Chave de Transferência Automática (ATS) Classe PC vs. Classe CB: Diferenças e Guia de Seleção

Quando a energia da rede falha em um data center, hospital ou instalação industrial, a chave de transferência automática (ATS) torna-se o guardião silencioso entre o tempo de inatividade catastrófico e a continuidade perfeita. Em milissegundos a segundos, este dispositivo crítico deve detectar a interrupção, avaliar a disponibilidade do gerador de backup e transferir cargas elétricas - muitas vezes transportando centenas de amperes - sem danificar equipamentos sensíveis ou interromper sistemas de segurança de vida.

No entanto, especificar um ATS envolve mais do que selecionar uma corrente nominal e tensão. Duas classificações fundamentais - classe PC (Controle Programado) e classe CB (Disjuntor) - definem como a chave lida com falhas, quais cargas ela pode proteger e onde ela se encaixa na hierarquia de distribuição de energia. A distinção não é arbitrária nem meramente acadêmica: um ATS de classe PC instalado onde a proteção contra falhas é necessária deixa o sistema vulnerável; uma unidade de classe CB especificada onde a velocidade de transferência rápida é mais importante pode introduzir custo e complexidade desnecessários.

Para engenheiros elétricos que projetam sistemas de energia críticos, gerentes de instalações responsáveis pela infraestrutura de backup de emergência e contratados que instalam chaves de transferência, entender a classe PC vs CB é essencial. Este guia explica as diferenças técnicas entre essas classificações de ATS, decodifica os padrões regulamentadores (UL 1008 e IEC 60947-6-1) e fornece critérios de seleção práticos para combinar a classe ATS com aplicações do mundo real em data centers, hospitais, edifícios comerciais e instalações industriais.

O que é uma Chave de Transferência Automática?

Um chave de transferência automática (ATS) é um dispositivo de comutação elétrica auto-atuante que monitora a disponibilidade de duas fontes de energia independentes e transfere automaticamente cargas elétricas de uma fonte para outra quando a fonte primária falha ou fica fora dos parâmetros aceitáveis de tensão/frequência. Na maioria das instalações, o ATS alterna entre a energia da rede (fonte normal) e um gerador de emergência no local (fonte de emergência), embora também possa alternar entre duas alimentações da rede, sistemas UPS ou outras configurações de energia.

O papel fundamental de um ATS é triplo: monitoramento contínuo de ambas as fontes de energia para tensão, frequência e integridade de fase; detecção automática de falha ou degradação da fonte além dos limites predefinidos; e transferência rápida e segura de cargas conectadas para a fonte alternativa sem criar condições perigosas ou danificar equipamentos.

Ao contrário das chaves de transferência manual que exigem intervenção humana, um ATS opera autonomamente com base na lógica programada e nas entradas de detecção. Quando a tensão da rede cai abaixo de 85-90% do nominal ou excede 110%, o controlador ATS inicia uma sequência de transferência: ele sinaliza o gerador para iniciar, espera que a tensão e a frequência do gerador se estabilizem dentro dos limites aceitáveis (normalmente 10-30 segundos), abre o contator ou disjuntor da rede, espera por um breve intervalo de transição aberta para evitar realimentação ou conexão fora de fase e, em seguida, fecha o contator do gerador para restaurar a energia.

Quando a energia da rede retorna e se estabiliza, o ATS executa uma sequência de retransferência - geralmente com um atraso intencional (muitas vezes 5-30 minutos) para evitar transferências incômodas da restauração momentânea da rede - transferindo as cargas de volta para a rede e sinalizando o gerador para parar.

Esta operação automática é essencial em instalações onde o tempo de resposta humana é inaceitável: salas de cirurgia de hospitais, cargas de servidores de data centers, equipamentos de telecomunicações, sistemas de controle de processos industriais, bombas de incêndio e outras aplicações de segurança de vida ou missão crítica. O ATS garante a continuidade da energia em segundos, muito antes que o pessoal da instalação possa intervir manualmente.

Entendendo os Padrões ATS: UL 1008 e IEC 60947-6-1

As chaves de transferência automática são regidas por dois padrões primários que definem os requisitos de segurança, testes de desempenho e sistemas de classificação: UL 1008 na América do Norte e IEC 60947-6-1 internacionalmente.

