Calculadora de Seccionamento Automático — NBR 5410

A calculadora

A ferramenta Seccionamento (NBR 5410) vive na suíte gratuita de cálculos elétricos da Estudos Elétricos, no menu lateral da plataforma. Você escolhe o esquema de aterramento (TN, TT ou IT) e a tensão fase-terra U0; informa o dispositivo de proteção (corrente nominal In + curva do disjuntor, ou a corrente Ia direta para fusível) e os condutores de fase e de proteção (seção, material, comprimento, temperatura). A calculadora devolve Zs, Zs máxima admissível, a corrente de falta If, o veredito e o comprimento máximo do circuito que ainda garante o seccionamento.

O cálculo é gratuito. Já o memorial de cálculo em PDF é recurso de assinante.

➡ Abrir a ferramenta gratuita de Seccionamento — no menu lateral, selecione Seccionamento (NBR 5410).

O que é e quando usar

Quando uma falta fase-massa ocorre num equipamento (a fase toca a carcaça aterrada), surge uma tensão de contato perigosa nas massas até a proteção desligar o circuito. Por isso, a proteção contra contatos indiretos por seccionamento automático (NBR 5410 §5.1.2.2, equivalente à IEC 60364-4-41) exige que o dispositivo de proteção interrompa a falta dentro de um tempo máximo — tão menor quanto maior a tensão.

Para isso acontecer no esquema TN, a corrente de falta fase-terra precisa ser alta o suficiente para levar o dispositivo a atuar dentro do tempo da Tabela 25 — o que, na prática, significa atingir a corrente de disparo instantâneo (magnético) do disjuntor. Como a corrente de falta cai com o comprimento do circuito (a impedância do laço cresce), circuitos longos podem não seccionar a tempo.

Use esta calculadora para: (1) verificar Zs ≤ U0/Ia num circuito terminal e provar que o disjuntor secciona a falta no tempo exigido; (2) achar o comprimento máximo do circuito para uma dada seção, material e dispositivo; (3) decidir o esquema de proteção quando o critério não fecha (aumentar seção da fase/PE, reduzir comprimento, baixar curva/In, ou usar DR no esquema TT).

Público: projetistas e instaladores de instalações elétricas de baixa tensão e engenheiros eletricistas.

Teoria do cálculo

Critério de seccionamento (NBR 5410 §5.1.2.2)

Definição dos símbolos (todos na 1ª aparição):

Símbolo	Grandeza	Unidade
U0	Tensão nominal entre fase e terra	V
Ia	Corrente que assegura a atuação do dispositivo no tempo da Tabela 25	A
Zs	Impedância do laço de falta fase-terra	Ω
If	Corrente de falta fase-terra real	A
RA	Soma das resistências do eletrodo de aterramento e dos condutores de proteção das massas	Ω
IΔn	Corrente diferencial-residual nominal do DR	A
U_L	Tensão de contato limite convencional	V

Esquema TN (massas ligadas ao neutro aterrado, retorno metálico pelo PE/PEN):

Zs · Ia ≤ U0    ⇒    Zs ≤ U0 / Ia        (NBR 5410 §5.1.2.2.4.2 d)
If = U0 / |Zs|   ≥ Ia   (forma equivalente)

Esquema TT (massas a eletrodo próprio; o retorno passa pela terra — proteção por DR):

RA · IΔn ≤ U_L (50 V)    ⇒    RA ≤ 50 / IΔn        (NBR 5410 §5.1.2.2.4.3 b)

Esquema IT: a 1ª falta não exige seccionamento (apenas sinalização, se RA·Id ≤ 50 V); a 2ª falta comporta-se como TN ou TT. A calculadora trata o IT como TN-equivalente para a 2ª falta e alerta — análise de IT é caso especial (§5.1.2.2.4.4).

Impedância do laço (TN)

O laço de falta é a fase de ida mais o condutor de proteção (PE) de retorno, somados a uma eventual impedância a montante:

Zs = Z_montante + Z_fase(ida) + Z_PE(retorno)        [Ω]

As impedâncias de condutor vêm de impedance_cable — resistência a 20 °C da IEC 60228 / NBR NM 280, corrigida para a temperatura de operação (temp_correction: R = R20 · [1 + α·(T − 20)], α_Cu = 0,00393/°C, α_Al = 0,00403/°C) — a mesma fonte de impedância do módulo de curto-circuito da plataforma. A seção mínima do PE segue a Tabela 58 da NBR 5410 (pe_section).

