03 - Aparelhagem Electrica

Instalaes ElctricasInstalaes Elctricas

SecSeco de Electrotecnia e Mo de Electrotecnia e Mquinas Elquinas Elctricasctricas

Departamento de Engenharia Electrotcnica

26 de Setembro de 2007

Pedro PereiraPedro Pereira

Instalaes Elctricas 2

Sumrio:Aparelhagem Elctrica

Tipos de aparelhosCaractersticasPrincpio Funcionamento. . .

P. Pereira

Instalaes Elctricas: Aparelhagem Elctrica 3

A aparelhagem elctrica permite a abertura e fecho dos circuitos elctrico determinadas por aces de carcter preventivo ou de reconfigurao, ligao e corte das cargas, comando do sistema medio e contagem de energia e proteco das instalaes e receptores.

AparelhagemAparelhagem

de protecde protecoo de regulade regulaoo

de ligade ligaoo de cortede corte

de comandode comando de medide medio e contagemo e contagem

P. Pereira

4A aparelhagem principal permite: Seccionamento (corte visvel) Seccionadores Interrupo: de correntes nominais: Interruptores e disjuntores Corte de correntes de defeito: Disjuntores e interruptores diferenciais

Proteco: disjuntores e corta circuitos fusvel

Instalaes Elctricas: Aparelhagem Elctrica

Seccionadores fazem a abertura visvel de circuitos. Sem Poder de Corte. Usados na AT.

Interruptores a abertura e fecho intencionais de circuitos. Com Poder de Corte. Usados na BT e AT Ex.: Interruptores, interruptores-seccionadores, contactores.

Disjuntores fazem o corte automtico de circuitos em caso de avaria, a abertura e fecho intencionais de circuitos. Com Poder de Corte. Usados na BT e MT.

P. Pereira

P. Pereira

5Instalaes Elctricas: Aparelhagem Elctrica

Tipos de contactos elctricos da aparelhagem: Fixos - desmontveis e no desmontveis Semi-fixos - de mercrio, de presso, de facas, de ficha-banana, de escova

Deslizantes - tipo catenria, escova colector


Arco elArco elctricoctrico o conjunto de partculas ionizadas e em desordem a alta temperatura que se estabelece entre dois contactos elctricos quando se interrompe a corrente elctrica que flui entre eles.

O arco elctrico inicia-se durante a separao dos contactos dos aparelhos de corte. Resulta da resposta do sistema tentando restabelecer a continuidade pelo crescimento rpido da tenso.

P. Pereira


Modo de extinguir o arco: Por Arrefecimento dos elctrodos Por Aumento de presso do meio Natureza do meio

Para extinguir o arco utilizam-se: Contactos auxiliares - que se separam dos principais e fixos a este por mola.

Por Sopro Natural superfcie de contacto apresenta formas adequadas Por Sopro Artificial - por injeco de ar comprimido ou magntica Uso de "cmaras de extino" - por grelhas metlicas que fragmentam o arco e irradiam o calor desenvolvido.

P. Pereira

P. Pereira

8Instalaes Elctricas: Aparelhagem Elctrica


CaracterCaractersticas elsticas elctricas dos aparelhosctricas dos aparelhosInominal (servio) - Intensidade de corrente nominal que atravessa o aparelho sem aquecimento excessivo dos seus componentes, em [A]

Unominal - Tenso para a qual o aparelho foi diemnsionado. do aparelho corresponde ao limite superior de tenso mais elevada da rede onde instalado, em [V]

Uisolamento - Umx que o isolamento do aparelho pode suportar sem se romper, durante um certo tempo.

Poder corte - I mximo que o aparelho pode cortar s/ ser destrudo.

Natureza da corrente - em c.c. a extino do arco mais difcil que em c. alternada.

P. Pereira

10

Aparelhos de ProtecAparelhos de ProtecooInstalaes Elctricas: Aparelhagem Elctrica

Servem para proteger as instalaes e os aparelhos ou mquinas nelas intercalados contra:

Sobrecargas - corresponde a uma solicitao duradoura (I um pouco > Inominal). Ex.: Motor com carga exagerada

Curto-circuitos - corresponde a um aumento elevado e brusco ( Imuito > Inominal). Ex.: ligao directa entre 2 fases ou entre fase e neutro

Sobretenses - tenses superiores s usuais, resultantes de descargas atmosfricas

Faltas de Isolamento elctrico

Falsas manobras - erros cometidos pelos operadores que trabalham com equipamentos elctricos

P. Pereira

P. Pereira

11

Aparelhos de ProtecAparelhos de Proteco: o: CortaCorta--circuitoscircuitos fusfusvelvelInstalaes Elctricas: Aparelhagem Elctrica

Constitudo por um fio condutor homogneo calibrado para suportar a corrente prevista a interromper, por fuso (efeito deJoule), quando a I > In.

