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As funções ON-OFF, comutação, seletor de voltímetro e seletor de amperímetro utilizam sequências de contatos diferentes dentro do mesmo formato de interruptor de came.
PorShi, MuxiOs interruptores de came rotativo compartilham uma forma mecânica comum, mas atendem a quatro funções elétricas distintas. Especificar o código de função errado para um determinado circuito não é um erro menor. Em um circuito de transformador de corrente, ele pode gerar uma sobretensão perigosa. Em um aplicativo de troca de fonte, ele pode colocar momentaneamente em paralelo duas fontes de alimentação. Entender o que separa as funções ON-OFF, changeover, seletor de voltímetro e seletor de amperímetro - e como verificar a função correta antes de fazer o pedido - é o objetivo principal deste artigo.
Um interruptor de came rotativo é um dispositivo de comutação multiposições e multipolos. Girar a alavanca faz girar um eixo. Esse eixo carrega uma pilha de discos de came, cada um dos quais abre ou fecha um par de contatos específico em uma posição angular específica. A combinação de perfis de disco em todos os polos define a função da chave.
A palavra “função”, nesse contexto, significa a rota de comutação completa que o dispositivo executa em todas as posições e em todos os polos. Duas chaves que parecem idênticas por fora - mesmo tamanho de estrutura, mesmo número de terminais, mesma classificação de corrente - podem ter programas de came internos totalmente diferentes e, portanto, executar funções elétricas totalmente diferentes.
Essa distinção é importante porque:
Nenhuma dessas funções é intercambiável. O programa do disco de cames é a especificação, não o tamanho do quadro ou o layout do terminal.
Cada disco de came é um lóbulo moldado montado no eixo central. À medida que o eixo gira, o lóbulo levanta uma ponte de contato para longe de seus contatos fixos (abrindo o circuito) ou permite que uma mola empurre a ponte para o contato (fechando o circuito). A largura angular do lóbulo determina quantos graus de rotação o contato permanece aberto ou fechado.
Uma única posição de chave corresponde a um incremento angular definido - geralmente 30, 45 ou 60 graus, dependendo do projeto. Em cada posição, cada disco de came na pilha mantém seu contato aberto ou permite que ele se feche. O conjunto completo de estados aberto/fechado em todos os polos em todas as posições é a sequência de contatos, às vezes chamada de tabela verdade de contatos.
Dois termos descrevem a relação entre posições adjacentes:
Para circuitos de medição de tensão, o BBM é padrão e seguro. Para circuitos secundários de TC, o MBM é necessário. A geometria do disco do came - especificamente a sobreposição angular entre as bordas do lóbulo dos discos adjacentes - é o que determina qual comportamento ocorre.
É por isso que o diagrama de sequência de contatos é o documento essencial ao especificar ou substituir um interruptor de came rotativo. O diagrama de fiação mostra para onde vão os fios. O diagrama de sequência de contatos mostra o que realmente acontece eletricamente em cada etapa angular. Ambos os documentos são necessários, mas o diagrama de sequência é o que determina a segurança nos circuitos de TC.
Normalmente, os discos de came são empilhados em grupos correspondentes aos polos. Uma chave trifásica de quatro polos terá quatro posições de disco por camada. Os fabricantes disponibilizam programas de came personalizados para rotas de comutação fora do padrão, mas os códigos de função padrão abrangem as aplicações mais comuns.
A função ON-OFF é o programa de came mais simples. Na posição OFF, todos os polos estão abertos simultaneamente. Na posição ON, todos os polos são fechados simultaneamente. Não há posições intermediárias.
Essa função é usada para:
O perfil do came de um interruptor ON-OFF é simétrico. Todos os lóbulos são alinhados de modo que cada contato abra e feche na mesma posição angular. A transição é simultânea em todos os polos, o que é o comportamento correto para o serviço de isolamento.
Para aplicações de controle de motor, a série SH30 da Shieldhz abrange de 20A a 125A na classificação de serviço AC-23A, que é a categoria IEC para comutação de cargas de motor. O serviço AC-23A leva em conta as correntes de partida e interrupção mais altas associadas às cargas indutivas do motor, que são mais exigentes do que a comutação de cargas resistivas. O SH30 também oferece opções de intertravamento de porta, que são relevantes para painéis em que a chave deve estar na posição OFF antes que a porta do gabinete possa ser aberta.
