar por um disjuntor MCCB de 160 A em vez de escolher um disjuntor com capacidade nominal muito superior. Essa decisão deve ser verificada em relação à capacidade de corrente do cabo.
Etapa 3: Verifique a tensão do sistema
Tensão nominal de operação
É necessário que o disjuntor MCCB tenha a tensão nominal adequada, de acordo com o sistema elétrico. A tensão nominal do disjuntor deve ser igual ou superior à tensão do sistema.
Uma tensão nominal inadequada do disjuntor representará um risco à segurança.
Aplicações em corrente alternada e corrente contínua
As aplicações de corrente alternada (CA) e corrente contínua (CC) não podem ser utilizadas de forma intercambiável. A interrupção da corrente contínua pode ser mais complexa, uma vez que a corrente não chega a zero automaticamente, ao contrário da corrente alternada, na qual ela chega a zero.
Portanto, um disjuntor MCCB utilizado em aplicações de corrente contínua requer valores nominais corretos de tensão CC e capacidade de interrupção, conforme especificado pelo fabricante desse disjuntor.
Verifique o isolamento e os requisitos do sistema
Certifique-se de ter verificado os valores nominais de tensão de isolamento, bem como quaisquer outros critérios exigidos. É essencial verificar as especificações na documentação do produto.
Etapa 4: Selecione o número de pólos
O número de pólos será determinado pelo projeto do sistema e pela necessidade de comutação ou isolamento do neutro.
MCCB de 2 pólos
É possível utilizar um disjuntor MCCB de 2 pólos em algumas operações monofásicas quando ambos os pólos precisam ser desligados ou isolados.
MCCB de 3 pólos
Um disjuntor MCCB tripolar costuma ser utilizado em situações em que é necessário desligar as três fases, e não o neutro.
MCCB de 4 pólos
Em um sistema trifásico mais neutro, no qual é necessário comutar ou isolar o neutro, utiliza-se um disjuntor MCCB de 4 pólos.
| Poste | Uso típico | Considerações sobre a seleção |
|---|---|---|
2P |
Circuitos monofásicos |
Verifique os requisitos relativos à linha e ao neutro |
3P |
Circuitos trifásicos |
Utilizado quando a comutação do neutro não é necessária |
4P |
Trifásico + neutro |
Utilizado quando é necessária a comutação/isolamento do neutro |
Etapa 5: Determinar a capacidade de frenagem necessária
O que é a capacidade de interrupção de um MCCB?
A capacidade de interrupção é o maior valor de corrente que o MCCB pode interromper com segurança sob condições especificadas.
Essa é uma das principais considerações na seleção de disjuntores MCCB, uma vez que as correntes de falha podem ser várias vezes superiores às correntes de serviço.
Determinar a corrente de curto-circuito prevista
É necessário calcular a corrente de curto-circuito possível/disponível para o ponto de instalação. A corrente de curto-circuito possível/disponível depende da fonte de alimentação, do transformador, da impedância, dos condutores, etc.
A capacidade de interrupção do MCCB deve corresponder à corrente de falha prevista no ponto de instalação.
ICU x ICS
UTI, ou capacidade máxima de interrupção de curto-circuito, representa a corrente máxima de curto-circuito que o disjuntor pode interromper sob condições de teste especificadas.
Ics, ou capacidade de interrupção em curto-circuito do serviço, representa um nível de corrente de curto-circuito associado à capacidade do disjuntor de continuar prestando serviço após testes de interrupção especificados.
Ambos os valores devem ser analisados ao selecionar um MCCB, especialmente para instalações críticas.
Por que a capacidade de ruptura não deve ser ignorada
Caso a corrente de falha seja maior do que a capacidade de interrupção do disjuntor, o MCCB não será capaz de interromper a corrente de falha.
Exemplo
Caso a corrente de falha prevista no painel seja de 25 kA, o disjuntor MCCB escolhido deve ter uma capacidade de interrupção adequada de, no mínimo, 25 kA nas condições exigidas. Um equipamento com capacidade nominal de 36 kA será adequado nesse caso.
Etapa 6: Escolha a unidade de disparo do MCCB
Os disjuntores MCCBs geralmente utilizam tecnologias de disparo termomagnéticas ou eletrônicas.
Unidade de Disparo Térmico-Magnético
Os dispositivos termomagnéticos são utilizados para proteção contra sobrecargas, por meio de seu funcionamento térmico, e para proteção contra curtos-circuitos, por meio de seu funcionamento magnético.
