In Stala Coes Eletric As

1. INTRODUÇÃO O presente trabalho tem como objetivo, mostrar, identificar e exemplificar alguns equipamentos utilizados em instalações elétricas.

2. RELÉ 2.1 Qualidades requeridas Um simples rele eletromecânico é aplicado em máquinas de todos os tipos responsáveis pela produção de um infinito número de bens que consumimos: esta cadeia inicia-se desde a energia elétrica gerada em UHEs - usina hidroelétrica - e que chega a nossas casas e indústrias. Os relés ainda são aplicados na movimentação e proteção contra abertura de portas nos elevadores de nossos prédios, estão presentes nos processos de tratamento de água que bebemos, nos processos de fabricação de alimentos, pães, biscoitos que consumimos. Onde quer que estejamos tem sempre um relé trabalhando para que algo funcione para nos servir. São largamente utilizados na linha de montagem de nossos carros, nas linhas de produção das peças que os compõe, sendo encontrados ainda nos sistemas de acesso do Metro (nas catracas), nas composições de trens e metros além dos ônibus movidos a eletricidade.

2.2 Tipos de relés Tipo construtivo: eletrodinâmico, disco de indução, elemento térmico, fotoelétrico, digital, etc. Natureza do parâmetro ao qual o relé responde: corrente, tensão, potência, freqüência, pressão, temperatura, etc. Grandezas físicas de atuação: elétricas, mecânicas, térmicas, óticas, etc. Método de conexão do elemento sensitivo: direto no circuito primário, através de TP’s e TC’s. Grau de importância: principal ou intermediárioTipo de contatos: NA ou NF Tempo de atuação: instantâneo ou temporizado Tipo de fonte para atuação do elemento de controle: CA ou CC Aplicação: geradores, transformadores, linhas detransmissão, etc.

Funções dos relês utilizados em uma subestação primária (número – tipo de proteção)

2.3 Tipos de manutenção

Os transformadores de porte médio/grande são exemplos clássicos de manutenção detectiva, pois possuem vários equipamentos (sensores) que servem para monitorar o equipamento e protege-lo em possíveis falhas: Medidor de temperatura - indica a temperatura, aciona ventiladores com aumento de carga, alarma em caso de sobre temperatura, e desarma em temperatura muito elevada. Relé de Gás Buchholz - Alarma após o surgimento da primeira bolha de ar de origem interna e desarma se a bolha aumentar indicando disparo interno (arco elétrico) entre fases ou fasemassa. Medidor de nível de óleo - Alarma com nível baixo de óleo e desarma com nível de óleo inferior ao mínimo. (Vazamento, etc...). Seletor/regulador automático de tensão (TAPS) de acordo com a queda de tensão provocada pela carga.

2.4 Aplicação em subestações primárias

Com vigência desde janeiro de 2004, a Norma Brasileira Regulamentar (NBR) n° 14.039 trouxe algumas mudanças significativas referentes à proteção de subestações de entrada de média tensão ou cabines primárias, como são também conhecidas. Com a nova norma, fica proibida a utilização do relé primário “pica-pau” (relé eletromagnético com retardo a fl uido dinâmico instalado em cima do disjuntor) para potências acima de 300kVA. Nesse caso, a norma exige a proteção indireta da subestação, ou seja, o relé deve ser instalado fora do disjuntor. Esse tipo de proteção é usado há muito tempo como padrão de algumas concessionárias, como a Cemig e a Light Rio. O relé exigido pela norma é um dispositivo microprocessado, tecnologia que conta com determinadas programações de acordo com a pecualiaridade de cada cabine. Além disso, ele consegue atender a diversas faixas de escala. Outro ponto abordado na nova NBR diz respeito aos transformadores de corrente (TC) a

óleo. Estes não podem mais ser instalados quando a cabine estiver no mesmo invólucro da indústria ou do ambiente em questão. É obrigatória, nessa situação, a instalação de um TC a seco. No entanto, caso a cabine esteja separada do prédio, o transformador a óleo pode ser instalado. Quanto aos consumidores comerciais a norma é mais exigente: somente os TCs podem ser instalados. Os mínimos três transformadores de corrente presentes em qualquer cabine atuam como sensores e têm como tarefa informar a corrente que está passando na linha naquele momento ao relé microprocessado. De excelente confiabilidade, os relés então fazem a leitura da situação. Caso haja necessidade de desligar o sistema, o relé transmite a informação para a bobina de abertura que aciona o disjuntor e age como uma espécie de chave de desligamento. Na instalação de uma cabine de entrada, todas as subestações têm primeiro um cubículo de entrada e medição, no qual fi cam os TCs que podem ser colocados em quantidade determinada pelo consumidor, de acordo com as suas necessidades. O mínimo de três transformadores, evidentemente, deve ser respeitado. O segundo cubículo é o de proteção, no qual está localizado o disjuntor. Atualmente, há diversas opções de proteções técnicas e físicas para cabines convencionais, que podem ser de alvenaria, compacta, blindada ou a gás. Nesse segundo cubículo, a escolha do tipo de proteção deve ser cuidadosa. A proteção indireta pode ser feita por meio de disjuntores off-board e on-board. A NBR n° 14.039 não faz exigências nem comentários quanto a eles.

2.5 Proteção de sobrecorrente

O relé de sobrecorrente como o próprio nome sugere, tem como grandeza de atuação a corrente elétrica do sistema. Este pode ser aplicado para proteger qualquer elemento de um sistema de energia, como, por exemplo, linhas de transmissão, transformadores, geradores ou motores, entre outros dispositivos, equipamentos e sistemas. Os relés de sobrecorrente podem ser eletromecânicos, eletrônicos (estado sólido) ou digitais. Contudo, atualmente, os relés eletromecânicos e eletrônicos estão sendo substituídos em larga escala pelos relés digitais. As concessionárias têm preferido a tecnologia digital, em razão da grande quantidade de informações que os relés digitais conseguem armazenar e do elevado potencial de integração com outros dispositivos.

Para exemplificar a aplicação de um relé de sobrecorrente, assume-se um sistema com uma fonte somente no seu lado esquerdo (sistema radial). Pode-se afirmar que, se a mínima corrente de falta dentro da zona de proteção for maior do que a máxima corrente possível de carga tem-se então o princípio de operação do relé de sobrecorrente. É importante ressaltar que a magnitude da corrente deve ser derivada de uma fonte de corrente alternada, a qual pode incluir um componente de decaimento CC, cuja magnitude depende do instante de ocorrência da falta. Os relés eletromecânicos, da maneira como são projetados, normalmente, estes podem ter dois tipos de ajustes: · Ajuste de Corrente: dá-se pelo ajuste de tapes, pelo posicionamento do entreferro, tensionamento da mola de restrição, pesos, tapes de variação da bobina, etc. · Ajuste de Tempo: dá-se pelo ajuste do dispositivo de tempo (DT), por meio de diversos dispositivos de temporização. Embora esses ajustes possam ser feitos de forma independente, a interdependência é mostrada nas curvas tempo-corrente no catálogo do fabricante. Para os relés digitais, encontrados comercialmente, estes dois tipos de ajustes são normalmente realizados via software específico de cada equipamento, podendo ser inseridos os valores desejáveis para cada função de proteção através de uma interface disponibilizada pelo programa do fabricante do relé. Alguns relés digitais permitem também configuração de certas funções através do próprio teclado e display em seu painel. Como fato, tem-se que em Sistemas Elétricos de Potência (SEPs), normalmente, correntes elevadas são causadas por curto-circuitos ocorridos sobre o circuito. Para atenuar as conseqüências destes curtos, utiliza-se um determinado tipo de proteção. Os tipos mais comuns de proteção que existem são: · Chaves termomagnéticas: que apresentam arranjos mais simples e são utilizadas para baixa tensão. · Fusíveis: usados na proteção de linhas de baixa tensão (BT) e transformadores de distribuição. · Relés de sobrecorrente: são os mais comuns para se lidar com correntes elevadas e atuam em situação de sobrecorrente e sobrecarga do sistema. Existem os seguintes tipos de relés de sobrecorrente segundo a norma IEC 255-3:

a) Relés de Corrente definida: Este tipo de relé opera instantaneamente quando a corrente atinge um valor predeterminado. O ajuste ocorre de maneira que para a subestação mais distante da fonte, o relé venha a operar com valor baixo de corrente e vice-versa. O relé com ajuste mais baixo então opera primeiro e desconecta a carga no ponto mais próximo ao defeito. Contudo, esse relé apresenta baixa seletividade em altos valores de corrente de curto-circuito e dificuldade em distinguir corrente de falta entre dois pontos quando a impedância entre eles é pequena se comparada à da fonte. Dessa forma, não são usados como única proteção de sobrecorrente, mas como unidade instantânea, onde outros tipos de proteção são também empregados. O ajuste desse tipo de relé é variado, pois trata com diferentes níveis de corrente, usando diferentes tempos de operação. Nesse caso, o disjuntor mais próximo ao defeito é acionado no tempo mais curto, sendo os disjuntores restantes acionados sucessivamente, com atrasos maiores em direção à fonte (ou seja, ocorrendo diferença entre os tempos de acionamento para mesma corrente). O ajuste de atraso nesse caso é independente do valor de sobrecorrente requerido para operação do relé. Uma desvantagem desse tipo de relé é que faltas próximas à fonte, as quais apresentam correntes maiores, são isoladas em tempos relativamente longos. São bastante usados quando a impedância da fonte é alta se comparada àquela do elemento a ser protegido. Este tipo de relé, como o próprio nome define, opera em tempo inversamente proporcional à corrente de falta. Isso é uma de suas vantagens, já que tem tempos de acionamentos menores mesmo com correntes muito elevadas e sem risco de perda de seletividade. São classificados de acordo com sua curva característica, que indica a velocidade de operação, como: · Inversa · Muito Inversa · Extremamente Inversa Os ajustes de relés de sobrecorrente normalmente possuem um elemento instantâneo (função 50) e um elemento de tempo (função 51) na mesma unidade. Esse ajuste envolve seleção de parâmetros que definem a característica tempo-corrente requerida. O ajuste nas unidades instantâneas é mais eficaz quando as impedâncias dos elementos protegidos são maiores que a da fonte. Com isso, têm-se as vantagens de reduzir o tempo de operação para faltas severas no sistema e evitar a perda de seletividade quando há relés com características diferentes (nesse caso, ajusta-se a unidade instantânea para operar antes de cortar a

