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Os sistemas elétricos são projetados para operar com segurança em condições normais, mas falhas como curtos-circuitos e fugas de corrente para a terra podem causar a passagem de correntes extremamente altas em milissegundos. O nível de corrente disponível durante uma falha é conhecido como Corrente de Falha Potencial (CFP).

Compreender o PFC (Corrente de Potência de Curto-Circuito) e a Corrente de Curto-Circuito Prospectiva (PSCC) ajuda eletricistas, engenheiros e empreiteiros a selecionar dispositivos de proteção com capacidades de interrupção adequadas e a manter a operação segura em todas as instalações.

O que é corrente de falta prospectiva (PFC)?

A Corrente de Curto Potencial é a corrente máxima que poderia fluir em um circuito elétrico durante uma condição de falha, caso a impedância dos dispositivos de proteção fosse desprezível. Ela representa a maior corrente de curto-circuito possível em um ponto específico da instalação.

O córtex pré-frontal é influenciado por diversos fatores, incluindo:

Correntes de falta mais elevadas geralmente ocorrem mais perto do transformador de alimentação, onde a impedância é menor.

Diferença entre PFC, PSCC e PEFC

O termo PFC é frequentemente usado como uma descrição geral da corrente de falta disponível, enquanto PSCC e PEFC descrevem tipos de falta específicos.

Corrente de curto-circuito potencial (PSCC)

PSCC refere-se à corrente de falha entre condutores energizados, como por exemplo:

As faltas trifásicas geralmente produzem os valores de corrente de falta mais elevados.

Corrente de falha de terra potencial (PEFC)

PEFC refere-se à corrente que flui durante uma falta à terra. O valor depende muito do sistema de aterramento e da impedância do circuito de falta à terra.

Em muitas inspeções elétricas, são medidos tanto o PSCC quanto o PEFC, e o valor mais alto é registrado como o PFC da instalação.

Por que a corrente de falha é importante

Dispositivos de proteção como disjuntores, RCBOs, MCCBs e fusíveis são projetados para interromper correntes de falha com segurança antes que ocorram danos em uma instalação elétrica.

Se a corrente de curto-circuito prevista exceder a capacidade de interrupção do dispositivo de proteção, o equipamento poderá falhar durante uma condição de curto-circuito, causando potencialmente danos graves à chave de manobra e aumentando os riscos de segurança.

Cálculos precisos de corrente de curto-circuito ajudam engenheiros e eletricistas a selecionar as classificações adequadas de quadros de distribuição, coordenar corretamente os dispositivos de proteção, reduzir os riscos de arco elétrico e verificar se os tempos de desconexão estão em conformidade com as normas de instalações elétricas.

Por exemplo, um disjuntor de 6 kA não deve ser instalado em um circuito onde a corrente de falha medida exceda 6 kA, pois o disjuntor pode não ser capaz de interromper a falha com segurança.

Como calcular a corrente de curto-circuito potencial

A fórmula mais comum usada para calcular o PSCC é:

 

Onde:

Isc =

V Z

A impedância total inclui:

À medida que a impedância diminui, a corrente de falha aumenta.

Exemplo de cálculo de PSCC

Considere um sistema trifásico de 400V alimentado por um transformador de 500kVA com impedância de 5%.

Passo 1: Calcular a corrente de plena carga

IFL =

500000 √3 × 400

A corrente em plena carga é de aproximadamente 722A.

Passo 2: Calcular a corrente de curto-circuito

ISC =

× 722 100 5

A corrente de curto-circuito estimada é de aproximadamente 14.4 kA.

Esse valor seria então comparado com a capacidade de interrupção dos dispositivos de proteção instalados no sistema.

Fatores que afetam PSCC e PFC

Diversas características da instalação podem aumentar ou reduzir os níveis de corrente de falha.

Tamanho do transformador

Transformadores maiores geralmente produzem correntes de falta mais altas porque têm menor impedância. À medida que a capacidade do transformador aumenta, mais corrente pode fluir durante uma condição de falta.

Por exemplo, transformadores comerciais e industriais geralmente fornecem correntes de curto-circuito prospectivas mais altas do que transformadores residenciais menores.

A impedância do transformador também afeta os níveis de corrente de falta. Uma impedância mais baixa permite uma corrente de falta maior, enquanto uma impedância mais alta ajuda a limitá-la.

Comprimento do Cabo

Cabos mais longos aumentam a impedância do circuito, o que reduz a corrente de falta disponível no ponto de falha. À medida que o comprimento do cabo aumenta, a resistência elétrica também aumenta, limitando a quantidade de corrente que pode fluir durante um curto-circuito ou uma falha de aterramento.

Por esse motivo, os circuitos localizados mais longe da fonte de energia geralmente apresentam níveis de corrente de falha prospectiva mais baixos.

Tamanho do Condutor

Condutores de maior diâmetro apresentam menor resistência elétrica, permitindo que a corrente de falta flua mais facilmente pelo circuito. À medida que o diâmetro do condutor aumenta, a impedância do circuito diminui, o que pode resultar em uma corrente de falta potencial maior.

Condutores de menor calibre criam maior resistência, o que pode ajudar a limitar os níveis de corrente de falha, mas também pode aumentar a queda de tensão e a geração de calor sob condições de carga.

