Assista os 2 (dois) vídeos abaixo do canal Leonidas Borges Elétrica:
Vídeo 1 (Teoria):
Vídeo 2 (Prática):
Sim, o Dispositivo Diferencial Residual (DR) funciona mesmo sem o fio terra. No entanto, é crucial entender que o aterramento e o DR são proteções diferentes e complementares, e a ausência de um pode comprometer a segurança.
Para o Leigo: Como o DR funciona e a importância do fio terra
Imagine a corrente elétrica como um fluxo de água que entra na sua casa por uma mangueira (o fio fase) e sai por outra (o fio neutro). O Dispositivo DR é como um fiscal que fica na entrada, medindo o volume de água que entra e o que sai. Em condições normais, a quantidade que entra é exatamente a mesma que sai.
Agora, imagine que um dos seus eletrodomésticos, como uma geladeira, tem um problema. Parte da eletricidade (água) “vaza” para a carcaça de metal do aparelho.
- Com o fio terra: Se a geladeira tem fio terra, essa eletricidade vazada é direcionada imediatamente para o solo. O DR, que está medindo o fluxo, percebe que a quantidade de eletricidade que entrou não é a mesma que saiu pelo fio neutro. Essa “diferença” de corrente é o que faz o DR agir. Ele desarma o circuito em milissegundos, e você nem chega a sentir o choque.
- Sem o fio terra: A eletricidade vazada para a carcaça da geladeira não tem para onde ir. O DR continua “cego” a essa fuga, pois o fluxo de corrente pelos fios fase e neutro ainda está equilibrado. O problema acontece quando você toca na geladeira. Seu corpo se torna o novo “caminho” para a eletricidade vazada, que agora passa por você para chegar ao chão. Nesse momento, o DR finalmente detecta a “diferença” no fluxo de corrente (a que está passando pelo seu corpo) e desarma o circuito.
A grande diferença: Sem o fio terra, o DR só atua depois que o choque já está acontecendo, minimizando o risco de morte, mas não eliminando a sensação do choque. Com o fio terra, o DR desarma a instalação antes que qualquer pessoa toque no equipamento, prevenindo o choque por completo.
A norma brasileira (NBR 5410) exige que as duas proteções existam, justamente para garantir a máxima segurança.
Para o Técnico: O princípio de funcionamento do DR sem o aterramento
O Dispositivo Diferencial Residual (DR) opera com base no princípio de Kirchhoff para corrente, monitorando a soma vetorial das correntes nos condutores de um circuito. O DR é composto por um transformador de corrente toroidal que envolve os condutores de fase e neutro (e, em sistemas trifásicos, todas as fases e o neutro).
- Em operação normal: A corrente que flui pela fase () é exatamente igual e oposta à corrente que retorna pelo neutro (). A soma vetorial dessas correntes () é igual a zero. O fluxo magnético induzido por essas correntes no interior do transformador toroidal se anula, e o DR não atua.
- Ocorrência de fuga de corrente: Uma fuga de corrente para a terra (por meio de uma falha de isolamento, por exemplo) faz com que parte da corrente que entrou pela fase não retorne pelo neutro. Isso cria uma corrente diferencial residual (Iresidual) no circuito, onde a soma vetorial das correntes não é mais zero.Iresidual=Ifase+Ineutro=0
Essa corrente residual gera um fluxo magnético desequilibrado no transformador toroidal. Se o valor dessa corrente de fuga for maior que a sensibilidade de atuação do DR (geralmente 30 mA para proteção de pessoas), ele aciona o mecanismo de disparo e interrompe o circuito em milissegundos.
A atuação sem o aterramento: O DR não depende do fio terra para seu funcionamento. Ele monitora a diferença de corrente entre os condutores de entrada e saída.
- Se houver uma fuga de corrente de um equipamento não aterrado e ninguém tocar nele, essa corrente não tem para onde fluir, o circuito permanece equilibrado e o DR não atua.
- Quando uma pessoa toca nesse equipamento com fuga, ela fornece um caminho condutor para a terra. A corrente de fuga agora passa pelo corpo da pessoa, criando a diferença que o DR detecta. O dispositivo desarma, interrompendo o choque, mas não evitando que a pessoa sinta-o.
O aterramento (fio terra) e o DR são proteções que se complementam, formando um sistema de segurança mais robusto. O aterramento é a primeira linha de defesa, direcionando correntes de fuga para o solo e, idealmente, fazendo com que o DR atue antes que uma pessoa seja exposta ao perigo. O DR é a segunda linha de defesa, garantindo que mesmo na ausência de um aterramento adequado, ou em falhas onde a pessoa se torna o caminho da corrente, o circuito seja desligado rapidamente, prevenindo uma eletrocussão fatal.