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ATUALIZAÇÃO DE UMA CHAVE SECCIONADORA DE
ABERTURA CENTRAL 115 kV e 1250 A1
Henrique S. Brunkow
RESUMO:
O tema abordado neste artigo de conclusão de curso é uma melhoria e uma redução de custos em uma chave seccionadora para rede de alta tensão e para subestação de energia. A chave é tipo seccionadora de abertura central para rede de 115kV e 1250A. As chaves seccionadoras são equipamentos indispensáveis para subestações de energia, e que possuem alta tecnologia envolvida. Será apresentado a variedade de modelos existentes destas chaves que variam de acordo com o tipo de abertura..
PALAVRAS-CHAVE: Seccionadores de energia, Chave seccionadora, redes de alta tensão. Equipamentos de distribuição de energia.
1. INTRODUÇÃO
Uma chave seccionadora é um interruptor de desativação que tem a
capacidade de interromper a energia para um circuito elétrico ou a um grupo de
circuitos elétricos. As chaves seccionadoras também chamadas de interruptores de
desconexão são usadas em uma grande variedade de configurações, e são
empregadas como dispositivos de segurança que desenergizam circuitos para que
as pessoas possam trabalhar com eles de forma segura. Os dispositivos de
segurança elétricos são tão úteis quanto a sua manutenção e os procedimentos de
segurança em torno, e um interruptor de desativação deve ser utilizado
apropriadamente, a fim de ser eficaz. Esse equipamento de manobra conhecido
durante décadas como chave seccionadora teve sua designação normalizada pela
ABNT NBR IEC 62271-102:2006 e 7571/85 que trata do equipamento, ou seja, foi
1 Trabalho de Conclusão de Curso apresentado ao curso de Engenharia Mecânica da Universidade
Tuiuti do Paraná, sob orientação do professor Amauri Pereira.
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renomeado como seccionador. Porém, face ao que é comumente usado, neste
trabalho continua-se 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 sobrecargas, correntes de curto-circuito e contatos a terra. As chaves
seccionadoras são equipamentos que fazem parte do grupo denominado
Equipamento de Manobra. (ABNT NBR 7571, 2011)
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.
O equipamento a ser apresentado neste trabalho será modificado para
aumentar sua eficiência e principalmente diminuir os custos de produção. O principal
problema desta chave é seu alto custo e a dificuldade para de regular as lâminas de
contato. Seu alto custo faz com que a empresa perca sua competitividade no
mercado. A dificuldade em se regular sua lâmina acarreta em problemas de contato,
o que acarreta em aquecimento das lâminas. Seguem 3 imagens do modelo da
chave que será modificada.
3
FIGURA 1- VISTA ISOMÉTRICA DA SECCIONADORA 115KV 1250A.
FONTE: AUTOR
FIGURA 2- VISTA FRONTAL DA SECCIONADORA 115KV 1250A.
FONTE: AUTOR
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FIGURA 3- VISTA SUPERIOR DA SECCIONADORA 115KV 1250A
FONTE: AUTOR
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. Conforme a norma ABNT NBR IEC
62271-102:2006, 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“. (NBRIEC62271-102 de 12/2006)
2. PESQUISA DE MERCADO
A atualização da chave proposta neste artigo é uma chave de abertura central
da empresa S&C Electric do Brasil, onde serão feitas alterações para se reduzir
custos de fabricação com matéria prima, com processos de produção e montagem.
O mercado de seccionadores no Brasil é um mercado voltado para o setor de
transmissão e distribuição de energia, ou seja, é um mercado voltado para empresas
estatais, apesar de existirem alguns clientes na iniciativa privada. Devido a isso o
comércio de seccionadores se faz quase sempre através de licitações com estas
empresas estatais. Os principais clientes são: Companhia Energética de Minas
Gerais (Cemig), Companhia Paraense de Energia (Copel), AES Eletropaulo,
Companhia Energética de São Paulo (Cesp), CPFL Energia, Companhia de
Eletricidade do Estado da Bahia (Coelba), Petrobrás, Neoenergia entre outras.
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Como a maioria dos clientes desse mercado são empresas estatais as
vendas são feitas através de licitações, ou seja, quem apresentar o menor valor de
venda ganha o direito de fornecer o equipamento para o cliente. São poucas as
exceções onde o cliente opta por um produto com qualidade superior e obviamente
com preço superior. Devido a isso esta atualização se torna muito importante para
baixar o custo de produção do seccionador.
Basicamente, o que o cliente quer é preço baixo, alta qualidade, durabilidade
e assistência técnica gratuita.
3. BENCHMARKING
Existem muitas empresas fabricantes de seccionadores, mas quando se trata
de seccionadores acima de 69kV, a concorrência diminui. Os principais fabricantes
de seccionadores acima dessa classe de tensão são: S&C Electric, Toshiba, Delmar,
Siemens. Cada fabricante possui prós e contras em seus produtos. Os prós da
chave S&C Electric são: alta qualidade de fácil montagem e regulagem e um sistema
de automação personalizável. Os contras são: o custo de fabricação e o preço de
venda. Os prós da Toshiba são: alta qualidade, fácil montagem e regulagem e o
preço competitivo. O contra é sua automação inferior aos concorrentes. O pró da
Delmar é: seu preço bem abaixo dos concorrentes. Os contras são: difícil montagem
e regulagem, automação fraca. Os prós da Siemens são: alta qualidade, fácil
montagem e regulagem e automação excelente. O contra é: o preço.