curva característica). O critério de ajuste vai depender do elemento a ser protegido [2], considerando-se: · Linhas entre subestações: deve-se considerar 125% da corrente simétrica para nível de falta máxima na próxima subestação. · Linha de distribuição: deve-se considerar 50% da corrente máxima de curto-circuito no ponto do relé ou entre 6 e 10 vezes o valor máximo. · Transformadores: a unidade instantânea no primário do transformador deve ser ajustada entre 125 e 150% da corrente de curto-circuito no barramento de baixa tensão referida ao lado de alta. Esse valor elevado se deve ao fato de se evitar a perda de coordenação com outros dispositivos de proteção, devido às altas correntes de inrush (energização). No ajuste das unidades de tempo nos relés de sobrecorrente, o tempo de operação pode ser atrasado para garantir que, na presença de uma falta, o relé não atuará antes de outro dispositivo mais próximo ao defeito. Vale lembrar que os relés digitais de sobrecorrente são projetados para ter uma resposta dinâmica tal qual definida na norma IEEE C37.112-1996. Este requisito de desempenho dinâmico, na realidade, consiste da integração da corrente para, essencialmente, reproduzir o comportamento dos relés eletromecânicos.

2.6 Proteção de subrecorrente

Um rele de subcorrente é utlizado por um dispositivo quando a corrente está abaixo de um valor pré estabelecido. Por exemplo, voce tem um gerador de energia, ele precisa funcionar em determinado regime de tensão e fornecendo determinada corrente. Se a corrente estiver muito baixa, pode ocorrer instabilidade do equipamento, elevar a tensão e causar danos, assim, para evitar estes problemas utiliza-se o rele de sub corrente. Para altas correntes utiliza-se o rele de sobre corrente, que pode ser instantâneo ou temporizado.

2.7 Proteção de sobretensão

Conforme o próprio nome diz, são relés designados á proteção ou controle contra sobretensões em circuito elétricos, operando em sua freqüência nominal, as quais podem ser

originadas através de vários fatores, tais como, perdas de carga, aberturasmonopolares, queima de fusíveis em uma só fase, geradores com excitação excessiva,etc. Princípios de Funcionamento: Os relés de sobretensão, em geral são apresentados em duas versões construtivas:a) Relés de sobretensão instantâneos (59I) b) Relés de Sobretensão temporizados (59 T). As unidades INSTANTANEAS mais antigas de relés de sobretensão, foram construídas baseadas no principio da ATRAÇÃO ELETROMAGNÉTICA, tipos Plunger ou Hinged. Neste caso, os valores das faixas de tensões de utilização, bem como de atuaçãodescontados de relés, devem ser cuidadosamente analisados, considerando que em taistipos, os ajustes são efetuados através das regulagens de distancia entre o núcleo e aarmadura móvel, e que correspondem aos valores de equilíbrio desenvolvidos entre as ações MOTORA da força magnética contra a OPOSITORA da força mecânica. Atualmente, existe uma tendência crescente em substituir tais tipos de relés EM pelos modelos estáticos, cada vez mais presentes em sistemas elétricos. Tal iniciativa de justifica, considerando que além destes serem bem mais rápidos do que aqueles, começa a existir também pequenas vantagens econômicas de custo e de manutenção (reposição de peças importadas) além do grande incentivo do programa de nacionalização contribuindo com o desenvolvimento tecnológico moderno para fabricação de componentes de estado sólido em detrimento da tecnologia eletromecânica. Finalmente o que merece especial atenção ainda, diz respeito aos baixos valores de carga (VA) que os relés estáticos impõem aos TP’s comparados com os equivalentes EM.

2.8 Proteção de subretensão

Existem vários projetos de circuitos eletrônicos para essa finalidade, cada um melhor elaborado do que os outros e agregando mais funções, mas o princípio básico é o mostrado a seguir:

Um retificador trifásico de meia onda, formado por três diodos (na figura, representado por essas três setas seguidas de um traço vertical), recebe em suas entradas as três fases que se quer vigiar. Na saída, (lados em que diodos estão interligados), aparece um sinal resultante, que é submetido a um circuito que compara esse sinal a uma referência pré-estabelecida, que pode ser escolhida, dentro de uma determinada faixa mediante a atuação sobre o cursor de um potenciômetro (girando o seu eixo, através de um botão para um lado ou outro). Aqui o potenciômetro é representado por um retângulo vertical cinza e uma seta para a esquerda encostando no mesmo. O circuito comparador, de forma muito simplificada é representado aqui por um amplificador operacional, configurado como comparador, (no desenho representado por um triângulo azulado). Logo na saída deste está ligado um relé (representado no desenho por um retângulo horizontal azulado). O circuito comparador recebe dois sinais em sua entrada: um sinal a ser comparado e um sinal referência. Caso o sinal a ser comparado seja menor ou igual ao sinal referência, o relé de saída estará desligado. Mas se esse sinal for maior que o da referência, o relé de saída estará ligado e seus contatos mudarão de posição, isto é: o contato que estava fechado se abre e o que estava aberto se fecha (no desenho os contatos são representados por essas três bolinhas dispostas em triangulo e a primeira a esquerda unida por um traço à inferior e esse traço unido ao rele (retângulo horizontal azulado) por uma linha tracejada). Funcionamento do relé: Quando falta uma ou mais fases, ou quando a tensão da rede diminui muito, o sinal resultante na saída desse retificador sofre uma queda no seu valor e fica menor que o sinal referência, causando o desligamento do relé de saída. Geralmente os reles disponíveis no mercado oferecem a possibilidade de escolha de sete a vinte por cento de valor de ajuste da sub-tensão admitida. Essa escolha é feita ajustando o potenciômetro na parte frontal (aquele botão que se pode girar). Os símbolos mostrados no desenho são os adotados pelas normas técnicas.

2.9 Proteção de fases (falta/inversão)

Falta de fase: Conectam-se as três fase da rede, L1,L2 e L3 para a entrada. Estando presente as três fase o rele interno é energizado fechando seu contato NA(normalmente aberto) e

abrindo o NF(normalmente fechado). Quando ocorre uma falta de fase este é desenergizado e seus contatos realizam a operação inversa. Normalmente o contato NA é usado para permitir a ligação de um rele de comando ou diretamente um contator que deverá ser desabilitado se houver falta de fase. Assimetria de fases: Conectam-se as três fases a entrada do rele. Quando ocorre a energização o rele de saída é energizado e seu contato NA fecha permitindo que o circuito a ser protegido opere. Quando ocorre uma assimetria entre fases maior que a ajustada via botão frontal do rele, o rele de saída dele é desenergizado e seu contato NA volta a ficar aberto desabilitando o circuito a ser protegido. Geralmente os reles encontrados no mercado possibilitam um ajuste de até 20%. A figura abaixo da uma idéia disso.

2.10 Proteção de pressão

Relé de Buchholz também chamado de Relé de Gás ou Relé de Pressão Súbita no domínio da distribuição e transmissão de energia elétrica é um dispositivo de segurança montado em alguns transformadores e reatores que possuem um arrefecimento a óleo, equipado com uma reserva superior chamada de "conservador". O Relé Buchholz é usado como um dispositivo de proteção sensíveis aos efeitos das falhas dielétricas dentro do equipamento. O relé tem duas formas de detecção. No caso de uma pequena sobrecarga, o gás produzido pela queima do gás fornecido acumula no topo do relé e força o nível do óleo a cair. Um interruptor de bóia no relé é utilizado para disparar um alarme. Essa opção também funciona mesmo quando o nível de óleo estiver baixo, como no caso de um pequeno vazamento de um fluido. No caso de um arco elétrico, a acumulação de gás é súbita e o óleo flui rapidamente para o conservador. Este fluxo de óleo opera no interruptor conectado a um cata-vento localizado no caminho do óleo em movimento. Essa opção normalmente aciona um disjuntor que isola a unidade antes de a falha provoca mais danos. O Relé Buchholz tem um portão de teste, que permite que seja retirado o gás acumulado para o teste. Se o gás é inflamável no revezamento é um sinal de que houve falhas internas, como o sobreaquecimento ou a produção de arco interno. Onde está o ar, significa que o nível do óleo está baixo, ou que há uma pequena perda.

2.11 Proteção de nível

Trata-se de um dispositivo de controle de nível de líquidos condutores em reservatórios, como em caixas d’água, alarmes de vazão, esgotos e caldeiras. É produzido no modelo RLNI, que detecta a presença de líquidos dentro do reservatório, podendo ser usado, por exemplo, para garantir que a bomba não funcionará sem água. Apresenta-se, também, no modelo RLNS, que detecta a falta de líquidos dentro de um reservatório, possibilitando utilização, por exemplo, para acionar uma bomba quando o reservatório estiver vazio.

2.12 Proteção de temperatura O relé eletrônico de temperatura, é indicado para proteção térmica de motores, geradores, transformadores, etc. É apropriado para ser conectado a termoresistor tipo Pt100 (até 05 entradas) já instalado no equipamento a ser protegido. Permite a programação de dois níveis de atuação, alarme e desligamento (instantâneos ou temporizados), independentes para cada uma das entradas , histerese ajustável e rearme manual ou automático programável. Possui indicador alfa numérico permitindo a leitura da temperatura de todos os pontos (varredura contínua) monitorados. Indica condição de sensor aberto ou em curto. É fornecido em caixa de metálica de elevada resistência mecânica, próprio para instalação interna ou semi-embutida em painel.

2.13 Controle de Banco de Capacitores Banco de capacitores – é o conjunto de unidades capacitivas e seu equipamento de montagem, manobra, proteção e controle. Banco de capacitores automático – banco de capacitores que possui um controlador eletrônico, geralmente microprocessado, que insere ou retira os capacitores do sistema de acordo com a variação do fator de potência.

