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  • MANUAL.

    ELETRIC

  • MANUAL DE EQUIPAMENTOS ELTRICOS

    0

    ASSOCIAO BRASILEIRA DE DIREITOS REPROGRFICOS

    V) D lR E l t

  • MANUAL DE EQUIPAMENTOS ELTRICOS

    3.a Edio

    JOO MAMEDE FILHOEngenheiro Eletricista

    Diretor de Planejamento e Engenharia da Companhia Energtica do Cear (1988-1990) Diretor de Operao da Companhia Energtica do Cear - COELCE (1991-1994)

    Diretor de Planejamento e Engenharia da Companhia Energtica do Cear (1995-1998) Presidente do Comit Coordenador de Operaes do Norte-Nordeste - CCON (1993)

    Presidente da Nordeste Energia S.A. - NERG1SA (1999-2000)Atual Presidente da CPE Consultoria e Projetos Eltricos

    Professor de Eletrotcnica Industrial da Universidade de Fortaleza - UNIFOR

    LTCEDITORA

  • No interesse de difuso da cultura e do conhecimento, o autor e os editores envidaram o mximo esforo para localizar os detentores dos direitos autorais de qualquer material utilizado, dispondo-se a possveis acertos posteriores caso, inadvertidamente, a identificao de algum deles tenha sido omitida.

    CIP-BRASIL. CATALOGAO-NA-FONTE SINDICATO NACIONAL DOS EDITORES DE LIVROS, RJ.

    M231m 3. ed.Mamede Filho, Joo

    Manual de equipamentos eltricos / Joo Mamede Filho. - 3. ed. - Rio de Janeiro : LTC, 2005

    Inclui bibliografia ISBN 85-216-1436-5

    1. Aparelhos e materiais eltricos. I. Ttulo.

    05-1340. CDD 621.3028CDU 621.3.04

    Direitos exclusivos para a lngua portuguesaCopyright 2005 by Joo Mamede FilhoLTC - Livros Tcnicos e Cientficos Editora S.A.Travessa do Ouvidor, 11Rio de Janeiro, RJ - CEP 20040-040Tel.: 21-3970-9480Fax: 21-2221-3202ltc @ ltceditora.com.brwww.ltceditora.com.br

    Reservados todos os direitos. proibida a duplicao ou reproduo deste volume, no todo ou em parte, sob quaisquer formas ou por quaisquer meios (eletrnico, mecnico, gravao, fotocpia, distribuio na Web ou outros), sem permisso expressa da Editora.

  • Este trabalho dedicado amemria de meu pai, Joo Mamede Souza; memria de minha me, Maria Nair Cysne Mamede; minha esposa, Maria Elizabeth Ribeiro Mamede;minha filha, Aline Ribeiro Mamede - graduada em Administrao de Empresas; meu filho, Daniel Ribeiro Mamede - concludente do curso de Engenharia Eltrica.

  • Este livro tem como finalidade fornecer aos seus leitores - alunos de escolas tcnicas e profissionais da rea de engenharia eltrica - informaes sobre os equipamentos mais utilizados em sistemas eltricos de mdia e alta tenses. So 20 no total, sendo cada equipamento tratado em captulo especfico. Para maior amplitude no estudo dos equipamentos, foram abordados os seus diferentes tipos de construo e aplicao.

    A metodologia utilizada para abordagem do assunto adotou a seguinte seqncia: inicialmente, fez-se uma descrio sumria de cada equipamento, mencionando as suas diversas aplicaes num determinado sistema eltrico e, onde pertinente, descreveu-se o seu processo de fabricao industrial; em seguida, foram apresentadas as suas caractersticas tcnicas fundamentais que permitem dimensionar os parmetros eltricos correspondentes; em continuidade ao texto, elaborou-se um ou mais Exemplos de Aplicao, de modo a fornecer aos leitores elementos essenciais para o desenvolvimento de aplicaes prticas do referido equipamento instalado num sistema eltrico com caractersticas tcnicas usuais; finalmente, produziu-se um sumrio com os principais parmetros eltricos necessrios elaborao de uma especificao tcnica destinada aquisio do equipamento em estudo.