Toshiba e Siemens são os principais concorrentes da S&C Electric. Estas
concorrentes conseguem mexer bastante em seus custos por terem quase todo o
processo produtivo de suas chaves dentro da própria empresa, enquanto que a S&C
Electric tem muitos processos efetuados por terceiros, oque acaba aumentando os
custos de fabricação.
Preocupados com essa concorrência foi que a S&C Electric esta procurando
reduzir seus custos de fabricação para manter-se competitiva no mercado, e com as
alterações que serão efetuadas nesse projeto pretende-se diminuir cerca de 15% o
custo da chave, e diminuir o tempo de montagem e regulagem. A quadro 1 que
segue mostra as características comparativas de cada produto e seu fabricante.
6
QUADRO 1- CARACTERÍSTICAS COMPARATIVAS
FONTE: AUTOR. INFORMAÇÕES OBTIDAS POR TELEFONE E SITES DAS EMPRESAS NO
PERÍODO DE 04/2013 Á 06/2013.
4. CASA DA QUALIDADE QFD
O QFD é uma técnica que pode ser empregada durante todo o processo de
desenvolvimento de produto e que tem por objetivo auxiliar o time de
desenvolvimento a incorporar no projeto as reais necessidades dos clientes. Por
meio de um conjunto de matrizes parte-se dos requisitos expostos pelos clientes e
realiza-se um processo de “desdobramento” transformando-os em especificações
técnicas do produto. As matrizes servem de apoio para o grupo orientando o
Figura Figura Figura
A C D E
Fabricante e
modelo1
S&C ELECTRIC DO
BRASILTOSHIBA DELMAR SIEMENS
Preço de
venda à
vista
2 R$ 30.000,00 R$ 27.000,00 R$ 25.000,00 R$ 24.000,00
Custo de
fabricação
estimado
3 R$ 15.000,00 R$ 13.000,00 R$ 12.000,00 R$ 14.000,00
Funções
(verbo +
substantivo)
4 SECCIONAR ENERGIA SECCIONAR ENERGIA SECCIONAR ENERGIA SECCIONAR ENERGIA
Materiais 5
AÇO, ALUMÍNIO,
CERÂMICA, PRATA,
COBRE
AÇO, ALUMÍNIO,
CERÂMICA, PRATA,
COBRE
AÇO, ALUMÍNIO,
CERÂMICA, PRATA,
COBRE
AÇO, ALUMÍNIO,
CERÂMICA, PRATA,
COBRE
Processos
de
fabricação
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FUNDIÇÃO, USINAGEM,
CORTE, DOBRA,
EXTRUSÃO
FUNDIÇÃO, USINAGEM,
CORTE, DOBRA,
EXTRUSÃO
FUNDIÇÃO, USINAGEM,
CORTE, DOBRA,
EXTRUSÃO
FUNDIÇÃO, USINAGEM,
CORTE, DOBRA,
EXTRUSÃO
Diferenciais
competitivos
/ inovação
7AUTOMAÇÃO E
CONTROLEPREÇO PREÇO
AUTOMAÇÃO E
CONTROLE
Ca
rac
terí
sti
ca
s c
om
pa
rati
va
s
Produtos Concorrentes
Benchmarking
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trabalho, registrando as discussões, permitindo a avaliação e priorização de
requisitos e características e, ao final, será uma importante fonte de informações
para a execução de todo o projeto. No apêndice A pode-se ver o QFD realizado para
a chave secionadora. (PEIXOTO & CARPINETTI, 1998).
5. SOLUÇÃO PROPOSTA
A ideia proposta para se conseguir diminuir os custos e também as operações
de montagem foi a de se utilizar as matérias prima existente na empresa, ou seja,
sem a necessidade de aquisição de novos materiais como, moldes, itens extras, ou
ferramentais para se montar a chave.
Utilizando-se deste intuito então se decidiu utilizar peças de outras chaves
que a empresa comercializa, não adicionando assim mais itens ao seu inventário e
consequentemente não perdendo espaço físico. As peças utilizadas na alteração da
chave vieram de outra seccionadora comercializada pela empresa. Esta chave tem
uma capacidade de transmissão de 69kV, menor portanto que a chave a ser
modificada que é de 115kV.
Para saber se as peças utilizadas suportariam a corrente e a tensão aplicada
utilizou-se tabelas de referências de materiais e cálculos das áreas de contato, e da
lâmina. Estas informações serão mostradas mais á frente no decorrer do artigo. As
alterações serão realizadas na parte viva da chave e no mancal que une a base ao
isolador. Por esse motivo não se utilizou a matriz de seleção, já que as peças a
serem utilizadas já fazem parte do escopo dos itens da empresa.
A chave que será modificada está na figura 4, e em detalhe a sua parte viva
na figura 5. A chave modificada está apresentada na figura 6, e sua parte viva na
figura 7.
8
FIGURA 4- CHAVE SECCIONADORA 115KV 1250A.
FONTE: AUTOR
FIGURA 5- PARTE VIVA
FONTE: AUTOR
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FIGURA 6- CHAVE SECCIONADORA 115KV 1250A MODIFICADA.