Banco de capacitores semi-automático – banco de capacitores controlado por timer ou pelo valor da demanda de corrente do sistema. Proporciona um controle menos preciso que o banco automático. Banco de capacitores fixo – é o banco que não possui nenhum tipo de controle. Os Capacitores permanecem ligados ao sistema indefinidamente e independente das condições da carga.

2.14 Principais fabricantes Siemens Ltda. (São Paulo, SP) Prestador de Serviços, Fabricante Schneider Electric Brasil Ltda. (São Paulo, SP) Distribuidor, Fabricante, Prestador de Serviços WEG Equipamentos Elétricos S.A. (Jaraguá do Sul, SC) Fabricante, Prestador de Serviços Coel Controles Elétricos Ltda. (São Paulo, SP) Fabricante ABB Ltda. (Osasco, SP) Prestador de Serviços, Fabricante

3. CONTATORES 3.1 Contatores auxiliares

Os contatores auxiliares são utilizados para aumentar o número de contatos auxiliares dos contatores de motores para comandar contatores de elevado consumo na bobina, para evitar repique, para sinalização Os contatores auxiliares tem as seguintes características: ●

Tamanho físico variável conforme o número de contatos

●

Potência da bobina do eletroímã praticamente constante

●

Corrente nominal de carga máxima de 10 A para todos os contatos

●

Ausência de necessidade de relê de prteção e de câmara de extinção

Os principais elementos construtivos de um contator são: ●

Contato Principal

●

Contato Auxiliar

●

Sistema de Acionamento

●

Carcaça

●

Acessórios

3.2 Contatos Principais

Os contatos principais tem a função de estabelecer e interromper correntes de motores e chavear cargas resistivas ou capacitivas. O contato é realizado por meio de placas de prata cuja vida útil termina quando essas placas estão reduzidas a 1/3 de seu valor inicial.

3.3 Contatos Auxiliares

Os contatos auxiliares são dimensionados para comutação de circuitos auxiliares para comando, sinalização e intertravamento elétrico. Eles podem ser do tipo NA (normalmente aberto) ou NF (normalmente fechado) de acordo com a sua função.

3.4 Sistema de acionamento

O acionamento dos contatores pode ser feito com corrente alternada ou corrente contínua. Acionamento: Para esse sistema de acionamento existem anéis de curto-circuito que se situam sobre o búcleo fixo do contator e evitam o ruído por meio da passagem da CA por zero. Um entreferro reduz a remanescência após a interrupção da tensão de comando e evita o colamento do núcleo. Após a desenergização da bobina de acionamento, o retorno dos contaos principais (bem como dos auxiliares) para a posição original de repouso é garantido pelas molas de compressão.

3.5 Funcionamento

A bobina eletromagnética quando alimentada por um circuito elétrico forma um campo magnético que se concentra no núcleo fixo e atrai o núcelo móvel. Como os contatos móveis estão acoplados mecanicamente com o núcleo móvel, o deslocamento deste no sentido do núcleo fixo movimenta os contatos móveis.

Quando o núcleo móvel se aproxima do fixo, os contatos móveis também devem se aproximar dos fixos, de tal forma que, no fim do curso do núcleo móvel, as peças fixas imóveis do sistema de comando elétrico estejam em contato e sob pressão suficiente. O Comando da bobina é efetuado por meio de uma botoeira ou chave-bóia com duas posições, cujos elementos de comando estão ligados em série com a bobina. A velocidade de fechamento dos contatores é resultado da força proveniente da bobina e da força mecânica das molas de separação que atuam em sentido contrário. As molas são também as únicas responsáveis pela velocidade de abertura do contator, o que ocorre quando a bobina magnética não estiver sendo alimentada ou quando o valor da força magnética for inferior á força das molas.

3.6 Vantagem do emprego de contatores 

Comando á distância



Elevado número de manobras



Grande vida útil mecânica



Pequeno espaço para montagem



Garantia de contato imediato



Tensão de operação de 85 a 110% da tensão nominal prevista para contator

3.7 Montagem dos contatores

Os contatores devem ser montados de preferência verticalmento em local que não esteja sujeito a trepidação. Em geral, é permitido uma inclinação máxima do plano de montagem de 22,5 em relação a vertical, o que permite a instalação em naivos. Na instalação de contatores abertos, o espaço livre em frente a câmara deve ser no máximo de 45mm.

3.8 Normas de indentificação dos contatos dos contatores

A normalização nas identificações de terminais dos contatos e demais dispositivos de manobra de baixa tensão é o meio utilizado para tornar mais uniforme a execução de projetos de

comandos e facilitar a localização e função desses elementos na instalação. A identificação é feita por letras maiúsculas nas bobinas com apenas um enrolamento. Bobinas para contator com um enrolamento Identificação de terminais em componentes de acionamento (contatores) para circuito auxiliares A identificação é feita por (2) dígitos compostos pelo algarismo de origem de localização e pelo algarismo sequêncial de função. Os algarismos de localização são contados em sequência, começando de 1. A identificção numérica apresentada nas figruas 4 e 4ª, aplicam-se a contatos abridores e fechadores.

3.9 Principais fabricantes

Weg, Telemecanique, Schneider, Abb, Moeller, Ge, JNG, BHS, Steck.

4. DISJUNTORES

Os disjuntores são dispositivos capazes de atuar na proteção de correntes de curto-circuito ou em casos de sobrecarga.

Quando á uma corrente superior a que ele suporta, ele interrompe o fluxo de energia instantaneamente evitando, assim, prejuízos aos equipamentos ligado a ele.

4.1 Funções básicas 

Proteger os cabos contra sobrecargas e curto-circuitos.



Permitir o fuxo normal de corrente sem interrupções.



Garantir a segurança das instalações e dos utilizadores.

4.2 Definição

Dispositivo de manobra (mecânico) e de proteção capaz de estabelecer, conduzir e interromper correntes em condições normais do circuito, assim como estabelecer, conduzir por tempo especificado e interromper correntes em condições anormais especificadas do circuito, tais como as de curto-circuito.

4.3 Disjuntor Seco

Disjuntor cujos contatos principais operam ao ar sob pressão atmosférica.

4.4 Disjuntor de potência Disjuntor abertos para elevadas correntes.

4.5 Disjuntores a sopro magnético

Neste tipo de disjuntor os contactos abrem-se no ar, empurrando o arco voltaico para dentro das câmaras de extinção, onde ocorre a interrupção, devido a um aumento na resistência do arco e conseqüentemente na sua tensão. Uma das principais características dos disjuntores a sopro magnético é a grande resistência do arco voltaico. Os disjuntores a sopro magnético são usados em média tensão até 24kV, principalmente montados em cubículos.

4.6 Disjuntor Termo-magnético

Atua disparando pelo efeito térmico quando em sobre-carga Atua disparando instantaneamente pelo efeito eletromagnético de uma corrente de curtocircuito.

4.7 Disjuntores a oleo

O óleo mineral com suas destacadas características de isolante e extintor, foi usado desde os primeiros tempos na fabricação de disjuntores.

4.8 Disjuntore a grande volume de óleo (GVO)

Possuem câmaras de extinção onde se força o fluxo de óleo sobre o arco. Os disjuntores GVO são usados em média e alta tensão até 230kV. A característica principal dos disjuntores GVO é a sua grande capacidade de ruptura em curto – circuito.

4.9 Disjuntores a Pequeno volume de óleo (PVO)

Os disjuntores PVO cobrem em média tensão, praticamente, toda a gama de capacidades de ruptura de 63kA. No nível de 138kV a sua capacidade de ruptura por câmara está limitada a um máximo de 20kA, o que equivale a dizer que para maiores correntes de curto – circuito, (31,5; 40 e 50kA), que são comuns nesta tensão, deve-se empregar varias câmaras em série com o uso obrigatório de capacitores de equalização e acionamento mais possante com conseqüente aumento do uso e complexidade do equipamento.

4.10 Disjuntores a vácuo

Grande segurança de operação, pois não necessitam de suprimento de gases ou líquidos e não emite chamas ou gases; Praticamente não requerem manutenção, possuindo uma vida extremamente longa em termos de números de operações a plena carga e em curto – circuito; A relação capacidade de ruptura/volume é bastante grande, tornando estes disjuntores bem apropriados para o uso em cubículos; Devido à ausência de meio extintor gasoso ou líquido, podem fazer re-ligamentos automáticos múltiplos.

4.11 Disjuntores de media tensão isolados a gás.

4.12 disjuntores DR ( pouco conhecido mas de grande utilidade )

Proteção contra correntes de fuga à terra em instalações elétricas de baixa tensão Os Dispositivos DR, Módulos DR ou Disjuntores DR de corrente nominal residual até 30mA, são destinados fundamentalmente a proteção de pessoas, enquanto os de correntes nominais residuais de 100mA, 300mA, 500mA, 1000mA ou ainda superiores a estas, são destinados apenas a proteção patrimonial contra os efeitos causados pelas correntes de fuga a terra, tais como: consumo excessivo de energia elétrica ou ainda incêndios. O DISJUNTORES DR tem como função principal proteger as pessoas ou o patrimônio contra fugas à terra:

●

Evitando choques elétricos (proteção às pessoas)

●

Evitando Incêndios (proteção ao patrimônio)

O DR não substitui um disjuntor, pois ele não protege contra sobrecargas e cutro-circuitos. Para estas proteções, devem-se utilizar outros disjuntores em associação. Proteção contra contato direto: 30mA Contato direto com partes energizadas pode ocasionar fuga de corrente elétrica, através do corpo humano, para terra. Proteção contra contato indireto: 100mA a 300mA No caso de uma falta interna em algum equipamento ou falha na isolação, peças de metal podem tornar-se "vivas" (energizadas). Proteção contra incêndio: 500mA Correntes para terra com este valor podem gerar arcos / faíscas e provocar incêndios.