UL 1008: Equipamento de Chave de Transferência

UL 1008 é o padrão dos EUA/Canadá publicado pela Underwriters Laboratories para chaves de transferência automática, manual e de isolamento de bypass com classificação de até 10.000 amperes. O padrão estabelece requisitos de teste rigorosos que cobrem resistência elétrica (10.000 ciclos de transferência sob carga nominal), limites de elevação de temperatura, resistência dielétrica e, mais criticamente, capacidade de suportar curto-circuito e classificações de fechamento (WCR).

O WCR define a corrente de falta máxima que o ATS pode suportar com segurança quando fechado em um curto-circuito e a corrente de falta que ele pode fechar sem criar uma condição perigosa. A UL 1008 exige que cada ATS listado tenha um valor WCR rotulado, que pode ser expresso de duas maneiras:

• Classificação baseada no tempo: O ATS pode suportar uma corrente de falta especificada (por exemplo, 65 kA) por uma duração definida (normalmente 3 ciclos ou ~50 milissegundos a 60 Hz), desde que o dispositivo de proteção upstream elimine a falta dentro desse tempo.
• Classificação de dispositivo específico: O ATS é testado com disjuntores ou fusíveis upstream específicos; quando instalado com um desses dispositivos listados, o ATS atinge um WCR mais alto do que a classificação baseada no tempo sozinha.

As classificações de dispositivo específico são geralmente mais altas porque a maioria dos disjuntores elimina as faltas mais rapidamente do que 3 ciclos sob condições de teste reais. Isso permite que quadros ATS menores sejam usados quando o dispositivo de proteção upstream é conhecido e listado, reduzindo o custo e a área de instalação. A 7ª edição da UL 1008 (revisão atual) apertou os requisitos para adicionar disjuntores às tabelas de dispositivo específico, exigindo comparação com os tempos de disparo reais dos testes de curto-circuito da UL, em vez dos tempos de disparo máximos publicados pelos fabricantes.

Para conformidade com a instalação, a corrente de falta disponível nos terminais de linha do ATS não deve exceder o WCR rotulado do ATS e, se uma classificação baseada no tempo for usada, o engenheiro deve verificar se o dispositivo upstream selecionado elimina as faltas mais rapidamente do que a duração nominal naquele nível de corrente.

IEC 60947-6-1: Equipamento de Comutação de Transferência (TSE)

IEC 60947-6-1 é o padrão internacional para equipamento de comutação de transferência (TSE) com classificação de até 1.000 V AC ou 1.500 V DC. Enquanto a UL 1008 se concentra na segurança e na capacidade de suportar faltas por meio da coordenação do WCR, a IEC 60947-6-1 introduz um sistema de classificação funcional com base na capacidade de tratamento de curto-circuito do ATS:

• Classe PC (da IEC 60947-3, chaves e desconectores): TSE projetado para fazer e suportar correntes de curto-circuito, mas não para interrompê-las . Os dispositivos de classe PC dependem de um dispositivo de proteção contra curto-circuito upstream (SCPD) para interromper as correntes de falta.
• Classe CB (da IEC 60947-2, disjuntores): TSE projetado para fazer, suportar e interromper correntes de curto-circuito. Os dispositivos de classe CB incorporam suas próprias liberações de proteção contra sobrecorrente e podem interromper faltas independentemente.
• Classe CC (da IEC 60947-4-1, contatores): Semelhante à classe PC; baseado em contatores intertravados, pode fazer e suportar, mas não interromper correntes de curto-circuito.

Essas classificações IEC descrevem o mecanismo de comutação interno e a filosofia de proteção. Na prática, muitos fabricantes usam a terminologia “classe PC” e “classe CB” mesmo para produtos listados na UL 1008 na América do Norte, pois a distinção do mecanismo (baseado em contator vs. baseado em disjuntor) se alinha com as definições da IEC. No entanto, é importante observar que a nomenclatura PC/CB em si não é um rótulo formal da UL 1008 - o requisito crítico da UL é a classificação WCR e sua coordenação com os dispositivos de proteção upstream.

Para engenheiros que especificam equipamentos ATS, ambos os padrões são importantes: a listagem UL 1008 e a coordenação WCR garantem a conformidade com o código e a segurança na América do Norte, enquanto a compreensão das classificações PC/CB da IEC 60947-6-1 esclarece o mecanismo subjacente e ajuda a prever características operacionais como velocidade de transferência, compatibilidade de carga e requisitos de coordenação de proteção.

