Manutenção de Sistemas de Alta Tensão

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Telecomunicações - Rádio 
 CPTM 1 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Manutenção de Sistemas 
de Alta Tensão 
 
Manutenção de Sistemas de Alta Tensão 
2 CPTM 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Via Permanente 
Manutenção de Sistemas de Alta Tensão 
 CPTM 3 
 
Manutenção de Sistemas de Alta Tensão 
 
© CPTM\SENAI-SP, 2018 
 
1ª Edição 
Elaboração Robinson Tomageski Morales 
 
Revisão 
 
Ana Célia Calvo Mardegan 
Equipe CFP “Eng.º James C. Stewart” -1.41 
 
 
 
 
 CPTM 
 
 
 Companhia Paulista de Trens Metropolitanos 
Centro de Formação Profissional – “Engº James C. Stewart” - 1.41 
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Manutenção de Sistemas de Alta Tensão 
4 CPTM 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Manutenção de Sistemas de Alta Tensão 
 CPTM 5 
 
 
 
 
 
Sumário 
 
1 UM POUCO DE HISTÓRIA ..................................................................................................................... 7 
1.1 Energia elétrica ....................................................................................................................................... 7 
 
2 CONVERSÃO DE ENERGIA ................................................................................................................. 11 
2.1 Gerador Elétrico Elementar ................................................................................................................. 12 
2.1.1 Princípio de funcionamento .................................................................................................................... 12 
2.1.2 Descrição do funcionamento .................................................................................................................. 13 
2.1.3 Classificação dos geradores quanto ao tipo de corrente produzida ...................................................... 14 
 
3 ENSAIOS ELETROMECÂNICOS .......................................................................................................... 17 
 
4 ALTERNADORES.................................................................................................................................. 19 
4.1 Classificação quanto à potência ......................................................................................................... 19 
4.1.1 Alternador de Pequena Potência ........................................................................................................... 19 
4.1.2 Alternador de Grande Potência .............................................................................................................. 20 
4.1.3 Alternadores Trifásicos ........................................................................................................................... 20 
4.2 A famosa raíz de três ........................................................................................................................... 22 
4.2.1 Tensão de Fase e Tensão de Linha:...................................................................................................... 22 
 
5 TRANSFORMADOR TRIFÁSICO ......................................................................................................... 27 
5.1 Definição ............................................................................................................................................... 27 
5.2 Partes Principais .................................................................................................................................. 27 
5.3 Funcionamento básico ........................................................................................................................ 27 
5.4 Principais perdas de um Trafo ............................................................................................................ 28 
5.4.1 Histerese ................................................................................................................................................ 29 
5.4.2 Correntes parasitas ou de Foucault ....................................................................................................... 30 
 
6 SISTEMA DE POTÊNCIA ...................................................................................................................... 31 
6.1 Geração de Energia Elétrica ................................................................................................................ 31 
6.2 Subestações ......................................................................................................................................... 31 
6.3 Linha de Transmissão (LT) .................................................................................................................. 32 
6.3.1 Linha de Subtransmissão (LST) ............................................................................................................. 33 
6.4 Aterramento .......................................................................................................................................... 40 
6.4.1 Procedimentos para a execução do aterramento temporário ................................................................ 43 
6.4.2 Procedimentos para o aterramento da linha: ......................................................................................... 44 
6.5 Perdas no sistema de transmissão .................................................................................................... 46 
6.5.1 INDICADORES DE PERDAS ................................................................................................................. 48 
 
7 SISTEMA ELÉTRICO-FERROVIÁRIO .................................................................................................. 51 
7.1 Subestação ........................................................................................................................................... 51 
7.1.1 Classificação das subestações .............................................................................................................. 52 
7.1.2 Cabine de Seccionamento e Paralelismo .............................................................................................. 64 
7.1.3 Manobras em subestações .................................................................................................................... 65 
7.1.4 Características dos equipamentos das subestações ............................................................................. 68 
7.2 Seccionador .......................................................................................................................................... 83 
7.3 Disjuntor ................................................................................................................................................ 85 
7.3.1 Tipos de disjuntores quanto aos meios de extinção do arco voltaico .................................................... 86 
Manutenção de Sistemas de Alta Tensão 
6 CPTM 
 
7.4 Retificador ............................................................................................................................................. 93 
7.5 Filtro deHarmônicas ............................................................................................................................ 96 
7.6 Para-raios .............................................................................................................................................. 99 
7.7 Contador de descargas atmosféricas .............................................................................................. 101 
7.8 Relê ...................................................................................................................................................... 102 
7.9 Sistemas auxiliares ............................................................................................................................ 106 
7.9.1 SACA .................................................................................................................................................... 106 
7.9.2 SACC .................................................................................................................................................... 106 
 
8 MANUTENÇÃO DE SUBESTAÇÕES E CABINES PRIMÁRIAS ....................................................... 109 
8.1 Equipamentos e instrumentos necessários para a manutenção .................................................. 111 
8.2 Manutenção das linhas de distribuição de energia ........................................................................ 112 
 
9 CIRCUITO DE REDE AÉREA DE TRAÇÃO (REDE AÉREA) ............................................................ 113 
9.1 Descrição e aplicação ........................................................................................................................ 114 
9.1.1 Sustentação Mecânica ......................................................................................................................... 114 
9.1.2 Isolador ................................................................................................................................................. 114 
9.1.3 Catenária .............................................................................................................................................. 116 
9.2 Sistema de distribuição ..................................................................................................................... 119 
9.2.1 Seccionamento ..................................................................................................................................... 119 
9.3 Manutenção da rede aérea ................................................................................................................ 120 
9.3.1 Poligonação ou zigue-zague ................................................................................................................ 120 
9.3.3 Fio de Contato ...................................................................................................................................... 122 
9.3.4 Cabo mensageiro ................................................................................................................................. 123 
9.4 Peças e acessórios de Rede Aérea .................................................................................................. 127 
9.4.1 Garras Paralelas e Garras Simples ...................................................................................................... 128 
9.4.2 Suspensórios ........................................................................................................................................ 128 
9.4.3 Estabilizadores de Linha ...................................................................................................................... 128 
9.4.4 Isoladores ............................................................................................................................................. 128 
9.4.5 Ferragens de suporte ........................................................................................................................... 129 
9.4.6 Postes de Concreto .............................................................................................................................. 129 
9.4.7 Chaves de faca ..................................................................................................................................... 129 
9.4.8 Cabos alimentadores ........................................................................................................................... 130 
 
10 TRABALHO EM ALTA TENSÃO ........................................................................................................ 131 
10.1 Programas de interrupções ............................................................................................................... 131 
10.2 Operação programada ....................................................................................................................... 131 
10.3 Operação de emergência ................................................................................................................... 132 
 
REFERÊNCIAS .............................................................................................................................................. 133 
 
ANEXO A ....................................................................................................................................................... 135 
 
 
 
Manutenção de Sistemas de Alta Tensão 
 CPTM 7 
 
 
 
 
 
1 Um pouco de história 
 
 
 
1.1 Energia elétrica 
É um tipo especial de energia, por meio da qual podemos produzir os mais variados tipos 
de trabalho: mecânico, calórico, sonoro, luminoso, radiação e outros. Ela é a mais versátil e nobre 
de todas as formas de energia; sendo então muito importante seu enfoque integrado no contexto do 
Desenvolvimento Sustentável, na busca da utilização harmônica e adequada dos recursos naturais, 
visualizando a maior eficiência da cadeia entre si, desde a geração (produção) até a utilização (usos 
finais), passando pela Transmissão, Subtransmissão, Distribuição e a sua interação equilibrada 
(sustentável) com o meio ambiente. 
Muito da tecnologia, hoje em uso, deve-se a grandes pioneiros eempreendedores da 
eletricidade. Seus nomes e feitos são aquiregistrados como tributo de reconhecimento pela grande 
constribuição. 
 
 
James Watt - 1736 – 1819 (Escocês) 
 
• Mecânico, concebeu o princípio da máquina a vapor, que possibilitou a 
• revolução industrial. 
• A unidade de potência útil foi dada em sua homenagem (watt). 
 
Alessandro Volta - 1745 - 1827 (Italiano) 
 
• Em 1800 anunciou a invenção da bateria. 
• A unidade de força eletromotriz foi criada em sua homenagem (volt). 
 
André Marie Ampère - 1775 - 1836 (Francês) 
 
• Iniciou pesquisa em 1820 sobre campos elétricos e magnéticos a partir do 
anunciado de Oersted (Oe – intensidade de campo magnético). 
• Descobriu que as correntes agiam sobre outras correntes. 
• Elaborou completa teoria experimental e matemática lançando as bases do 
eletromagnetismo. 
• A unidade de corrente elétrica foi escolhida em sua homenagem (ampère). 
Manutenção de Sistemas de Alta Tensão 
8 CPTM 
 
 
Georg Simon Ohm - 1789-1854 (Alemão) 
• Em 1827 enunciou a lei de Ohm. 
• Seu trabalho só foi reconhecido pelo mundo científico em 1927. 
• As unidades de resistência, reatância e impedância elétrica foram 
escolhidas em sua homenagem (ohm). 
 
Michael Faraday - 1791-1867 (Inglês) 
• Físico e químico, em 1831 descobriu a indução eletromagnética. 
• Constatou que o movimento de um imã através de uma bobina de fio de 
cobre causava fluxo de corrente no condutor. 
• Estabeleceu o princípio do motor elétrico. 
• Considerado um dos maiores experimentalistas de todos os tempos. 
• A unidade de capacitância é em sua homenagem (F). 
 
Joseph Henry - 1797-1878 (Americano) 
• Descobriu a indutância de uma bobina.• Em sua homenagem seu nome foi dado à unidade de indutância (henry). 
 
Gustav Robert Kirchhoff - 1824–1887 (Alemão) 
 
• Em 1847 anunciou as leis de Kirchhoff para correntes e tensões. 
 