FONTE: AUTOR
FIGURA 7-PARTE VIVA MODIFICADA
FONTE: AUTOR
Segue o quadro 2 com as peças selecionadas para a atualização da chave
seccionadora, onde pode-se comparar as peças antigas com as novas.
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QUADRO 2- COMPARATIVO DAS PEÇAS NOVAS COM AS ANTIGAS.
FONTE: AUTOR
SECCIONADORA ANTIGA SECCIONADORA NOVA
LÂMINA MACHO
LÂMINA FÊMEA
CONTATO FÊMEA
CONTATO MACHO
JUNÇÃO ISOLADOR-LÂMINA
JUNÇÃO CORDOALHA-LÂMINA
MANCAL
PEÇAS ALTERADAS
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6. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
Conforme a norma NBR 7571:2011, os seccionadores são classificados nos
seguintes tipos:
6.1. Abertura Lateral
O secionador de abertura lateral obedece ao padrão construtivo AL da ABNT.
Cada polo 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. (NBR 7571:2011)
6.2 Abertura Central
O secionador de abertura central obedece ao padrão construtivo AC da
ABNT. Cada polo 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. (NBR 7571:2011)
6.3 Dupla Abertura Lateral
O modelo secionador dupla abertura lateral obedece ao padrão
construtivo da ABNT ou o tipo B da ANSI. Cada polo 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. (NBR 7571:2011)
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6.4 Abertura Vertical
O modelo de abertura vertical obedece ao padrão construtivo AV da ABNT ou
o tipo A da ANSI. Cada polo 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. (NBR 7571:2011)
6.5 Abertura Semi Pantográfica Horizontal
A abertura semi pantográfica 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 lâmina 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. (NBR
7571:2011)
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.
(ABNT NBR 7571:2011)
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7. PROCEDIMENTOS METODOLÓGICOS
A atualização da chave proposta neste artigo é uma chave de abertura
central, onde serão feitas alterações para a redução dos custos de fabricação, com
matéria prima, com processos de produção e montagem.
Para selecionar as peças a serem utilizadas, necessita-se saber se elas
suportam a corrente aplicada nas mesmas. Sendo assim, a seguir serão mostrados
os quadros de propriedades físicas dos materiais utilizados, e os cálculos de suas
áreas para evidenciar que cada peça suportará a corrente aplicada.
7.1 LÂMINAS MACHO E FÊMEA
As lâminas macho e fêmea utilizada são tubos quadrados padronizados de
cobre eletrolítico meio duro, onde se leva em consideração sua seção transversal
para saber se suporta a corrente. Os anexos 3 e 4 mostram os desenhos das
lâminas, as quais possuem a mesma área transversal e diferem apenas no
comprimento, observa-se que foi utilizado lâminas de ⁄ polegadas, e com o
auxílio do quadro 3 sinalizado em vermelho verifica-se que com este tamanho a
lâmina suporta a corrente aplicada de 1250A.
14
QUADRO 3- TABELA DE CORRENTES NOMINAIS E PROPRIEDADES
FÍSICAS DE TUBOS QUADRADOS DE COBRE.
FONTE: HUBBEL POWER SYSTEM INC 2008
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7.2 CONTATO FÊMEA
O contato fêmea é composto por cinco peças como se vê a seguir no quadro
4.
QUADRO 4 - CONTATO FÊMEA
CONTATO
MOLA DO CONTATO
ARRUELA BIPLANA
FIXADOR DO CONTATO
ENCAIXE DO CONTATO FÊMEA
FONTE: AUTOR
A eletricidade passa por todas as 5 peças, mas a peça de suma importância
para a condução de energia é o contato propriamente dito, pois é ele quem encosta
no contato macho, e é este contato entre as peças que cria a resistência para que a
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energia passe pela chave devido a isso o contato é composto de cobre eletrolítico
duro liga C101. Sendo assim é a única que necessita ser dimensionada para se
saber se ela suportará a corrente de 1250A que passará pelo contato. Para
dimensionar este contato utiliza-se a seção transversal da chapa de cobre como
mostrado abaixo na figura 8. Assim multiplicamos a base x altura do retângulo. De
acordo com o quadro 5 da associação de desenvolvimento do cobre (Cooper
Development Association) verificamos que a capacidade resistiva do contato é de
520A, mas como o contato possui duas áreas de contato esse valor passa a ser
1040A ainda assim insuficiente para suportar os 1250A necessários para o
funcionamento da chave. Para resolver este problema o contato passa por um
tratamento de superfície chamado de prateamento onde aplica-se uma camada de
15 á 20 µm fazendo com que a peça aumente em mais ou menos 30% sua
capacidade resistiva, elevando então a capacidade para 1350A.
Equação 1
FIGURA 8 - SEÇÃO TRANSVERSAL CONTATO FÊMEA
FONTE: AUTOR
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QUADRO 5 – QUADRO DE PROPRIEDADES DE TIRAS E BARRAS
CONDUTORES DE COBRE.