Tipos de Fusveis (BT): Fusveis de Rolha (Rolo), de Ficha (Gardy), de Cartucho (APC)

12

CortaCorta--circuitoscircuitos fusfusvel: A.P.C.vel: A.P.C.Instalaes Elctricas: Aparelhagem Elctrica

Constitudo: elemento fusvel, invlucro, areia, ligao do elemento fusvel, facas e percutor

P. Pereira

Exemplo: Exemplo: cortacorta--circuitoscircuitos fusfusvelvelInstalaes Elctricas: Aparelhagem Elctrica 13

Proteco por fusveis

P. Pereira

14

CortaCorta--circuitoscircuitos fusfusvel: A.P.C.vel: A.P.C.Instalaes Elctricas: Aparelhagem Elctrica

Classes de servio:

1 Letra - g Corta todas as correntes

a corta parte das correntes

2 Letra - G uso geral

M proteco de motores

Exemplos:

gG uso geral, corta todas as correntes (simultaneamente contra curto circuitos e sobrecargas) gI para (In < 100 A); gII para (In = 100 A)

gM proteco de motores, todas as correntes

aM proteco de motores ( instantneos - de acompanhamento) (s protegem c/ c. circuitos)

P. Pereira


CaracterCaractersticassticas dos corta circuitos fusdos corta circuitos fusvelvel1. Calibre (In)

2. Curva If/tempo fuso - instantneo, retardado e lento (gF, gT, aM)

3.Poder de corte - Imx. que o fusvel corta s/ destruir o invlucro

Poder de corte normal at 10 kA

Alto Poder de corte (APC) at 100 kA

Muito Alto Poder de corte at 200 kA

4. Tenso nominal - que serve de base ao dimensionamento

5. Tenso de servio - a que realmente existe no circuito

6. Intensidade convencional de no fuso (Inf)

7. Intensidade convencional de Fuso (If)(I2)

P. Pereira


CaracterCaractersticas dos corta circuitos fussticas dos corta circuitos fusvelvel

Curva caracterstica de um fusvelCurva caracterstica de um fusvel:

A de aco instantnea

B de aco retardada

C de aco lenta

Z zona de incerteza de um fusvel (para uma corrente I1 o fusvel funde entre t1 e t2)

P. Pereira

17

AplicaAplicaes dos corta circuitos fuses dos corta circuitos fusvelvelInstalaes Elctricas: Aparelhagem Elctrica

Protegem as instalaes (canalizaes e receptores) contra sobrecargas e/ou curto-circuitos

Proteco dos motores: fusveis tipo aM - contra curto-circuitos

Rels trmicos - contra sobrecargas

Proteco canalizaes: disjuntores magnetotrmicos - contra curto-circuitos e sobrecargas e/ou corta circuitos fusvel.

Curva da fadiga trmica da canalizao e a curva da caracterstica do fusvel

P. Pereira

P. Pereira

18

Aparelhos de ProtecAparelhos de Proteco: Relo: RelssInstalaes Elctricas: Aparelhagem Elctrica

Rel - aparelho que detecta a variao de uma grandeza elctrica e d ordem de actuao a um dispositivo (disparador, interruptor, contacto elctrico ou disjuntor) de modo a sinalizar o ocorrido ou modificar o estado de funcionamento do circuito.

Constituintes de um Rel:

rgo de medida (R)

rgo de disparo (D)

rgo de corte (K)

Fonte auxiliar (F)

Elemento sensor (bobina S) - que detecta a ocorrncia da variao da grandeza

Disparador (D) - recebe ordem do elemento sensor e actua sobre o interruptor do circuito.

19

RelRel: Grandezas Caracter: Grandezas CaractersticassticasInstalaes Elctricas: Aparelhagem Elctrica

Calibre ou valor nominal - GNValor de funcionamento ou regulao - GF ( a GN)Poder de corte - Imx que o rel pode cortar (desligar) sem se destruir termicamente.

Poder de fecho - Imx que o rel pode ligar sem se destruir termicamente.

Consumo prprio - Potncia consumida

P. Pereira

P. Pereira

20

RelRel: Caracter: Caractersticas e Classificasticas e ClassificaooInstalaes Elctricas: Aparelhagem Elctrica

1. Quanto funo que desempenham:

Rels de sinalizao (de defeito, de servio, etc)

Rels de comando

Rels de proteco

2. Quanto ao modo de ligao do elemento sensor:

Rel Primrio - quando o rel mede a corrente da linha (principal).

Rel Secundrio - se o rel mede uma corrente proporcional corrente na linha

Rel Directo - se o rel d ordem ao disparador directamente (por alavanca)

Rel Indirecto - se o rel necessita de uma fonte auxiliar que alimenta o disparador

P. Pereira

21

RelRel: Tipos de Liga: Tipos de LigaesesInstalaes Elctricas: Aparelhagem Elctrica

22

RelRel: Electromagn: ElectromagnticoticoInstalaes Elctricas: Aparelhagem Elctrica

RelRels Electromagns Electromagnticosticos - rels de aco instantnea, podendo associar-se temporizadores.

