Transformador de Corrente Interno de Baixa Tensão LQZJ-0.66 em resina epóxi moldada

2. Designação do Modelo & Variantes

2.1 Explicação do Código do Modelo

A designação LQZJ-0.66 segue a convenção chinesa de nomenclatura de transformadores de instrumento GB/JB. Cada caractere codifica um atributo específico de construção ou classificação:

2.2 Matriz Padrão de Variantes

O LQZJ-0.66 é oferecido em múltiplas configurações elétricas, cada uma definida pela corrente primária, classe de exatidão e potência nominal. Todas as variantes compartilham o mesmo envelope mecânico e abertura de Ø103 mm, permitindo que um único recorte no quadro acomode qualquer especificação elétrica.

2.3 Evolução da Série

O LQZJ-0.66 substitui a série antiga LQG-0.5 introduzida em gerações anteriores de projetos GB. O envelope mecânico, interface de montagem e abertura primária (Ø103 mm) são totalmente compatíveis com versões anteriores. As melhorias de engenharia em relação ao predecessor incluem: formulação aprimorada da resina epóxi com maior resistência térmica e menor variabilidade na tensão de início de descargas parciais; orientação refinada dos grãos do núcleo para reduzir a corrente de magnetização em baixas excitações primárias; e faixas de exatidão mais estreitas na faixa de medição de 25–120% de I₁n.

3. Condições de Serviço

O LQZJ-0.66 é qualificado para serviço interno conforme cláusula 4 das condições normais de serviço da IEC 61869-1. A operação fora dos limites abaixo requer análise de engenharia e pode exigir derating, classe alternativa de isolamento ou configuração especial.

4. Construção

4.1 Projeto da Construção

Núcleo magnético

Toroidal (tipo anel) enrolado com aço silício orientado (CRGO, normalmente espessura de 0,30 mm ou 0,27 mm). Núcleo recozido após o enrolamento para aliviar tensões mecânicas e restaurar a permeabilidade magnética. Para faixas de baixa corrente (I₁n ≤ 50 A), núcleos de liga níquel-ferro podem ser especificados para melhorar a exatidão em baixos valores.

Circuito primário

Configuração passante de espira única. A abertura de Ø103 mm aceita uma barra coletora ou cabo como “enrolamento” primário. Sem terminais primários dedicados; o condutor fornecido pelo usuário atravessa a janela na direção marcada P1 → P2 na carcaça.

Enrolamento secundário

Fio de cobre esmaltado de múltiplas espiras (isolamento de esmalte Classe B ou Classe F) enrolado uniformemente ao redor do núcleo. O número de espiras secundárias N₂ equivale à relação nominal de transformação (ex.: 200/5 → N₂ = 40). O isolamento entre espiras e o reforço mecânico são integrados ao conjunto de enrolamento antes do encapsulamento.

Sistema de isolamento

Resina epóxi fundida a vácuo encapsula totalmente o conjunto núcleo-enrolamento. O corpo fundido integra isolamento primário-secundário, isolamento secundário-terra, suporte mecânico e proteção ambiental numa única estrutura monolítica. A classe térmica padrão é B (130 °C); classe F (155 °C) disponível mediante solicitação.

Carcaça

Invólucro externo de termoplástico retardante à chama (UL94 V-0) sobre o corpo de resina fundida, proporcionando proteção mecânica durante o manuseio e grau de proteção IP20 em serviço.

Base de montagem

Base integrada de polímero com duas opções de interface: montagem inferior (base adequada para fixação no piso do painel) ou montagem lateral (adequada para instalações com barras coletoras verticais). Cada base oferece padrões de fixação com 2 furos ou 4 furos; fixadores M6 são padrão.

Terminais

Terminais secundários S1 e S2 são do tipo pino (latão M5 ou M6) com porcas e arruelas de travamento, localizados na face frontal. A polaridade é permanentemente marcada na carcaça conforme cláusula 6.13 da IEC 61869-2 (P1/P2 primário corresponde a S1/S2 secundário na convenção subtrativa).

4.2 Enrolamentos & Marcação dos Terminais

Direção de referência da corrente: quando a corrente primária i₁ entra em P1 e sai em P2, a corrente secundária i₂ sai de S1, passa pela carga externa e retorna em S2. Essa polaridade subtrativa é obrigatória para medição correta de kWh, proteção contra falha à terra wattmétrica e qualquer função direcional de relé.