Tipo de Falha

Diferentes tipos de falhas elétricas produzem diferentes níveis de corrente de falta. Uma falha trifásica normalmente gera a maior corrente de falta porque todas as três fases são curto-circuitadas diretamente, com impedância mínima no caminho da falha.

Uma falta fase-fase geralmente produz um nível de corrente mais baixo, visto que apenas duas fases estão envolvidas. Uma falta à terra geralmente resulta em uma corrente de falta ainda menor, porque a magnitude é fortemente influenciada pela impedância do caminho de retorno à terra e pela configuração do sistema de aterramento.

Posição de fornecimento

Instalações localizadas próximas a subestações frequentemente apresentam valores de PFC mais altos devido à menor impedância da rede.

Como é medida a corrente de falta potencial

Na prática, os eletricistas geralmente medem o PFC usando um testador de instalação multifuncional (MFT) ou um testador de loop dedicado.

O instrumento aplica brevemente uma carga de teste e calcula a corrente de falha disponível a partir da impedância medida.

Medindo PSCC

A PSCC é normalmente medida entre:

• Linha e Neutro
• Linha e Linha (sistemas trifásicos)

Medição de PEFC

A PEFC é medida entre:

• Linha e Terra

A leitura mais alta é normalmente registrada como o valor PFC da instalação.

Procedimento típico de teste do córtex pré-frontal

Um teste típico de PFC começa com o isolamento dos circuitos a jusante, quando necessário, para garantir condições de teste seguras. Em seguida, o testador é conectado na origem da instalação ou diretamente no quadro de distribuição.

Após selecionar o modo de teste de PFC ou de impedância de loop no instrumento, são feitas medições entre a linha e o neutro para determinar a corrente de curto-circuito potencial (PSCC) e entre a linha e a terra para determinar a corrente de falta à terra potencial (PEFC).

Após a obtenção de ambas as leituras, o valor mais alto é geralmente registrado como a corrente de curto-circuito potencial da instalação.

Os testes de PFC (Correção de Falhas de Potência) são comumente realizados em quadros de distribuição principais, quadros de distribuição, circuitos terminais e painéis de manobra comerciais para verificar se os dispositivos de proteção são capazes de interromper com segurança as correntes de falha potenciais.

Problemas de corrente de falha alta e baixa

Correntes de falta excessivamente altas ou excessivamente baixas podem criar problemas de proteção.

PFC alto

Níveis muito elevados de corrente de curto-circuito podem criar sérios riscos à segurança e aos equipamentos em uma instalação elétrica. Se a corrente de curto-circuito exceder a capacidade de interrupção de um disjuntor, o dispositivo pode não conseguir desconectar a falha com segurança.

Correntes de curto-circuito elevadas também podem aumentar a energia do arco elétrico e impor estresse térmico e mecânico excessivo em equipamentos de manobra e distribuição. Nesses casos, são necessários dispositivos de proteção com classificação em kA mais alta para lidar com segurança com as condições de curto-circuito.

PFC baixo

Uma baixa corrente de falha também pode causar problemas, pois alguns dispositivos de proteção podem não operar com rapidez suficiente para desconectar a falha com segurança.

Métodos comuns usados ​​para reduzir a corrente de falha

Quando os níveis de corrente de falha são muito altos, os engenheiros podem tomar diversas medidas para reduzir o risco e garantir que o sistema elétrico permaneça seguro e em conformidade com as normas.

Uma solução comum é instalar disjuntores de maior capacidade que possam interromper com segurança correntes de falha maiores sem sofrer danos. Fusíveis limitadores de corrente também podem ser usados ​​para reduzir a energia de pico da falha e proteger os equipamentos a jusante.

Em alguns casos, os engenheiros aumentam a impedância do cabo selecionando trechos de cabo mais longos ou condutores de menor diâmetro, o que ajuda a limitar a quantidade de corrente de falha que flui pelo sistema.

O ajuste da impedância do transformador também pode reduzir os níveis de corrente de falta previstos, restringindo a corrente disponível durante uma condição de falha. Em instalações de maior porte, o layout geral da distribuição pode ser redesenhado para melhorar o gerenciamento da corrente de falta, aprimorar a coordenação da proteção e reduzir a sobrecarga nos equipamentos elétricos.

Seleção de PFC e Dispositivo de Proteção

Todo dispositivo de proteção possui uma capacidade de ruptura nominal, como por exemplo:

A capacidade nominal do dispositivo deve exceder a corrente máxima de curto-circuito prevista no ponto de instalação.

Por exemplo:

PFC medido	Classificação mínima do disjuntor
4kA	Disjuntor de 6 kA
8kA	Disjuntor de 10 kA
18kA	Disjuntor de 25 kA

Por isso, o teste de corrente de falha é normalmente realizado antes da seleção ou substituição de equipamentos de manobra.

Conclusão

O teste de Corrente de Falta Prospectiva (PSCC) faz parte da verificação elétrica, do comissionamento e do projeto do sistema. Valores precisos de PSCC e PEFC ajudam a garantir que os dispositivos de proteção possam interromper falhas com segurança e que as instalações permaneçam em conformidade com as normas elétricas.

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