    Em benefcio da melhor compreenso e clareza do contedo do livro, foram utilizadas muitas fotos dos equipamentos tratados nos diferentes captulos, bem como mostrados os respectivos diagramas eltricos, cortes e vistas isomtricas.

    Para acompanhar o desenvolvimento tecnolgico dos equipamentos eltricos utilizados nas instalaes de mdia e alta tenses, o livro foi atualizado para satisfazer a capacitao requerida dos alunos e profissionais do mercado de energia eltrica.

    Atualmente, muitos equipamentos eltricos incorporam a tecnologia digital nas suas funes operacionais, como os rels, religadores, seccionadores, etc. Em decorrncia dessa evoluo tecnolgica, os captulos que abordavam os referidos assuntos foram completamente revistos e, por conseguinte, muitas informaes tcnicas relevantes foram acrescentadas.

    Acreditamos, finalmente, que este livro se constitui numa valiosa fonte de consulta para os leitores que busquem solues pontuais na aplicao dos diversos equipamentos aqui estudados e que, cotidianamente, esto presentes nos trabalhos de tcnicos e engenheiros do segmento de eletricidade.

    Nas edies anteriores, o livro foi publicado em dois volumes. Nesta edio, no entanto, por considerar a interdependncia dos diferentes captulos, e a necessidade de facilitar a leitura e a pesquisa dos assuntos, todo o contedo da obra foi reunido em um nico volume.

    Temos a obrigao de agradecer aos diversos fabricantes citados ao longo do texto, dos quais utilizamos tabelas e grficos extrados dos seus catlogos tcnicos. Essas informaes tomam esta obra um manual de consulta e de utilizao prtica.

    Agradecemos tambm a todos aqueles que ao longo de quatorze anos prestigiaram este livro. Esperamos que agora possam encontrar um contedo de melhor qualidade em funo das atualizaes incorporadas ao texto.

    Agradecemos antecipadamente as crticas e observaes de todos os leitores. Atravs dessas contribuies ser possvel assegurar um aperfeioamento crescente das futuras edies.

    Joo Mamede Filho

  • Captulo

    Captulo 2

    Captulo 3

    Captulo 4

    Captulo 5

    PRA-RAIOS A RESISTOR NO-LINEAR 11.1 Introduo 11.2 Partes Componentes do Pra-raios 11.3 Origem das Sobretenses 61.4 Componentes Simtricas 211.5 Fenmenos de Reflexo e Refrao de uma Onda Incidente 281.6 Caractersticas dos Pra-raios 311.7 Classificao dos Pra-raios 341.8 Seleo de Pra-raios 341.9 Localizao dos Pra-raios 401.10 Ensaios e Recebimento 441.11 Especificao Sumria 45

    CHAVE FUSVEL INDICADORA UNIPOLAR 462.1 Introduo 462.2 Chave Fusvel Indicadora Unipolar 462.3 Elo Fusvel 582.4 Ensaios e Recebimento 642.5 Especificao Sumria 65

    MUFLAS TERMINAIS PRIMRIAS E TERMINAES 663.1 Introduo 663.2 Dieltrico 673.3 Campo Eltrico 673.4 Campo Eltrico nos Cabos de Mdia e Alta Tenses 693.5 Seqncia de Preparao de um Cabo Condutor 713.6 Aplicao de Muflas em Ambientes Poludos 753.7 Ensaios e Recebimento 753.8 Especificao Sumria 75

    CONDUTORES ELTRICOS 764.1 Introduo 764.2 Caractersticas Construtivas 764.3 Caractersticas Eltricas 904.4 Ensaios e Recebimento 1434.5 Especificao Sumria 143

    TRANSFORMADORES DE CORRENTE 1 575.1 Introduo 1575.2 Caractersticas Construtivas 1575.3 Caractersticas Eltricas 1655.4 Classificao 1785.5 Ensaios e Recebimento 1905.6 Especificao Sumria 191

  • S u m r io

    Captulo 6

    Captulo 7

    Captulo 8

    Captulo 9

    Captulo O

    TRANSFORMADOR DE POTENCIAL 1926.1 Introduo 1926.2 Caractersticas Construtivas 1936.3 Caractersticas Eltricas 1986.4 Especificao Sumria 212