4.12.1 Princípio de Funcionamento

O DR funciona com um sensor que mede as correntes que entram e saem no circuito . As duas são de mesmo valor, porém de direções contrárias em relação à carga. Se chamarmos a corrente que entra na carga de +I e a que sai de -I, logo a soma das correntes é igual a zero. A soma só não será igual a zero se houver corrente fluindo para a terra, como no caso de um choque elétrico.

4.13 Disjuntores a SF6

Este gás possui uma série de propriedades físicas e químicas que o torna um meio isolante e extintor, por excelência. O SF6 é um gás incombustível, não venenoso, incolor, inodoro e devido à sua estrutura molecular simétrica é extremamente estável e inerte até cerca de 5000ºC, comportando-se, portanto, como um gás nobre. O SF6 encontra-se num sistema fechado e praticamente isento de humidade por toda a vida útil do equipamento. Além disso existe a presença de filtros com elementos desumidificadores para qualquer eventualidade, de maneira que, o problema da humidade e das suas consequências seja praticamente inexistente. Com um peso

especifico de 6,14g/l ele é 5 vezes mais pesado que o ar. As características isolantes doSF6 variam em função da pressão (na realidade em função da densidade) e são bastante superiores aquelas dos meios isolantes mais comuns usados em disjuntores que são o óleo mineral e o ar comprimido.

4.14 Disjuntores a SF6 de dupla pressão

Estes disjuntores constituem a 1ª geração de disjuntores a SF6. Hoje, praticamente não são mais fabricados, cedendo o seu lugar aos disjuntores de pressão única (2ªgeração) de construção extremamente mais simples. Como o próprio nome indica, o disjuntor de pressão dupla incorpora no seu interior um circuito de alta pressão de SF6 (20bar) e um de baixa pressão (2,5bar). Através da válvula de descarga, o gás é injectado do reservatório intermediário de pressão para os bocais dos contactos, extinguindo-se assim o arco. A injecção do gás SF6 em alta pressão nos bocais é feita em sincronismo com a abertura dos contactos através do próprio mecanismo de transmissão. Após a abertura dos contatos, o gás SF6 descarregado para o lado de baixa pressão é bombeado automaticamente por um compressor para o lado de alta pressão.

4.15 Disjuntores de SF6 de pressão única

Nestes disjuntores o gás está num sistema fechado com pressão única de 6 a 8bar, conforme o tipo. O diferencial de pressão, sempre necessário nos disjuntores de meio gasoso para criar um fluxo de gás sobre o arco, é conseguido criando-se uma sobre pressão transitória durante a manobra de abertura dos contatos.

4.16 Disjuntor a SF6 de dois ciclos

Para as redes com tensões nominais de 420kV e acima, é de extrema importância obterse tempos de interrupção bastante curtos para grandes correntes de curto – circuito, tendo-se em vista a estabilidade da rede e a carga dos geradores, que estão alimentando o curto – circuito.

Para isto especificam-se, geralmente, os chamados disjuntores de 2ciclos (“Two – cycle breakers), ou seja, disjuntores, que manobram com a rapidez e eficiência suficientes para cortar correntes de curto – circuito em apenas 2ciclos, o que significa 40ms para redes de 50Hz e 33,33ms para redes de 60Hz. O disjuntor de ar comprimido é, por natureza, um disjuntor de 2ciclos pelo facto de ser bastante rápido na manobra (as massas a serem movimentadas são relativamente pequenas).

4.17 Características/Aplicações dos disjuntores a SF6

Os disjuntores a SF6 representam, sem dúvida, a tendência atual nas áreas de alta e muito alta tensão. O facto da técnica de ar comprimido ser bem anterior ao SF6, e também dos disjuntores a ar comprimido serem, por natureza rápidos, deu uma posição de destaque a estes disjuntores nas redes de muito alta tensão (MAT). A comprovação mais evidente disso, consiste no facto de todos os fabricantes de disjuntores de alta tensão, incluírem também na sua linha de produtos os disjuntores a SF6. Aplicações em 138kV, bem como em 69kV, estão ainda predominantemente na faixa dos disjuntores PVO, principalmente por razões de preço.

5. FUSÍVEIS

Fusíveis são dispositivos protetores que são utilizados para evitar que, em caso de curtocircuito ou sobrecargas um circuito venha sofrer danos. Basicamente um fusível funciona como o “elo mais fraco de uma corrente” arrebentando quando a corrente elétrica no circuito ultrapassa certo limite. Os fusíveis comuns usados em eletricidade e eletrônica constam então de um pedaço de fio mais fino ou de menor ponto de fusão que o restante do circuito sendo ligados em série com o mesmo (figura).

Quando a corrente no circuito ultrapassa certo valor, determinado pelas características do fusível, o fio rompe-se interrompendo sua circulação e evitando assim que danos possam ocorrer. Os fusíveis devem portanto ser ligados em série com os circuitos que protegem. Os fusíveis comuns usados nas instalações elétricas domiciliares podem ser do tipo rosca ou cartucho, dependendo da intensidade da corrente do circuito e de seu uso. Os primeiros são formados por uma base de porcelana existindo em seu interior um pequeno pedaço de fio de estanho-chumbo cuja espessura e comprimento determinam a corrente em que ocorre o seu rompimento. Os de cartucho são formados por um tubo de papelão no interior do qual existe um fio cujas características determinam a corrente em que deve ocorrer o seu rompimento. Estes são, em alguns casos, cheios de areia (com a finalidade de se evitar um efeito “explosivo) que possa danificar o invólucro em caso de queima. Para as aplicações em aparelhos eletrônicos, onde as corrente normalmente são menores do que nas instalações domiciliares, os fusíveis mais comuns são os montados em um tubo de vidro com contatos metálicos nas extremidades e no interior do qual, interligando os contatos existe um fio fino cuja espessura determina a corrente de rompimento.

Os fusíveis são especificados por uma corrente, que é a corrente em que ocorre sua queima. Veja o leitor que a corrente de rompimento de um fusível independente da tensão dentro de uma faixa de valores determinada pelo fabricante. Assim, um fusível de 2 A rompe-se com uma corrente de 2 A quer esteja ligado a um circuito de 12 V, 110 V ou 220 V. A tensão máxima especificada no invólucro do fusível existe porque acima desta, após a queima do fusível existe o perigo de ocorrer o faiscamento entre seus elementos. Numa instalação domiciliar, por exemplo, um fusível especificado por 20 A x 250 V pode ser usado tanto para proteger o circuito de 110 V das lâmpadas e tomadas como o circuito de 220 V do chuveiro, pois a corrente em que ocorre o seu rompimento em qualquer dos casos é de 20 A.

Na escolha de um fusível deve-se ter em mente a corrente máxima que circula no circuito de saída em caso de curto-circuito nos cabos de ligação das caixas acústicas. Nas placas de circuito impresso de televisores podem também ser usados resistorescomo fusíveis. Uma sobre-carga queima o componente interrompendo a corrente. Na figura abaixo temos um “jumper” usado como fusível numa placa de circuito impresso e ao seu lado um resistor de fio montado num sistema de suspensão de mola que desliga-o quando a corrente ultrapassa certo valor. Esse tipo de proteção denomina-se “fusistor”.

Os fusíveis do tipo rosca ou cartucho para instalação domiciliares são encontrados na faixa de altas correntes, a partir de 5 A até mais de 100 A, enquanto que os fusíveis tubulares para eletrônica são fabricados na faixa de baixas correntes, a partir dos 50 mA até alguns ampéres. Conhecendo-se a corrente máxima que pode circular por um condutor de cobre ou outro metal pode-se improvisar com o mesmo um fusível. Veja em “condutores” como isso pode ser feito. De todos os componentes eletrônicos, os fusíveis são os que apresentam maior facilidade de prova.Um fusivel em bom estado deve apresentar continuidade, isto é, deve conduzir normalmente a corrente apresentando um mínimo de resistência. Veja que em muitos casos, simplesmente “olhar” o fusível para ver se o fio está ou não interrompido em seu interior não permite estabelecer seguramente se ele está ou não queimado. Nos fusíveis de rosca, principalmente, a queima pode se resumir em certos casos ao simples “ descolamento” do fio na sua parte inferior o que visualmente não pode ser detectado. Para a prova, qualquer multímetro, lâmpada de série ou provador de continuidade pode ser usado. Com o multímetro, basta encostar suas pontas de prova nos extremos do fusível suspeito, devendo ser lida uma resistência nula ( o multímetro deve estar na sua escala mais baixa de resistências ohms x1 ou x10).

Com o provador de continuidade, conforme mostra a figura abaixo basta encostar suas pontas de prova no componente havendo então indicação de circulação de corrente.

Uma outra maneira de se fazer a prova é pela troca provisória de um fusível suspeito por outro bom, que esteja funcionando em outro aparelho. Atenção: de nada adianta substituir o fusível num circuito se a causa de sua queima não for localizada e eliminada. Se um fusível queima é porque “algo vai mal” num aparelho. Para substituir o fusível é muito simples: basta usar em seu lugar outro que tenha as mesmas especificações de corrente, mas importante: “Só faça a troca do fusível depois de descobrir e eliminar a causa da sua queima”. Os fusíveis nunca se queimam sem motivos. Se você fizer sua troca sem remover a causa de sua queima, o novo fusível também se queimará. Obs: nunca faça uma ligação direta de um circuito que use fusível empregando moedas, pedaços de papel-alumínio pois isso elimna a proteção do circuito, que em caso de problemas pode causar um dano muito maior do que você imagina. Nunca coloque um fusível de corrente maior se o fusível do valor indicado teimar em queimar. O fusível maior não protegerá os componentes do circuito e serão eles que queimarão.

5.1 Tipos De Fusíveis

Existem vários tipos de fusíveis. Há os fusíveis de rolha e também os de cartucho que, em algumas condições especiais, podem vir até a explodir. Dentre os tipos vejamos alguns:

5.2 Fusíveis NH

Os fusíveis NH são aplicados na proteção de subcorrentes de curto-circuito e sobrecarga em instalações elétricas industriais. Possui categoria de utilização gL/gG, em cinco tamanhos atendem as correntes nominais de 6 a 1250A. Limitadores de corrente, possuem elevada capacidade de interrupção de 120kA em até 500VCA. Com o uso de punhos garantem manuseio seguro na montagem ou substituição dos fusíveis. Dados aos seus valores de energia de fusão e interrupção facilitam a determinação da seletividade e coordenação de proteção.