Esses dispositivos têm capacidade de ajuste limitada, o que os torna menos adequados para sistemas complexos.
Unidade Eletrônica de Disparo
Os dispositivos de desligamento elétrico oferecem um controle mais preciso. Dependendo do produto, eles podem fornecer proteção ajustável de longo prazo, curto prazo, instantânea e contra falhas de aterramento.
Elas são especialmente valiosas para sistemas de distribuição industrial, nos quais a coordenação e a seletividade são necessárias.
| Recurso | Térmico-magnético | Eletrônico |
|---|---|---|
Proteção contra sobrecarga |
Ajuste fixo/limitado |
Altamente ajustável |
Proteção contra curto-circuito |
Magnético |
Eletrônico ajustável |
Precisão |
Padrão |
Mais alto |
Ajustabilidade |
Limitada |
Extenso |
Aplicativos |
Geral |
Sistemas avançados |
Etapa 7: Definir as características necessárias da viagem
Proteção de longo prazo
A proteção para períodos prolongados leva em consideração situações de sobrecarga que se prolongam no tempo.
As configurações devem levar em consideração a carga normal e as necessidades dos equipamentos protegidos.
Proteção de curto prazo
A proteção contra sobrecargas de curta duração atua em correntes mais altas que se mantêm por algum tempo.
As configurações adequadas podem permitir a coordenação com os dispositivos de proteção localizados abaixo dele.
Proteção instantânea
A proteção instantânea proporciona um desligamento rápido em caso de altas correntes de curto-circuito.
A configuração correta deve ser escolhida de forma que o MCCB reaja rapidamente, sem causar nenhum desligamento desnecessário durante transientes.
Proteção contra falha de aterramento
O GFCI pode ser necessário em um sistema de distribuição mais complexo, no qual existam requisitos específicos de segurança e proteção.
Esses fatores são determinados pelo projeto do sistema de distribuição.
Etapa 8: Escolha o disjuntor MCCB adequado ao tamanho do cabo
Por que a proteção dos cabos é importante
O MCCB precisa proteger não apenas a carga, mas também os condutores.
A escolha do disjuntor sem levar em conta o cabo expõe os condutores a sobrecorrente.
Verificar a capacidade de corrente do cabo
A capacidade de carga dos cabos depende do material do condutor, da seção do condutor, do isolamento, da instalação, da temperatura ambiente e do número de condutores sob carga.
Portanto, o disjuntor MCCB escolhido e suas características técnicas devem ser compatíveis com a capacidade de corrente dos cabos.
Coordenação de MCCBs e cabos
Os disjuntores MCCBs com dimensionamento excessivo podem permitir que correntes excedam os limites de segurança do cabo antes de dispararem. Portanto, é necessário verificar se a proteção do cabo está garantida.
Exemplo prático
Caso seja utilizado um fio de cobre de 70 mm² em um circuito elétrico, o valor da capacidade de corrente deve ser calculado antes de determinar a classificação do MCCB.
Etapa 9: Considere a partida do motor e a corrente de irrupção
A corrente operacional normal nem sempre é suficiente para o dimensionamento do MCCB.
Os motores consomem várias vezes a corrente nominal durante a partida.
O transformador e os capacitores causarão correntes de irrupção transitórias.
Caso a proteção instantânea ou de curta duração seja muito sensível, as correntes normais de partida acionarão o desligamento.
Em aplicações nas quais os motores acionam equipamentos, preste atenção à corrente e ao tempo de partida, às características do motor e à coordenação do MCCB com o sistema de proteção do motor.
Etapa 10: Verificar a instalação e as condições ambientais
Temperatura ambiente
Temperaturas ambientes elevadas podem afetar a capacidade de dissipação de calor do MCCB, o que pode exigir uma redução da potência nominal, de acordo com as especificações do fabricante.
Caixa e instalação
Determine se o MCCB será instalado dentro do quadro de distribuição, quadro de comando, painel de controle ou qualquer outro compartimento.
Os equipamentos instalados dentro do gabinete podem atingir temperaturas internas mais elevadas do que as do ar ambiente.
Altitude
Altitudes superiores às condições normais de operação do produto podem exigir a consulta às instruções do fabricante no que diz respeito às propriedades térmicas e ao isolamento do produto.
Umidade, poeira e ambientes corrosivos
Pó, umidade, produtos químicos e ambientes corrosivos podem afetar a confiabilidade dos equipamentos.
Para aplicações ao ar livre e em ambientes industriais adversos, pode ser necessário o uso de um invólucro adequado e de um disjuntor MCCB.