FONTE: COOPER DEVELOPMENT ASSOCIATION
Apesar das outras peças terem uma importância secundária elas também
devem ser composta de material com baixa resistência elétrica como se verá a
seguir. A mola do contato tem a finalidade de pressionar o contato fêmea no contato
macho e é composto de alumínio liga 6101 e estanhado para evitar a pilha
galvânica. Uma pilha galvânica consiste num dispositivo capaz de produzir
eletricidade por meio de uma reação química. Na sua forma mais elementar, é
constituída por um par de elétrodos metálicos (positivo e negativo) submergidos no
seio de um eletrólito. Ao ligá-los por meio de um condutor, este é percorrido por uma
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corrente elétrica que só termina com a completa dissolução de um dos elétrodos.
Esta liga é usada devida sua baixa resistência elétrica.
A arruela bi plana também tem a mesma função da mola do contato ela
segura a mola no contato não a deixando escorregar. Sua composição é em
alumínio liga 6101 e também é estanhado.
O fixador do contato e o encaixe do contato fazem a união do contato em com
a lâmina fêmea e suas composições também são alumínio 6101 e tratados com uma
camada de estanho.
7.3 CONTATO MACHO
O contato macho é composto por duas peças como se pode ver no quadro 6
a seguir.
QUADR0 6 – CONTATO MACHO
CONTATO ROTATIVO
LÂMINA DE CONTATO
FONTE: AUTOR
O contato rotativo é composto de cobre eletrolítico duro liga C110 e passa
pelo tratamento de prateamento onde aplica-se uma camada de 50 á 70 µm de
prata. O contato rotativo se encaixa na lâmina fêmea, e para saber se o mesmo
suporta a corrente aplicada necessita-se calcular a área da seção transversal. A
figura 9 mostra o dimensionamento da peça para efetuar o cálculo.
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FIGURA 9- CONTAO ROTATIVO
FONTE: AUTOR
Equação 2
Utilizando o quadro 7 da associação de desenvolvimento do cobre (Cooper
Development Association) observa-se que uma área de seção transversal de
829,4 suporta uma corrente de 2550A, portanto suficiente para a chave em
questão.
A lâmina de contato é de cobre eletrolítico duro liga C110, sua área de seção
transversal é de 241mm² como é mostrado no cálculo á seguir na figura 10. Através
do quadro 8 verifica-se que esta área suporta uma corrente de 955A. O contato
macho possui duas peças desta assim, a corrente de divide e a corrente total
suportada pelas duas peças somada será de 1910A, que é suficiente para a chave
em questão.
Equação 3
20
QUADRO 7 – QUADRO DE PROPRIEDADES DOS TUBOS DE COBRE.
FONTE: COOPER DEVELOPMENT ASSOCIATION
FIGURA 10 – LÂMINA DE CONTATO
FONTE: AUTOR
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QUADRO 8 – QUADRO DE PROPRIEDADES DE TIRAS E BARRAS
CONDUTORES DE COBRE
FONTE: COOPER DEVELOPMENT ASSOCIATION
7.4 MANCAL
O mancal utilizado na atualização dessa chave é um mancal utilizado nas
chaves de 69KV, por tanto esse mancal é menor, mais leve e mais barato que o
anterior. O mancal é responsável pela articulação da chave, é ele quem fecha e abre
a seccionadora. A figura 11 mostra o mancal que será utilizado.
22
FIGURA 11 – MANCAL PEQUENO
FONTE: AUTOR
8. MONTAGEM DA SECCIONADORA
Efetuado todos esses procedimentos de dimensionamento, seguiu-se então
para a montagem da seccionadora. Nas figuras 12, 13,14, 15 pode-se ver a chave
montada. Nos apêndices B, C, D, E, F, G, H e I encontram-se alguns desenhos do
detalhamento da montagem e das peças utilizadas. Durante a montagem do
equipamento verificou-se a facilidade de montar esta em relação à antiga, pois as
peças trocadas são mais leves e compostas de menos subconjuntos para serem
montados. Após a montagem efetuou-se a regulagem do equipamento, observou-se
que faltou ângulo para fechamento da chave estava pequeno devido a alavanca
colocada logo abaixo do isolador ser pequena. A alavanca utilizada também veio da
chave de 69 kV mas devido ao comprimento das lâminas ser maior, seu ângulo de
abertura também precisou ser alterado. Então se substituiu esta alavanca por uma
maior, esta já utilizada nas chaves de 115 kV, seu detalhamento encontra-se no
anexo 6. Para aprovação das chaves seccionadoras elas precisam passar por uma
bateria de testes, estes testes foram agendados no Lactec, e estão aguardando o
agendamento para serem realizados.
23
FIGURA12 – SECCIONADORA MONTADA VISTA FRONTAL.
FONTE: AUTOR
24
FIGURA 13 – SECCIONADORA MONTADA VISTA ISOMÉTRICA
FONTE: AUTOR
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FIGURA 14 – VISTA SUPERIOR DOS CONTATOS ENCAIXADOS.
FONTE: AUTOR
FIGURA 15 – VISTA FRONTAL DOS CONTATOS ENCAIXADOS.
FONTE: AUTOR
9. FMEA
Análise de Modo e Efeito de Falha Potencial (FMEA) dá diretrizes gerais para
a aplicação da técnica. Um FMEA pode ser descrito como um grupo de atividades
sistêmicas com o objetivo de: reconhecer e avaliar a talha potencial de um produto/
processo e seus efeitos; identificar ações que podem eliminar ou reduzir a hipótese
do modo de falha potencial vir a ocorrer; documentar o processo de análise. O
FMEA é complementar ao processo de desenvolvimento de projeto e faz com que o
mesmo contenha os requisitos que satisfaçam plenamente as necessidades dos
clientes. (SAE J-1739)
26
No apêndice J a seguir segue FMEA realizado para a chave seccionadora.