ATS de Classe PC (Controle Programado)

Classe PC as chaves de transferência automática são dispositivos de transferência de carga dedicados construídos em torno de contatores, chaves motorizadas ou mecanismos de chave de comutação. A designação “PC” tem origem na IEC 60947-6-1 e às vezes é expandida como “Controle de Potência” ou “Controle Programado”, embora a definição formal da IEC a vincule aos requisitos da IEC 60947-3 para chaves e desconectores. A característica definidora: ATS de classe PC podem fazer e suportar correntes de curto-circuito, mas não são projetados para interrompê-las .

Mecanismo Interno e Operação

Um ATS de classe PC normalmente usa dois contatores pesados - dispositivos de comutação eletromagnéticos com contatos de liga de prata projetados para alta capacidade de corrente e longa vida mecânica. Esses contatores são intertravados elétrica e mecanicamente para evitar que ambas as fontes sejam conectadas simultaneamente (o que realimentaria ou criaria uma condição paralela fora de fase). Um único mecanismo de controle ou atuador motorizado aciona a transferência, abrindo um contator antes de fechar o outro em uma sequência de interrupção antes de fazer (transição aberta).

O design do contator prioriza a comutação rápida e confiável. Os tempos de transferência para ATS de classe PC são normalmente de 30-150 milissegundos, dependendo do tamanho do contator e da lógica de controle. Essa velocidade os torna adequados para aplicações onde a interrupção momentânea de energia é aceitável, mas a restauração rápida é essencial, como fontes de alimentação de servidor com capacitores de retenção, cargas com backup de UPS ou circuitos de distribuição não críticos.

Sem Proteção Integrada Contra Sobrecorrente

A limitação crítica dos ATS de classe PC: eles não fornecem proteção contra sobrecarga ou curto-circuito. Se ocorrer uma falta a jusante do ATS, os contatos do contator podem fechar na corrente de falta e suportá-la pela breve duração até que um dispositivo de proteção upstream (disjuntor ou fusível) elimine a falta, mas o próprio ATS não pode interromper a falta.

Isso significa que Os ATS de classe PC devem sempre ser protegidos por dispositivos de proteção contra curto-circuito upstream (SCPDs). O SCPD - normalmente um disjuntor de caixa moldada (MCCB) ou fusível - deve ser coordenado com a capacidade de suportar curto-circuito do ATS para garantir que ele elimine as faltas antes que os contatos do ATS sejam danificados. Para unidades de classe PC listadas na UL 1008, essa coordenação é verificada por meio da classificação WCR e tabelas baseadas no tempo ou em dispositivos específicos.

Compatibilidade de Carga e Aplicações

Como os ATS de classe PC não possuem proteção térmica contra sobrecarga integrada, eles são versáteis em uma ampla gama de tipos de carga:

• Transferência rápida para cargas de TI: Os painéis de distribuição de data center que alimentam racks de servidores, equipamentos de rede e sistemas de armazenamento se beneficiam de tempos de transferência abaixo de 100ms.
• Circuitos de subdistribuição: Painéis de ramal em edifícios comerciais, hospitais e instalações industriais onde a proteção principal contra sobrecorrente já é fornecida upstream.
• Cargas mistas e resistivas: Circuitos de iluminação, controles HVAC, tomadas de energia gerais e outras cargas não motorizadas.
• Cargas do motor: Os ATS de classe PC podem lidar com a corrente de partida do motor (normalmente 6-8 × a corrente de carga total) porque o MCCB ou fusível upstream é dimensionado para o serviço do motor, não o próprio ATS. Isso os torna adequados para circuitos de bomba, ventilador e compressor.
• Projetos sensíveis a custos: As unidades de classe PC são tipicamente 20-40% menos caras do que os ATS de classe CB equivalentes, tornando-os económicos para instalações de múltiplos painéis.

A dependência da proteção a montante também proporciona uma vantagem de seletividade: se devidamente coordenada, a SCPD a montante pode ser configurada para permitir que as falhas a jusante sejam eliminadas sem disparar o alimentador principal, melhorando a fiabilidade do sistema.