Etapa 11: Verificar a coordenação e a seletividade da proteção
O que é a coordenação de proteção?
A coordenação de proteção refere-se à configuração adequada dos sistemas de proteção, de modo que funcionem corretamente quando ocorrer uma falha.
Seletividade do MCCB
A seletividade visa garantir que o dispositivo de proteção mais próximo do local da falha seja acionado antes de quaisquer dispositivos a montante, sempre que possível.
Por exemplo, o disjuntor do ramal a jusante deve disparar durante uma falha no ramal sem acionar o MCCB principal.
MCCB com MCB ou outros dispositivos de proteção
O disjuntor MCCB mestre pode alimentar um ou mais disjuntores MCCB de alimentação, que, por sua vez, alimentariam circuitos protegidos por um disjuntor MCB ou outros dispositivos.
Por que a coordenação é importante
Uma coordenação eficaz evita qualquer interrupção desnecessária no fornecimento de energia e reduz a extensão da interrupção no sistema elétrico.
Etapa 12: Considere os acessórios e recursos adicionais do MCCB
A escolha dos acessórios deve ser feita com base nos requisitos do sistema.
Os contatos auxiliares podem fornecer informações sobre o estado do disjuntor aos sistemas de controle.
Os contatos de alarme são capazes de indicar a condição de falha do disjuntor.
O disparador de derivação é utilizado para o acionamento elétrico remoto do disjuntor, o que pode ser necessário para um sistema de desligamento de emergência.
O dispositivo de desligamento por subtensão acionará ou impedirá o fechamento em condições de subtensão.
Em sistemas automatizados, os acionadores elétricos permitem a operação remota dos disjuntores nas posições de abertura e fechamento.
Etapa 13: Verificar normas e certificações
Normas comuns para disjuntores MCCB
Os disjuntores MCCB geralmente seguem a norma IEC 60947-2 para disjuntores de baixa tensão. Para disjuntores em caixa moldada na América do Norte, há a exigência da norma UL 489.
Esses requisitos podem variar de acordo com a localização do projeto e a aplicação.
Por que as certificações são importantes
Os certificados assumem especial importância ao se trabalhar com projetos internacionais, instalações industriais, estabelecimentos comerciais, projetos governamentais e exportação de produtos.
Lembre-se de consultar as fichas técnicas oficiais, os certificados e os requisitos de fabricação, em vez de se basear apenas nas informações de marketing.
Exemplo de seleção de MCCB: Cálculo completo passo a passo
Vamos considerar agora uma rede de distribuição trifásica com tensão de operação de 400 volts. Suponhamos que a carga conectada seja de 90 kW, com fator de potência de 0,9 e corrente de curto-circuito prevista de 25 kA.
1. Calcular a corrente de carga
Para um sistema trifásico:
I = P / (√3 × V × PF)
I = 90.000 / (1,732 × 400 × 0,9)
I ≈ 144 A
Portanto, a corrente de operação calculada é de aproximadamente 144 A.
2. Selecione a intensidade nominal
Pode-se optar por um disjuntor MCCB de 160 A, uma vez que esse valor é superior à corrente de operação. No entanto, ele deve atender a determinados critérios relativos à capacidade de corrente do cabo, ao desclassamento e às especificações do fabricante.
3. Confirme a tensão
The MCCB must be rated for the 400 V three-phase system.
4. Select Poles
Since the application is a three-phase distribution network, a 3-pole MCCB is suitable when there is no need for neutral switching.
5. Select Breaking Capacity
Short-circuit current prospective = 25 kA. This means that the MCCB selected should have a minimum breaking capacity of 25 kA. The product with an Icu rating greater than 36 kA can be used for additional capacity.
6. Select Trip Unit
Short-circuit current prospective = 25 kA. This means that the MCCB selected should have a minimum breaking capacity of 25 kA.
The product with an Icu rating greater than 36 kA can be used for additional capacity.
7. Check Cable Compatibility
A 70 mm² copper wire can be taken into consideration as an example, but the ampacity of such a wire has to be proven.
Final MCCB Specification
| Parâmetro | Selected Requirement |
|---|---|
Aplicativo |
Distribuição trifásica |
Tensão |
400 V |
Corrente de carga |
Approximately 144 A |
MCCB Rating |
160 A |
Postes |
3P |
Capacidade de ruptura |
≥25 kA; 36 kA example |
Unidade de deslocamento |
Electronic, if adjustment is required |
Tamanho do cabo |
70 mm² Cu example, subject to verification |
Protection |
Overload + short circuit |
MCCB Selection Mistakes to Avoid
Avoid these common mistakes during MCCB selection:
- Selecting the breaker only by ampere rating.