Thomas Alva Edison 1847-1931 (Americano) 
• Em 1879 inventou a lâmpada elétrica. 
• Patenteou 1100 invenções: cinema, gerador elétrico, máquina de 
escrever, etc. 
• Criou a Edison General Electric Company. 
• Foi sócio da ‘General Electric Company’. 
• Instalou em 1882 a primeira usina de geração de energia elétrica do 
mundo com fins comerciais, na área de Wall Street, Distrito Financeiro 
da cidade de New York. A Central gerava em corrente contínua, com 
seis unidades geradoras com potência total de 700 kW, para alimentar 
7200 lâmpadas em 110 V. O primeiro projeto de êxito de central elétrica 
havia sido instalado no mesmo ano em Londres, com capacidade 
degeração para 1000 lâmpadas. 
Manutenção de Sistemas de Alta Tensão 
 CPTM 9 
 
 
William Stanley - 1858-1968 (Americano) 
 
• Em 1885/6 desenvolveu comercialmente o transformador. 
 
Nikola Tesla - 1856-1943 (Croata-Americano) 
• Em 1888 inventou os motores de indução e síncrono. 
• Inventor do sistema polifásico. 
• Responsável pela definição de 60 Hz como freqüência padrão nos EUA. 
• A unidade para densidade de fluxo magnético é em sua homenagem (T). 
 
George Westinghouse - 1846-1914 (Americano) 
• Inventor do disjuntor a ar. 
• Comprou a patente do recém inventado transformador dos ingleses 
Lucien Gaulard e John D. Gibbs. 
• Comprou a patente do motor elétrico de Tesla. 
• Em 1886 organizou a Westinghouse Electric Company. 
• Venceu a batalha das correntes contra Edison. 
 
Manutenção de Sistemas de Alta Tensão 
10 CPTM 
 
 
Manutenção de Sistemas de Alta Tensão 
 CPTM 11 
 
 
 
 
 
2 Conversão de energia 
 
 
 
 
 
 
A energia elétrica ou eletricidade é urna fonte intermediária entre a fonte primária e a sua 
aplicação final. Para que tal processo ocorra é necessário realizar uma série de transformações e 
conversões de energia. 
 
 
 
Esquema básico da energia e suas fases 
 
Para que uma fonte de energia primária seja transformada em outra forma de energia é 
necessário que ocorra uma conversão, essa conversão da forma de energia é realizada por meio 
de dispositivos ou mecanismos desenvolvidos engenhosamente pelo homem. Há alguns anos o 
homem vem aprimorando e desenvolvendo essas técnicas de conversão de energia. 
A conversão eletromagnética de energia, como a entendemos hoje, relaciona as forças 
elétricas e magnéticas do átomo com a força mecânica aplicada à matéria em movimento. Como 
resultado dessa relação, a energia mecânica pode ser convertida em energia elétrica, e vice-versa, 
por meio de máquinas elétricas, ou seja, a energia mecânica é transformada em energia elétrica por 
meio de um gerador e a energia elétrica poderá ser convertida em mecânica por meio de um motor 
elétrico. 
Todos os sistemas de conversão de energia, 
denominados de Sistema de Geração de Eletricidade ou 
Centrais Geradoras de Energia Elétrica (hidrelêtrica, 
termelétrica, eólica etc), utilizam o gerador como equipamento 
de conversão. 
 
 
 
 
Fonte Primária 
de Energia
Sistema de 
Conversão
Energia Elétrica
Gerador 
Manutenção de Sistemas de Alta Tensão 
12 CPTM 
 
 
 
 
 
2.1 Gerador Elétrico Elementar 
Para entender como a energia mecânica é transformada em energia elétrica por meio de 
uma máquina conversora de energia é necessário estudar e entender o funcionamento de uma 
máquina elétrica clássica denominada de Gerador Elementar. 
 
2.1.1 Princípio de funcionamento 
 O princípio da indução eletromagnética utiliza o movimento entre o ímã e um condutor ou 
entre o condutor e um ímã. 
Todas as vezes que um condutor elétrico está sujeito a uma variação de campo magnético, 
produz-se nesse condutor, uma corrente elétrica. 
É sempre o condutor que produz eletricidade ao cortar as linhas de campo do ímã, 
entretanto, para a produção contínua da eletricidade, é necessário manter um movimento contínuo 
e uniforme do condutor, em relação ao ímã. 
 
Variação do condutor em um campo 
 
Manutenção de Sistemas de Alta Tensão 
 CPTM 13 
 
Um meio mais prático é o de imprimir ao condutor um movimento circular dentro do campo 
magnético do ímã. 
 
Variação Circular dentro de um campo magnético 
 
2.1.2 Descrição do funcionamento 
Tendo-se uma bobina girando num campo magnético, as variações de fluxo do polo Norte 
e do polo Sul sucedem-se na rotação. 
Isso faz com que seja gerada na bobina uma força eletromotriz (F.E.M.) alternada senoidal. 
 
Esquema simples de um gerador 
 
O sentido da corrente no condutor varia ao variar a polaridade magnética indutora. Pode-
se construir dessa forma um alternador elementar. 
Manutenção de Sistemas de Alta Tensão 
14 CPTM 
 
2.1.3 Classificação dos geradores quanto ao tipo de corrente produzida 
 
GERADOR CA = ALTERNADOR 
 
 
GERADOR CC = DÍNAMO 
 
 
2.1.3.1 CARACTERÍSTICAS ELÉTRICAS 
Ambos possuem as mesmas características de funcionamento, a diferença para 
que seja possível o alternador gerar em corrente alternada e o dínamo gerar em corrente 
contínua, está na disposição mecânica do conjunto comutador (coletores / escovas). 
No alternador, existe um anel coletor em contato permanente para cada escova. Já no 
dínamo, existe apenas um anel coletor bipartido, onde o contato com as escovas é feito em 
alternâncias, conforme o movimento do eixo do gerador. 
 
Indutor - É a classificação elétrica das bobinas que produzem o campo magnético necessário à 
criação do fenômeno da indução magnética. 
 
Induzido - É a classificação elétrica das bobinas que sofrem a ação do campo magnético do indutor 
e que produzem a energia elétrica. 
 
 
 
Manutenção de Sistemas de Alta Tensão 
 CPTM 15 
 
2.1.3.2 CARACTERÍSTICAS CONSTRUTIVAS 
Rotor - É a parte móvel (enrolamentos ou bobinas) do alternador. 
 
Estator - É a parte estática (enrolamentos ou bobinas) do alternador. 
 
Excitatriz - É a fonte de alimentação, em CC, aplicada no indutor, para a produção do campo 
magnético. Essa corrente pode proceder de um conjunto de baterias, de um retificador etc. 
 
Manutenção de Sistemas de Alta Tensão 
16 CPTM 
 
 
Manutenção de Sistemas de Alta Tensão 
 CPTM 17 
 
 
 
 
 
3 Ensaios Eletromecânicos 
 
 
 
 
1. Resistência Ôhmica dos Enrolamentos 
 
A resistência ôhmica dos enrolamentos se refere ao valor da resistência do condutor elétrico 
(fio de cobre esmaltado). Nesse teste é possível verificar se o fio tem continuidade e comparar a 
resistência ôhmica dos enrolamentos, permitindo identificar possíveis desequilíbrios realizados pelo 
gerador na produção de energia elétrica. 
Antes de executar esse procedimento, verificar se todas as pontas dos fios estão abertas, 
ou seja, desconectadas. Para isso, utilizamos o ohmímetro. 
 
2. Teste de resistência de isolação 
 
Com esse ensaio, conseguimos avaliar a isolação entre os enrolamentos e entre os 
enrolamentos e a carcaça, identificando possíveis fugas de correntes. O aparelho utilizado é o 
megômetro. 
 
3. Verificação das escovas e anéis coletores 
 
Esse procedimento consiste, primeiramente, em verificar visualmente as condições físicas 
desses componentes, identificando assim, se as escovas e os anéis coletores estão desgastados. 
 
4. Verificação dos componentes mecânicos 
 
Aqui é feita uma inspeção visual da carcaça do gerador se não há trincas ou se não há 
nada que impeça a movimentação do rotor. Nesse momento é verificado as condições dos 
rolamentos. 
 
5. Medição da tensão de saída 
 
Sendo um gerador trifásico, a medição das três fases deve ser feita e verificado se estão 
balanceadas. 
 
Manutenção de Sistemas de Alta Tensão 
18CPTM 
 
 
Manutenção de Sistemas de Alta Tensão 
 CPTM 19 
 
 
 
 
 
4 Alternadores 
 
 
 
São geradores que produzem corrente alternada. Essas máquinas são empregadas na 
maioria das centrais de geração de energia elétrica. 
 
4.1 Classificação quanto à potência 
 
• Pequena Potência – tensão máxima produzida até 600V. 
• Grande Potência – tensão produzida acima de 600V. 
 
4.1.1 Alternador de Pequena Potência 
Quando classificado “alternador de pequena potência”, a excitatriz é ligada ao estator e a 
produção de energia elétrica é feita pelo rotor. Nesse caso, o estator é o indutor e o rotor é o induzido. 
Nesse tipo de alternador, os polos magnéticos estão colocados na parte fixa da máquina 
(estator), e para que esses polos sejam criados, os mesmos são alimentados por uma fonte de 
corrente contínua, a qual é chamada de excitatriz. 
 
Alternador de pequena potência 
 
A força eletromotriz é retirada pelo processo de comutação de contatos deslizantes 
(coletor/escovas). 
A produção de energia elétrica, nesse tipo de alternador, está limitada a 600V, visto que os 
comutadores(coletores escovas) seriam danificados pelos faiscamentos produzidos. 
Manutenção de Sistemas de Alta Tensão 
20 CPTM 
 
4.1.2 Alternador de Grande Potência 
Quando classificado “alternador de grande potência”, a excitatriz é ligada ao rotor e a 
produção de energia elétrica é feita pelo estator. Nesse caso, o rotor é o indutor e o estator é o 
induzido. Nesse tipo de alternador, os polos magnéticos estão colocados na parte móvel da máquina 
(rotor), e para que esses polos sejam criados, os mesmos são alimentados por uma fonte de corrente 
contínua, a qual é chamada de excitatriz. 
 