5.3 Fusíveis Diazed

Os fusíveis DIAZED são utilizados na proteção de curto-circuito em instalações elétricas residenciais, comerciais e industriais e que quando normalmente instalados, permitem o seu manuseio sem riscos de toque acidental. Possuem categoria de utilização gL/gG, em três tamanhos (DI, DII e DIII) atendem as correntes nominais de 2 a 100ª. Imitadores de correntes possuem elevadas capacidade de interrupção: • L até 20A - 100kA • 25 a 63A - 70kA • 80 e 100A - 50k em até 500VCA Através de parafusos de ajuste, impedem a mudança para valores superiores, preservando as especificações do projeto. Permitem fixação por engate rápido sobre trilho ou parafusos.

5.4 Fusíveis NEOZED

Os fusíveis NEOZED possuem tamanho reduzido e são aplicados na proteção de curtocircuito

em

instalações

típicas

residenciais,

comerciais

e

industriais.

Possui categoria de utilização gL/gG, em dois tamanhos (D01 e D02) atendendo as correntes nominais de 2 a 63A. Limitadores de corrente, são aplicados para até 50kA em 400VCA. A sua forma construtiva garante total proteção de toque acidental quando da montagem ou substituição dos fusíveis.

Possui anéis de ajuste evitam alteração dos fusíveis para valores superiores, mantendo a adequada qualidade de proteção da instalação. A fixação pode ser rápida por engate sobre trilho ou por parafusos.

5.5 Fusíveis SITOR

Os fusíveis SITOR são fusíveis ultra-rápidos apropriados em instalações industriais para a proteção de semicondutores, tiristores, GTO's e diodos. Possui Categoria de utilização gR / aR, atendendo as correntes nominais de 32 a 710 A. Encontrado em dois tamanhos (1e 2), podendo ser usado em AC (de 800 1000 V) ou DC (de 440 a 600 V). Com o uso de punhos garantem manuseio seguro na montagem ou substituição dos fusíveis. Nossos fusíveis atendem as normas IEC 269, DIN 43 653.

5.6 Fusíveis SILIZED

Os fusíveis ultra-rápidos SILIZED são utilizados na proteção de curto-circuito de semicondutores, estão adaptados às curvas de carga dos tiristores e diodos de potência, permitindo quando da sua instalação seu manuseio sem riscos de toque acidental. Possui categoria de utilização gR, em três tamanhos atendem as correntes nominais de 16 a 100A. Limitadores de corrente, possuem elevadas capacidade de interrupção: 50kA em até 500VCA. Através de parafusos de ajuste, evitam alterações dos fusíveis, preservando as especificações do projeto. Permitem a fixação rápida por engate rápido sobre trilho ou parafusos

5.7 MINIZED

Compactos, mono, bi e tripolares, com os minifusíveis NEOZED são utilizados na manobra e proteção de circuitos elétricos.

Podem ser encontrados nas seguintes correntes nominais: • até 63A AC-22 • até 50A AC-23 em 400VCA A corrente presumida de curto-circuito de 50kA em até 400VCA. Com alavanca de manejo confortável, possui mecanismo de ação independente do operador, o que garante manobra sob carga. Fornecem total segurança ao toque acidental na montagem ou substituição dos fusíveis e nos terminais de ligação. Possui bloqueio mecânico que impede a manobra do seccionador sem fusíveis. Além de possuir uma durabilidade mecânica de 10.000 manobras apresenta uma fixação rápida por engate sobre trilho.

5.8 Materiais fabricação Os fusíveis possuem como elementos fusíveis ligas metálicas denominadas “Ligas fusíveis”. Essas ligas são conhecidas através de seus nomes comerciais, e suas propriedades são especificadas em manuais especializados ou em catálogos de fabricantes. Os principais elementos que às compões são bismuto, cádmio, chumbo e estanho. Em fusíveis especiais pode ser encontrada como elemento constituinte a prata. A corrente necessária para fundir um elemento fusível de determinado tipo de dispositivo é calculada através da fórmula de Preece.

5.9 Principais Fabricantes Existem vários fabricantes de fusíveis no mercado, se distinguindo principalmente na aplicação de cada tipo de fusível. Fusíveis de média tensão e de uso industrial são na maioria dos casos produzidos por grandes fabricantes, já fusíveis de uso em equipamentos eletrônicos e pequenas aplicações são também fabricados por pequenas indústrias. Abaixo seguem alguns fabricantes de fusíveis existentes no mercado: • WEG

6.CHAVES SECCIONADORA

Esse equipamento de manobra conhecido durante décadas como chave seccionadora, teve sua designação normalizada pela ABNT, nas NBR's 6935/85 e 7571/85 que trata do equipamento, ou seja, foi renomeado como secionador. Porém, face ao que é comumente usado, continuaremos a tratá-lo como chave seccionadora. Equipamentos de manobra são componentes do sistema elétrico de potência que têm não somente a função de estabelecer a união entre geradores, transformadores, consumidores e linhas de transmissão e separá-los ou secioná-los de acordo com as exigências desse serviço, como também são utilizados praticamente para proteção de todos os componentes elétricos contra a atuação perigosa de sobre-cargas, correntes de curto-circuito e contatos a terra. As chaves seccionadoras são equipamentos que fazem parte do grupo denominado Equipamento de Manobra. As chaves são dispositivos mecânicos de manobra, que na posição aberta assegura uma distância de isolamento e na posição fechada mantêm a continuidade do circuito elétrico, nas condições especificadas. a. Conforme a norma nbr 6935, secionador é: “Um dispositivo mecânico de manobra capaz de abrir e fechar um circuito elétrico quando uma corrente de intensidade desprezível é interrompida ou restabelecida. Também é capaz de conduzir correntes sob condições normais do circuito e, durante um tempo especificado, correntes sob condições anormais, como curto-circuito“. Conforme a norma NBR 6935, os secionadores são classificados nos seguintes tipos: 6.1 Abertura Lateral O secionador SAL/PMB40 obedece o padrão construtivo AL da ABNT. Cada pólo é composto por duas colunas de isoladores, sendo uma fixa e outra rotativa. A coluna rotativa é responsável pelo acionamento do equipamento. Quando acionado o comando motorizado, que é responsável pelo acionamento da coluna rotativa, este modelo de chave abre lateralmente. 6.2 Abertura Central

O secionador SAC obedece o padrão construtivo AC da ABNT. Cada pólo é composto por duas colunas de isoladores, sendo ambas rotativas. A coluna rotativa é responsável pelo acionamento do equipamento. A abertura deste modelo de chave acontece bem no centro da lâmina principal no momento que é acionado o mecanismo motorizado.

6.3 Dupla Abertura Lateral

O modelo secionador SDA obedece o padrão construtivo da ABNT ou o tipo B da ANSI. Cada pólo é composto por duas colunas laterais fixas e uma central rotativa. A coluna rotativa que é central é responsável pelo acionamento do equipamento. Acionando o comando motorizado, acontece o acionamento da coluna rotativa, abrindo o polo seccionador duplamente em suas extremidades, por isso é considerada dupla abertura. Em Furnas verificamos durante o estágio que este modelo é muito utilizado. Os grandes fornecedores deste tipo de chave são Camargo Corrêa, Laelc, Siemens. 6.4 Abertura Vertical

Obedece ao padrão construtivo AV da ABNT ou o tipo A da ANSI. Cada pólo é composto por três colunas de isoladores, sendo duas fixas e uma rotativa. A coluna rotativa fica em uma extremidade, junto ao mecanismo de acionamento do equipamento é responsável pelo acionamento do equipamento. Quando acionado o comando motorizado, que é responsável pelo acionamento da coluna rotativa, a abertura desta chave acontece verticalmente. Os grandes fornecedores deste tipo de chave são Camargo Corrêa, Laelc, Siemens. Podemos ter chaves neste modelo que podem operar em tensões de até 800kV. 6.5 Abertura Semi-Pantográfica Horizontal Obedece ao tipo SH da ABNT. Cada pólo é composto por três colunas de isoladores, sendo duas fixas e uma rotativa.

A coluna rotativa fica em uma extremidade, junto ao mecanismo de acionamento do equipamento é responsável pelo acionamento do equipamento. Quando acionado o comando motorizado, que é responsável pelo acionamento da coluna rotativa, a abertura desta chave acontece verticalmente, ocorrendo um desdobramento central, pois no centro da lãmina principal, os contatos são todos articulados. Portanto neste caso o tipo de abertura é semi-pantográfica. Como esta chave é montada horizontalmente em uma subestação, ela é considerada montagem horizontal. Os grandes fornecedores deste tipo de chave são Camargo Corrêa, Laelc, Siemens. Podemos ter chaves neste modelo que podem operar em tensões de 345kV até 550kV. 6.6 Abertura Semi-Pantográfica Vertical Obedece ao tipo SV da ABNT. Quanto à composição das colunas de isoladores e o tipo de fechamento vertical, podem ser os seguintes modelos: A coluna rotativa fica em uma extremidade, junto ao mecanismo de acionamento do equipamento é responsável pelo acionamento do equipamento. Quando acionado o comando motorizado, que é responsável pelo acionamento da coluna rotativa, a abertura desta chave acontece verticalmente, ocorrendo um desdobramento central, pois no centro da lamina principal, os contatos são todos articulados. Portanto neste caso o tipo de abertura é semi-pantográfica. Como esta chave é montada verticalmente em uma subestação, ela é considerada montagem vertical. Os grandes fornecedores deste tipo de chave são Camargo Corrêa, Laelc, Siemens. Podemos ter chaves neste modelo que podem operar em tensões de 345kV até 550kV. 6.7 Lâmina Terra É uma chave de terra acoplada a um seccionador, serve para aterrar a parte do circuito secionado e desenergizado, mas que pode estar com carga capacitiva ou ainda ter uma tensão induzida por linhas energizadas próximas ao circuito aberto. A lâmina de terra possui um comando independente ao comando do seccionador, porém ambas devem estar intertravadas mecanicamente para evitar que a lâmina de terra seja fechada quando o seccionador estiver fechado e vice-versa.

