O que é a função 50 (sobrecorrente instantânea)

A função 50 atua sem atraso intencional: quando a corrente ultrapassa o valor de pickup ajustado, o relé emite o comando de trip imediatamente. Por isso, seu ajuste precisa ser alto o suficiente para não atuar em faltas fora da zona protegida — normalmente acima da corrente de curto-circuito máxima no ponto até onde a proteção deve atuar instantaneamente, com uma margem de segurança.

Exemplo ilustrativo: se a corrente de curto-circuito máxima no fim do trecho protegido for 1.800 A, um ajuste típico da função 50 poderia ficar em torno de 2.200 A — garantindo atuação instantânea apenas para faltas dentro da zona protegida.

O que é a função 51 (sobrecorrente temporizada)

A função 51 também atua por sobrecorrente, mas com um atraso de tempo inversamente proporcional à intensidade da corrente: quanto maior a falta, mais rápido o relé atua. É essa característica que permite a coordenação entre proteções em série — a mais próxima da falta atua primeiro, com uma margem de tempo (Δt) em relação à proteção anterior.

Curva combinada das funções 50 e 51 Gráfico tempo x corrente em escala logarítmica. Para correntes menores, a atuação segue a curva de tempo inverso da função 51. A partir do ajuste de pickup da função 50, a atuação passa a ser instantânea, representada por uma queda vertical seguida de um trecho quase plano próximo ao eixo. Ipickup (50) Função 51 (temporizada) Função 50 (instantânea) Tempo (s) — escala log Corrente (A) — escala log
Curva combinada 50/51: abaixo do pickup da função 50, a atuação segue a curva de tempo inverso da função 51; acima dele, a atuação passa a ser instantânea.

Como calcular o ajuste da função 51

O tempo de atuação da função 51 segue uma curva de tempo inverso, definida pela norma IEC 60255-151. A fórmula geral é:

t = TMS × K / ( (I / Ipickup)^α − 1 )
t = tempo de atuação (s) · TMS = múltiplo de tempo (dial) · I = corrente de falta (A) · Ipickup = corrente de partida ajustada (A) · K e α = constantes da curva

As curvas mais usadas e suas constantes:

  • Normal Inversa (NI): K = 0,14 · α = 0,02
  • Muito Inversa (VI): K = 13,5 · α = 1
  • Extremamente Inversa (EI): K = 80 · α = 2

Exemplo prático

Vamos calcular o tempo de atuação da função 51 para um relé ajustado com curva Normal Inversa, pickup de 200 A e TMS de 0,3, diante de uma corrente de falta de 1.200 A.

  1. 1
    Múltiplo da corrente: I / Ipickup = 1.200 / 200 = 6
  2. 2
    Aplicando a curva NI: 6^0,02 ≈ 1,0365 → 1,0365 − 1 = 0,0365
  3. 3
    Tempo de atuação: t = 0,3 × 0,14 / 0,0365 ≈ 1,15 s
Tempo de atuação da função 51 ≈ 1,15 s

Esse cálculo isolado não substitui o estudo de coordenação completo. O ajuste definitivo de pickup, TMS e tipo de curva depende do coordenograma da instalação como um todo, considerando as demais proteções em série. É esse tipo de cálculo, função por função, que o Protek agiliza nos projetos da EVJ.