 
Alternador de grande potência 
 
Observação: a tensão de uma excitatriz é de aproximadamente 5% do valor da tensão gerada. 
 
4.1.3 Alternadores Trifásicos 
O alternador trifásico, como seu nome sugere, possui três enrolamentos monofásicos 
dispostos de forma que as tensões induzidas fiquem defasadas de 120°. Um diagrama esquemático 
de um estator trifásico, mostrando todas as bobinas, fica muito complicado, tornando-se difícil ver o 
que realmente 
acontece. O diagrama esquemático simplificado mostrado na Fig. (a) mostra todas as 
bobinas de uma fase concentradas numa só. Nas Figuras (b) e (c), temos a representação de um 
alternador trifásico com os enrolamentos do estator ligados em estrela e em triângulo, 
respectivamente. Não se representa o rotor para maior simplicidade. 
 
 
 
Manutenção de Sistemas de Alta Tensão 
 CPTM 21 
 
 
(A) (B) (C) 
 
(a) Enrolamento 3φ da armadura 
(b) Ligação em estrela ou Υ. 
(c) Ligação em triângulo ou Δ. 
 
 
As formas de ondas das tensões geradas em cada fase e defasadas de 120° elétricos no 
tempo, estão representadas na figura abaixo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Manutenção de Sistemas de Alta Tensão 
22 CPTM 
 
4.2 A famosa raiz de três 
Uma das grandes dúvidas dos estudantes de Elétrica é o conceito de Tensão de Fase e de 
Tensão de Linha e como deve ser aplicada nos cálculos de sistemas trifásicos. 
Este artigo tem por finalidade esclarecer um pouco este tema que causa tanta dúvida e é 
de fundamental importância para todos os profissionais e estudantes que trabalham com a parte de 
energia e sistemas de potência. 
 
4.2.1 Tensão de Fase e Tensão de Linha: 
Em resumo temos o seguinte conceito, 
 
• Tensão de Fase: Tensão medida entre uma ponta de uma bobina e o neutro (conexão 
comum entre uma das pontas de cada bobina) do gerador ou do trafo. 
• Tensão de Linha: Tensão medida entre as pontas de duas bobinas do gerador ou do trafo, 
com exceção do terminal de neutro (N). 
 
Aplicando este conceito para as ligações Estrela(Y) e Triângulo(∆), teremos as seguintes 
configurações. 
 
 
Manutenção de Sistemas de Alta Tensão 
 CPTM 23 
 
Como vimos no artigo anterior, num gerador, as fases estão defasadas em 120o, conforme 
o desenho abaixo do plano cartesiano com os vetores de tensão de cada fase. 
 
Adotando-se os valores para as tensões: 
 
VR (tensão de fase R)= 0V 
VS (tensão de fase S)= 127V 
VT (tensão de fase T)= 127V 
VST (tensão de linha ST) 
β (ângulo entre VS e VT) 
 
Teremos assim, pela lei dos cossenos: 
 
Ou seja: 
 
Substituindo-se os valores na expressão acima, a tensão de linha VST será: 
 
VST2 = 127² + 1272 – (2 * 127 * 127 * cos120) 
VST2 = 127² + 1272 – (2 * 127 * 127 * (-1/2) 
VST2 = 1272 + 1272 – (-1 * 127 * 127) 
VST2 = 1272 + 1272 + (127 * 127) 
VST2 = 1272 + 1272 + 1272 
VST = √3 * 1272 
VST = √3 * √1272 
 
 
 
Como VST é a tensão de linha e127V é a tensão de fase, concluímos que: 
“A tensão de linha, num sistema trifásico, será sempre a tensão de fase multiplicada pela raíz 
de três”. 
 
 
 
“O quadrado da tensão VST, é igual a soma dos quadrados das tensões VS e VT, 
menos duas vezes o produto das tensões Vs e VT, multiplicado pelo cosseno do 
ângulo formado por VS e VT”. 
VST² = VS²+VT²-(2*VS*VT*COSβ) 
VST = 127*√3 
Vlinha = Vfase*√3 
Manutenção de Sistemas de Alta Tensão 
24 CPTM 
 
Ou a tensão de fase: 
 
 
São conceitos fisicamente diferentes, definidos como: 
 
Fator de potência: é indicado usualmente pela expressão e representa o ângulo de 
defasagem da tensão em relação à corrente, além de representar a relação entre a potência real P 
(ativa, efetivamente transformada em trabalho) e a potência aparente S. A potência aparente é a 
soma vetorial da potência ativa e da potência reativa Q, potência esta que não realiza trabalho e é 
transferida e armazenada nos elementos passivos (capacitores e indutores) do circuito. 
 
𝑐𝑜𝑠𝜑
𝑃 
𝑆
= 
1000. 𝑃(𝑘𝑊)
√3. 𝑈. 𝐼
 
 
Rendimento: também conhecido pelo símbolo η, representa a relação entre a potência real ou útil 
Pu (efetivamente transferida para a ponta do eixo) e a potência total absorvida da rede Pa, ambas 
são potências ativas. Matematicamente é: 
 
 
η% = 
𝑃𝑢(𝑊)
𝑃𝑎(𝑊)
= 
1000. 𝑃(𝑘𝑊)
√3. 𝑈. 𝐼. 𝑐𝑜𝑠𝜑
 
 
η% = 
736. 𝑃(𝑐𝑣)
√3. 𝑈. 𝐼. 𝑐𝑜𝑠𝜑
. 100% 
 
 
 
 
 
 
 
 
𝑉𝑓𝑎𝑠𝑒 = 
𝑉𝑙𝑖𝑛ℎ𝑎
√3
 
Manutenção de Sistemas de Alta Tensão 
 CPTM 25 
 
Exercícios 
 
1) Nas figuras abaixo, temos duas linhas de distribuição de energia elétrica alimentadas por 
transformadores, sendo um com ligação estrela e o outro com ligação triângulo. Em cada uma 
das linhas foram colocados alguns voltímetros, observe também que só um dos voltímetros, em 
cada linha de distribuição, está registrando o valor da tensão. Sendo assim, calcule os demais 
valores que serão registrados pelos demais voltímetros. 
 
V1= _________V V2= _________V V3= _________V 
 
V4= _________V V5= _________V V6= _________V 
 
 
V1= _________V V2= _________V V3= _________V 
 
V4= _________V V5= _________V V6= _________V 
Manutenção de Sistemas de Alta Tensão 
26 CPTM 
 
 
Manutenção de Sistemas de Alta Tensão 
 CPTM 27 
 
 
 
 
 
5 Transformador trifásico 
 
 
 
 
5.1 Definição 
De forma geral, transformador ou Trafo, é uma máquina elétrica estática, capaz de modificar 
os níveis de tensão e corrente, por meio do efeito da indução magnética. 
 
5.2 Partes Principais 
Basicamente são três partes: 
• enrolamento primário 
• enrolamento secundário 
• núcleo de ferro magnético 
 
 
Circuito básico de um transformador 
 
5.3 Funcionamento básico 
Os enrolamentos primário e secundário, são enrolados em formas próprias e dispostos em 
um núcleo de ferromagnético. 
O enrolamento primário ao ser alimentado com energia elétrica em corrente alternada, 
produz um campo magnético, que é conduzido pelo núcleo de ferromagnético até oenrolamento 
secundário. A variação da corrente alternada produz um campo magnético, também variável. Esse 
campo variável ao ser conduzido pelo núcleo, até o enrolamento secundário, por meio do efeito da 
indução magnética, desloca os elétrons do fio que compõe esse enrolamento(secundário), gerando 
a tensão elétrica. Essa tensão gerada será proporcional em função da relação de espiras entre os 
enrolamentos primário e secundário. 
Manutenção de Sistemas de Alta Tensão 
28 CPTM 
 
 
 
 
Transformador Trifásico Transformador Trifásico fora do tanque 
 
O transformador pode ser: 
 
Elevador de tensão: quando o nível de tensão do secundário for maior que o nível de tensão do 
primário. Neste caso, o número de espiras do enrolamento secundário é maior que o enrolamento 
do primário. 
 
Abaixador de tensão: quando o nível de tensão do secundário for menor que o nível de tensão do 
primário. Neste caso, o número de espiras do enrolamento secundário é menor que o enrolamento 
do primário. 
 
OBS: Quando os dois enrolamentos possuírem o mesmo número de espiras, o transformador terá 
no secundário a mesma tensão do primário. Este tipo de Trafo é denominado isolador de tensão. 
 
5.4 Principais perdas de um Trafo 
 
As maiores perdas de um Trafo estão no núcleo e nos enrolamentos 
No núcleo são duas: 
• Histerese 
• Corrente parasitas ou correntes de Foucault 
Manutenção de Sistemas de Alta Tensão 
 CPTM 29 
 
5.4.1 Histerese 
Quando o ferro do núcleo não está magnetizado, seus domínios magnéticos (ímãs 
moleculares) estão dispostos de maneira desordenada e aleatória. Porém, ao aplicar uma força 
magnetizante, os domínios se alinham com o campo aplicado. Se invertemos o sentido do campo, 
os domínios também inverterão sua orientação. 
Num transformador, o campo magnético muda de sentido muitas vezes por segundo, de 
acordo com o sinal alternado aplicado. E o mesmo ocorre com os domínios do material do núcleo. 
Ao inverter sua orientação, os domínios precisam superar o atrito e a inércia. Ao fazer isso, dissipam 
uma certa quantidade de potência na forma de calor, que é chamada de perda por histerese. 
Em determinados materiais, a perda por histerese é muito grande. O ferro doce é um 
exemplo. Já no aço, esse tipo de perda é menor. Por isso, alguns transformadores de grande 
potência utilizam um tipo de liga especial de ferro-silício, que apresenta uma perda por histerese 
reduzida. Esse tipo de problema também aumenta junto com a frequência do sinal. Um 
transformador que apresenta baixa perda nas frequências menores, pode ter uma grande perda por 
histerese ao ser usado com sinais de frequências mais altas. 
A histerese produz-se devido ao gasto de energia para inverter os dipolos durante uma 
mudança de campo magnético. Cada molécula de uma substância é um pequeno ímã. 
 Num material desmagnetizado esses ímãs estão desorganizados anulando os efeitos 
magnéticos. 
 