A lâmina de terra não precisa ter capacidade de condução de uma corrente nominal, mas deve ter capacidade para suportar corrente de curta duração. 6.8 Principais partes constituintes de um Secionador

Algumas peças que compõe o seccionador são: 6.8.1 Polo Seccionador É a parte do seccionador, incluindo o circuito principal, isoladores e a base, associada exclusivamente a um caminho condutor eletricamente separado e excluindo todos os elementos que permitem a operação simultânea. 6.8.2 Base É construída em aço laminado, galvanizado a quente, com perfis U, I, U dupla, treliça ou tubos de aço de parede reforçada. 6.8.3 Mancal É a parte rotativa da base do seccionador, onde o será fixado a coluna rotativa. 6.8.4 Sub-Bases(Sup. Isolador) Destinam-se a elevar a altura da coluna isolante, equiparando-se com as outras. 6.8.5 Coluna Isolante As colunas isolantes mantêm a isolação entre a parte viva e a base do secionador, é, portanto parte fundamental na função isolante do seccionador. Elas devem suportar as mais variadas formas de solicitações dielétricas e mecânicas. As colunas isolantes devem atender as seguintes especificações: suportar os esforços dielétricos, os esforços mecânicos e não devem produzir níveis elevados de ruído.

6.8.6 Lâmina Principal É feita de tubo ou barra de material altamente condutor (cobre ou alumínio). A lâmina é uma peça móvel que na posição fechada do seccionador conduz a corrente elétrica de um terminal a outro e na posição aberta assegura uma distância de isolamento. É a parte mais crítica do seccionador, pois além de reunir alta condutividade e boa rigidez mecânica, a lâmina deve ser, sobretudo, leve o suficiente para permitir a operação de seccionador sem esforço demasiado. Dependendo da forma construtiva do mesmo a lâmina influi consideravelmente na vida útil do equipamento. 6.8.7 Suporte dos Contatos São construídos em ligas de cobre ou alumínio e dimensionados de forma tal que resistem aos esforços de operação. Além disso, eles devem ter uma seção suficientemente grande para não se aquecerem com a passagem das correntes nominais e de curto-circuito. 6.8.8 Contatos É o conjunto de duas ou mais peças condutoras de um seccionador, destinadas a assegurar a continuidade do circuito quando se tocam, e que devido ao seu movimento relativo durante uma operação, fecham ou abrem esse circuito. O contato propriamente dito é então feito através das superfícies de prata ou sua liga. A pressão nos contatos é dada por molas de aço inox, bronze fosforoso ou cobre-berílio. É a parte do seccionador que mais apresenta problemas, com necessidade de substituição, pois é onde ocorre o contato direto entre contato móvel da lâmina principal. 6.8.9 Mecânismo de Acionamento É o conjunto que, recebendo o comando através da coluna isolante rotativa, opera a lâmina dando-lhe os movimentos necessários para cumprir a sua função. Geralmente possui molas dentro dos chamados canhões, para suavizar a abertura e o fechamento da lâmina. Durante o estágio verificamos que este tipo de peça sobressalente dificilmente apresenta qualquer tipo de problema, pois é uma peça bastante robusta.

6.8.10 Contatos de arco (chifres) convencionais São utilizados para interromper pequenas correntes como, por exemplo, a corrente de magnetização do transformador, a corrente de uma linha ou barramento em vazio etc. São duas hastes metálicas, uma fixa ao contato fixo e a outra à ponta da lâmina móvel e são instaladas de tal modo que quando a lâmina começa a sair do contato fixo, o caminho da corrente fica estabelecido entre os chifres, evitando que o arco venha a queimar os contatos da chave. São de cobre e geralmente possuem a área de contato em material de tungstênio. 6.8.11 Mecanismo Motorizado Composto por uma caixa fabricada em alumínio e pintada, com os componentes elétricos acoplados internamente e um motor com redutor. Função principal: Transmitir o torque produzido pelo motor-redutor a haste de descida, possibilitando a realização de manobra dos pólos dos seccionadores e dos pólos das lâminas de terra.

6.9 Manutenção

Nesta etapa do trabalho tem-se como objetivo o desenvolvimento de uma metodologia que possa dar suporte para a determinação de quando efetuar manutenção numa chave seccionadora, fazendo a análise das curvas da corrente do motor de acionamento verificando suas variações em função dos problemas que possam ocorrer, determinando se esta análise poderá trazer informações importantes para a manutenção da mesma. O desenvolvimento dessa metodologia está ancorado em ferramentas de processamento e análise digital de sinais. 6.9.1 Estudos preliminares dos defeitos mais comuns em chaves secionadoras Ao realizar uma pesquisa no banco de dados com uma chave seccionadora da Eletrosul, foi observado que os problemas mais comuns encontrados mostram que na sua maioria são problemas

de esforços mecânicos que poderiam ser traduzidos em torque e conseqüentemente em variação de corrente elétrica do motor, e são os seguintes: ●

Desajuste dos contatos auxiliares (cames);

●

Quebra do eixo dos contatos auxiliares;

●

Relê de supervisão de tensão;

●

Quebra do eixo de acionamento (no armário de comando);

●

Penetração de água nos mancais.

●

Quebra ou envelhecimento do contrabalanço;

●

Quebra ou envelhecimento das molas do contrabalanço;

●

Quebra dos capacetes;

●

Desnivelamento do garfo.

Outro aspecto importante é que se pode determinar se ao fechar, a seccionadora completou o curso plenamente, ou seja, se cumpriu todos os requisitos para garantir uma boa condução nos contatos agora fechados. Este ponto tem sido um gargalo para o telecontrole e a automação das subestações (SE’s) que necessitam supervisão local. O fechamento incorreto de chaves causa um aquecimento que diminui sua vida útil. Em casos mais graves pode levar ao total derretimento de suas partes condutoras e conseqüente desligamento do sistema. Uma chave seccionadora de subestação pode estar operando em tensões de 500 kV e correntes de 3.000 Amper. A resistência elétrica ideal de fechamento destas chaves gira em torno de 150 µΩ o que em si já gera uma potência de até 1,35 KW para uma corrente de 3000 A. No caso de um mal fechamento desta chave a resistência cresce causando aquecimento excessivo nos contactos podendo derreter e destruir a chave. 6.9.2 Material e métodos Existem várias técnicas que poderiam ser utilizadas para as análises, mas neste trabalho, comentam-se apenas duas, na primeira, a que será a utilizada aqui, coleta-se a corrente elétrica do motor e traça-se um gráfico do seu valor ficaz versus o tempo. Este por sua vez se tornará um padrão para as demais verificações (assinatura). Quando o valor da corrente tiver variações epresentativas em relação à curva original, supõem-se de possíveis pontos de agarramento com tendências de desajustes e piora do defeito.

O companhamento desta variação é que vai demonstrar a mudança de comportamento da chave seccionadora e dar ao técnico de manutenção condições de determinar quando esta deverá passar por uma manutenção. Neste caso, cada seccionadora terá a sua assinatura específica, muito embora temos observado que equipamentos similares têm apresentado curvas parecidas, ou seja, para cada conjunto de chaves de mesmo modelo e fabricante, poder-se-á considerar uma curva padrão. Um outro fator que poderia causar a variação da corrente neste sistema, seria uma queda de tensão, e uma queda na corrente. Todavia, a queda da corrente reduz o torque, que, por sua vez, aumenta o escorregamento. Em conseqüência disso as correntes do secundário (considerando rotor gaiola) aumentarão pela maior capacidade indutiva causada pelo maior escorregamento. Finalmente, a corrente secundária reflete-se no primário aumentando a corrente drenada da rede, um exemplo prático para observação é quando se deveria ligar um motor em delta, porém se liga em estrela. O motor irá aquecer muito quando assumir uma carga, pois, apesar de a corrente com o motor em vazio ser mais baixa, quando o mesmo é submetido à carga ocorre o descrito na sentença anterior. Pode ocorrer que a corrente medida seja um pouco diferente da nominal, só que a corrente observada na linha está em apenas uma bobina e não em duas como na ligação delta. Este é um exemplo de grande redução da tensão, mas que serve para ilustrar outras situações. Em geral, pequenas reduções de tensão em acionamentos convencionais não apresentam grandes problemas práticos, e como este é o caso, pequenas variações de tensão provocam muito pouca distorção na corrente e mesmo que provocasse, esta poderia ser considerada linear, e para efeito de análises, não teríamos grandes interferências. Na segunda técnica, faz-se uma análise de freqüência da corrente do motor de um dispositivo funcionando perfeitamente, com isto tem-se um padrão, depois é só comparar o espectro de freqüências de um determinado dispositivo com este padrão. Este segundo método, já é utilizado e para verificação de defeitos no motor, pois no caso do motor, o defeito seria repetitivo, provocando assim um conjunto de pulsos numa determinada freqüência fixa, aumentando assim conteúdo espectral nestas freqüências. Nesta segunda técnica, nossa resposta talvez seja um pouco mais investigativa, pois o equipamento em estudo não apresenta movimentos repetitivos no seu todo, embora algumas partes tais como cremalheiras e outras engrenagens possam ser verificadas neste caso. Podemos observar que já existe uma patente americana [12],