Corrente Ia do disjuntor

Para cumprir os tempos curtos da Tabela 25 (0,1–0,4 s), a falta tem de atingir o disparo instantâneo (magnético) do disjuntor. A calculadora usa o teto magnético garantido da curva IEC 60898-1 — o valor conservador para a verificação de Zs:

Ia = k · In        com  k = 5 (curva B) · 10 (curva C) · 20 (curva D)

Para fusíveis, informa-se Ia diretamente como a corrente de fusão no tempo da Tabela 25 (curva do fabricante).

Comprimento máximo

O maior comprimento do circuito que ainda mantém |Zs| ≤ Zs_max é a raiz da equação |Z_montante + k·L| = Zs_max, onde k é a impedância do laço por metro — uma equação do 2º grau em L.

Base normativa

• ABNT NBR 5410:2004 §5.1.2.2 — seccionamento automático da alimentação como medida de proteção contra contatos indiretos (equivalente à IEC 60364-4-41).
• Tabela 25 — tempos máximos de seccionamento do esquema TN, por tensão Uo e por Situação (1 = seca/usual · 2 = molhada/externa, Anexo C). O TT é por DR, sem Tabela 25.
• §5.1.2.2.4.1 c) — o tempo relaxado (TN 5 s) vale para circuitos de distribuição e para circuitos terminais que alimentem unicamente equipamentos fixos. O discriminante é o tipo de carga, não a corrente: a norma não usa o limiar de 32 A aqui (esse valor só aparece a propósito de DR de alta sensibilidade em tomadas).
• IEC 60898-1 — teto magnético das curvas B/C/D usado como Ia.

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Exemplo resolvido

Dados (esquema TN, circuito terminal):

• U0 = 220 V · disjuntor curva C, In = 32 A → Ia = 10 × 32 = 320 A
• Condutor de fase: 16 mm² Cu · PE: 16 mm² Cu · comprimento = 50 m · 70 °C · sem impedância a montante

Passo 1 — Zs máxima admissível:

Zs_max = U0 / Ia = 220 / 320 = 0,6875 Ω

Passo 2 — impedância do laço (fase + PE):

R20(16 mm² Cu) = 1,15 Ω/km → a 70 °C: 1,15 · (1 + 0,00393·50) = 1,376 Ω/km
R_fase = R_PE = 1,376 · 0,050 = 0,0688 Ω    (X ≈ 0,090 · 0,050 = 0,0045 Ω cada)
Zs = (0,0688 + 0,0688) + j(0,0045 + 0,0045) = 0,1376 + j0,009 Ω
|Zs| ≈ 0,1379 Ω

Passo 3 — corrente de falta e veredito:

If = U0 / |Zs| = 220 / 0,1379 ≈ 1 595 A
1 595 A ≥ Ia (320 A)  →  Zs (0,1379 Ω) ≤ Zs_max (0,6875 Ω)  →  APROVADO
Margem ≈ 80 %    Comprimento máximo ≈ 249 m

Tempo exigido (Tabela 25, TN, 220 V, Situação 1): 0,4 s. Como If (1 595 A) supera o disparo instantâneo (320 A), o disjuntor atua em poucos ciclos — bem abaixo de 0,4 s. (Em Situação 2 — molhado/externo — o limite cai para 0,20 s.)

Contraste — circuito longo e fino: o mesmo 220 V com disjuntor curva D, In = 40 A (Ia = 20 × 40 = 800 A → Zs_max = 220/800 = 0,275 Ω), condutor de 2,5 mm² Cu, 80 m: |Zs| ≈ 1,42 Ω > 0,275 Ω → REPROVA. A falta (≈ 155 A) não atinge os 800 A do instantâneo; o circuito não secciona no tempo exigido. Solução: aumentar a seção, encurtar o circuito, baixar a curva/In, ou proteger por DR.

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Critérios de aceitação e limites

Critério	Limite	Base	Observação
Seccionamento TN	Zs ≤ U0/Ia (ou If ≥ Ia)	NBR 5410 §5.1.2.2.4.2 d	Ia = teto magnético do disjuntor (B 5× · C 10× · D 20×In)
Seccionamento TT (DR)	RA ≤ U_L/IΔn	NBR 5410 §5.1.2.2.4.3 b	A proteção por sobrecorrente em TT em geral é insuficiente → DR
Tempo máx. de seccionamento (TN, circuito terminal)	por Uo e Situação: 115/120/127 V → 0,8 / 0,35 s · 220/254/277 V → 0,4 / 0,20 s · 400 V → 0,2 / 0,05 s (Situação 1 / Situação 2)	NBR 5410 Tabela 25	Tabela do esquema TN; o TT é por DR (linha acima)
Tempo relaxado (TN)	5 s	NBR 5410 §5.1.2.2.4.1 c)	Circuitos de distribuição e terminais que alimentem unicamente equipamentos fixos — o critério é o tipo de carga, não a corrente
Tensão de contato limite (U_L)	50 V (Sit. 1) · 25 V (Sit. 2) · 12 V (Sit. 3)	NBR 5410 Anexo C, Tab. C.2	Sit. 1 = BB1/BB2, BC1–BC3 (seca/interna, usual) · Sit. 2 = BB3/BC4 (molhada/externa) · Sit. 3 = BB4

Atenção: os tempos da Tabela 25 foram conferidos contra o PDF da ABNT NBR 5410:2004.