A- BARRA DESMAGNETIZADA 
 
 Num material magnetizado esses ímãs estão organizados de modo que seus campos 
magnéticos estão alinhados e numa mesma direção 
 
 
B – BARRA MAGNETIZADA 
https://pt.wikipedia.org/wiki/Ferro
https://pt.wikipedia.org/wiki/Ferro_doce
https://pt.wikipedia.org/wiki/Transformador
https://pt.wikipedia.org/wiki/Liga
https://pt.wikipedia.org/w/index.php?title=Ferro-sil%C3%ADcio&action=edit&redlink=1
https://pt.wikipedia.org/wiki/Freq%C3%BC%C3%AAncia
https://pt.wikipedia.org/wiki/Energia
https://pt.wikipedia.org/wiki/Dipolo
Manutenção de Sistemas de Alta Tensão 
30 CPTM 
 
5.4.2 Correntes parasitas ou de Foucault 
As correntes de Foucault são correntes fechadas, induzidas na massa de um metal em um 
campo magnético e, quando uma lâmina condutora entra em um campo, há uma variação de fluxo 
que provoca uma força eletromotriz. Essa força eletromotriz é induzida na lâmina que, por sua vez, 
permite o movimento dos elétrons livres do metal em circuitos fechados de correntes. 
A corrente de Foucault pode produzir resultados como a dissipação de energia por efeito 
Joule, causando um grande aumento de temperatura. O aumento da temperatura permite, por 
exemplo, que tais correntes sejam utilizadas como aquecedores em um forno de indução. 
No entanto, em alguns casos (como nos circuitos eletrônicos), a dissipação por efeito Joule 
é um resultado bastante indesejável, porque pode danificar os seus componentes. Para diminuir ou 
evitar a dissipação por efeito Joule, utiliza-se frequentemente os materiais laminados ou construídos 
por pequenas placas isoladas entre si. 
Também conhecido como efeito capilaridade ou skin effect, o efeito peculiar em 
condutores é uma manifestação particular de corrente de Foucault. Neste caso particular, a corrente 
elétrica tende a fluir na periferia de um condutor retilíneo e longo. 
 
Manutenção de Sistemas de Alta Tensão 
 CPTM 31 
 
 
 
 
 
6 Sistema de Potência 
 
 
 
 
 
6.1 Geração de Energia Elétrica 
Na geração de energia elétrica é produzida uma tensão alternada, a qual é expressa por 
uma onda senoidal, com frequência fixa e amplitude que varia, conforme a modalidade do 
atendimento, em alta, média e baixa tensão e conforme a necessidade de consumo. Isso significa 
que a energia elétrica passará por processos de adequações de tensão e de corrente. 
 
6.2 Subestações 
É uma instalação elétrica de alta potência. Contém equipamentos para a transmissão e 
distribuição de energia elétrica, além de equipamentos de proteção e controle. 
Funciona como ponto de controle e transferência em um sistema de transmissão de energia 
elétrica, direcionando e controlando o fluxo energético, transformando os níveis de tensão e 
funcionando como pontos de entrega para consumidores industriais. 
Durante o percurso entre as usinas e as cidades, a eletricidade passa por diversas 
subestações, em que aparelhos chamados transformadores aumentam ou diminuem a sua tensão. 
Ao elevar a tensão elétrica no início da transmissão, os transformadores evitam a perda excessiva 
de energia ao longo do percurso. Ao rebaixarem a tensão elétrica perto dos centros urbanos, 
permitem a distribuição da energia por toda a cidade. 
Apesar de mais baixa, a tensão utilizada nas redes de distribuição ainda não está adequada 
para o consumo residencial imediato. Por isso, se faz necessária a instalação de transformadores 
menores, instalados nos postes das ruas, para reduzir ainda mais a tensão que vai para as 
residências, estabelecimentos comerciais e outros locais de consumo. 
É importante lembrar que o fornecimento de energia elétrica no Brasil é feito por meio de 
um grande e complexo sistema de subestações e linhas de transmissão, interligadas às várias 
usinas de diversas empresas. Assim, uma cidade não recebe energia gerada por uma única usina, 
mas por diversas usinas - hidrelétricas, termelétricas ou nucleares - que constituem o chamado 
Sistema Interligado Nacional (SIN). 
 
 
 
 
https://pt.wikipedia.org/wiki/Pot%C3%AAncia_el%C3%A9trica
https://pt.wikipedia.org/wiki/Transmiss%C3%A3o_de_energia_el%C3%A9trica
https://pt.wikipedia.org/wiki/Distribui%C3%A7%C3%A3o_de_energia_el%C3%A9trica
https://pt.wikipedia.org/wiki/Energia_el%C3%A9trica
https://pt.wikipedia.org/wiki/Transmiss%C3%A3o_de_energia_el%C3%A9trica
https://pt.wikipedia.org/wiki/Transmiss%C3%A3o_de_energia_el%C3%A9trica
https://pt.wikipedia.org/wiki/Fluxo_de_energia
https://pt.wikipedia.org/wiki/Tens%C3%A3o_el%C3%A9trica
https://pt.wikipedia.org/wiki/Usina_el%C3%A9trica
https://pt.wikipedia.org/wiki/Eletricidade
https://pt.wikipedia.org/wiki/Subesta%C3%A7%C3%B5es
https://pt.wikipedia.org/wiki/Transformadores
https://pt.wikipedia.org/wiki/Brasil
https://pt.wikipedia.org/wiki/Linhas_de_transmiss%C3%A3o
https://pt.wikipedia.org/wiki/Energia
https://pt.wikipedia.org/wiki/Hidrel%C3%A9trica
https://pt.wikipedia.org/wiki/Usina_termel%C3%A9trica
https://pt.wikipedia.org/wiki/Usina_Nuclearhttps://pt.wikipedia.org/wiki/Sistema_Interligado_Nacional
Manutenção de Sistemas de Alta Tensão 
32 CPTM 
 
As subestações podem ter características que as classificam como: 
• Elevadoras: elevam o nível de tensão. 
• Abaixadoras: rebaixam o nível de tensão. 
• Retificadoras: transformam a corrente alternada (CA) em corrente contínua (CC). 
• Conversoras: convertem a corrente contínua (CC) em corrente alternada (CA). 
 
Os equipamentos que uma subestação possui serão abordados logo mais adiante. 
 
Subestação de energia 
 
6.3 Linha de Transmissão (LT) 
A linha de transmissão liga as grandes usinas de geração às áreas de grande consumo. 
Em geral, apenas poucos consumidores com um alto consumo de energia elétrica são conectados 
a essas redes em que predomina a estrutura de linhas aéreas. 
A segurança é um aspecto fundamental para as redes de transmissão. 
Qualquer falta nesse nível pode levar a descontinuidade de suprimento para um grande 
número de consumidores. A energia elétrica é permanentemente monitorada e gerenciada por um 
centro de controle. O nível de tensão depende do país, mas, normalmente, o nível de tensão 
estabelecido está entre 220 kV e 765 kV. 
Basicamente, uma linha de transmissão é constituída por torres, postes, isoladores e cabos 
condutores de eletricidade. A transmissão da energia elétrica pode ser feita em CA ou CC e em 
vários níveis de tensão. Todo o arranjo (tipo de torre, nível de tensão, comprimento da linha, bitola 
dos cabos condutores, configuração dos cabos) depende de estudos econômicos que indicarão a 
melhor opção. 
Manutenção de Sistemas de Alta Tensão 
 CPTM 33 
 
 
 
Linhas de transmissão 
 
6.3.1 Linha de Subtransmissão (LST) 
 
A linha de subtransmissão recebe energia da rede de transmissão com objetivo de 
transportar energia elétrica a pequenas cidades ou importantes consumidores industriais. O nível de 
tensão está entre 35 kV e 160kV. É o caso da CPTM que recebe energia em 88kV ou 138kV. 
Em geral, o arranjo das redes de subtransmissão é em anel para aumentar a segurança do 
sistema. A estrutura dessas redes é, em geral, em linhas aéreas; por vezes cabos subterrâneos 
próximos a centros urbanos fazem parte da rede. A permissão para novas linhas aéreas está cada 
vez mais demorada devido ao grande número de estudos de impacto ambiental e oposição social. 
Como resultado, é cada vez mais difícil e caro para as redes de subtransmissão alcançarem áreas 
de alta densidade populacional. Os sistemas de proteção são do mesmo tipo daqueles usados para 
as redes de transmissão e o controle é regional. 
Da mesma forma que a LT, a linha de subtransmissão (LST) é constituída por torres, postes, 
isoladores e cabos condutores de eletricidade. Embora a distância a ser percorrida seja bem menor 
que a da LT, tem, também, por finalidade, levar essa tensão a um centro de distribuição primário, 
mais próximo de consumidores. 
 
 
http://www.google.com.br/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=0ahUKEwi_sZ-5yarNAhWMPpAKHTylDqQQjRwIBw&url=http://www.areac.pt/portal/index.php/links-uteis&bvm=bv.124272578,d.Y2I&psig=AFQjCNGKr8eu5BILPHIgsLIi5jSP2VG1wA&ust=1466093443151235
Manutenção de Sistemas de Alta Tensão 
34 CPTM 
 
 
Linha de subtransmissão 
 
Linha de Distribuição Primária (LDP) – Normalmente, a tensão padrão nesse ponto é 
13,8kV. A tensão ainda percorrerá longos trechos urbanos. Contudo, as indústrias trabalham com 
vários níveis de tensão, 220V, 380V e 440V. Sendo assim, a concessionária fornecerá os 13,8kV e 
a própria indústria fará as adequações de tensões necessárias. Além disso, é necessário ter alguns 
equipamentos que proporcionem: a segurança do sistema elétrico, a redistribuição das tensões e a 
medição do consumo. Esse local físico que contém esses equipamentos é chamado de Cabine 
Primária. 
 