que trata este assunto para uma válvula de gaveta. Passa-se a seguir no próximo item a tratar da metodologia aplicada bem como dos desenvolvimentos que foram necessários durante os estudos. Para coletar os dados a serem analisados, tornou-se necessário buscar um sistema eletrônico de coletas. O sistema necessitava de determinada precisão, pois face à grande redução existente entre o motor da seccionadora e o seu mecanismo, as variações de corrente relativas às variações de torque são pequenas, além de que o ambiente de trabalho é muito ruidoso (interferências de 60Hz e harmônicos). Nos primeiros estudos, foi utilizado um equipamento da Eletrosul, fabricado pela YOKE, mas de altíssimo custo (em torno de R$300.000,00). Devido a este elevado custo, decidiu-se por desenvolver algo que fosse específico para o caso, o que trouxe uma grande vantagem, primeira quanto ao custo e depois porque foi possível projetá-lo de acordo com as necessidades específicas do projeto. 6.9.3 Verificação durante ajuste Com o objetivo de verificar a capacidade de percepção do sistema de um defeito, foi realizada uma leitura durante a manutenção (ajustes) de uma seccionadora de outro modelo, e verificou-se que durante seu fechamento, a mesma estava desajustada no momento do fechamento dos contatos. Observou-se um agarramento no final do seu curso, ponto exato em que a mesma engasta no contato. A chave seccionadora foi ajustada de forma a não mais forçar nos contatos, pois o fim de curso estava levemente desajustado e reduziu significativamente sua corrente neste ponto. Vale lembrar que este foi na realidade o primeiro teste realizado, antes mesmo de se desenvolver o protótipo, e estes dados foram coletados com um aparelho especial da Eletrosul cujo valor para compra é muito alto em comparação à necessidade, mas que serviu de amostra para determinar valores tais como freqüência máxima de amostragem, e precisão necessária, antes de projetar o protótipo. Leituras foram realizadas com este objetivo, mas não entendemos ser importante acrescer nesta dissertação. 6.9.4 Verificação do estado das chaves seccionadoras 673 138kv Foram realizados vários comandos de abertura e fechamento nas chaves seccionadoras e utilizado o método que aqui já denominamos de ASCM (Análise da Seccionadora pela Corrente do Motor) para análise durante os testes da CS 673, no primeiro comando elétrico, a mesma

desligou no meio do curso indevidamente. Surgiu então a dúvida se o problema era proveniente de defeito de intertravamento elétrico ou algum travamento mecânico. Pode-se observar que na parada no meio do curso de fechamento houve um aumento de corrente significativo, maior até mesmo que a corrente de partida. OBS: A coleta dos dados foi na entrada da alimentação geral e pode estar coletando também o consumo dos relés quando atracam. Observe que ao final de cada comando existe uma pequena curva que é referente aos relés realizando as comutações finais. 6.10 Chega-se então aos possíveis defeitos

Poderia ter ocorrido um pequeno travamento das engrenagens internas dos redutores, pois a presença de pó e principalmente de insetos mortos nas engrenagens era considerável. Poderia também ter ocorrido uma queda de tensão que viesse a provocar este desligamento devido à perda do contato de selo elétrico do relé, e durante esta queda de tensão, teríamos um aumento significativo de corrente sem atuação do relé térmico, mas aqui ficam os seguintes questionamentos: a) Que queda de tensão poderia ocorrer a ponto de desenergizar um relé e aumentar tanto a corrente do motor? b) Como poderíamos ter este fato numa subestação, onde podemos afirmar que temos uma barra infinita? c) Porque não foi necessário executar o reset do relé térmico do motor? Estes questionamentos levaram a uma análise do esquema elétrico. Ao analisar o esquema elétrico, verificou-se a existência de um relé chamado “UVR” (relé de subtensão) que atua desligando o sistema por subtensão, e aí neste caso não necessita de reset, onde se concluiu que foi o ocorrido, ou seja, a sujeira nas engrenagens provocou algum travamento mecânico, causando um aumento instantâneo e significativo da corrente elétrica do motor, causando um afundamento da tensão, percebida pelo relé UVR, que desligou o motor. Concluindo, observa-se que após a falha e limpeza, todos os comandos foram aceitos normalmente e os dados então parecem normais, indicando um bom estado da chave. Foi então proposto prorrogar manutenção desta chave por mais 2 anos.

6.11 Secionadora unipolar modelo “DP” A chave seccionadora modelo “DP” é utilizada em redes de distribuição de energia para manobra do sistema. É provida de gancho para utilização de ferramenta de abertura em carga. Projetada conforme normas ABNT/ ANSI / IEC. Acionamento por vara de manobra. 6.11.1 Características construtivas ●

Lâminas em cobre eletrolítico de alta condutividade.

●

Contatos estanhados.

●

Isoladores suporte

●

Trava de segurança contra abertura acidental.

●

Terminais padrão NEMA.

●

Abertura de 90º ou 165º.

●

Montagem horizontal ou vertical.

●

Base em aço galvanizado a fogo.

●

Gancho para utilização de ferramenta de abertura em carga.

6.12 Secionador Tripolar Dupla Abertura Lateral Modelo “Dl” Secionadores tripolares para aplicação em subestações de geração, transmissão e distribuição utilizados para manobras. Operação simultânea nas três fases com três colunas de isoladores, sendo um rotativo. Operação da lamina principal seca ou rotativa. Concepção universal de alta versatilidade padronizada pelas normas ABNT, ANSI e IEC. 6.12.1 Mecanismo de operação Comando manual por alavanca ou redutor. Comando motorizado (várias tensões disponíveis)

6.12.2 Opcionais Contatos auxiliares, intertravamento elétrico, intertravamento mecânico e cadeado Kirk. 6.12.3 Fornecimentos especiais (opcionais) Restritor de arco (Chifres) para transferência de barras conforme normas ABNT e IEC. Retristor de arco (Chifres) para correntes induzidas na lâmina de terra conforme normas ABNT e IEC. Opções de montagem: horizontal, vertical e invertida. Fácil instalação e ajuste em obra.

6.13 Secionador tripolar 6.13.1 De abertura vertical reversa modelo “avr”

Secionadores tripolares para aplicação em subestações de geração, transmissão e distribuição, utilizados para manobras. Operação simultânea nas três fases com três colunas de isoladores, sendo um rotativo. Concepção universal de alta versatilidade padronizada pelas normas ABNT, ANSI e IEC. 6.13.2 Isoladores Fornecidos nas opções: Pedestal, Station Post ou Multicorpo. 6.13.3 Mecanismo de operação Comando manual por alavanca ou redutor (várias tensões disponíveis). Comando motorizado 6.13.4 Opcionais Contatos auxiliares, intertravamento elétrico, intertravamento mecânico e cadeado Kirk.

6.13.5 Fornecimentos especiais (opcionais) Restritor de arco (Chifres) para transferência de barras conforme normas ABNT e IEC. Restristor de arco (Chifres) para correntes induzidas na lâmina de terra conforme normas ABNT e IEC. Opções de montagem: horizontal, vertical e invertida. Fácil instalação e ajuste em obra. 6.14 Seccionador tripolar de abertura central modelo “ac” Secionadores tripolares para aplicação em subestações de geração, transmissão e distribuição, utilizados para manobras. Operação simultânea nas três fases com duas colunas de isoladores rotativos. Concepção universal de alta versatilidade padronizada pelas normas ABNT, ANSI e IEC. Opções de montagem: horizontal, vertical e invertida. Fácil instalação e ajuste em obra.

6.14.1 Isoladores

Fornecidos nas opções: Pedestal, Station Post ou Multicorpo. 6.14.2 Mecanismo de operação Comando manual por alavanca ou redutor. Comando motorizado (várias tensões disponíveis) 6.14.3 Opcionais Contatos auxiliares, intertravamento elétrico, intertravamento mecânico e cadeado Kirk. 6.14.4 Fornecimentos especiais (opcionais) Restritor de arco (Chifres) para transferência de barras conforme normas ABNT e IEC.

Retristor de arco (Chifres) para correntes induzidas na lâmina de terra conforme normas ABNT e IEC.

6.15 Chave Eletromagnética Chave eletromagnética, com um indicador da posição de comutação que está em contato atuante como suporte da ponte de contatos e que se projeta, pelo menos em uma posição de comutação, além do contorno da chave de comutação. O indicador da posição de comutação está acoplado com o suporte da ponte de contatos, através de um dispositivo de tal modo, que o caminho de deslocamento do indicador da posição de comutação fica ampliado com relação àquele do suporte da ponte de contatos. Com isso é proporcionada uma indicação clara do indicador da posição de comutação em um trecho de abertura dos contatos que preenche as condições de função de seccionamento, de modo que a chave electromagnética pode ser empregada como seccionador.

7. ISOLADORES

Os vários tipos de isoladores disponíveis no mercado são classificadosem função de sua forma: •roldana: usados em redes secundárias, presos lateralmente ao postepor meio de estribos, sendo os condutores amarrados lateralmente aoisolador; •pino: usados em redes de distribuição primária e linhas de distribuiçãocom tensão de até 69 kV. Fixados as estruturas por um pino de aço, sendo os condutores amarrados na parte superior do isolador; •disco: usados nas LTs e nas redes de distribuição primária.Constituem-se cadeias de isoladores de suspensão e ancoragem, fixando-se unidades de isoladores entre si, por meio de ferragens;

•pilar: são menos usados entre nós em LTs do que os isoladores depino, podendo ser construídos de uma única peça, também deporcelana, para tensões mais elevadas. Dado o seu sistema defixação, resistem a esforços mecânicos bem mais elevados tanto decompressão como flexão. Nos EUA construíram-se linhas com essetipo de isolador com tensões até 110 kV.

8. ATERRAMENTO

Muitos já ouviram falar sobre o aterramento e usa importância em uma rede elétrica. No entanto, a maioria das pessoas não sabe como, e quanto, ele influencia no funcionamento dos aparelhos eletrônicos, como o computador. Antes, precisamos ter uma noção melhor sobre a eletricidade. O “terra” é um conector que possui valor igual a zero Volt absoluto, ou seja, seu valor não se altera, diferentemente do neutro. Dessa forma, ele é o responsável por eliminar a “sujeira” elétrica dos componentes, pois toda carga eletrostática acumulada neles é descarregada para a terra (é daí que surgiu seu nome). O sistema de aterramento consiste em uma viga cravada na terra que é conectado a um fio, geralmente de cor verde e amarela, que percorre toda a casa. Ele tem como objetivo diminuir a variação de tensão de uma rede elétrica, eliminar as fugas de energia e proteger os usuários de um possível choque elétrico. Você já deve ter notado que o plug que liga o computador à tomada tem três pinos, ou pelo menos deveria ter. Pois bem, o terceiro pino é chamado de “terra” e, muitas vezes, é retirado pelas pessoas para que o plug encaixe em tomadas mais simples.