Classificações de Corrente Típicas e Formas Físicas

Os ATS de classe PC estão disponíveis de 30A a 4000A, com tamanhos comuns em 100A, 260A, 400A, 600A, 800A, 1200A, 1600A, 2000A e 3000A. São fabricados em configurações de transição aberta (interrupção antes de fazer padrão) e de transição fechada (fazer antes de interromper), com modelos de transição fechada utilizados onde a breve interrupção de energia da transição aberta é inaceitável.

Critérios de Seleção para Classe PC

Especifique ATS de classe PC quando:

• Os disjuntores ou fusíveis a montante fornecem proteção contra falhas e são coordenados com o WCR do ATS
• A velocidade de transferência rápida (50-150 ms) é priorizada
• Os tipos de carga incluem equipamentos de TI, iluminação, distribuição geral mista ou motores com proteção a montante adequada
• A coordenação seletiva com dispositivos a montante é desejada
• A otimização de custos é importante para instalações multi-unidades
• A aplicação está em conformidade com o serviço de subdistribuição ou circuito de derivação

Não utilize a classe PC onde o ATS deve fornecer a sua própria interrupção de falha (por exemplo, alimentador de entrada principal sem SCPD a montante), ou onde os códigos ou normas das instalações exigem proteção integrada contra sobrecorrente no próprio comutador de transferência.

ATS de Classe CB (Disjuntor)

Classe CB Os comutadores de transferência automática são construídos em torno de disjuntores e integram funções de comutação e proteção contra sobrecorrente num único dispositivo. A designação “CB” tem origem na norma IEC 60947-6-1 e está ligada aos requisitos da norma IEC 60947-2 para disjuntores de caixa moldada e disjuntores de potência. A característica definidora: Os ATS de classe CB podem fazer, suportar e interromper correntes de curto-circuito independentemente, sem depender de dispositivos de proteção a montante.

Mecanismo Interno e Operação

Um ATS de classe CB consiste em dois disjuntores de caixa moldada (MCCBs) ou disjuntores de ar (ACBs) interligados mecanicamente e eletricamente para evitar que ambas as fontes sejam ligadas simultaneamente. Cada disjuntor inclui elementos de disparo de sobrecorrente térmicos e magnéticos que podem detetar e interromper condições de sobrecarga e curto-circuito.

O mecanismo de comutação é mais complexo do que os contactores de classe PC. Quando o controlador ATS comanda uma transferência, um disjuntor deve abrir (disparar ou ser forçado a abrir) e, após um breve intervalo de transição aberta, o segundo disjuntor fecha. Como os disjuntores são concebidos para interrupção de falhas em vez de fazer/interromper rapidamente sob carga normal, os tempos de transferência da classe CB são normalmente 100-300 milissegundos—mais lentos do que as unidades de classe PC, mas ainda aceitáveis para a maioria das aplicações de energia de emergência.

Os ATS de classe CB de transição fechada também existem, mas são menos comuns devido à complexidade de colocar momentaneamente dois disjuntores em paralelo; os comutadores de transferência estáticos (dispositivos de estado sólido sem peças móveis) são frequentemente preferidos onde é necessária uma transferência de subciclo.

Proteção Integrada Contra Sobrecorrente

A principal vantagem dos ATS de classe CB: cada disjuntor fornece a sua própria proteção térmica contra sobrecarga e proteção magnética contra curto-circuito. Se ocorrer uma falha a jusante do ATS, ou se a carga exceder a configuração de disparo do disjuntor, o disjuntor abrirá automaticamente para eliminar a falha—independentemente de qualquer dispositivo a montante.

Esta proteção auto-suficiente torna os ATS de classe CB adequados para alimentadores de entrada principais onde não existe nenhum dispositivo de proteção a montante entre a entrada de serviço público e o ATS, ou onde os códigos das instalações exigem proteção dedicada contra sobrecorrente no ponto de transferência. Nos Sistemas Elétricos Essenciais de hospitais (NFPA 99) e outras aplicações de segurança de vida, os ATS de classe CB fornecem uma camada adicional de fiabilidade porque não dependem da coordenação com dispositivos a montante.

Para conformidade com a norma UL 1008, os ATS de classe CB têm classificações WCR tal como a classe PC, mas as classificações são frequentemente mais elevadas porque os disjuntores integrados podem interromper as falhas rapidamente, permitindo que o mecanismo ATS suporte correntes de falha prospetivas mais elevadas. Além disso, as unidades de classe CB podem ter classificações de resistência de curta duração destinadas a coordenar com relés de proteção a montante ou atrasos de tempo intencionais em esquemas de coordenação seletiva.