Entrada de energia 
 
Manutenção de Sistemas de Alta Tensão 
 CPTM 35 
 
 
Cabine Primária de Média Tensão (MT) 
 
Linha de Distribuição Secundária (LDS) - inferior a 1kV, representa o nível final na 
estrutura de um sistema de potência. Um grande número de consumidores do setor residencial é 
atendido pelas redes em BT (baixa tensão). Tem por finalidade transportar a energia elétrica trazida 
pela LDP para alimentar diretamente os consumidores finais residencial e industrial. 
 
Classificação dos níveis de tensão 
 
Menor ou igual a 1kV – Baixa Tensão (BT) 
Acima de 1kV até 35kV - Média Tensão (MT) 
Acima de 35kV até 230kV – Alta Tensão (AT) 
Acima de 230kV até 765kV – Extra Alta Tensão (EAT) 
Acima de 765kV – Ultra Alta Tensão (UAT) 
 
 
 
 
 
 
 
 
Manutenção de Sistemas de Alta Tensão 
36 CPTM 
 
 
Padrão de instalação de distribuição primária/secundária 
Manutenção de Sistemas de Alta Tensão 
 CPTM 37 
 
A CPTM possui instalações atendidas por linhas de distribuição primária e distribuição 
secundária, ao longo do trecho da via férrea para a alimentação, principalmente, do sistema de 
sinalização, conforme figura anterior. Para isso são necessários alguns procedimentos para a 
abertura e o fechamento dos seccionadores com proteção à fusível (Chave Matheus). 
Qualquer manobra a ser executada em sistemas de potência deverá seguir os 
procedimentos de operações e segurança adotados pela empresa para evitar acidentes de trabalho. 
 
Regras gerais para manobras e trabalhos em sistemas de energia: 
• nunca ir sozinho ao local, para executar algum trabalho ou operação de manobra; 
• nunca executar algum trabalho ou operação de manobra sem ter consciência do que irá 
fazer; 
• tendo dúvidas, procure o chefe responsável pelos serviços para saná-las. É melhor não 
executar os serviços, do que fazê-lo com dúvidas: seja responsável. 
• seja observador com relação à segurança. Olhe sempre pela segurança e pela 
segurança do seu companheiro, assim como o seu companheiro deve olhar pela 
segurança dele e pela sua. 
 
Nenhum seccionador deve ser aberto com carga, salvo alguns seccionadores fabricados para 
essa finalidade. 
 
Para a operação de abertura e fechamento dos seccionadores com fusíveis, somente poderá 
ser executada se a demanda for conhecida e se não ultrapassar o limite de 75kVA (5A em 
13,8kV e 2A em 34,5kV). 
 
Procedimento geral para manobras de abertura e de fechamento de seccionadores com 
fusíveis (Matheus). 
 
Manobra de abertura do seccionador com fusível, conforme a sequência abaixo: 
 
1- ter a ordem de serviço (OS); 
2- ter autorização de acesso ao trecho; 
3- ter autorização para a manobra de abertura do seccionador; 
4- estar devidamente paramentado com os EPIs; 
5- abrir e retirar os porta-fusíveis dos seccionadores. 
Manutenção de Sistemas de Alta Tensão 
38 CPTM 
 
Manobra de fechamento do seccionador com fusível, conforme a sequência abaixo: 
 
1- ter autorização para a manobra de fechamento do seccionador; 
2- estar devidamente paramentado com os EPIs.; 
3- recolocar os porta-fusíveis e fechar os seccionadores. 
 
 
Seccionador com Fusível (Matheus) 
 
Elo Fusível 
Parte “sensora” integrante de um fusível, por onde circula a corrente elétrica, quando 
instalado em um circuito elétrico. Tem a finalidade de se romper, quando o limite de corrente exceder 
o valor ao qual foi dimensionado, abrindo dessa forma o circuito elétrico e impedindo que os 
equipamentos danifiquem. 
 
 Elo Fusível 
 
Manutenção de Sistemas de Alta Tensão 
 CPTM 39 
 
Tipos de Elos Fusíveis 
Os elos fusíveis são designados como tipos H, K e T, conforme indicado a seguir: 
 
a) tipo H – elos fusíveis de alto surto, de ação lenta para correntes transitórias elevadas (a corrente 
transitória de magnetização de transformador, por exemplo). Não admitem trabalhar com 
correntes acima dos valores nominais. Geralmente, são usados para protegerem 
transformadores de pequenaspotências (até 75 kVA); 
b) tipo K – elos fusíveis rápidos com relação de rapidez variando entre 6 (para elo fusível de corrente 
nominal 6 A) e 8,1 (para elo fusível de corrente nominal 200 A); 
c) tipo T – elos fusíveis lentos com relação de rapidez variando entre 10 (para elo fusível de corrente 
nominal 6 A) e 13 (para elo fusível de corrente nominal 200 A). 
 
Os termos “rápido” e “lento” são utilizados apenas para indicar a rapidez relativa entre os 
elos fusíveis K e T. 
Os elos fusíveis de distribuição dos tipos H, K e T devem ser previstos para serem 
instalados em bases e porta-fusíveis conforme as respectivas padronizações e nas condições 
normais de serviço de acordo com a NBR 7282. 
 
INSTALAÇÃO 
CONSUMIDORA 
TENSÃO NOMINAL 
POTÊNCIA TOTAL DE 
TRANSFORMADORES 
(KVA) 
 
13,8 kV 23,0 kV 
CHAVES 
(A) 
ELOS 
(H, K, EF) 
CHAVES 
(A) 
ELOS 
(H, K, EF) 
ATÉ 15 50 1 H 50 --------------- 
ATÉ 30 50 2 H 50 2 H 
ATÉ 45 50 3 H 50 2 H 
ATÉ 50 50 3 H 50 2 H 
ATÉ 75 50 5H 50 3H 
ATÉ 100 100 6 K 100 5 H 
ATÉ 112,5 100 6 K 100 5 H 
ATÉ 150 100 8 K 100 6 K 
ATÉ 225 100 10 K 100 6 K 
ATÉ 250 100 12 K 100 8 K 
ATÉ 300 100 15 K 100 10 K 
ATÉ 400 100 20 K 100 12 K 
ATÉ 500 100 25 k 100 15 k 
ATÉ 600 100 30 k 100 20 k 
ATÉ 750 200 30 EF 200 20 EF 
ATÉ 1000 200 40 EF 200 25 EF 
ATÉ 1500 200 65 EF 200 40 EF 
ATÉ 2000 200 80 EF 200 50 EF 
ATÉ 2500 200 100 EF 200 65 EF 
 
Manutenção de Sistemas de Alta Tensão 
40 CPTM 
 
6.4 Aterramento 
Visando a um maior grau de segurança para os trabalhadores, é necessário que sejam 
colocados em prática vários procedimentos e meios de segurança no ambiente de trabalho. Um dos 
principais é o aterramento temporário do circuito ou do sistema. 
O aterramento é a ligação do equipamento e/ou das linhas condutoras de energia com a 
terra, por meio de cabos condutores. Dessa forma, se a linha for energizada acidentalmente, durante 
um processo de manutenção, será permitida a fuga de corrente para a terra, preservando a 
integridade humana. 
 
O aterramento deve ser feito antes e depois do ponto de intervenção do circuito, ou seja, 
os trabalhadores deverão estar entre os pontos de aterramentos e, se houver derivações do circuito, 
essas também deverão ser aterradas. 
 
A energização indevida pode ser causada por: 
• erros de manobra; 
• contato acidental com outros circuitos energizados, situados ao longo do circuito; 
• tensões induzidas por linhas adjacentes ou que cruzam a rede; 
• queda de condutores elétricos de outros circuitos em cima da linha desenergizada; 
• vandalismo; 
• descargas atmosféricas. 
 
Para cada classe ou tipo de tensão, existe um tipo de aterramento temporário. 
 
O kit básico de aterramento temporário contém: 
• vara ou bastão de manobra em material isolante, com cabeçotes de manobra; 
• grampos condutores – para conexão do conjunto de aterramento com os condutores e 
a terra; 
• cabos de aterramento de cobre, extra flexível e isolado; 
• trado ou haste de aterramento – para ligação do conjunto de aterramento com o solo. 
Deve ser dimensionado para propiciar baixa resistência de terra e boa área de contato 
com o solo. Hastes de 1,2m a 1,5m; 
• bolsa para transporte. 
 
Nas subestações, por ocasião da manutenção dos componentes, os componentes do 
aterramento temporário são conectados à malha de aterramento fixa já existente. Todo o aparato 
de aterramento temporário deve ser removido ao final dos serviços e antes da liberação para 
energização do circuito. 
Manutenção de Sistemas de Alta Tensão 
 CPTM 41 
 
 
Kit básico de aterramento temporário 
 
 
Aterramento de linha trifásica 
 
 
Manutenção de Sistemas de Alta Tensão 
42 CPTM 
 
Distâncias dos aterramentos temporários em relação à área de execução da manutenção. 
 
Aterramento da linha sem derivação 
 
 
 
Aterramento da linha com derivações 
 
Manutenção de Sistemas de Alta Tensão 
 CPTM 43 
 
 
 
6.4.1 Procedimentos para a execução do aterramento temporário 
Como já foi descrito anteriormente, antes de executar o aterramento na linha, tendo já sido 
executada a manobra de desligamento da energia elétrica, é necessário, também, o uso do aparelho 
de detecção de tensão, a fim de prevenir acidente por causa da energização indevida. 
 
 
Aparelho detector de tensão 
 
Manutenção de Sistemas de Alta Tensão 
44 CPTM 
 
Esses aparelhos detectam com total segurança a presença de tensão por aproximação em 
instalações elétricas de corrente alternada com condutores sem blindagens, tais como linhas de 
distribuição, subestações, cubículos etc. 
Sua utilização é indispensável nos serviços de manutenção em instalações elétricas, para 
permitir ao eletricista, certificar-se de que o local de trabalho está desenergizado, antes de instalar 
o conjunto de aterramento temporário, garantindo, assim, a execução dos serviços com total 
segurança. 
 