Ao especificar uma chave ON-OFF, as principais verificações da folha de dados são:
Uma chave changeover transfere uma carga entre duas fontes. O programa de came padrão para essa função usa uma sequência de interrupção antes de fazer: a conexão com a fonte 1 é totalmente interrompida antes que a conexão com a fonte 2 seja estabelecida. Isso evita até mesmo uma condição paralela momentânea entre as duas fontes.
As posições típicas de uma chave comutadora de três posições são:
A posição central OFF nem sempre está presente. Algumas chaves de comutação são projetadas para transferência direta sem uma posição neutra. A necessidade de uma posição neutra depende da aplicação - a transferência do gerador para a rede, por exemplo, normalmente requer uma posição neutra para permitir que o gerador se estabilize antes de se conectar à carga.
A série LW42 abrange aplicações de comutação compactas de 20A, 25A e 32A. Ela é adequada para aplicações de comutadores universais em que o espaço do painel é limitado e a exigência de corrente está dentro dessa faixa. Para funções de comutação de corrente mais alta - controle de motor, transferência de fonte em painéis de distribuição maiores - a série LW28 abrange de 10 A a 315 A com programas de came personalizados disponíveis para sequências de transferência fora do padrão.
A folha de dados verifica a função de troca:
Um seletor de voltímetro direciona um voltímetro de painel para diferentes pontos de medição em um sistema trifásico. O programa padrão de sete posições abrange:
Isso proporciona um conjunto completo de medições fase-fase e fase-neutro a partir de um único instrumento, usando uma única chave.
O perfil do came para um seletor de voltímetro usa transições de quebra antes de fazer. Isso é seguro para a medição de tensão porque a impedância de entrada do voltímetro é alta. Abrir uma conexão de medição antes de fechar a próxima não cria um perigo - o voltímetro simplesmente não lê nada durante a breve transição.
A corrente de contato em um circuito seletor de voltímetro é muito baixa - normalmente miliamperes através da entrada do voltímetro. Isso significa que a classificação do contato para o serviço de comutação não é a principal preocupação. O mais importante é:
Um programa de posição reduzido - por exemplo, somente fase a fase sem fase a neutro - está disponível como um código de função alternativo. Verifique sempre se o diagrama de sequência de contatos corresponde aos pontos de medição necessários para o projeto específico do painel.
A função de seletor de amperímetro é a mais crítica em termos de segurança das quatro. Ela direciona um amperímetro do painel para os secundários do transformador de corrente em cada fase de um sistema trifásico. As posições padrão são:
O requisito essencial é que o circuito secundário do TC nunca deve estar em circuito aberto enquanto o condutor primário estiver conduzindo corrente. Um secundário de TC que esteja aberto sob carga desenvolverá uma tensão determinada pela relação de espiras e pela corrente primária. Em circuitos de distribuição práticos, isso pode chegar a várias centenas de volts ou mais em um secundário classificado para uma tensão muito menor. Esse é um risco real para o equipamento e para a equipe.
Para evitar isso, uma chave seletora de amperímetro projetada para serviço de TC deve usar uma sequência de contatos "make-before-break" em cada transição. A conexão secundária do TC de entrada deve ser estabelecida antes que a conexão de saída seja interrompida. Isso garante que o secundário do TC sempre tenha um caminho de carga de baixa impedância, mesmo durante a transição entre posições.
Alguns projetos conseguem isso com contatos de curto-circuito dedicados que fazem a ponte entre os terminais secundários do TC durante a rotação. Outros usam lóbulos de came sobrepostos que criam uma breve conexão paralela entre posições adjacentes. Qualquer uma das abordagens é aceitável, desde que o diagrama de sequência de contatos confirme que não existe nenhuma condição de circuito aberto em qualquer posição angular durante a rotação.