10. RESULTADOS OBTIDOS
Pode-se concluir que houve uma redução do peso e do custo da matéria
prima para a fabricação da chave, também houve ganho de tempo para se montar e
regular a chave devido as peças que foram alteradas. Os custos de produção foram
reduzidos de R$ 5385,00 para R$ 4618,00, ou seja, houve um ganho de R$ 767,00
quase 15% de redução. Pode não ser muito significativo essa redução, mas visto
que quando vende-se uma chave seccionadora vendem-se 3 polos, ou seja, uma
chave completa custava cerca de R$ 16155,00, e com as alterações ela passa a
custar R$ 13854,00 uma economia por chave de R$ 2301,00 aí sim pode-se ver um
bom ganho.
A seguir têm-se as planilhas 1 e 2 detalhando os custos de cada polo
comprovando a economia da atualização da chave seccionadora.
27
PLANILHA 1- CUSTO POLO ABERTURA CENTRAL MODELO ANTIGO.
FONTE: AUTOR
CUSTO R$ R$ 5.385,39
18/03/11
018862 315016N-0330 P01.15 Nao SECIONADOR SCAL 72,4KV 350 KV CJ 1
NIVEL PROD. CODIGO CIENTIFICO LOCAL DES DESCRICAO UM QTD.BASE COMPRA R$ UNIT R$ TOTAL
002 013148 315016N Nao SCAL 72,5KVNI350KV1250A31,5KA/ UN 2 SEM COMPRA 686,66 1373,32
003 011538 S&C-CJ-00149-5 Nao CJ PARTE VIVA SCAL 72,5KV CJ 3 SEM COMPRA 448,21 1344,63
004 011464 S&C-CJ-00126 Nao CJ MANDIBULA SCDA/SCAL CJ 2 SEM COMPRA 110,18 220,36
005 000599 1323-056 R03.16 Nao AR PR 5/16"(0,32X0,58X0,07)INO PC 12 AMBOS 0,04 0,48
005 001713 1323-127 R17.26 Nao PF CB ES AL 1/4"-20UNCX1.1/4"I PC 3 AMBOS 0,17 0,51
005 001932 1323-876 R01.03 Nao PF SX 5/16"-18UNCX1"INOX PC 6 AMBOS 0,2 1,2
005 003101 1323-037 R16.10 Nao PF SX 5/16"-18UNCX1.1/4"INOX PC 6 NACIONAL 0,43 2,58
005 008464 SX-4400 N03.15 Nao MANDIBULA SCDA/SCAL PC 3 SEM COMPRA 50,46 151,38
006 010445 SX-4400-RAW Sim MANDIBULA BRUTA PC 3 NACIONAL 34,12 102,36
006 010447 SERV SX-4400 Sim SERV USINAGEM MANDIBULA UN 3 NACIONAL 16,34 49,02
005 011460 S&C-CJ-00127 Nao CJ CONTATO FIXO CJ 3 SEM COMPRA 53,38 160,14
006 000065 1323-044 D14.09 Sim PC SX AT 5/16"-18UNC INAX PC 3 AMBOS 0,19 0,57
006 003980 1040-003 R25.08 Nao AR LI 5/16 AZF PC 6 NACIONAL 0,05 0,3
006 007213 S-81078 A01.27 Sim MOLA DO CONTATO PC 6 AMBOS 2,67 16,02
006 008482 SD-10152 B09.01 Sim CONTATO DA MANDIBULA PC 2 AMBOS 59,25 118,5
006 011444 S&C-00353 B02.08 Sim FIXADOR DO CONTATO PC 3 NACIONAL 3,02 9,06
006 011458 S&C-00358 B02.06 Sim ESPACADOR PC 3 NACIONAL 2,11 6,33
006 016438 361431 Nao PF. SEXT. 5/16-18UNC 3,5" INOX PC 3 NACIONAL 1,7 5,1
006 016513 S&C-01042 B10.02 Sim ARRUELA BIPLANA ESPECIAL PC 6 NACIONAL 0,71 4,26
005 011462 S&C-00356 B02.31 Sim FIXADOR DO CONTATO DE ARCO PC 3 NACIONAL 2,86 8,58
005 011463 S&C-00357 B15.18 Sim BATENTE DA LAMINA PC 3 NACIONAL 1,89 5,67
004 011537 S&C-CJ-00148 Nao CJ TERMINAL ROTATIVO PC 2 SEM COMPRA 173,49 346,98
005 000599 1323-056 R03.16 Nao AR PR 5/16"(0,32X0,58X0,07)INO PC 6 AMBOS 0,04 0,24
005 001932 1323-876 R01.03 Nao PF SX 5/16"-18UNCX1"INOX PC 6 AMBOS 0,2 1,2
005 010328 S&C-CJ-00067 Nao CJ DO CONTATO CJ 3 SEM COMPRA 71,43 214,29
006 000065 1323-044 D14.09 Sim PC SX AT 5/16"-18UNC INAX PC 3 AMBOS 0,19 0,57
006 003980 1040-003 R25.08 Nao AR LI 5/16 AZF PC 6 NACIONAL 0,05 0,3