6.4.2 Procedimentos para o aterramento da linha: 
1- providenciar o desligamento do circuito; 
2- estar devidamente paramentado com os EPIs; 
3- verificar se não há tensão nas linhas(fases), utilizando o aparelho detector de tensão 
acoplado ao bastão isolante; 
4- conectar o grampo terra no ponto de aterramento; 
5- conectar os grampos fase nas respectivas fases da linha, utilizando o bastão isolante e 
observando se, com a aproximação, há a formação de arco voltaico. Em caso afirmativo, 
paralisar a operação e checar a linha. 
 
Procedimentos para a retirada do aterramento da linha: 
 
1- estar devidamente paramentado com os EPIs; 
2- retirar os grampos fase das respectivas fases, utilizando o bastão isolante; 
3- desconectar o grampo terra do ponto de aterramento; 
4- providenciar o restabelecimento da energia. 
 
Antes de iniciar essa operação, verificar se todo material utilizado na manutenção foi 
recolhido (instrumentos de medida, ferramentas, panos, cordas etc.). Verificar se todos os 
envolvidos foram evacuados da área de manutenção e alertados sobre o início da manobra de 
retirada dos aterramentos para iniciar o restabelecimento da energia. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Manutenção de Sistemas de Alta Tensão 
 CPTM 45 
 
Visão geral do sistema de Potência 
 
Manutenção de Sistemas de Alta Tensão 
46 CPTM 
 
Tensões Nominais Padronizadas no Brasil 
Os níveis de tensões praticados no Brasil são: 765 kV, 525 kV, 500 kV, 
440 kV, 345 kV, 300 kV, 230 kV, 160 kV, 138 kV, 132 kV, 115 kV, 88 kV, 
69 kV, 34,5 kV, 23 kV, 13,8 kV, 440 V, 380 V, 230V, 220 V, 127V, 110 V. 
 
6.5 Perdas no sistema de transmissão 
As principais perdas no sistema de transmissão de energia elétrica são: 
 
• perdas na isolação – os detritos em suspensão na atmosfera e as intempéries contribuem para 
que os isoladores que suportam o condutor elétrico fiquem impregnados por uma camada que se 
torna condutiva, fazendo com que surja uma corrente de fuga pelo isolador, passando para a 
estrutura de sustentação em direção a terra; 
 
 
Isoladores impregnados de sujeira 
 
 
 
Isoladores limpos 
Manutenção de Sistemas de Alta Tensão 
 CPTM 47 
 
• perdas ôhmicas – são as perdas decorrentes da resistência do condutor elétrico. Essa 
resistência é diretamente proporcional ao comprimento do condutor. 
• efeito corona – são as perdas decorrentes da ionização do ar em torno do fio condutor. O campo 
magnético, gerado pela circulação de corrente no fio condutor, faz com que alguns elétrons do ar 
que estão em volta desse fio se desloquem, gerando uma corrente de fuga. Como o ar não é um 
bom condutor elétrico, esse deslocamento de elétrons é “forçado”, o resultado é a emissão de luz 
e um zumbido característico “z z z z z”. 
 
O efeito corona normalmente 
aparece nas superfícies dos condutores das 
linhas de transmissão de energia elétrica em 
consequência dos níveis de tensão de 
operaçãoe das condições climáticas onde 
estão construídas. 
Esse efeito ocorre devido às 
partículas de ar, de poeira e à alta umidade 
(vapor d’água) encontrada em torno dos 
condutores que, quando submetidos a um 
campo elétrico muito elevado e intenso, 
tornam-se ionizados e, como consequência, 
emitem luz. 
É bom ressaltarmos que os efeitos corona provocam perdas de eletricidade que podem 
variar de alguns quilowatts até algumas centenas de quilowatts por quilômetros, principalmente 
quando as linhas de transmissão ficam sob condições adversas de chuva ou garoa. 
Além dessas perdas, o sistema de transmissão possui ao longo do trecho subestações, 
onde existem equipamentos que produzem perdas que também são consideradas para efeito de 
cálculo. 
Vale salientar que as perdas em um sistema de energia são calculadas conforme 
parâmetros e metodologias adotadas pela ANEEL (Agência Nacional de Energia Elétrica) conforme 
abaixo: 
 
1- estabelecer a metodologia e os procedimentos para obtenção dos dados necessários para 
apuração das perdas dos sistemas de distribuição de energia elétrica; 
2- definir indicadores para avaliação das perdas nos segmentos de distribuição de energia elétrica; 
3- estabelecer a metodologia e os procedimentos para apuração das perdas dos sistemas de 
distribuição de energia elétrica. 
Efeito corona 
Manutenção de Sistemas de Alta Tensão 
48 CPTM 
 
Premissas para o cálculo das perdas: 
 
1- é adotado o valor de referência de 0,92 para o fator de potência utilizado nos cálculos das perdas 
nos segmentos: 
2- as cargas são consideradas distribuídas de forma equilibrada nas fases das redes do Sistema de 
Distribuição em Média Tensão (SDMT). 
3- são consideradas perdas adicionais de 15% sobre o montante de perdas técnicas calculadas 
para as redes dos Sistemas de Distribuição em Baixa Tensão; 
4- as perdas nos transformadores são baseadas nos valores normatizados pela Associação 
Brasileira de Normas Técnicas – ABNT; 
5- para determinação da resistência ôhmica, a temperatura de operação dos condutores elétricos é 
considerada constante e igual a 55 ° C; 
6- são consideradas perdas adicionais de 5% sobre o montante de perdas técnicas totais, excluindo-
se as perdas apuradas por medição, devido às perdas técnicas produzidas por efeito corona em 
conexões, sistemas supervisórios, relês fotoelétricos, capacitores, transformadores de corrente e 
de potencial, e por fugas de correntes em isoladores e para-raios; 
7- A distribuidora deve apresentar avaliação das perdas por segmento, detalhando a metodologia 
utilizada no estudo. 
 
6.5.1 INDICADORES DE PERDAS 
 
A ANEEL apurará os valores de perdas técnicas em megawatt-hora (MWh) estratificando 
os valores para cada segmento, conforme os indicadores a seguir definidos: 
Energia Fornecida - EF: energia ativa efetivamente entregue e medida, ou estimada, nos casos 
previstos pela legislação, às unidades consumidoras, outras distribuidoras e consumidores livres, 
mais o consumo próprio, em megawatt-hora (MWh); 
 
Energia Injetada - EI: energia ativa efetivamente recebida e medida de um agente, em megawatt-
hora (MWh); 
 
Energia Passante - EP (i): total de energia ativa que transita no segmento (i), em megawatt-hora 
(MWh); 
 
Perdas Técnicas do Segmento - PTS (i): perdas técnicas para cada segmento, em megawatt-hora 
(MWh); 
 
Perdas Técnicas - PT: corresponde à soma das perdas técnicas de todos os segmentos, em 
megawatt-hora (MWh); 
Manutenção de Sistemas de Alta Tensão 
 CPTM 49 
 
Perdas na Distribuição - PD: corresponde à diferença entre a Energia Injetada – EI e a Energia 
Fornecida – EF, em megawatt-hora (MWh); 
 
Perdas Não Técnicas - PNT: corresponde à diferença entre as Perdas na Distribuição – PD e as 
Perdas Técnicas – PT, em megawatt-hora (MWh); 
 
Além dos montantes em energia elétrica, deverão ser apuradas as relações percentuais, conforme 
os seguintes indicadores: 
Índice de Perdas Técnicas nos Segmentos – IPTS (i): percentual de perdas técnicas em relação 
à energia que transita em cada segmento. 
Percentagem de Perdas Técnicas – PPT: percentual de perdas técnicas em relação à energia 
injetada. 
Percentagem de Perdas na Distribuição – PPD: perdas totais representadas percentualmente em 
relação à energia injetada. 
Percentagem de Perdas Não Técnicas – PPNT: percentual de perdas não técnicas em relação à 
energia injetada. 
Manutenção de Sistemas de Alta Tensão 
50 CPTM 
 
 
Manutenção de Sistemas de Alta Tensão 
 CPTM 51 
 
 
 
 
 
7 Sistema Elétrico-Ferroviário 
 
 
 
 
 
 
Podemos descrever o sistema elétrico ferroviário, basicamente, como um conjunto de 
instalações e equipamentos eletrônicos e eletromecânicos que têm como função o fornecimento de 
energia elétrica em corrente contínua CC para alimentação dos trens e também o fornecimento de 
energia elétrica em corrente alternada para o sistema de sinalização. Existem duas configurações 
do sistema elétrico ferroviário: 
 
Trecho das linhas 7 Rubi / 10 Turquesa; linhas 11 Coral / 12 Safira; e linha 8 composta por: 
 
• Subestações Abaixadoras e Retificadoras 
• Cabines de Seccionamento e Paralelismo 
• Rede Aérea de Tração 
 
Trecho da linha 9 Esmeralda, composto por: 
 
• Subestações Abaixadoras e Retificadoras 
• Rede Aérea de Tração 
 
 
Apresentamos, abaixo, cada parte do sistema elétrico para que se forme uma ideia do que 
é o sistema de eletrificação ferroviário. 
 
7.1 Subestação 
A subestação é um local físico que contém a instalação elétrica de alta potência e os 
equipamentos necessários para a adequação dos níveis de tensão e também os equipamentos de 
proteção e controle para a alimentação da Rede-Aérea de tração e, consequentemente, a 
alimentação dos trens e unidades elétricas. Esses equipamentos são: transformadores, disjuntores, 
seccionadores, medidores etc. 
 
 
Manutenção de Sistemas de Alta Tensão 
52 CPTM 
 
7.1.1 Classificação das subestações 
• SE elevadora: aumenta o nível de tensão com o objetivo de melhorar o rendimento na 
transmissão, diminuindo as perdas na linha de transmissão. 
• SE rebaixadora: reduz o nível de tensão, adequando os valores para a fase de distribuição 
e cargas individuais. 
• SE retificadora: converte a tensão CA em CC por meio de diodos retificadores. 
• SE conversora: converte a tensão CC em CA, por meio de componentes semicondutores: 
tiristores. 
 