Esse é o ponto em que uma chave de came rotativa genérica não é automaticamente adequada para a função de seletor de amperímetro. Um comutador de came padrão com um perfil break-before-make abrirá o secundário do TC durante cada mudança de posição. Isso não é aceitável em um circuito de TC ativo. A chave deve ser projetada e documentada especificamente para o serviço de seletor de amperímetro, com uma sequência de contatos que mantenha a carga secundária do TC durante toda a rotação.
Ao especificar uma chave seletora de amperímetro:
A série LW28 suporta programas de came personalizados, incluindo configurações de seletor de amperímetro. Confirme o código de função específico e solicite o diagrama de sequência de contatos antes de fazer o pedido.
A IEC 60947-3:2020+AMD1:2025, disponível na loja virtual da IEC e que abrange chaves, seccionadoras, chaves seccionadoras e unidades de combinação de fusíveis para circuitos de distribuição e motores de até 1000 V CA ou 1500 V CC, é a norma de produto relevante para a chave em si. Os requisitos do transformador de instrumento CT se enquadram em um padrão separado. Ambos se aplicam ao comissionamento de um painel de medição, e os códigos elétricos locais podem impor requisitos adicionais à proteção do circuito do TC e à rotulagem do painel.
Os códigos de função são específicos do fabricante. Um código de um fabricante não garante uma sequência de contatos idêntica de outro. Essa é uma fonte comum de erros quando se substitui um switch ou se obtém um equivalente de um fornecedor diferente.
O processo de seleção correto:
Para a série LW28 da Shieldhz, os códigos de função abrangem programas padrão para controle de motor, comutação de fonte, medição de painel e configurações de came personalizadas. A série LW42 abrange aplicações de comutação e medição compactas. Ambas as séries têm diagramas de sequência de contatos disponíveis - solicite-os antes de finalizar uma especificação.
Uma lista de verificação prática para engenheiros de painel:
As falhas nos circuitos dos interruptores de came rotativo tendem a seguir padrões que correspondem ao tipo de função.
Chaves ON-OFF: A falha mais comum é o desgaste do contato que causa alta resistência na posição fechada. Isso se manifesta como queda de tensão na chave sob carga. Verifique a resistência do contato em relação ao limite da folha de dados do fabricante. A corrosão ou carbonização nas faces dos contatos indica que a chave foi operada sob condições de carga além de sua categoria nominal. Se a chave for classificada como AC-21A, mas estiver comutando cargas de motor, substitua-a por um dispositivo classificado como AC-23A.
Chaves de comutação: Condições paralelas inesperadas entre as fontes sugerem que o perfil do came está desgastado ou que o mecanismo de retenção não está mantendo as posições de forma limpa. Se a chave puder ser apoiada entre as posições, ambas as fontes podem estar conectadas por um breve período. Verifique a mola de retenção e os batentes de posição. Verifique também se o diagrama de sequência de contatos estava correto para a aplicação - alguns programas de comutação não incluem uma posição neutra e, se ela for necessária, o código de função errado foi especificado.
Seletores de voltímetro: Leituras incorretas em posições específicas geralmente indicam um contato defeituoso naquela posição. Use o diagrama de sequência de contatos para identificar qual par de contatos corresponde à leitura defeituosa e, em seguida, inspecione esse contato. Leituras intermitentes durante a rotação sugerem lóbulos de came desgastados que não estão mantendo o contato totalmente fechado na posição de destino.
Seletores de amperímetro: Qualquer deflexão inexplicável do amperímetro para a escala total durante as mudanças de posição, ou evidência de danos no isolamento próximo aos terminais secundários do TC, sugere que a chave não está mantendo a carga secundária do TC durante a rotação. Essa é uma falha grave. Retire o circuito de serviço, verifique o diagrama de sequência de contatos e confirme se a chave instalada está realmente classificada para a função de seletor de amperímetro. Não presuma que uma chave rotulada como “seletor de amperímetro” tenha o perfil de came correto sem verificar o diagrama de sequência.
Geral: Se um interruptor substituto tiver sido instalado e o comportamento do circuito tiver mudado, a causa mais provável é uma incompatibilidade de código de função. O substituto pode ter o tamanho correto da estrutura e a classificação de corrente, mas um programa de came diferente. Sempre compare os diagramas de sequência de contatos entre o original e o substituto antes do comissionamento.