Usados p/ proteco contra curto-circuitos (mx.intensidade)

P. Pereira

23

RelRel: t: trmicormicoInstalaes Elctricas: Aparelhagem Elctrica

RelRels Ts Trmicosrmicos - sensveis variao de temperatura - lmina bimetlica

So lentos, Usados para proteco contra sobrecargas

1 bimetlica; 2 enrolamento; l dilatao linear

P. Pereira

P. Pereira

24

RelRel: : MagnetotMagnetotrmicormicoInstalaes Elctricas: Aparelhagem Elctrica

RelRels s MagnetotMagnetotrmicosrmicos - funcionamento baseia-se nos 2 anteriores

Proteco contra sobrecargas (trmico) e curto circuitos (magntico)

N ncleo de ferro

Ep enrolamento primrio

Es enrolamento secundrio

C contacto que interrompe o circuito

M1 e M2 molas

Ef entreferro

a) actuao por aco trmica (sobrecarga); b) actuao por aco electromagntica (curto circuito)

A armadura

B boto para rearmar o rel

25

RelRel: . . .: . . .Instalaes Elctricas: Aparelhagem Elctrica

RelRels Electrodinmicoss Electrodinmicos - baseia-se na interaco entre as correntes de 2 bobinas. Funcionam como rels de potncia. Funcionamento idntico aos dos Wattmetros electrodinmicos

RelRels de Indus de Induoo - funcionamento baseia-se nas leis da induo.Usados como rels de potncia, de intensidade e de tenso. Tipos: de bobina, de disco e de tambor

RelRels de Tempos de Tempo - detectam o defeito mas s actuam ao fim dum certo tempo, regulvel.

RelRels Ests Estticosticos - rels electrnicos sem partes mveis.Vantagens: < manuteno, < dimenses, < consumo,

> rapidez actuao, > sensibilidade

Inconvenientes: + caros, de actuao intempestiva, > n avarias

P. Pereira

26

RelRel: Quanto : Quanto grandeza actuantegrandeza actuanteInstalaes Elctricas: Aparelhagem Elctrica

Rels de IntensidadeIntensidade (amperimtricos) - de mxima e de mnima. Contra curto-circuitos e sobrecargas

Rels de TensoTenso (voltimtricos) - proteco contra sobretenses e subtenses

Rels DiferenciaisDiferenciais - proteco de pessoas e bens contra as correntes de fugas nos circuitos

Rels de PotnciaPotncia (Wattimtricos) - protegem contra excessos de carga (motores, alternadores e linhas)

Rels de ImpednciaImpedncia (de distncia) - Comparam a I e a U e sensvel Z=U/I

Rels Diversos: de frequnciafrequncia, velocidadevelocidade, temperaturatemperatura, presso, etc.

P. Pereira

27

Aparelhos de ProtecAparelhos de Proteco: Disjuntoreso: DisjuntoresInstalaes Elctricas: Aparelhagem Elctrica

Disjuntor - aparelho de corte, comando e proteco, com poder de corte para as correntes de curto-circuito e de actuao automtica

Constituio:1. Disparador - elemento sensor e que tambm provoca a abertura dos contactosTipos: Trmico - lmina bimetlica - proteco contra sobrecargas

Magntico - bobina em ncleo de ferro. Proteco contracurto-circuitos

Electrnico - proteco contra sobrecargas, curto-circuitos,correntes de fuga, etc.

2. Contactos Elctricos3. Cmara de extino do arco elctrico - funo de eliminar o arco o mais rpido possvel para preservar os contactos

P. Pereira

28

DisjuntoresDisjuntoresInstalaes Elctricas: Aparelhagem Elctrica

Disjuntor MagnetotMagnetotrmicormico - protegem os receptores e canalizaes contra curto circuitos e sobrecargas

Disjuntor DiferencialDiferencial - juno do disjuntor magnetotrmico com o rel diferencial. Protege as instalaes simultaneamente contra curto-circuitos, sobrecargas e correntes de fuga

Disjuntor magnetotrmico em corte e em perspectiva trifsico

P. Pereira

DisjuntoresDisjuntoresInstalaes Elctricas: Aparelhagem Elctrica 29

Sequencia de Fecho Manual

P. Pereira


Actuao Trmica

P. Pereira


Actuao Magntica

P. Pereira

DisjuntorDisjuntorInstalaes Elctricas: Aparelhagem Elctrica 32

P. Pereira

33

Disjuntor Diferencial MonofDisjuntor Diferencial MonofsicosicoInstalaes Elctricas: Aparelhagem Elctrica

Enquanto no existir defeito ( massa M) no h fuga de corrente id e portanto o rel no actua. Logo que aparea uma corrente id, isto quer dizer que a corrente na fase if passa a ser diferente da corrente no neutro in. Neste caso os fluxos 1 e 2 so diferentes (antes do defeito eles eram

iguais e de sentido contrrio anulando-se por isso). Deste modo o fluxo resultante (varivel) produz na bobina uma f.e.m. induzida e que vai alimentar o disparador D, o qual abre o interruptor k do circuito, protegendo assim o utilizador contra qualquer contacto defeituoso no invlucro do receptor R.

P. Pereira

Instalaes Elctricas 34

Prxima aula:Esquemas de Fora Motriz

ContactoresCircuitos de comando. . .

P. Pereira

Documents

03 - Aparelhagem Electrica