7.1.1.1 SUBESTAÇÃO REBAIXADORA RETIFICADORA (SE) 
 
No sistema elétrico ferroviário da CPTM, as subestações são do tipo rebaixadora e 
retificadora. Recebem a energia elétrica de uma concessionária em níveis padrões de 88kV ou 
138kV e, por meio de transformadores, é feito o primeiro rebaixamento de tensão para 34,5 kV. Essa 
tensão seguirá três caminhos: 
 
• um alimentará outras subestações que não têm possibilidade de serem alimentadas 
pela concessionária (denominadas subestações secundárias ou subalimentadas). 
• o outro alimentará o sistema de sinalização, mas ainda é necessário que se faça o 
rebaixamento de tensão para: 
a) 4,4 kV – se forem subestações das linhas 11 e 12 
b) 6,6 kV - se forem subestações das linhas 8 e 9 
c) 13,2 kV – se forem subestações das linhas 7 e 10 
 
• O último caminho alimentará o sistema de rede aérea de tração. Para isso, deverá ser 
feito outro rebaixamento de tensão para 3000V e ainda ser retificado para corrente 
contínua, feito por grupos retificadores. 
 
Dentro de uma subestação, rebaixadora/retificadora são encontrados os seguintes 
equipamentos: 
 
• transformadores de potência; 
• seccionadores; 
• disjuntores; 
• retificadores; 
• TC – transformador de corrente; 
• TP – transformador de potencial; 
• relês; 
• painéis de controle e de comando; 
• No break e conjunto de baterias; 
• fusíveis; 
• para-raios; 
• aparelhos de medição e de proteção.7.1.1.2 CABINE DE SECCIONAMENTO E PARALELISMO 
Local físico com disjuntores extrarrápidos, interligados na rede aérea de tração. Essas 
cabines estão instaladas entre as subestações ao longo do trecho, com três finalidades: 
1- proteger o sistema de alimentação contra sobrecargas na rede aérea de tração. 
2- criar seccionamentos na rede aérea de tração, com objetivo de diminuir o trecho a ser desligado, quando 
for necessária a intervenção da manutenção. 
3- equalizar as cargas nas redes aéreas de tração, devido ao paralelismo formado pelos disjuntores. 
 
Os trens da CPTM são elétricos e para alimentá-los, ao longo de seus 278km de linhas 
férreas, existem subestações distribuídas estrategicamente, para que os trens possam circular 
eficientemente, sem que haja queda de tensão ou sobrecargas no sistema elétrico. Essa extensão 
de linha está dividida em trechos conforme segue abaixo: 
 
Linha 7 – Rubi / Linha 10 – Turquesa (Jundiaí à Estação Luz – Luz a Rio Grande da Serra) 
 
Essas linhas possuem oito Subestações e sete Cabines Seccionadoras. Das oito 
Subestações, quatro são primárias, ou seja, recebem energia diretamente da concessionária 
(Elektro ou Eletropaulo) e as quatro restantes são subalimentadas em 34,5kV, fornecidos pelas 
subestações primárias por meio das linhas de subtransmissão existentes ao longo da via. Não 
esquecendo de que nesse trecho existem as cabines de seccionamento e paralelismo entre as 
subestações. 
A potência total retificada que alimenta os trens nesse trecho é de 71 MVA, distribuídos 
conforme tabela abaixo: 
 
Subestação Tensão de entrada Tensões de saída Finalidade 
CS Rio Grande da Serra 
SE Mauá 
8 MW 
 
02 linhas de 
34,5 kVca 
provenientes da SE 
São Caetano 
 
04 linhas de 
13,2 kVca 
Alimentação constante 
da SE Mauá e 
alternativa para SE Pari 
caso falte Eletropaulo 
06 linhas de 
34,5 kVcc 
Tração elétrica dos 
trens 
220 Vca 
Serviços auxiliares 
internos 
CS Santo André 
São Caetano 
12 MW 
 
02 linhas de 88 kV ca 
da Eletropaulo 
 
04 linhas de 
34,5 kVca 
Sinalização 
04 linhas de 
3 kVcc 
Tração elétrica dos 
trens 
220 Vca 
Serviços auxiliares 
internos 
 
Manutenção de Sistemas de Alta Tensão 
54 CPTM 
 
Subestação Tensão de entrada Tensões de saída Finalidade 
CS Ipiranga 
SE Pari 
12MW 
 
02 linhas de 
88 kVca da 
Eletropaulo 
 
04 linhas de 
34,5 kVca 
Alimentação constante 
para SE Eng. São Paulo e 
alternativa para as 
Subestações de Tietê e 
São Caetano 
08 linhas de 
3 kVcc 
Tração elétrica dos 
trens 
220 Vca 
Serviços auxiliares 
internos 
CS Nothman 
Tietê 
12MVA 
 
02 linhas de 
88 kVca da 
Eletropaulo 
 
04 linhas de 
34,5 kVca 
Alimentação constante 
para SE de Caieiras e 
alternativa para as SEs 
Morato e Pari 
04 linhas de 
13,2 kVca 
Sinalização 
08 linhas de 
3 kVcc 
Tração Elétrica dos 
trens 
220 Vca 
Serviços auxiliares 
internos 
CS Vila Clarice 
Jaraguá 
8MVA 
 
04 linhas de 
34,5 kVca 
provenientes 
02 de Tietê e 
02 de Caieiras 
 
04 linhas de 
13,2 kVca 
Sinalização 
04 linhas de 
3 kVca 
Tração Elétrica dos 
trens 
220Vca 
Serviços auxiliares 
internos 
Caieiras 
6MVA 
 
02 linhas de 
88 kVca da 
Eletropaulo 
 
04 linhas de 
13,2 kVca 
Sinalização 
04 linhas de 
3 kVca 
Tração Elétrica dos 
trens 
220Vca 
Serviços auxiliares 
internos 
Manutenção de Sistemas de Alta Tensão 
 CPTM 55 
 
Subestação Tensão de entrada Tensões de saída Finalidade 
CS Baltazar Fidelis 
Francisco 
Morato 
9MVA 
 
02 linhas de 
138 kVca 
Elektro 
 
04 linhas de 
34,5 kVca 
Alimentação constante 
para SE de Campo 
Limpo e alternativa para 
as SEs Tietê e Caieiras 
04 linhas de 
13,2 kVca 
Sinalização 
04 linhas de 
3 kVcc 
Tração Elétrica dos 
trens 
CS Botujuru 
Campo Limpo 
4MVA 
 
02 linhas de 
34,5 kVca 
provenientes da SE 
de Fco.Morato 
 
04 linhas de 
13,2 kVca 
Sinalização 
04 linhas de 
3 kVcc 
Tração Elétrica dos 
trens 
220 Vca 
Serviços auxiliares 
internos 
 
 
Subestação primária de Caieiras 
 
Cabine seccionadora Vila Clarice 
 
Manutenção de Sistemas de Alta Tensão 
56 CPTM 
 
Linha 11 – Coral / Linha 12 – Safira (Luz à Estação Estudantes - Brás à Estação Calmon Viana) 
 
Essas linhas possuem oito Subestações Primárias e nove Cabines Seccionadoras, sendo 
cinco da Linha 11 e quatro da Linha 12.Todas recebem energia diretamente da concessionária 
Eletropaulo. A potência total retificada que alimenta os trens nesse trecho é de 68 MVA, distribuídos 
conforme tabela abaixo: 
 
Subestação Tensão de entrada Tensões de saída Finalidade 
CS Rio Grande da Serra 
Eng. São 
Paulo 
12 MVA 
 
02 linhas de 
34,5 kVca 
provenientes da 
SE PARI 
 
04 linhas de 
4,4 kVca 
(futuro 13,2 kVca) 
Sinalização 
08 linhas de 
3 kVcc 
Tração elétrica dos 
trens 
220 Vca 
Serviços auxiliares 
internos 
Eng. 
Sebastião 
Gualberto 
9 MVA 
 
02 linhas de 
88 kVca 
Eletropaulo 
04 linhas de 
4,4 kVca 
Sinalização 
08 linhas de 
3 kVcc 
Tração elétrica dos 
trens 
220 Vca 
Serviços auxiliares 
internos 
CS Goulart 
Ermelino 
Matarazzo 
9 MVA 
 
02 linhas de 
88 kVca 
Eletropaulo 
04 linhas de 
4,4 kVca 
(futuro 13,2 kVca) 
Sinalização 
04 linhas de 
3 kVcc 
Tração elétrica dos 
trens 
220 Vca 
Serviços auxiliares 
internos 
CS Manoel Feio 
Eng. Manoel 
Feio 
8 MVA 
 
02 linhas de 
88 kVca 
Bandeirantes 
04 linhas de 
4,4 kVca 
(futuro 13,2 kVca) 
Sinalização 
04 linhas de 
3 kVcc 
Tração elétrica dos 
trens 
220 Vca 
Serviços auxiliares 
internos 
Calmon Viana 
8 MVA 
 
02 linhas de 
88 kVca 
Bandeirantes 
06 linhas de 
4,4 kVca 
Sinalização 
06 linhas de 
3 kVcc 
Tração elétrica dos 
trens 
220 Vca 
Serviços auxiliares 
internos 
 
CS Vila Matilde 
Manutenção de Sistemas de Alta Tensão 
 CPTM 57 
 
Subestação Tensão de entrada Tensões de saída Finalidade 
CS Patriarca 
Patriarca 
8 MVA 
 
02 linhas de 
88 kVca 
Eletropaulo 
04 linhas de 
4,4 kVca 
(futuro 13,2 kVca) 
Sinalização 
06 linhas de 
3 kVcc 
Tração elétrica dos 
trens 
220 Vca 
Serviços auxiliares 
internos 
CS Arthur Alvin 
Itaquera 
9 MVA 
 
02 linhas de 
88 kVca 
Eletropaulo 
04 linhas de 
4,4 kVca 
(futuro 13,2 kVca) 
Sinalização 
04 linhas de 
3 kVcc 
Tração elétrica dos 
trens 
220 Vca 
Serviços auxiliares 
internos 
CS Guaianazes 
Futura SE Guaianazes 
CS Jundiapéba 
Brás Cubas 
6 MVA 
 