Compatibilidade de Carga e Aplicações

Os ATS de classe CB são concebidos para aplicações críticas onde a proteção integrada e a capacidade autónoma de eliminação de falhas são essenciais:

• Alimentadores de serviço de entrada principais: ATS primário na entrada de serviço público ou saída do gerador, alimentando sistemas de distribuição de instalações inteiras em hospitais, centros de dados e fábricas industriais.
• Cargas de infraestruturas críticas: Bombas de incêndio, circuitos de segurança de vida, iluminação de emergência e alimentação da sala de operações do hospital onde a NFPA 110 e a NFPA 99 exigem proteção independente.
• Ambientes de corrente de falha elevada: Locais próximos de transformadores ou saídas de geradores onde as correntes de curto-circuito prospetivas excedem o que a coordenação a montante por si só pode lidar com segurança.
• Alimentação de elevadores e escadas rolantes: Onde o código exige proteção dedicada contra sobrecorrente para equipamentos de transporte vertical.
• Instalações que exigem proteção redundante: Onde a filosofia de projeto do sistema exige múltiplas camadas de proteção contra sobrecorrente para minimizar pontos únicos de falha.

Como os disjuntores integrados fornecem proteção contra sobrecarga, os ATS de classe CB também são adequados para cargas de motor, embora o tempo de transferência mais lento (em comparação com a classe PC) possa fazer com que alguns equipamentos acionados por motor parem e exijam reinício após a transferência.

Classificações de Corrente Típicas e Formas Físicas

Os ATS de classe CB estão disponíveis de 100A a 4000A, com classificações comuns em 225A, 400A, 600A, 800A, 1200A, 1600A, 2500A, 3200A e 4000A. São fisicamente maiores e mais pesados do que as unidades de classe PC equivalentes devido aos mecanismos do disjuntor e às câmaras de interrupção de arco. As caixas são normalmente NEMA 1 para instalações interiores, com opções NEMA 3R ou NEMA 4/4X para ambientes exteriores ou agressivos.

Critérios de Seleção para Classe CB

Especifique ATS de classe CB quando:

• O ATS é instalado no serviço de entrada principal sem nenhum dispositivo de proteção a montante
• Os códigos ou normas das instalações (NFPA 110, NFPA 99, NEC Artigo 700/701/702) exigem proteção integrada contra sobrecorrente no ponto de transferência
• Cargas críticas (bombas de incêndio, ramais de segurança de vida de hospitais, elevadores) exigem capacidade independente de eliminação de falhas
• Correntes de falha elevadas ou esquemas complexos de coordenação seletiva exigem classificações de resistência de curta duração
• A filosofia de projeto do sistema enfatiza camadas de proteção redundantes
• A aplicação justifica o custo adicional (tipicamente 30-50% superior ao da classe PC) para proteção integrada

Não utilize a classe CB onde a velocidade de transferência é crítica (utilize ATS de classe PC ou de transferência estática para transferência <100ms), ou onde os disjuntores a montante já fornecem proteção e seletividade adequadas (a classe PC oferece melhor economia e velocidade nesses cenários).

Principais Diferenças Técnicas: Classe PC vs CB

A escolha entre ATS de classe PC e CB depende de várias distinções técnicas que afetam diretamente o projeto do sistema, o custo e o desempenho operacional.

Mecanismo de Comutação e Construção Interna

Recurso	Classe PC	Classe CB
Componente Primário	Contactores ou comutadores motorizados	Disjuntores de caixa moldada ou de ar
Complexidade do Mecanismo	Contactos eletromagnéticos ou acionados por motor simples	Mecanismo de disparo do disjuntor com elementos térmicos/magnéticos
Tamanho Físico	Compacto; pegada menor para classificação equivalente	Maior devido aos mecanismos do disjuntor e câmaras de extinção de arco
Peso	Mais leve (20-40% menos que a classe CB)	Mais pesado devido à construção do disjuntor