- Ignoring the prospective short-circuit current.
- Choosing insufficient breaking capacity.
- Oversizing the MCCB unnecessarily.
- Ignoring cable ampacity and installation conditions.
- Using incorrect trip settings.
- Ignoring motor starting or transformer inrush current.
- Failing to coordinate upstream and downstream protection.
- Ignoring temperature, altitude, dust, moisture, or corrosive conditions.
- Failing to verify the manufacturer’s actual technical specifications.
A correct selection should consider the complete electrical system rather than one parameter in isolation.
MCCB Selection Checklist for Engineers and Buyers
Use this checklist before finalizing an MCCB specification.
| Checkpoint | Question |
|---|---|
Load |
What is the maximum operating current? |
Tensão |
What is the system voltage? |
Postes |
How many poles are required? |
Capacidade de ruptura |
What is the available fault current? |
Unidade de deslocamento |
Which protection technology is required? |
Configurações da viagem |
What settings are needed? |
Cable |
Is the MCCB suitable for the conductor? |
Meio ambiente |
Are derating factors required? |
Coordenação |
Is the system selectively coordinated? |
Standards |
Which certifications are required? |
How to Choose the Right MCCB for Different Applications?
MCCB Selection for Industrial Machinery
In most cases, industrial machines have high starting currents in motors, compressors, pumps, etc.
When selecting an MCCB, these aspects should be taken into consideration – motor starting, short circuit, cable loading, and adjusting trips.
Electronic trips may prove useful when adjustment and coordination is needed.
MCCB Selection for Commercial Buildings
MCCB is generally used for commercial buildings as main distribution and feeders.
The selection criteria shall include load diversity, feeder currents, cable protection, selectivity, and reliability.
Correct coordination can help avoid the fault in one segment from tripping a major portion of the building.
MCCB Selection for Solar and Renewable Energy Systems
Solar technology demands attention to whether the circuit is an AC or DC circuit. For DC applications, the MCCB requires having appropriate DC voltage and interrupting capacity.
Verification of voltage, faults, environmental exposure, and approved applications by the manufacturer is recommended.
MCCB Selection for Main Distribution Panels
Main distribution boards may need higher current ratings, higher breaking capacity, and advanced electronic trips.
Coordination with the downstream MCCBs and MCBs is very significant since the main breaker influences the reliability of the whole distribution system.
MCCB vs MCB: Which One Should You Select?
MCBs are generally intended for lower-current final circuits, while MCCBs are commonly used for higher-current distribution and industrial applications.
| Recurso | MCB | MCCB |
|---|---|---|
Faixa atual |
Mais baixo |
Mais alto |
Capacidade de ruptura |
Generally lower |
Generally higher |
Ajuste da viagem |
Limitada |
More adjustable |
Aplicativos |
Final circuits |
Distribution and industrial |
Acessórios |
Limitada |
Extenso |
Configurações de proteção |
Básico |
Advanced options |
An MCCB is generally more appropriate when the application requires higher current capacity, higher fault interruption capability, adjustable protection, advanced accessories, or detailed coordination.
Questions to Ask Before Buying an MCCB
MCCB Selection for Main Distribution Panels
Before purchasing an MCCB, confirm:
- What is the normal and maximum operating current?
- What is the system voltage?
- What is the prospective short-circuit current?
- What breaking capacity is required?
- How many poles are needed?
- Is a thermal magnetic or electronic trip unit required?
- What trip settings are necessary?
- What cable size and ampacity must be protected?
- Are specific certifications required?
- Are accessories needed for remote operation or monitoring?
Answering these questions before ordering helps prevent incorrect specifications and costly replacement after installation.
Final Thought
The selection of MCCBs is a matter of engineering rather than just choosing a larger current rating.
It has to be compatible with the load, voltage, fault level, cabling capacity, tripping characteristics, environmental conditions, and coordination.
Choosing a good MCCB ensures reliable overload and short circuit protection without frequent trips and downtime of the equipment.
There needs to be a verification of the final selection by engineers or the buyer from the manufacturer’s data and standards.
If you are looking for a reliable and cost-effective MCCB manufacturer from China, or require technical support for your electrical protection project, please send your inquiry or technical requirements to CNTN Electric.
Our team is committed to providing suitable circuit protection solutions for different applications.
