Elétrica

Relé Térmico de Sobrecarga

Diferentemente de um disjuntor termomagnético, o relé térmico de sobrecarga é ajustado à corrente do motor e atua principalmente contra aquecimento prolongado, falta de fase e sobrecarga. Elementos bimetálicos ou eletrônicos seguem uma curva inversa: quanto maior a corrente, menor o tempo de disparo. Classes 10, 20 e 30 indicam comportamento de partida. O relé abre o comando do contator; não possui capacidade para interromper sozinho um curto-circuito de alta corrente.


Definição Técnica

O relé térmico de sobrecarga é um dispositivo de proteção associado a contatores e partidas de motores. Sua função é estimar o aquecimento dos enrolamentos a partir da corrente e interromper o circuito de comando quando a condição excede a capacidade térmica configurada. Em modelos eletromecânicos, três elementos bimetálicos aquecem proporcionalmente à corrente e deformam até acionar contatos auxiliares. Em versões eletrônicas, sensores e algoritmos reproduzem o modelo térmico e podem acrescentar desequilíbrio, falta de fase, travamento e comunicação. O ajuste normalmente cobre uma faixa em ampères e deve corresponder à corrente nominal do motor e ao método de instalação. O relé não é um disjuntor de curto-circuito. Ele trabalha coordenado com fusíveis, disjuntor ou MPCB e com o contator. Quando dispara, abre o contato NF 95-96 no circuito da bobina, desligando o contator; um contato NA pode sinalizar a automação. O reset pode ser manual ou automático, mas o automático exige análise de risco porque o motor pode religar sem presença do operador. Em bombas, exaustores, portões e sistemas de climatização, o disparo deve gerar alarme e investigação. Repetir a partida sem descobrir a causa pode queimar o motor. Sobrecarga mecânica, falta de fase, tensão baixa, ventilação obstruída e partidas excessivas são causas comuns.

A IEC 60947-4-1 trata de contatores e dispositivos de partida, incluindo relés de sobrecarga e classes de disparo. A coordenação com proteção contra curto-circuito deve considerar corrente presumida, tipo de coordenação e dados do fabricante.

🔧 Nota de Engenharia
O ajuste nunca deve ser elevado apenas para evitar desarmes. Corrente acima da placa, falta de fase ou ventilação insuficiente precisam ser corrigidas antes do rearme. Reset automático é inadequado quando a partida inesperada cria risco.
Parâmetros Relacionados
Faixa de ajuste
0,1 A a centenas de ampères
Cada relé possui uma faixa, por exemplo 4–6 A ou 9–13 A. O valor deve abranger a corrente nominal do motor sem operar no limite extremo quando o fabricante recomenda margem. Em ligação estrela-triângulo, a posição do relé altera o ajuste. A corrente de placa, o fator de serviço e a temperatura ambiente precisam ser considerados. Um relé de faixa muito ampla pode oferecer menor resolução.
Classes de disparo
Classe 10, 20 ou 30
A classe representa o tempo de atuação para uma corrente múltipla da ajustada, segundo condições normativas. Classe 10 atende partidas comuns; 20 ou 30 tolera partidas mais longas, desde que o motor suporte. Escolher classe alta para mascarar partida anormal reduz proteção. A curva deve ser comparada ao tempo de aceleração e à capacidade térmica do motor.
Contato auxiliar típico
1 NF 95-96 + 1 NA 97-98
A numeração é comum em relés industriais. O NF fica em série com a bobina do contator; o NA pode alimentar lâmpada, entrada de CLP ou módulo de automação. A tensão e corrente dos contatos precisam ser respeitadas. Uma entrada de 24 V DC é preferível para supervisão, isolada do circuito de potência. O estado de disparo deve ser distinguido de contator desligado manualmente.
Compensação de temperatura
aprox. −20 °C a +60 °C, conforme modelo
Relés bimetálicos modernos compensam parte da influência ambiente, mas a faixa é limitada. Dentro de quadro quente, o comportamento muda. A montagem ao lado de componentes aquecidos precisa seguir espaçamento. Versões eletrônicas podem medir com maior estabilidade e oferecer memória térmica. A especificação do fabricante prevalece.
Pontos de Atenção em Automação
  • A
    Protege contra sobrecarga que o disjuntor pode não detectar a tempo
    Um disjuntor dimensionado para suportar a corrente de partida pode permitir uma sobrecorrente moderada por tempo suficiente para aquecer o motor. O relé ajustado à corrente nominal acompanha melhor esse risco. A proteção reduz queima de enrolamento. Entretanto, precisa estar coordenada e instalada em todas as fases. Em motor monofásico, o esquema específico é consultado. O dispositivo não substitui sensores internos PTC em motores críticos, que podem complementar.
  • B
    Sinaliza falha ao sistema de automação
    O contato auxiliar pode indicar trip a CLP, BMS ou hub industrial. O evento deve registrar hora, motor, corrente e contexto. A automação pode impedir nova partida até reset autorizado. Não deve simplesmente religar. Em bomba, verifica-se nível, pressão e bloqueio. Em ventilador, correia e filtro. O alarme precisa ser persistente. A integração reduz tempo de diagnóstico, mas a decisão de reset permanece ligada à segurança.
  • C
    Permite coordenação com a partida real do motor
    A classe e a corrente precisam ser escolhidas com a curva de aceleração. Um motor com grande inércia pode precisar classe 20 ou soft starter. Um relé classe 10 que dispara em toda partida não é defeito necessariamente; pode indicar seleção incorreta. A solução não é elevar o ajuste acima da placa. O projeto deve medir corrente de partida e duração, verificar tensão e carga mecânica. A coordenação correta evita tanto desarme indevido quanto aquecimento.
  • D
    Detecta condições assimétricas em modelos adequados
    Falta de fase aumenta corrente nas fases restantes e aquece motores trifásicos. Relés sensíveis a falta de fase disparam mais rápido. Versões eletrônicas também monitoram desequilíbrio. A função precisa ser confirmada. Um relé simples pode responder apenas pelo efeito térmico. Para motores críticos, relé eletrônico com comunicação, corrente por fase e histórico melhora. O custo maior pode ser compensado por prevenção e diagnóstico.
Tecnologias de relé
Bimetálico
Relé térmico eletromecânico
Usa lâminas aquecidas pela corrente. É robusto, simples e comum em partidas diretas. Possui ajuste, reset e teste. A precisão e as funções são mais limitadas.
Eletrônico
Relé de sobrecarga digital
Mede corrente por sensores e aplica modelo térmico. Pode oferecer classes configuráveis, desequilíbrio, comunicação e histórico. Exige alimentação ou módulo conforme o produto.
Manual
Reset local obrigatório
Após disparo, exige inspeção e comando do operador. É a opção mais segura quando a religação inesperada pode movimentar máquinas ou bombas.
Automático
Reset temporizado
Permite retorno sem intervenção. Só deve ser usado quando o processo e a análise de risco aceitam nova partida automática e existem intertravamentos adequados.
Referências de proteção
ReferênciaFaixa / NormaAplicação típica
IEC 60947-4-1Partida de motoresRequisitos para contatores, starters e relés de sobrecarga, classes e coordenação.
IEC 60947-2DisjuntoresCoordenação da proteção de curto-circuito a montante.
ABNT NBR 5410Instalações BTProteção de circuitos, seccionamento, condutores e instalação no Brasil.
NR-12Segurança de máquinasPrevenção de partida inesperada e requisitos de segurança em máquinas quando aplicável.