006 007213 S-81078 A01.27 Sim MOLA DO CONTATO PC 6 AMBOS 2,67 16,02
006 008482 SD-10152 B09.01 Sim CONTATO DA MANDIBULA PC 3 AMBOS 59,25 177,75
006 011444 S&C-00353 B02.08 Sim FIXADOR DO CONTATO PC 3 NACIONAL 3,02 9,06
006 011458 S&C-00358 B02.06 Sim ESPACADOR PC 3 NACIONAL 2,11 6,33
006 016438 361431 Nao PF. SEXT. 5/16-18UNC 3,5" INOX PC 3 NACIONAL 1,8 5,4
006 016513 S&C-01042 B10.02 Sim ARRUELA BIPLANA ESPECIAL PC 6 NACIONAL 0,71 4,26
005 010331 S&C-CJ-00059 C10.01 Nao CJ TERMINAL CJ 3 NACIONAL 101,58 304,74
006 010339 S&C-00115-RAW Sim TERMINAL FUNDIDO PC 3 NACIONAL 29,63 88,89
006 010586 SERV S&C-CJ-00059 Sim SERV USINAGEM/MONTAGEM UN 3 NACIONAL 75,32 225,96
004 014808 S&C-CJ-00074-5 Nao CJ LAMINA SCAL72,5KVNI350KV CJ 3 SEM COMPRA 259,0966667 777,29
005 000595 1340-058 R04.13 Nao AR PR 1/2"(0,51X0,88X0,13)INOX PC 6 AMBOS 0,11 0,66
005 000596 1323-811 R06.02 Nao PC SX 1/2"-13UNC INOX PC 6 AMBOS 0,34 2,04
005 000705 1323-818 E07.08 Sim PC SX AT NO 1/4"-20UNC INOX PC 3 AMBOS 0,24 0,72
005 007225 1323-310 R16.13 Nao PF SX 1/4"-20UNCX2.1/4" INOX PC 3 AMBOS 0,37 1,11
005 007226 1323-054 R07.10 Sim AR PR 1/4"(0,26X0,49X0,06)INOX PC 3 AMBOS 0,03 0,09
005 008462 1323-306 R19.02 Nao PF SX 1/2"-13UNCX3" INOX PC 6 NACIONAL 1,48 8,88
005 010298 S&C-00113 B06.18 Sim LAMINA DE CONTATO PC 5 NACIONAL 17,98 89,9
005 010336 S&C-00112 B06.17 Sim CONTATO ROTATIVO PC 3 NACIONAL 22,12 66,36
005 011467 S&C-00362 B01.09 Sim TAMPA DO TUBO DA LAMINA PC 6 NACIONAL 5,4 32,4
005 011473 S&C-00366 B02.20 Sim FIXADOR CONTATO DE ARCO MOVEL PC 3 NACIONAL 4,51 13,53
005 013566 S&C-00688 C07.01 Sim SUP DA LAMINA PC 3 NACIONAL 15,97 47,91
005 013577 S&C-CJ-00147-5 N09.06 Nao CJ LAMINA SCAL 72,5KVNI350KV CJ 3 SEM COMPRA 171,23 513,69
006 006335 SD-10503 C02.40 Sim REBITE DE CONTATO PC 12 AMBOS 1,27 15,24
006 006843 3099-001-BR J35.02 Sim TB QUAD 38,1X38,1X3,17 C110 KG 12 NACIONAL 35,32 423,84
006 013582 SERV S&C-CJ-00147-5 Nao SERV USINAGEM/REBITAGEM UN 3 NACIONAL 25,17 75,51
003 014659 S&C-CJ-00356-5 Nao CJ BASE SCAL 72,5KV CJ 3 SEM COMPRA 238,45 715,35
004 010226 1323-255-BR R16.12 Nao PF CB CH AL 1/2"-13UNCX1"INOX PC 3 NACIONAL 1,88 5,64
004 013540 S&C-00645 C12.01 Sim ALAVANCA REGULAVEL 76,2MM PC 2 NACIONAL 14,61 29,22
004 014567 S&C-CJ-00343 Sim CJ DO MANCAL 15 A 72,5 KV CJ 3 NACIONAL 195,31 585,93
005 014572 S&C-00410 D06.41 Sim TAMPA INFERIOR MANCAL PC 3 NACIONAL 8,17 24,51
005 014573 S&C-00821 Nao CAIXA DO MANCAL PC 3 SEM COMPRA 27,1 81,3
006 014574 S&C-00821-RAW N03.04 Sim CAIXA DO MANCAL FUNDIDO PC 3 NACIONAL 27,1 81,3
006 014575 SERV S&C-00821 Nao SERV DE USINAGEM/ZINCAGEM UN 3 SEM COMPRA 0 0
005 014576 S&C-00820 Nao EIXO DO MANCAL PC 3 SEM COMPRA 17,51 52,53
006 014577 S&C-00820-RAW N03.03 Sim EIXO DO MANCAL FUNDIDO PC 3 NACIONAL 17,51 52,53
006 014578 SERV S&C-00820 Nao SERV USINAGEM/ZINCAGEM UN 3 SEM COMPRA 0 0
005 014579 S&C-00843 Nao CAPA SUP DO MANCAL PC 3 SEM COMPRA 3,2 9,6
006 014580 S&C-00843-RAW N02.07 Sim CAPA SUP MANCAL FUNDIDO PC 3 NACIONAL 3,2 9,6
006 014581 SERV S&C-00843 Nao SERV USINGAM/ANOTIZACAO UN 3 SEM COMPRA 0 0