É possível que sua residência já possua um sistema de aterramento, porém, o fio não está conectado ao equipamento. Verifique as tomadas e os plugs de conexão para ter certeza que está tudo em ordem. Caso sua casa não possua um sistema de aterramento, procure um eletricista predial para efetuar a instalação. O sistema de aterramento é bastante complexo e uma explicação mais detalhada sobre o assunto nos levaria a um imenso tutorial. Mesmo assim, tentamos sintetizar e facilitar seu entendimento para que o usuário tenha consciência de sua importância e, assim, mantenha seu equipamento sempre em funcionamento.

8.1 Aterramentos Temporários

São aterramentos utilizados durante as manutençõesde redes elétricas de distribuição. Estes aterramentos proporcionam um caminhopara a terra para correntes provenientes de falhas ou induções eletromagnéticas

8.2 Aterramentos de serviço

São aqueles que são parte integrante dos circuitoselétricos. Podemos citar como exemplo: Aterramento do ponto neutro dostransformadores trifásicos ligado em estrela; aterramento de redes de distribuição etambém aterramentos que servem de retorno nos circuitos elétricos.

8.3 Aterramentos de segurança

São aterramentos que evitam acidentes elétricos como pessoal que operam com motores e instalações elétricas. Podemos citar comoexemplo: aterramento da carcaça de motores; aterramento das partes metálicasnão energizados de instalações elétricas; aterramentos em medidores de energiaelétrica e também nos secundários dos Transformadores para Instrumentos.

8.4 Classificação do Aterramento

De uma forma geral, podemos considerar um aterramento:



excelente: quando a resistência de terra medida for inferior a 5Ω;



bom: quando este valor estiver entre 5 e 15 Ω;



razoável: se a resistência de terra no ponto medido for de 15 a 30Ω;



condenável nos casos em que a resistência de terra ultrapassar 30Ω. Em instalações de grande porte é exigido um aterramento excelente, enquantoem redes de

distribuição é desejável que se obtenha um aterramento no mínimo bom, aceitando-se até um aterramento razoável.

8.5 Tipos de Medição

8.5.1 Método do Voltímetro e Amperímetro

O seu princípio defuncionamento, bem como o dos outros instrumentos. O valor da resistência de terra Rx é obtido indiretamente, através de: Rx= (Vx/I) - Rcabo Onde os valores de Vx e I correspondem, respectivamente, aos valoresindicados no voltímetro e no amperímetro. A fonte “E” pode ser tanto CA quanto CC. Preferencialmente são utilizadasfontes CA, para evitar a eletrólise do solo e a polarização dos eletrodos durante amedição, que poderiam influir nas medições dos instrumentos e nos dar um valor falsode resistência.Um reostato pode ser colocado em série com o amperímetro, pois um valorbaixo de resistência de terra aliado a uma tensão “E” de valor alto poderia danificar osinstrumentos Devemos observar que este método não é totalmente preciso. A própria maneirade ligação dos instrumentos nos dá um erro por excesso de corrente, uma vez que ovalor registrado no amperímetro é resultado da soma das correntes circulantes em Rxe no voltímetro. Para este circuito, o erro será tanto maior quanto maior for o valor de Rx.Além disso, devemos levar em conta que os valores medidos pelos instrumentosconsideram também a resistência elétrica dos condutores.Para maior precisão, devemos utilizar cabos de grande bitola e pequenocomprimento ou, conhecida a sua resistência, subtrai-la do valor calculado.

8.5.2 Megger tipo universal As ligações internas do megger universal são mostradas na figura abaixo:

Em termos construtivos, o megger universal é composto das seguintes partes: E: gerador de cc à manivela S: chave comutadora do calibre do instrumento C1 e C2: terminais de corrente do instrumento, que devem ser ligados aos eletrodos X e B, respectivamente P1 e P2: terminais de potencial, que devem ser ligados aos eletrodos X e C, respectivamente.Tendo em vista que, pelas razões explicadas no item b-1, deve-se aplicar CAnos eletrodos, e que o instrumento só funciona com CC, são necessários: D: inversor de corrente, para que a CC gerada seja convertida na CA a ser aplicadanos eletrodos F: comutador, para tornar unidirecional a corrente que percorre a bobina depotencial do instrumento.A título de compreensão, as linhas tracejadas correspondem a cabos percorridospor CA e os traços cheios são cabos percorridos por CC.Para realizar a medição, devemos por em curto os terminais C1 e P1 do instrumento.

8.5.3 Medição através de Eletrodo único vertica

A disposição dos eletrodos é dada na figura acima. No eletrodo de corrente “B” deve estar localizado à maior distância, dada em 10 vezes o comprimento do eletrodo principal, ou 40 m, sendo adotada a maior distância. O eletrodo de potência ”C”, na prática, deve ser à 62 % da

distância total entre Xe B. Contudo, esta distância pode não ser segura, e, se possível, deve-se realizarmedições variando a distância XC em mais ou menos 62% de XB. Se os valores encontrados forem diferentes em até 10% do valor central, podemos adotar a médiadas distâncias medidas. Se a variação das medições for maior que 10%, deve se fazernovas medições com novas distâncias. Devemos observar que ambos os eletrodos devem estar dispostos em linha reta, com relação ao eletrodo principal X.

8.5.4 Medição através de Eletrodo único horizontal

A disposição dos eletrodos é dada na fig. A24.Neste caso, dispomos dos eletrodos auxiliares ortogonalmente com o pontomédio do eletrodo principal de aterramento.O método adotado para determinar a distância destes eletrodos pode ser omesmo visto no caso anterio

8.5.5 Medição através de Malha de Aterramento

A disposição dos eletrodos é dada nas figs. A25 e A26.Com regra, devemos considerar toda malha como um único ponto deaterramento. Contudo, o eletrodo principal a ser utilizado deve estar localizado naperiferia desta malha.Assim sendo, o alinhamento dos eletrodos deve ser tal que seu prolongamentopasse pelo centro geométrico da malha.A distância adotada para o eletrodo X utilizado e B deve ser 3 ou 4 vezes maiorque a maior dimensão da malha, definida como a diagonal das malhas quadradas eretangulares e o diâmetro das malhas circulares, ou 100

m, adotando-se a medida quefor maior. Para formatos diferentes devemos proceder um estuda mais detalhado.

9. RELIGADORES

Basicamente, um religador é constituído por um mecanismo automático projetado para abrir e fechar circuitos em carga ou em curto-circuito, comandado por relés de sobrecorrente de ação indireta (alimentados por TCs, geralmente de bucha), que realizam as funções 50 e 51, e por um relé de religamento (função 79). Atualmente, os dispositivos sensores e de controle de um religador são microprocessadores dedicados que realizam as funções 50, 51 e 79 e muito mais. São os chamados religadores microprocessados ou numéricos de multifunção. Para extinguir os arcos elétricos inerentes às operações de chaveamento de circuitos em carga ou curto-circuito, os reliagadores usam mecanismos e meios de interrupção similares aos disjuntores. Os meios de interrupção mais comuns são: óleo isolante; câmara de vácuo; gás (SF6). Na atualidade, este último é o mais empregado. O religador ao sentir uma condição de sobrecorrente, interrompe o circuito, religando-o automaticamnete, após um tempo predeterminado. Se perceber, no momento do religamento, que o defeito ainda persiste, repete a seqüência “disparo x religamento”, até três vezes consecutivas. Após o quarto disparo, o mecanismo de religamento é travado, deixando aberto o circuito. A repetição da seqüência “disparo x religamento”, permite que o religador teste repetidamente se o defeito desapareceu, possibilitando diferenciar um defeito transitório de um permanente. Geralmente, um regador é projetado para realizar, no máximo, 3 religamentos seguidos por 4 disparos, entretanto, permite ajuste para trabalhar com 1, 2 ou 3, sendo que, após o último previamente ajustado, permanece aberto, até que seja fechado pela ação do operador. Os disparos podem ser rápidos (ou instantâneos) e lentos (ou temporizados). A aplicação básica de religadores é na proteção de alimentadores primários de distribuição. São instalados geralmente na saída de alimentador da subestação; em ponto do tronco que, por razões técnicas, se faz necessário diminuir a zona de proteção do equipamento a montante; em

derivações longas e carregadas; em circuitos que passam por áreas muito arborizadas e/ou sujeitas a grande intensidade de descargas atmosféricas (índice ceraúnico elevado). Para se especificar corretamente um religador, os seguintes pontos devem ser observados: • Tensão nominal: Igual ou superior a tensão máxima entre fases (tensão composta ou de linha) do circuito no qual vai ser ligado; • Corrente nominal: Deverá ser maior do que a corrente de carga máxima do circuito multiplicada pelo fator de crescimento ou de transferência de carga (corrente de operação do sistema); • Capacidade de interrupção: Igual ou maior do que a corrente de curto-circuito máxima, valor assimétrico, no ponto de instalação; • NBI: Compatível com a classe de tensão do circuito que vai ser ligado. • Correntes e curvas de atuação ajustáveis (ajustes): Devem permitir coordenação e/ou seletividade com outros equipamentos de proteção a montante e a jusante.

10. PÁRA-RAIOS

A Figura abaixo apresenta, a título de ilustração, o processo evolutivo dos dispositivos de proteção.

Na Figura acima está indicado um centelhador, que é um dispositivo que pode ser utilizado para a proteção dos equipamentos de uma subestação. Quando uma sobretensão alcança o centelhador há o disparo, limitando a sobretensão nos equipamentos protegidos por aquele dispositivo. O centelhador apresenta como grande desvantagem o estabelecimento de um curtocircuito, o qual deve ser eliminado pela proteção do sistema. Com o objetivo de evitar o estabelecimento de um curto-circuito no sistema e seus inconvenientes, foi desenvolvido o páraraios mostrado na Figura b. Este pára-raios consiste de um resistor não linear em série com o centelhador, de forma a limitar a corrente de descarga. São normalmente utilizados em sistemas de distribuição e de altatensão (