A Shieldhz fabrica chaves de came rotativas em três séries principais relevantes para as funções abordadas neste artigo.
A série LW28 abrange de 10A a 315A e suporta controle de motor, comutação de fonte, medição de painel e programas de came personalizados. É a escolha adequada quando os requisitos de corrente excedem a faixa compacta ou quando é necessário um programa de came não padrão. O Página do interruptor de came rotativo LW28 lista as configurações disponíveis.
A série LW42 abrange 20A, 25A e 32A em um formato compacto adequado para aplicações universais de comutação e medição. Os detalhes estão disponíveis no site Página do interruptor de came rotativo LW42.
A série SH30 cobre de 20A a 125A como isolador de carga com classificação de serviço AC-23A, opções de intertravamento de porta e adequação para aplicações de HVAC, ventilação e bomba de água. Veja o Página do interruptor do isolador de carga SH30.
A versão completa Faixa do interruptor de came rotativo também está disponível para comparação.
Lista de verificação de compra antes de fazer o pedido:
Para perguntas técnicas ou requisitos de programas de came personalizados, contato Shieldhz.
Um seletor de voltímetro encaminha sinais de tensão para um voltímetro de painel usando uma sequência de contatos break-before-make. Um seletor de amperímetro encaminha os secundários do transformador de corrente para um amperímetro do painel e deve usar uma sequência de contato "make-before-break" para evitar que o secundário do TC seja aberto em circuito durante a rotação. As duas funções exigem perfis de came diferentes e não são intercambiáveis.
Não automaticamente. Uma chave de came padrão com perfil break-before-make abrirá o secundário do TC durante as mudanças de posição, o que é um perigo em um circuito de TC energizado. O serviço de seletor de amperímetro requer uma chave com uma sequência de contatos especificamente projetada para manter a carga secundária do TC durante a rotação. Confirme o diagrama de sequência de contatos com o fabricante antes de fazer a especificação.
A IEC 60947-3:2020+AMD1:2025 abrange chaves, seccionadores, chaves seccionadoras e unidades de combinação de fusíveis para circuitos de distribuição e motores de até 1000 V CA ou 1500 V CC. Ela estabelece requisitos para correntes nominais, categorias de utilização, resistência mecânica e elétrica e propriedades dielétricas. A norma está disponível no site Loja virtual da IEC. Os requisitos do transformador de instrumentos CT se enquadram em um padrão separado.
Não. Os códigos de função são específicos do fabricante. Um código de um fabricante não garante uma sequência de contatos idêntica de outro. Ao substituir um switch ou obter um equivalente de um fornecedor diferente, sempre compare os diagramas de sequência de contatos diretamente em vez de confiar nos códigos de função correspondentes.
O secundário de um transformador de corrente que estiver aberto enquanto o condutor primário estiver conduzindo corrente desenvolverá uma tensão determinada pela relação de espiras e pela corrente primária. Em circuitos de distribuição, isso pode atingir níveis que danificam o isolamento e criam um risco de choque. É por isso que as chaves seletoras de amperímetro devem manter um caminho de carga de baixa impedância no secundário do TC em todas as posições durante a rotação.
Break-before-make significa que o contato de saída abre antes que o contato de entrada feche. Há um breve intervalo em que nenhum dos contatos é fechado. Esse é o padrão para aplicações de medição de tensão e comutação. Make-before-break significa que o contato de entrada se fecha antes que o contato de saída se abra. Ambos os contatos são fechados simultaneamente por um breve período. Isso é necessário para circuitos secundários de TC para evitar condições de circuito aberto durante a rotação.
Solicite à Shieldhz o diagrama de sequência de contatos para o código de função específico. Faça referência cruzada do diagrama com a tabela do programa de came na documentação do produto. Para configurações de seletor de amperímetro, confirme explicitamente o comportamento do MBM e do contato de curto-circuito do TC. Para configurações de comutação, confirme o comportamento do BBM e se uma posição neutra está incluída. Entre em contato diretamente com a Shieldhz para requisitos de programas de cames personalizados.
