Os sistemas elétricos passam por rigorosos estudos nas fases de projeto e instalação. Deve-se saber como o sistema vai operar em situações de regime e, claro, em situações extraordinárias. Dentre os testes requeridos para analisar a viabilidade e comportamento de um sistema, podem-se citar os testes de transitórios eletromagnéticos, fluxo de potência, estabilidade e curto-circuito.

Obviamente, não podemos isolar uma parte do sistema das demais, especialmente devido ao crescimento dele. Além disso, o aumento das cargas alimentadas pela rede gera a necessidade de novas usinas para suprir toda essa demanda energética. Como em várias outras áreas, sempre há fatores que não podem ser calculados e previstos com exatidão. Isso eleva a importância de uma boa proteção para o sistema elétrico.

As faltas, ou curto-circuitos, podem ter diversas origens e diversos tipos. Por exemplo, um objeto que conecte duas fases ou a queda de um fio que provoca um curto para a terra. Dependendo de alguns parâmetros da ocorrência, a corrente de curto-circuito pode atingir valores excessivamente elevados, pondo em risco tanto os cabos de transmissão quanto as cargas conectadas a ele. Assim, é muito importante proteger o sistema nessas ocasiões.

O dispositivo que se usa para esse fim é chamado disjuntor. Basicamente, ele consiste num elemento de apenas dois estados: aberto e fechado. No regime permanente, o disjuntor fica fechado e não interfere na passagem de corrente através dele. Contudo, se essa corrente eleva-se demais, ele abre, protegendo as cargas que vêm depois dele da sobrecorrente. Ele é semelhante a um fusível, mas, ao contrário deste, há a possibilidade de desarme e rearme manual, para fins de manobra. Apesar de seus fins serem os mesmos, o fusível só pode funcionar uma vez: quando há um pico de corrente, ele se derrete ou se parte, abrindo o circuito e protegendo as cargas dos efeitos térmicos e mecânicos da sobrecorrente.

Recentemente, testes com supercondutores têm sido realizados para analisar sua viabilidade como limitadores de corrente. O princípio de funcionamento é bastante simples: o material supercondutor é mantido resfriado a uma temperatura adequada, de modo que ele não ofereça resistência à passagem de corrente. Na ocorrência de um curto, o material sai do estado de supercondução e torna-se um resistor altamente não-linear; ou seja, quanto maior a corrente através dele, mais resistência ele oferece. Isso ajudar a limitar a corrente no sistema, sem precisar desligá-lo.

Há diversas vantagens no uso desse tipo de limitador de corrente. Podem-se citar:

• Baixo tempo de ativação;
• Grande capacidade de limitação;
• Não necessita de auxílio;
• Resistência nula em condições normais.

Diversas técnicas de obtenção de materiais supercondutores já existem. Esse fenômeno foi descoberto em 1911, na Holanda. Com o passar dos anos, têm sido descobertos novos materiais supercondutores, de modo a aumentar sua temperatura crítica. Ainda não se conhece nenhum material supercondutor cuja temperatura crítica seja pelo menos próxima à ambiente. Assim, para tornar esse sistema inovador realmente viável, estudos ainda devem ser realizados de forma a reduzir os custos dessas implantações.

Referências: 

SOUSA, Wescley Tiago B. e outros, Limitadores de corrente de curto-circuito supercondutores: principais conceitos e testes. Revista Brasileira de Ensino de Física, v 34, n 4, 2012.