004 014660 S&C-CJ-00357 Nao CJ SUP DO ISOLADOR CJ 3 SEM COMPRA 31,52 94,56
005 000071 1023-812 R06.01 Sim PC SX 1/2"-13UNC AZF PC 36 AMBOS 0,13 4,68
005 000190 1040-056 R02.21 Sim AR PR 1/2"(0,51X0,88X0,011)AZF PC 24 AMBOS 0,04 0,96
005 007161 1023-343 R27.01 Nao PF SX 1/2"-13UNCX3" AZF PC 12 NACIONAL 0,61 7,32
005 014662 S&C-00888 N10.02 Sim SUP DO ISOLADOR PC 3 NACIONAL 27,2 81,6
002 011519 S&C-00355-2 B06.21 Sim CONTATO DE ARCO FIXO COBRE PC 3 NACIONAL 17,1 51,3
002 011521 S&C-00354-2 B10.06 Sim CONTATO DE ARCO MOVEL COBRE PC 3 NACIONAL 17,36 52,08
002 TR-33022-3 ISOLADOR TR-216 HENAN CINZA PC 6 NACIONAL 154,44 926,64
PÓLO SECCIONADOR SCAC 115KV 1250A NI350KV SEM ISOLADORES
28
PLANILHA 2- CUSTOS POLO ABERTURA CENTRAL MODELO NOVO.
FONTE: AUTOR
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ComponentDescription PREÇO
UNITÁRIO
PREÇO
TOTAL
SXA-6279 002 1023-817 32 3 5/8-11 HEX NUT GALVANIZED 0,2453 7,8496
SXA-6279 002 1040-057 32 6 5/8 LOCKWASHER GALV 0,2531 8,0992
SXA-6279 002 1323-306 6 131/2-13 X 3 HEX HEAD CAP SCREW, 18/8 STAINLESS STEEL (1323-306) 1,8994 11,3964
SXA-6279 002 1323-321 2 263/8-16 X 2-1/2 HEX HEAD CAP SCREW, 18/8 STAINLESS STEEL (1323-
321) 0,9 1,8
SXA-6279 002 1323-807 2 16 3/8-16 NUT HEX STAINLESS STEEL 0,175 0,35
SXA-6279 002 1323-811 6 10 1/2-13 NUT HEX STAINLESS STEEL 0,4119 2,4714
SXA-6279 002 1340-002 4 143/8" STAINLESS STEEL 18/8 FLAT WASHER, 1" O.D. X 13/32" X .062
THICK 0,32 1,28
SXA-6279 002 1340-005 12 91/2 FLAT WASHER, 9/16 ID X 1-1/4 OD X .078+-.012 THICK,18-8
STAINLESS STEEL. (1340-005) 0,135 1,62
SXA-6279 002 1340-058 4 23 1/2 STAINLESS STEEL LOCKWASHER 0,165 0,66
SXA-6279 002 SX-4425-1 2 21 ARTICULACAO ROSCA ESQUERDA 17,4 34,8
SXA-6279 002 SX-6177 1 20 PINO DE ARTICULAÇÃO SIMPLES 10,12 10,12
SXA-6279 002 1023-366 8 18 PF. SX 5/8-11 UNCX1.3/4 AZF 1,0365 8,292
SXA-6279 002 1023-370 8 19 PF SX 5/8"-11UNC X3.1/2" AZF 1,0843 8,6744
SXA-6279 002 1023-364 8 12 5/8-11X1-1/2 HEXHEAD CAP SCREW GALV 0,522 4,176
SXA-6279 002 SX-6268 3 8 LEVER 18,7 56,1
SXA-6279 002 SX-6331-2 4 4 ADAPTADOR Ø76,2 SEM ROSCA 28,96 115,84
SXA-6279 002 SX-6662 1 1BASE DO POLO SCAC 138 KV PARA CONJUNTO DE LÂMINAS
QUADRADAS 668 668
SXA-6279 002 SX-6323-77 1 22 TUBO DE INTERLIGAÇÃO 1" IPS 46 46
SXA-6279 002 SX-6671 1 27 REFORÇO LÂMINA MACHO 138 KV 78 78
SXA-6279 002 TR-33025-3 2 7ISOLADOR TR-288 NBI 650 KV 145 KV ESC 31MM/KV CINZA 5/8 HENAN 862,4 1724,8
SXA-6279 002 SXA-6011 2 2 CONJUNTO DO MANCAL 195,26 390,52
SXA-6279 002 SX-6183 2 5 SUPORTE DA LAMINA FEMEA 15,68 31,36
SXA-6279 002 SXA-6156 2 25 CONJUNTO DO LIMITADOR DE CURSO 65 130
SXA-6276 001 1040-003 2 5
**5/16" AMERICAN STANDARD FLAT WASHER, HOT ROLLED STEEL
SUITABLE FOR HOT DIP GALVANIZING. TO BE HOT DIP GALVANIZED
BY SUPPLIER. APPROX. 85 PIECES PER POUND. 0,0266 0,0532
SXA-6276 001 1323-044 1 125/16-18 UNC-3B ESNA HEX NUT, STAINLESS, PART # 79 NTE-058 (1323-
044) 0,09 0,09
SXA-6276 001 1323-056 2 9 5/16 MEDIUM PATTERN LOCKWASHER, 18/8 STAINLESS STEEL 0,0566 0,1132
SXA-6276 001 1323-381 1 175/16-18 X 2-1/4" HEX HEAD CAP SCREW, 18-8 STAINLESS STEEL
(TR#1323-381) 0,4778 0,4778
