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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
Instalaes Elctricas: Aparelhagem Elctrica 6
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
Instalaes Elctricas: Aparelhagem Elctrica 7
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
Instalaes Elctricas: Aparelhagem Elctrica 9
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.
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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
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P. Pereira
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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)
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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
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Exemplo: Exemplo: cortacorta--circuitoscircuitos fusfusvelvelInstalaes Elctricas: Aparelhagem Elctrica 13
Proteco por fusveis
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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)
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Instalaes Elctricas: Aparelhagem Elctrica 15
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)
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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)
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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
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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.
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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
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P. Pereira
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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
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RelRel: Tipos de Liga: Tipos de LigaesesInstalaes Elctricas: Aparelhagem Elctrica
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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)
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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
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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
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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
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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.
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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
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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
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DisjuntoresDisjuntoresInstalaes Elctricas: Aparelhagem Elctrica 29
Sequencia de Fecho Manual
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DisjuntoresDisjuntoresInstalaes Elctricas: Aparelhagem Elctrica 30
Actuao Trmica
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DisjuntoresDisjuntoresInstalaes Elctricas: Aparelhagem Elctrica 31
Actuao Magntica
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DisjuntorDisjuntorInstalaes Elctricas: Aparelhagem Elctrica 32
P. Pereira
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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
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