02 linhas de 
88 kVca 
Bandeirante 
04 linhas de 
4,4 kVca 
(futuro 13,2 kVca) 
Sinalização 
04 linhas de 
3 kVcc 
Tração elétrica dos 
trens 
220 Vca 
Serviços auxiliares 
internos 
CS Estudantes 
 
 
Subestação Eng.º São Paulo Cabine seccionadora Estudantes 
 
 
Manutenção de Sistemas de Alta Tensão 
58 CPTM 
 
Linha 8 – Diamante / Linha 9 - Esmeralda (Júlio Prestes à Amador Bueno – Osasco à Grajaú) 
Essas linhas possuem nove Subestações Primárias e quatro Cabines Seccionadoras. Das 
nove Subestações, seis são da Linha 8, e três da Linha 9, e recebem energia diretamente da 
concessionária Eletropaulo em 88kV. As cabines seccionadoras são todas da Linha 8. A potência 
total retificada que alimenta os trens nesse subsistema é de 59 MVA, distribuídos conforme tabela 
seguinte: 
 Subestação Tensão de entrada Tensões de saída Finalidade 
Li
n
h
a 
8
 →
 
CS Júlio Prestes 
Barra Funda 
4 MW 
 
02 linhas de 
88 kVca 
Eletropaulo 
02 linhas de 
6,6 kVca 
Sinalização 
04 linhas de 
3 kVcc 
Tração elétrica dos 
trens 
220 Vca 
Serviços auxiliares 
internos 
CS Lapa 
Imperatriz Leopoldina 
8 MVA 
 
02 linhas de 
88 kVca 
Eletropaulo 
02 linhas de 
6,6 kVca 
Sinalização 
04 linhas de 
3 kVccTração elétrica dos 
trens 
220 Vca 
Serviços auxiliares 
internos 
CS Presidente Altino 
Osasco 
8 MVA 
 
02 linhas de 
88 kVca 
Eletropaulo 
02 linhas de 
6,6 kVca 
Sinalização 
04 linhas de 
3 kVcc 
Tração elétrica dos 
trens 
220 Vca 
Serviços auxiliares 
internos 
CS Quitaúna 
Santa Terezinha 
8 MVA 
 
02 linhas de 
88 kVca 
Eletropaulo 
02 linhas de 
6,6 kVca 
Sinalização 
04 linhas de 
3 kVcc 
Tração elétrica dos 
trens 
220 Vca 
Serviços auxiliares 
internos 
Jandira 
8 MVA 
 
02 linhas de 
88 kVca 
Eletropaulo 
02 linhas de 
6,6 kVca 
Sinalização 
04 linhas de 
3 kVcc 
Tração elétrica dos 
trens 
220 Vca 
Serviços auxiliares 
internos 
Santa Rita 
8 MVA 
 
02 linhas de 
88 kVca 
Eletropaulo 
02 linhas de 
6,6 kVca 
Sinalização 
04 linhas de 
3 kVcc 
Tração elétrica dos 
trens 
220 Vca 
Serviços auxiliares 
internos 
Manutenção de Sistemas de Alta Tensão 
 CPTM 59 
 
 Subestação Tensão de entrada Tensões de saída Finalidade Lin
h
a 9
→
 
Cidade Dutra 
8 MVA 
 
02 linhas de 
88 kVca 
Eletropaulo 
02 linhas de 
6,6 kVca 
Sinalização 
04 linhas de 
3 kVcc 
Tração elétrica dos 
trens 
220 Vca 
Serviços auxiliares 
internos 
Morumbi 
8 MVA 
 
02 linhas de 
88 kVca 
Eletropaulo 
02 linhas de 
6,6 kVca 
Sinalização 
04 linhas de 
3 kVcc 
Tração elétrica dos 
trens 
220 Vca 
Serviços auxiliares 
internos 
Jaguaré 
8 MVA 
 
02 linhas de 
88 kVca 
Eletropaulo 
02 linhas de 
6,6 kVca 
Sinalização 
04 linhas de 
3 kVcc 
Tração elétrica dos 
trens 
220 Vca 
Serviços auxiliares 
internos 
 
 
Subestação Vila Lobos 
 
 
Cabine seccionadora de Quitaúna 
 
Manutenção de Sistemas de Alta Tensão 
60 CPTM 
 
7.1.1.3 VISÃO GERAL DO SISTEMA ELÉTRICO FERROVIÁRIO 
(Subestação, Cabine de Seccionamento e Paralelismo e Rede Aérea de Tação) 
 
Manutenção de Sistemas de Alta Tensão 
 CPTM 61 
 
 
Manutenção de Sistemas de Alta Tensão 
62 CPTM 
 
Subestação e Cabines 
 
 
Manutenção de Sistemas de Alta Tensão 
 CPTM 63 
 
Exercícios 
 
 Quais as tensões padrões de entrada nas subestações da CPTM? 
_______________________________________________________________________________ 
_______________________________________________________________________________ 
_______________________________________________________________________________ 
 
 
 Quais as tensões padrões de energia que as subestações fornecem para os sistemas de: 
a) Sinalização Linhas 08 e 09 ___________________________________________________ 
 
b) Sinalização Linhas 07 e 10 ___________________________________________________ 
 
c) Sinalização Linhas 11 e 12 ___________________________________________________ 
 
d) Rede Aérea _______________________________________________________________ 
 
 
 As três finalidades das cabines seccionadoras instaladas nas linhas da CPTM, são 
_______________________________________________________________________________ 
_______________________________________________________________________________ 
_______________________________________________________________________________ 
_______________________________________________________________________________ 
_______________________________________________________________________________ 
 
 O que significa uma subestação alimentada e uma subalimentada? 
_______________________________________________________________________________ 
_______________________________________________________________________________ 
_______________________________________________________________________________ 
_______________________________________________________________________________ 
_______________________________________________________________________________ 
_______________________________________________________________________________ 
_______________________________________________________________________________ 
_______________________________________________________________________________ 
 
Manutenção de Sistemas de Alta Tensão 
64 CPTM 
 
7.1.2 Cabine de Seccionamento e Paralelismo 
Observando o diagrama do Sistema Elétrico Ferroviário a seguir, entre as Subestações 
estão instaladas as Cabines de Seccionamento e Paralelismo das linhas da Rede Aérea de Tração, 
que têm como finalidade: 
• proteger o sistema contra sobrecargas ocasionadas por anomalias dos motores de 
tração dos trens; 
• equalizar as cargas nas redes aéreas; 
• criar pontos de seccionamento entre as subestações, facilitando, assim, a manutenção 
da rede aérea, diminuindo os trechos desligados o que reduz as interferências na 
circulação dos trens. 
 
 
Diagrama do Sistema Elétrico Ferroviário 
 
 
 
Manutenção de Sistemas de Alta Tensão 
 CPTM 65 
 
Essas cabines possuem equipamentos específicos, ou seja, disjuntores e seccionadores. 
O diagrama acima apresenta as subestações (A e B), a cabine de seccionamento e 
paralelismo (C), as Redes Aéreas de Tração e a maneira como estão interligadas, formando o 
sistema elétrico ferroviário. 
Podemos verificar que existem secções, ou seja, pontos isolados na Rede Aérea, 
chamados GAPs. Esses GAPs (A1, B1 e C1) da Rede Aérea RA1, estão instalados com o objetivo 
de permitir que a Rede Aérea seja dividida em trechos. Cada trecho será alimentado por dois ramais 
de alimentação de energia (3kVcc) fornecidos por duas subestações ligadas em paralelo. 
Essa ligação, no diagrama, está representada pela ligação em paralelo dos ramais de 
energia a2 de 3kVcc da SE (A) e o ramal b1 da SE (B), entre os GAPs A1 e B1 da Rede Aérea 1. 
Em função da capacidade de carga, ou seja, do potencial de fornecimento de energia 
elétrica, foi dimensionada a distância entre as subestações. Essa distância é de aproximadamente 
15 km. 
Sendo assim, surge um problema. Quando um trem está entre os GAPs A1 e B1 e estando 
mais próximo da SE A, e, obviamente, mais distante da SE B, e se o trem apresentar algum problema 
que cause uma sobrecarga na alimentação de energia (queda de rede aérea, fuga de corrente, 
sobrecarga nos motores de tração dos trens etc.), o sistema de proteção da SE A atuará, desligando 
o ramal de energia a2, mas o sistema de proteção do ramal b1 da SE B, que deveria “perceber” essa 
situação e desligar esse ramal, pode não atuar, em função da distância, mantendo o trem 
alimentado, o que poderá agravar o ocorrido. 
Para solucionar esse problema, foi pensado em instalar, entre as SE A e B, um sistema de 
proteção idêntico ao das SE já instalado nos ramais que alimentam a Rede Aérea, sistema esse 
formado por disjuntores específicos para CC e seccionadores. Esse sistema de proteção é chamado 
de Cabine de Seccionamento e Paralelismo ©. 
Com isso, essa cabine, além de proteger o sistema de alimentação da rede aérea dos trens, 
permite a equalização das cargas nas redes aéreas. Ao mesmo tempo, facilita para a manutenção 
o desligamento de trechos menores e, obviamente, interfere menos na circulação dos trens. 
 
7.1.3 Manobras em subestações 
As operações de manobras nas subestações são necessárias, a fim de desligar circuitos 
de alta tensão para a manutenção do sistema elétrico ferroviário. 
Para se desligar um circuito elétrico, são necessárias algumas operações de abertura e/ou 
fechamento de disjuntores e de seccionadores numa dada sequência para que sejam evitados 
danos aos equipamentos e acidentes aos operadores. 
Manutenção de Sistemas de Alta Tensão 
66 CPTM 
 
Sequência de manobra de desligamento: 
• estar devidamente paramentado com os EPIs; 
• desligar todos os disjuntores, partindo da saída de energia, em direção à entrada; 
• desligar todos os seccionadores, partindo da saída de energia, em direção à entrada; 
• aterrar;