SXA-6276 001 1323-876 2 85/16-18 X 1 HEX HEAD CAP SCREW, 18/8 STAINLESS STEEL (1323-876) 0,15 0,3
SXA-6276 001 SD-10152 1 16 CONTATO FICO PRINCIPAL 36,41 36,41
SXA-6276 001 SD-10190 2 14 MOLA 1,21 2,42
SXA-6276 001 SX-6080 1 7 FIXADOR DO CONTATO 3,84 3,84
SXA-6276 001 SX-6146 2 11 ARRUELA BIPLANA 0,99 1,98
SXA-6276 001 SX-6069 2 2 LÂMINA DE CONTATO-COBRE 38,9 77,8
SXA-6276 001 SX-6055 1 13 TAMPA DO TUBO DA LÂMINA-NYLON 7,6 7,6
SXA-6276 001 SX-6113 1 3 CONTATO ROTATIVO-COBRE ELETROLÍTICO DURO 149 149
SXA-6276 001 SX-6665 1 15 ENCAIXE DA LÂMINA FÊMEA 138 KV 115 115
SXA-6276 001 SX-6666 1 1 LÂMINA FÊMEA SCAC 138 KV ABERTURA CENTRAL QUADRADA 41,8 41,8
SXA-6276 001 SXA-6024 1 4 TERMINAL ROTATIVO 56,62 56,62
SXA-6024 004 SXA-6098 1 10 CJ TERMINAL 104,58 104,58
SXA-6277 001 1323-328 1 9 1/2-13 X 3 1/2 HEX HD. CAP SCREW STAINLESS STEEL (1323-328) 0,6712 0,6712
SXA-6277 001 1340-005 2 81/2 FLAT WASHER, 9/16 ID X 1-1/4 OD X .078+-.012 THICK,18-8
STAINLESS STEEL. (1340-005) 0,135 0,27
SXA-6277 001 SX-6069 4 3 LÂMINA DE CONTATO-COBRE 38,9 155,6
SXA-6277 001 SX-6055 2 7 TAMPA DO TUBO DA LÂMINA-NYLON 7,6 15,2
SXA-6277 001 SX-6113 2 6 CONTATO ROTATIVO-COBRE ELETROLÍTICO DURO 149 298
SXA-6277 001 SX-6667 1 1 LÂMINA MACHO SCAC 138 KV ABERTURA CENTRAL QUADRADA 47,75 47,75
SXA-6277 001 SXA-6024 1 2 TERMINAL ROTATIVO 56,62 56,62
SXA-6024 001 SXA-6098 1 2 CJ TERMINAL 104,58 104,58
TOTAL 4618,984
Parent
29
11. CONCLUSÃO
O objetivo deste projeto era reduzir os custos de fabricação da seccionadora
em 15%, e com resultados apresentados demonstrou-se que este objetivo foi
alcançado. As ferramentas utilizadas foram muito importantes para se alcançar este
resultado.
Uma das dificuldades encontradas para realizar este projeto foi a de se
conseguir informações de confiança como as tabelas de propriedades do Cobre e do
Alumínio, pois essas informações eram vitais para os cálculos das resistências dos
materiais utilizados no polo.
Ainda é possível estudar se este polo poderia suportar uma corrente de
1600A, já que algumas peças dimensionadas mostraram suportar esta corrente. Um
estudo deve ser feito para alterar os contatos macho e fêmea para que estes
possam suportar esta corrente.
REFERÊNCIAS
ALCOA ALUMINIO S.A. disponível em: http://www.alcoa.com/global/en/home.asp. Acesso em 05/05/2013. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 7571-2011 ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR IEC 62271-102 COPPER DEVELOPMENT ASSOCIATION. Disponível em: http://www.copperinfo.co.uk/busbars/pub22-copper-for-busbars/sec103.htm#Table 14. Current ratings, moments of inertia and section moduli – tubes. Acesso em 20/09/2013. DELMAR HUBBELL. Disponível em: http://www.delmar.com.br/. Acesso em 13/04/2013. HUBBEL POWER SYSTEMS INC. Disponível em: http://www.hubbellpowersystems.com/. Acesso em 05/05/2013. MAURIZIO E CIA LTDA. Disponível em: http://www.maurizio.com.br/default_pt.asp. Acesso em 20/04/2013.
30
S & C ELECTRIC COMPANY Disponível em: http://pt.sandc.com/. Acesso em 20/04/2013. TWR EQUIPAMENTOS ELÉTRICOS. Disponível em http://www.twr.ind.br/sobre.php. Acesso em 13/04/2013.