Proteção e Tratamento de Falhas

Recurso	Classe PC	Classe CB
Proteção De Sobrecorrente	Nenhum; depende inteiramente de SCPDs upstream	Proteção integrada contra sobrecarga térmica e curto-circuito magnético
Interrupção de Falhas	Não pode interromper correntes de curto-circuito	Pode interromper correntes de curto-circuito independentemente
Coordenação WCR	Requer coordenação com disjuntores/fusíveis upstream	Classificações WCR mais altas devido à capacidade de interrupção integrada
Filosofia de Proteção	Depende da coordenação em nível de sistema	Autossuficiente; proteção independente

Caraterísticas de desempenho

Recurso	Classe PC	Classe CB
Velocidade de Transferência	30-150 milissegundos (rápido)	100-300 milissegundos (moderado)
Resistência eléctrica	100.000+ operações típicas	10.000-50.000 operações (dependente do disjuntor)
Compatibilidade de carga	Todos os tipos de carga (com proteção upstream)	Todos os tipos de carga; cargas de motor podem exigir reinicialização
Partida do motor	Lida com a corrente de irrupção através do dimensionamento do SCPD upstream	O disjuntor integrado deve ser dimensionado para a corrente de irrupção

Aplicação e instalação

Recurso	Classe PC	Classe CB
Instalação Típica	Painéis de subdistribuição, circuitos de derivação	Alimentadores de entrada principais, infraestrutura crítica
Proteção Upstream	Obrigatório	Opcional (pode ser independente)
Requisitos do código	Adequado onde o SCPD upstream está presente	Necessário onde o ATS deve fornecer proteção independente
Seletividade	Melhor seletividade via coordenação upstream	Proteção no ponto de transferência; pode limitar a seletividade upstream

Custo e Fatores Econômicos

Recurso	Classe PC	Classe CB
Custo do equipamento	Menor (linha de base)	30-50% maior que a classe PC equivalente
Custo de instalação	Menor; fiação mais simples	Maior; invólucros e montagem maiores
Manutenção	Mínimo; inspeção/substituição do contator	Teste e calibração do disjuntor necessários
Projetos Multi-Unidade	Econômico para vários painéis	Custo total mais alto para sistemas multi-painel

Consequências da Aplicação Incorreta

Usar a classe ATS errada cria modos de falha previsíveis:

• Classe PC no serviço de entrada principal sem SCPD upstream: O ATS não pode eliminar falhas. Durante um curto-circuito, o contator fechará sobre a falha e permanecerá fechado, contando com a proteção da concessionária ou do gerador - o que pode não coordenar adequadamente, causando danos ao equipamento ou risco de incêndio.
• Classe CB onde a transferência rápida é crítica: O tempo de transferência mais lento (100-300 ms) pode exceder o tempo de retenção de equipamentos de TI sensíveis, causando reinicializações do servidor ou perda de dados. Chaves de transferência estáticas ou ATS de classe PC são mais adequados.
• Classe PC sem coordenação WCR adequada: Se o SCPD upstream for subdimensionado ou muito lento, as correntes de falha podem exceder a capacidade de resistência do ATS, soldando contatos ou causando falha catastrófica.
• Classe CB em esquemas de coordenação seletiva sem consideração: Os disjuntores integrados adicionam outra camada de proteção que deve ser coordenada com dispositivos upstream e downstream; a coordenação inadequada pode causar disparos incômodos ou perda de seletividade.

Guia de Aplicação: Data Centers, Hospitais e Instalações Industriais

Diferentes tipos de instalações impõem requisitos distintos aos comutadores de transferência automática. Compreender essas necessidades específicas da aplicação esclarece quando a classe PC ou CB é a escolha certa.

Data Centers e Instalações de TI

Preocupações Primárias: Tempo de atividade máximo (99,99% + disponibilidade), transferência rápida para minimizar a interrupção do servidor, coordenação seletiva para isolar falhas sem falhas em cascata.

Arquitetura Típica de ATS:

• Serviço de entrada principal: Frequentemente usa ATS de classe CB (400A-4000A) na junção utilitário/gerador alimentando toda a instalação. Fornece proteção independente e altas classificações WCR para as enormes correntes de falha perto da entrada de serviço.
• Distribuição para cargas de TI: ATS de classe PC (100A-600A) no PDU (unidade de distribuição de energia) ou nível de linha. A transferência rápida (50-100 ms) mantém os servidores online através de seus capacitores de retenção, e os MCCBs upstream fornecem coordenação de falhas e seletividade.
• Chaves de transferência estáticas (STS): Para data centers Tier III/IV, STS de estado sólido com tempo de transferência <5ms são usados entre saídas UPS duplas para evitar qualquer interrupção da carga de TI. Estes são tecnicamente uma classe de dispositivo diferente, mas servem objetivos de redundância semelhantes.

