Equipamentos - Aula 4

Distribuição de Energia Elétrica

Prof. André Nunes de Souza 2012

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PÁRA-RAIOS Os pára-raios são equipamentos cujo formato se assemelha muito com um isolador, mas possuem uma função muito específica, proteger a linha de distribuição contra descargas atmosféricas.

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PÁRA-RAIOS Material de fabricação:



Cerâmico; Polimérico.

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PÁRA-RAIOS Elemento ativo:


Centelhador à gás Apresenta uma câmara de descarga repleta por um determinado gás que tem seu dielétrico rompido (disrupção) quando na ocorrência de uma sobre tensão.




Varistor Dispositivo que tem sua resistência variada com a tensão, sendo esta variação inversamente proporcional, dissipando a energia na forma de calor.

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PÁRA-RAIOS

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DISJUNTORES São dispositivos eletromecânicos utilizados como interruptores automáticos, protegendo uma determinada instalação elétrica contra possíveis danos causados por curtos-circuitos e sobrecargas elétricas.

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DISJUNTORES Funções:
Seccionamento voluntário do circuito;
Proteção contra sobre corrente;
Proteção contra curto-circuito.

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DISJUNTORES Tipos:
Disjuntores a sopro magnético;
Disjuntores a óleo;
Disjuntores a vácuo;
Disjuntores a ar comprimido;
Disjuntores a SF6.

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DISJUNTORES

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ISOLADORES São os elementos responsáveis por promover a isolação dos condutores com potenciais diferentes entre si e dos elementos estruturais com potencial zero.

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ISOLADORES Correntes de fuga:
Por condução através da massa do isolador (corrente volumétrica);
Por condução superficial, onde a corrente percorre um caminho formado pelo acumulo de impurezas na superfície do isolador;
Por perfuração, devido a disrupção elétrica interna do isolador causada por imperfeições no material;
Por disrupçao da rigidez dielétrica do ar no qual o isolador está imerso, causando o efeito chamado flash-over. 11

ISOLADORES Tipos:
Cerâmico;
Vidro;
Polimérico. Tipo disco cerâmico Tipo pilar cerâmico Tipo roldana cerâmico 12

ISOLADORES

Tipo pilar polimérico

Polimérico

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POSTES Como alternativa à distribuição de energia por meio subterrâneo, os postes mantêm os cabos de energia elétrica afastados do nível do solo o suficiente para manter uma distancia segura entre os cabos e os demais objetos, como construções, veículos e pedestres. Servem de suporte para os demais equipamentos utilizados na distribuição de energia, como transformadores e para as lâmpadas de iluminação pública. 14

POSTES Tipos:
Madeira São usados troncos de árvores tratados com algum tipo de preservante, protegendo-os contra a ação de agentes deterioradores.




Concreto: ◦ Postes de seção circular vazada - Poste R; ◦ Postes de seção duplo T - Poste DT; ◦ Postes de seção retangular vazada - Poste A.

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POSTES Fabricação de postes de concreto
Materiais ◦ Concreto: cimento de alta resistência e agregados. ◦ Aditivos:  Microssílica: que diminui a permeabilidade do concreto e aumenta a resistência;  Fibra: que praticamente elimina a fissuração do concreto e aumenta a sua resistência.

◦ Armadura: vergalhões de aço (CA 50 ou CA 60) dobrados e cortados para formar a estrutura do poste.

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POSTES Fabricação de postes de concreto
Métodos ◦ Postes vibrados: são acoplados vibradores externos de alta freqüência aos moldes e/ou vibradores de imersão. Este tipo de poste é os mais empregados no Brasil; ◦ Postes centrifugados: o molde é preenchido de concreto, fechado e posicionado em uma centrífuga de elevada rotação. Pelo efeito da força centrífuga a massa de concreto é comprimida contra a parede do molde, adensando e eliminando o excesso de água da mistura.

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POSTES Vantagens:
Madeira ◦ Robustez; ◦ Baixo custo; ◦ Ecologicamente correto.




Concreto ◦ ◦ ◦ ◦ ◦

Total controle de qualidade; Vida útil elevada; Manutenção nula; Resistente a vandalismo, queimadas; Permitem ensaios mecânicos que efetivamente o desempenho;

comprovam

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TRANSFORMADORES Os transformadores de potência visam essencialmente a elevação ou redução da tensão de transmissão, distribuição e de consumo em redes de energia elétrica, a fim de reduzir as perdas por efeito de Joule nos cabos, assim como a secção, o peso e o custo dos mesmos. O transformador consiste de duas ou mais bobinas e um circuito magnético que as acopla transferindo energia através da indução eletromagnética.

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TRANSFORMADORES Perdas  Histerese: com a aplicação de um campo magnético variável, os domínios presentes no material ferromagnético sofrem constantes realinhamentos, provocando o aquecimento do material;  Correntes parasitas ou de Foucault: à condutividade do material que compõe o núcleo do transformador forma um caminho fechado susceptível a circulação de corrente;  Enrolamentos: a circulação de corrente nas bobinas do transformador provoca o aquecimento das mesmas por efeito Joule. 20

TRANSFORMADORES Os transformadores comuns promovem a isolação entre os circuito de primário e secundário devido a transferência de energia ser por campo magnético, protegendo o circuito alimentado pelo secundário do transformador do circuito primário. Essa configuração o torna ideal para a transformação de energia em níveis de tensão muito diferentes.

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TRANSFORMADORES Há também transformadores denominados autotransformador, no qual o enrolamento secundário possui uma conexão elétrica com o enrolamento do primário. Essa forma de construção promove uma melhor transferência de energia entre o primário e o secundário, sendo muito utilizado como estabilizador ou regulador de tensão. Como desvantagem há a perda de isolação entre os circuito de entrada e saída, limitando suas aplicações.

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TRANSFORMADORES Transformador de distribuição: Encontrados nos postes e entradas de força em alta tensão (industriais), são de alta potência e projetados para ter alta eficiência (da ordem de 99%), de modo a minimizar o desperdício de energia e o calor gerado. Possui refrigeração a óleo, que circula pelo núcleo dentro de uma carcaça metálica com grande área de contato com o ar exterior. Seu núcleo também é composto de chapas de aço-silício, e pode ser monofásico ou trifásico (três pares de enrolamentos).

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TRANSFORMADORES Transformadores de potencial: Encontra-se nas cabines de entrada de energia, fornecendo a tensão secundária de 115V, em geral, para alimentar os dispositivos de controle da cabine - relés de mínima e máxima tensão (que desarmam o disjuntor fora destes limites), iluminação e medição. A tensão de primário é alta, 13.8 kV ou maior. O núcleo é de chapas de aço-sílicio, envolvido por blindagem metálica, com terminais de alta tensão afastados por cones salientes, adaptados a ligação às cabines. Podem ser monofásicos ou trifásicos.

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TRANSFORMADORES Transformador de corrente: Usado na medição de corrente, em cabines e painéis de controle. Consiste num anel circular ou quadrado, com núcleo de chapas de aço-sílicio e enrolamento com muitas espiras, que se instala passando o cabo dentro do furo, este atua como o primário. A corrente é medida por um amperímetro ligado ao secundário (terminais do TC). É especificado pela relação de transformação de corrente, com a do medidor sendo padronizada em 5A, variando apenas a escala de leitura e o número de espiras do TC.

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