    RUCHAS DE PASSAGEM 2 137.1 Introduo 2137.2 Caractersticas Construtivas 2137.3 Caractersticas Eltricas 2197.4 Ensaios e Recebimento 222

    CHAVES SECCIONADORAS PRIMRIAS 2 2 38.1 Introduo 2238.2 Caractersticas Construtivas 2248.3 Caractersticas Eltricas 2438.4 Ensaios e Recebimento 2508.5 Especificao Sumria 251

    FUSVEIS LIMITADORES PRIMRIOS 2 5 29.1 Introduo 2529.2 Caractersticas Construtivas 2529.3 Caractersticas Eltricas 2559.4 Proteo Oferecida pelos Fusveis Limitadores 2609.5 Sobretenses por Atuao 2629.6 Ensaios e Recebimento 2639.7 Especificao Sumria 263

    RELS DE PROTEO 2 6410.1 Introduo 26410.2 Natureza das Perturbaes 26410.3 Caractersticas dos Rels 26610.4 Rels de Sobrecorrente 27510.5 Rel Diferencial de Corrente 31410.6 Rel Direcional 33410.7 Rel de Distncia 36110.8 Rel de Tenso Temporizada 37810.9 Rel de Tenso Instantneo 38310.10 Rel de Religamento 38410.11 Rel de Gs ou Rel de Buchholz 38610.12 Rel de Freqncia 39010.13 Rel de Tempo 39110.14 Rel Auxiliar de Bloqueio 39110.15 Rel Trmico 39410.16 Rel para Proteo de Motor 39510.17 Dispositivo de Disparo Capacitivo 40010.18 Rel Anunciador 402

    Captulo 1 DISJUNTORES DE ALTA TENSO 4 0311.1 Introduo 40311.2 O Arco Eltrico 403

  • 11.3 Princpio de Interrupo da Corrente Eltrica 40511.4 Caractersticas Construtivas dos Disjuntores 40911.5 Caractersticas Eltricas dos Disjuntores 42811.6 Ensaios e Recebimento 44611.7 Especificao Sumria 447

    Captulo 12 TRANSFORMADORES DE POTNCIA 4 4812.1 Introduo 44812.2 Caractersticas Gerais 44812.3 Caractersticas Construtivas 45612.4 Caractersticas Eltricas e Trmicas 49212.5 Autotransformador 55012.6 Ensaios e Recebimento 55412.7 Especificao Sumria 556

    Captulo 13 CAPACITORES DE POTNCIA 5 5 713.1 Introduo 55713.2 Fator de Potncia 55713.3 Caractersticas Gerais 56513.4 Caractersticas Construtivas 57013.5 Caractersticas Eltricas 57613.6 Aplicaes dos Capacitores-Derivao 57713.7 Correo do Fator de Potncia 59513.8 Ligao dos Capacitores em Bancos 59913.9 Dimensionamento de Bancos de Capacitores 60213.10 Equipamentos de Manobra de Bancos de Capacitores 61013.11 Transitrios em Bancos de Capacitores 61613.12 Proteo e Manobra de Capacitores 62413.13 Controle Automtico de Banco de Capacitores 64313.14 Aterramento de Capacitores 64413.15 Estrutura para Banco de Capacitores 64513.16 Condies de Operao e Identificao 64513.17 Ensaios e Recebimento 64513.18 Especificao Sumria 647

    Captulo 14 CHAVE DE ATERRAMENTO RPIDO 6 4 814.1 Introduo 64814.2 Caractersticas Construtivas 64814.3 Caractersticas Eltricas 65014.4 Aplicao 65014.5 Ensaios e Recebimento 65114.6 Especificao Sumria 651

    Captulo 15 RESISTORES DE ATERRAMENTO 65215.1 Introduo 65215.2 Curto-Circuito Fase e Terra 65215.3 Caractersticas Construtivas 65415.4 Caractersticas Eltricas 65615.5 Determinao dos Resistores 65715.6 Ensa