Hospitais e Instalações de Saúde

Preocupações Primárias: Conformidade com segurança de vida (NFPA 99, NFPA 110), restauração de energia em 10 segundos para ramais críticos, proteção independente para sistemas elétricos essenciais, capacidade de manutenção sem interrupção do serviço.

Arquitetura Típica de ATS:

• Serviço de entrada principal para o Sistema Elétrico Essencial (EES): ATS de classe CB (800A-3000A) é padrão. A NFPA 99 exige que o EES seja capaz de operação independente, e a classe CB fornece a proteção integrada necessária. Este ATS alimenta os ramais de segurança de vida, críticos e de equipamentos.
• Ramal de Segurança de Vida (iluminação de saída, alarmes de incêndio, iluminação de saída): Dedicado ATS de classe CB (100A-400A) garante proteção independente para circuitos exigidos por código que devem permanecer energizados durante emergências.
• Ramal Crítico (salas de cirurgia, UTI, departamento de emergência): ATS de classe CB ou classe PC dependendo do projeto da instalação. A classe PC de transição fechada é comum para energia de salas de cirurgia para evitar qualquer interrupção ao equipamento de suporte de vida; a coordenação upstream é cuidadosamente projetada para atender aos requisitos de seletividade da NFPA.
• Ramal de Equipamentos (HVAC, elevadores, cargas não críticas): ATS de classe PC (200A-800A) é econômico e fornece transferência rápida para sistemas menos críticos onde a proteção upstream é aceitável.

Edifícios comerciais

Preocupações Primárias: Conformidade com o código para sistemas de emergência/standby (NEC Artigo 700/701/702), custo-efetividade, capacidade de manutenção, proteção adequada para bombas de incêndio e iluminação de saída.

Arquitetura Típica de ATS:

• Serviço principal do edifício: Pode usar ATS de classe CB (600A-2000A) se o ATS estiver na entrada de serviço sem proteção upstream, ou classe PC se localizado a jusante da desconexão principal do serviço.
• Bomba de incêndio: O Artigo 695 do NEC exige proteção dedicada contra sobrecorrente; ATS de classe CB (100A-400A) é típico para garantir que o circuito da bomba de incêndio tenha capacidade independente de eliminação de falhas.
• Iluminação de emergência/saída: ATS de classe PC (30A-100A) é econômico e compatível com o código onde os disjuntores upstream fornecem proteção.
• HVAC e cargas gerais de standby: ATS de classe PC para eficiência de custo e transferência rápida.

Instalações Industriais e Fabricação

Preocupações Primárias: Continuidade do processo, manuseio de carga do motor, altas correntes de falta perto de transformadores, coordenação seletiva para evitar tempo de inatividade da produção, construção robusta para ambientes agressivos.

Arquitetura Típica de ATS:

• Serviço principal da planta: ATS de classe CB (1200A-4000A) no secundário do transformador ou ponto de conexão do gerador, fornecendo altas classificações WCR e proteção independente para locais de alta falta.
• Controle de processo e energia do PLC: ATS de classe PC (60A-200A) com transferência rápida para manter os sistemas de controle online e evitar interrupção do processo.
• Cargas do motor (bombas, compressores, transportadores): ATS de classe PC dimensionado para corrente de partida do motor, com MCCBs upstream fornecendo proteção contra sobrecarga e curto-circuito. A transferência pode causar a desaceleração do motor e exigir reinicialização, o que é aceitável na maioria das aplicações industriais.

Guia Prático de Seleção: Escolhendo entre Classe PC e Classe CB

Passo 1: Determine o Local de Instalação e o Contexto de Proteção

O ATS está na entrada de serviço principal sem dispositivo de proteção upstream?

• Sim → Classe CB necessária. Sem proteção upstream, o ATS deve fornecer sua própria capacidade de eliminação de falhas.
• Nenhum (ATS está a jusante da desconexão principal do serviço ou disjuntor de alimentação) → Classe PC é viável; prossiga para o Passo 2.