5. Dados Técnicos

Esta seção fornece dados elétricos de seleção para a série LQZJ-0.66. Todos os valores aplicam-se à carga nominal e frequência nominal indicadas na placa de identificação. Para configurações fora das faixas padrão, o acordo técnico e uma folha de dados específica do projeto prevalecerão.

5.1 Classificações Primária & Secundária

Nota: Configurações com secundário de 1 A disponíveis mediante solicitação; consultar fábrica para relações não padrão.

5.2 Limites das Classes de Exatidão (conforme IEC 61869-2)

Para as classes 0,2 e 0,5, a exatidão é verificada em 25%–100% da carga nominal e 5%–120% da corrente nominal. O fator limite de exatidão (ALF) para a classe de proteção 10P é tipicamente 5, 10, 15, 20 ou 30 — especificado na placa de identificação como, por exemplo, “10P10” (erro composto ≤ 10% em 10 × I₁n).

5.3 Suportabilidade Térmica & Dinâmica

As correntes térmica de curta duração Ith (1 s) e dinâmica de pico Idyn são regidas pelas relações:

Para o LQZJ-0.66, as classificações padrão são Ith = 50 × I₁n / 1 s e Idyn = 100 × I₁n de pico. Ambas devem igualar ou exceder a corrente prospectiva de curto-circuito do sistema Ipsc e a corrente de defeito de pico Ipk no ponto de instalação. A verificação é feita por relatório de ensaio de tipo de curto-circuito de fábrica referenciado no certificado de ensaio de rotina.

6. Normas & Referências

6.1 Normas Aplicáveis

6.2 Ensaios de Rotina (Cada Unidade)

Realizados em todas as unidades fabricadas conforme cláusula 7.3 da IEC 61869-2 / GB/T 20840.2:

1. Verificação da marcação (P1/P2, S1/S2, dados da placa)
2. Ensaio de tensão suportável em frequência industrial no enrolamento primário (3 kV r.m.s. por 1 minuto, classe 0,66 kV)
3. Ensaio de tensão suportável em frequência industrial no enrolamento secundário (3 kV r.m.s. por 1 minuto)
4. Ensaio de sobretensão entre espiras no secundário
5. Determinação dos erros na carga nominal (erro de corrente εi e deslocamento de fase δ em 5%–120% de I₁n para classe de medição; erro composto no ALF para classe de proteção)
6. Verificação da polaridade (convenção subtrativa P1–S1)
7. Resistência de isolamento ≥ 100 MΩ a 500 V CC

6.3 Ensaios de Tipo (Validação de Projeto)

Realizados em amostras representativas conforme cláusula 7.2 da IEC 61869-2:

1. Ensaio de elevação de temperatura na corrente contínua nominal (limites conforme classe de isolamento)
2. Ensaio de corrente de curta duração (Ith por 1 s) e ensaio de corrente dinâmica (Idyn de pico)
3. Ensaio de tensão suportável de impulso atmosférico (8 kV de pico, 1,2/50 μs, para classe Um de 0,72 kV)
4. Determinação dos erros nas condições limite de carga
5. Verificação da classe de exatidão estendida ao longo da faixa completa de operação
6. Ensaios mecânicos e ambientais quando especificados pelo projeto

7. Instalação & Dimensões

7.1 Dimensões Externas

Consultar o desenho dimensional certificado para tolerâncias específicas do projeto e coordenadas dos furos de montagem.

7.2 Diretrizes de Instalação

1. Monte o TC sobre uma superfície limpa, plana e rígida utilizando todos os furos de fixação designados. Aperte os fixadores conforme o torque recomendado pelo fabricante (tipicamente 6–8 N·m para fixadores M6).
2. Passe o condutor primário (barra coletora ou cabo) centralmente através da abertura de Ø103 mm. Mantenha a direção marcada P1 → P2 — a corrente fluindo nesta direção produzirá saída secundária S1 → S2.
3. Garanta distância mínima adequada às partes vivas adjacentes conforme a coordenação de isolamento do sistema (distância mínima de ar de 25 mm para classe 0,66 kV conforme IEC 60664-1, GP 2).
4. Dimensione a fiação secundária para limitar a resistência total do circuito secundário de modo que a carga permaneça dentro de Sn na corrente nominal. Para secundário de 5 A, cobre de 2,5 mm² para percursos até 25 m é típico; percursos mais longos podem exigir 4 mm² ou mudança para secundário de 1 A.
5. Conecte S1 à entrada viva do amperímetro / medidor / relé; conecte S2 ao neutro da instrumentação. Aterre um ponto do circuito secundário (normalmente no bloco de terminais do painel de proteção) — nunca em múltiplos pontos.
6. Verifique a polaridade e a relação na comissionamento usando injeção primária ou testador de polaridade antes de energizar o circuito primário.