Tabela 25 — leitura por Situação (Anexo C): a Tabela 25 da NBR 5410:2004 dá os tempos do esquema TN por tensão Uo e por Situação: Situação 1 (BB1/BB2, BC1–BC3 — interiores secos, o caso usual) e Situação 2 (BB3/BC4 — áreas externas, molhadas, agropecuárias, banheiro volume 1), mais rígida. O esquema TT não usa a Tabela 25: a proteção é por DR, com RA·IΔn ≤ U_L (U_L = 50 V na Situação 1, 25 V na Situação 2).

Erros comuns

• Esquecer o condutor de proteção (PE) no laço. O laço é fase + PE; calcular só a fase subestima Zs (não conservador).
• Usar a corrente nominal In como Ia. Para seccionar em 0,4 s a falta tem de atingir o disparo instantâneo (5/10/20×In), não In.
• Aplicar o critério TN a um sistema TT. Em TT o retorno passa pela terra; usa-se DR e o critério RA ≤ U_L/IΔn.
• Ignorar a temperatura do condutor. A resistência cresce com a temperatura; usar R a 20 °C subestima Zs.
• Ignorar a Situação (Anexo C) da Tabela 25. Na Situação 2 (molhado/externo/agropecuário) os tempos são mais curtos: 220 V cai de 0,4 s (Situação 1) para 0,20 s. Dimensionar um ambiente molhado como Situação 1 subestima a exigência (e usa U_L = 50 V em vez de 25 V).
• Desprezar a impedância a montante. Em circuitos terminais longos ela costuma ser pequena, mas em quadros próximos da fonte o Z a montante pode pesar — informe-o quando relevante.

Perguntas frequentes

O que é seccionamento automático da alimentação?

Em essência, é a medida de proteção contra choque por contato indireto em que o dispositivo (disjuntor, fusível ou DR) desliga automaticamente o circuito quando há falta fase-massa, antes que a tensão de contato se torne perigosa. Para isso, a NBR 5410 §5.1.2.2 fixa os tempos máximos por tensão e esquema.

O que é a impedância do laço de falta (Zs)?

Em termos práticos, é a impedância total do percurso da corrente de falta fase-terra: a fonte mais o condutor de fase mais o condutor de proteção (PE) de retorno. Quanto maior Zs, menor a corrente de falta e mais difícil o dispositivo atuar a tempo.

Como verifico se o disjuntor secciona a falta a tempo?

Pelo critério Zs ≤ U0/Ia no esquema TN: a corrente de falta If = U0/Zs precisa atingir a corrente Ia que dispara o instantâneo do disjuntor dentro do tempo da Tabela 25. Se Zs for grande demais, o critério falha.

Qual o comprimento máximo de um circuito para garantir o seccionamento?

Em resumo, é o comprimento em que a impedância do laço atinge Zs_max = U0/Ia. A calculadora resolve isso e mostra o comprimento máximo para a seção, o material e o dispositivo informados.

Por que circuitos longos podem não seccionar a falta?

Porque a impedância do laço cresce com o comprimento, reduzindo a corrente de falta. Se ela cair abaixo do disparo instantâneo, a atuação passa para a região temporizada, lenta demais para os 0,1–0,4 s da Tabela 25.

Quando preciso usar um DR (esquema TT)?

Por outro lado, no esquema TT o retorno passa pela terra (resistência alta) e, por isso, a proteção por sobrecorrente geralmente não secciona a tempo. Nesse caso, usa-se um DR, com o critério RA ≤ U_L/IΔn.

Limitações e responsabilidade

Por fim, esta calculadora é uma ferramenta de verificação de coerência de engenharia, não uma medição em campo. A NBR 5410 §6.4.4.2 prevê a medição da impedância do loop (Zs) na instalação real; o cálculo aqui é uma estimativa de projeto. Os tempos da Tabela 25 foram conferidos contra o PDF da NBR 5410:2004; o teto magnético do dispositivo (Ia) deve vir do catálogo do fabricante. A ferramenta não substitui o projeto elétrico nem a ART de profissional habilitado.

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