Passo 2: Identifique os Requisitos de Código e da Instalação

Os códigos aplicáveis (NFPA 99, NFPA 110, NEC Artigo 695, requisitos locais da AHJ) exigem proteção integrada contra sobrecorrente no ponto de transferência?

• Sim (EES de hospitais, bombas de incêndio, ramais de segurança de vida) → Classe CB necessária.
• Nenhum → Prossiga para o Passo 3.

Passo 3: Calcule a Corrente de Falta e Verifique a Coordenação WCR

1. Determine a corrente de falta disponível nos terminais de linha do ATS.
2. Identifique o dispositivo de proteção upstream (MCCB, fusível ou ATS upstream).
3. Para candidatos de classe PC: Verifique se o dispositivo upstream está listado nas tabelas WCR de dispositivo específico do ATS, ou confirme se ele elimina falhas mais rápido do que a duração WCR baseada em tempo do ATS.
4. Para candidatos de classe CB: Verifique se o WCR rotulado do ATS excede a corrente de falta disponível.

Se a coordenação WCR não puder ser alcançada com a classe PC → Use a classe CB (classificações WCR mais altas normalmente disponíveis).

Passo 4: Avalie os Requisitos de Velocidade de Transferência

A carga requer transferência mais rápida que 100 milissegundos?

• Sim (energia do servidor com retenção limitada, sistemas de controle de processo, equipamento de TI) → Classe PC (transferência de 30-150 ms) ou chaves de transferência estática (<5 ms).
• Nenhum (distribuição geral, cargas de motor, iluminação) → Ambas as classes PC e CB são aceitáveis.

Passo 5: Avalie o Tipo de Carga e as Necessidades Operacionais

• Cargas de TI sensíveis, transferência rápida crítica → Classe PC
• Cargas de motor com reinicialização aceitável após a transferência → Classe PC (econômico com SCPD upstream)
• Cargas mistas que exigem proteção independente → Classe CB
• Equipamento de alta corrente de partida (motores grandes, transformadores) → Classe PC (mais fácil de coordenar através do dimensionamento de SCPD upstream)

Passo 6: Considere Fatores Econômicos e de Design do Sistema

• Instalações multi-painel ou projetos sensíveis a custos? → A classe PC oferece uma economia de custo de 20-40% por unidade.
• ATS crítico único, ou o orçamento é secundário à robustez da proteção? → A classe CB fornece uma camada de proteção adicional.
• Filosofia de coordenação seletiva? → A classe PC permite uma melhor coordenação upstream; a classe CB fornece proteção independente no ponto de transferência.

Conclusão

A distinção entre chaves de transferência automática de classe PC e classe CB não é arbitrária nem uma simples questão de preferência — ela define a filosofia fundamental de proteção, o mecanismo de comutação e as características operacionais do dispositivo. As ATS de classe PC, construídas em torno de contatores ou interruptores motorizados, fornecem transferência de carga rápida e econômica, mas dependem inteiramente de dispositivos de proteção upstream para eliminação de faltas. As ATS de classe CB, construídas a partir de disjuntores, integram proteção contra sobrecorrente e interrupção de falta na própria chave de transferência, tornando-as adequadas para alimentadores de serviço principais e aplicações onde a proteção independente é obrigatória ou preferida.

Para engenheiros elétricos que projetam sistemas de energia críticos, a decisão depende da localização da instalação, requisitos de código, coordenação de corrente de falta, necessidades de velocidade de transferência e considerações econômicas. Os serviços de entrada principais sem proteção upstream exigem a classe CB; os painéis de subdistribuição com cargas de TI de transferência rápida favorecem a classe PC. Hospitais e circuitos de segurança de vida geralmente exigem a classe CB para conformidade com o código; os PDUs de data center priorizam a classe PC para velocidade e seletividade. A compreensão das classificações IEC 60947-6-1 e da estrutura de coordenação UL 1008 WCR permite que os engenheiros façam seleções informadas que equilibrem proteção, desempenho e custo.

A VIOX Electric fabrica chaves de transferência automática projetadas de acordo com os padrões UL 1008 e IEC 60947-6-1 em configurações de classe PC e CB, com classificações de corrente de 30A a 4000A para data centers, hospitais, edifícios comerciais e instalações industriais. Para orientação de especificação, estudos de coordenação WCR ou consulta técnica sobre seus requisitos de comutação de transferência de energia crítica, entre em contato com a equipe de engenharia da VIOX.

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