7.3 Notas de Segurança & Manutenção

• Sempre curto-circuite S1–S2 antes de desconectar instrumentação a jusante.
• Um ponto do circuito secundário deve ser aterrado (normalmente S2 na caixa de derivação).
• O condutor primário deve ser instalado e suportado externamente — a carcaça do LQZJ-0.66 não é dimensionada para suportar o peso do condutor primário nem forças mecânicas causadas por defeitos.
• Operar TCs com corrente primária além das classificações Ith / Idyn da placa durante defeitos causará danos magnéticos, mecânicos ou de isolamento permanentes.
• Todos os trabalhos devem cumprir a IEC 60364, GB 26860, NFPA 70E ou o código local aplicável de segurança elétrica, incluindo procedimentos de bloqueio/etiquetagem.

8. Guia de Seleção (Exemplo Prático)

O procedimento de quatro etapas a seguir ilustra a seleção de um LQZJ-0.66 para uma aplicação representativa: um alimentador de motor com carga contínua de 250 A em um quadro de 400 V, com um medidor multifuncional digital e um relé de sobrecarga térmica conectados, localizado em um edifício com 20 m de percurso do cabo secundário entre o quadro e a caixa de medição.

Etapa 1 — Determinar a corrente primária nominal I₁n

Corrente contínua de carga Ic = 250 A. Escolha I₁n ≥ 1,2 × Ic = 300 A. Selecionando da lista padrão: I₁n = 300 A. Isso posiciona o ponto de operação em 250/300 = 83% de I₁n, bem dentro da faixa ótima de exatidão de 25%–100%.

Etapa 2 — Especificar a classe de exatidão

A aplicação requer medição para subfaturamento — classe 0,5 conforme IEC 61869-2 é apropriada. O relé térmico pode compartilhar o mesmo núcleo de medição neste caso (a exigência de exatidão do relé de classe 1 é automaticamente satisfeita pela classe 0,5). Para uma instalação mais rigorosa, um núcleo separado 10P seria especificado.

Etapa 3 — Calcular a carga exigida

Cargas conectadas no circuito secundário:

• Entrada do medidor multifuncional: Sm = 0,05 VA (eletrônico típico)
• Relé de sobrecarga térmica: Sr = 0,5 VA
• Cabo secundário: 20 m × 2 (circuito) = 40 m de percurso total; cobre de 2,5 mm² com ρ = 0,0175 Ω·mm²/m → Rwire = 0,0175 × 40 / 2,5 = 0,28 Ω
• Carga do cabo Sw = I₂n² × Rwire = 5² × 0,28 = 7,0 VA

Selecionando Sn = 10 VA na classe 0,5 fornece margem de 32%, o que é suficiente. Se o percurso do cabo excedesse 30 m, a carga do cabo aproximaria Sb de 10 VA — nesse caso, aumente para cabo de 4 mm² ou especifique secundário de 1 A para reduzir a carga do cabo em um fator de 25.

Etapa 4 — Verificar a suportabilidade ao curto-circuito

Corrente prospectiva de defeito no barramento do quadro: Ipsc = 25 kA / 1 s. Para I₁n = 300 A, o Ith da placa do TC = 50 × 300 = 15.000 A = 15 kA / 1 s. Isso é insuficiente. O TC selecionado deve ser especificado com classificação Ith ampliada (opção de fábrica) ou o tempo de atuação da proteção a montante deve reduzir a corrente térmica equivalente de 1 s para dentro de 15 kA. Recálculo: se o tempo de atuação do disjuntor tf = 0,3 s, então Ith,equiv = 25 × √0,3 = 13,7 kA — dentro da classificação padrão. Confirme o I²t real de passagem do dispositivo a montante contra a placa do TC.

9. Informações para Pedido

Cada pedido deve especificar os parâmetros abaixo para permitir a liberação da produção e aceitação. Quando o projeto exigir configuração não padrão (temperatura estendida, classe térmica alternativa, tropicalização, disposição especial de terminais, placa de identificação em idioma específico), declare esses requisitos explicitamente na fase de consulta; eles serão fixados por acordo técnico e uma folha de dados específica do projeto.

10. Perguntas Frequentes