Sistemas Elétricos

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SISTEMAS ELÉTRICOS 
(FUNDAMENTOS, MATERIAIS 
E PROTEÇÃO)
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© 2019 POR EDITORA E DISTRIBUIDORA EDUCACIONAL S.A.
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Daniella Fernandes Haruze Manta
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Mariana de Campos Barroso
Paola Andressa Machado Leal
Dados Internacionais de Catalogação na Publicação (CIP)
Sanches, Heverton Bacca 
S211s Sistemas elétricos (fundamentos, materiais e proteção)/ 
 Heverton Bacca Sanches, – Londrina: Editora e Distribuidora 
 Educacional S.A. 2019.
 127 p.
ISBN 978-85-522-1531-8
1. Instalações elétricas. 2. Automação. I. Sanches, 
 Heverton Bacca. Título.
 CDD 620
Responsável pela ficha catalográfica: Thamiris Mantovani CRB-8/9491
2019
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SISTEMAS ELÉTRICOS (FUNDAMENTOS, MATERIAIS 
E PROTEÇÃO)
SUMÁRIO
Apresentação da disciplina 4
Instalações elétricas industriais 5
Proteção de sistemas elétricos 22
Dispositivos de proteção 39
Relés nos sistemas de potência 56
Esquemas de proteção e diagramas elétricos 72
Desempenho das instalações elétricas e suas proteções 92
Automação e controle em sistemas elétricos 108
44 
Apresentação da disciplina
Em um mundo cada vez mais dependente de energia elétrica, conhecer 
os fundamentos dos sistemas elétricos ajuda a fazer o melhor uso dos 
seus equipamentos ou componentes e, melhor do que isso, garantir 
a disponibilidade de energia elétrica aos consumidores industriais, 
residenciais, comerciais e outros.
Conhecer os componentes das instalações elétricas, como materiais, 
acessórios, dispositivos, instrumentos, equipamentos (de geração, 
conversão, transformação, transmissão, armazenamento, distribuição 
ou utilização de eletricidade), máquinas, conjuntos ou mesmo 
segmentos ou partes da instalação, como linhas elétricas, ajudará no 
desenvolvimento de projetos mais eficientes. Entender a natureza 
das falhas nesses componentes das instalações elétricas permitirá 
a configuração de um projeto de proteção mais adequado às 
características das cargas elétricas.
Adotar como referência as normas brasileiras e das concessionárias 
que fazem o suprimento de energia elétrica é indispensável para 
a realização de um projeto de instalações elétricas, portanto, as 
normas mais utilizadas serão a NBR 5.410 – Instalações elétricas de 
baixa tensão, NBR 14.039 – Instalações elétricas de média tensão 
de 1 a 36 kV, NBR 5.419 – Proteção de estruturas contra descargas 
atmosféricas, dentre outras normas internacionais, IEC – International 
Electrotechnical Commission, que, na falta de normas brasileiras, 
ajudam na especificação de materiais e equipamentos elétricos.
Observando as condições de fornecimento de energia elétrica, as 
características das cargas e sua distribuição na planta industrial, 
podemos lançar mão da utilização dos fundamentos dos sistemas 
elétricos e das normas para determinar a melhor configuração do 
projeto de instalações elétricas e a busca da qualidade de energia e 
eficiência energética.
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Instalações elétricas industriais
Autor: Heverton Bacca Sanches
Objetivos
Antes de especificar ou mesmo configurar 
qualquer equipamento ou componente de um 
sistema elétrico, é importantíssimo conhecer os 
seus principais fundamentos:
• As condições de fornecimento de energia elétrica;
• As características das cargas e sua distribuição na 
planta industrial;
• Os principais componentes de instalações elétricas;
• Como escolher e configurar os condutores elétricos;
• Como se dá a correção do fator de potência.
66 
1. O fornecimento de energia elétrica
Para um bom projeto elétrico, é importante conhecer os dados 
relacionados ao suprimento local de energia elétrica e as características 
funcionais da área industrial, administrativa, comercial ou residencial. 
Uma planta contendo detalhes sobre a situação da obra no contexto 
urbano, da arquitetura do prédio, do arranjo das máquinas ou 
equipamentos e suas cargas, bem como possíveis expansões e 
melhorias, também ajudam no desenvolvimento do projeto elétrico.
A Aneel (Agência Nacional de Energia Elétrica) estabelece de forma 
atualizada e consolidada as condições gerais de fornecimento de 
energia elétrica e essas disposições devem ser observadas pelas 
distribuidoras de energia elétrica e seus consumidores. Composto 
por uma rede elétrica e o conjunto de instalações e equipamentos 
elétricos que operam em níveis de alta (superior a 69 kV e inferior 
a 230 kV), média (superior a 1 kV e inferior a 69 kV) e baixa (igual 
ou inferior a 1 kV) tensão, o sistema de distribuição é o segmento 
dedicado ao rebaixamento da tensão proveniente do sistema de 
transmissão, à conexão de centrais geradoras e ao fornecimento de 
energia elétrica ao consumidor. O órgão responsável pela regulação 
dos serviços de distribuição é a Aneel (Agência Nacional de Energia 
Elétrica) por meio da Superintendência de Regulação dos Serviços de 
Distribuição – SRD (ANEEL, 2010).
Após conhecer os detalhes do fornecimento de energia elétrica, com 
a análise do consumo e a demanda de energia elétrica, você encontra 
a relação entre hábitos e consumo de uma instalação industrial, 
comercial ou residencial, assim, compreendendo como a energia 
elétrica é cobrada e como as faturas são calculadas, você terá dados 
para definição de ações de projetos de sistemas elétricos que visam o 
uso mais eficiente dessa energia (PROCEL, 2011).
77 7
2. O projeto elétrico
O projeto elétrico deve admitir a possibilidade de mudanças na 
localização das máquinas e dos equipamentos, facilitar a acessibilidade 
aos dispositivos de segurança e manobra das instalações, mas, 
principalmente, devem garantir a disponibilidade dos equipamentos, 
evitando falhas, interrupções ou mesmo defeitos no sistema elétrico. 
Para evitar interrupções totais ou em partes do circuito elétrico, 
podemos utilizar redundâncias na alimentação da indústria, do comércio 
ou da residência. Quanto mais informações da planta industrial, 
comercial ou residencial, melhor o projeto elétrico e, para isso, conforme 
vemos na Figura 1, contamos com softwares que nos ajudam no 
desenvolvimento, na organização e no controle desses projetos.
Figura 1 – Informações da planta industrial, comercial ou residencial
Fonte: cosmin4000/iStock.com.
A concessionária local é responsável pelo fornecimento de energia 
elétrica com garantia de suprimento satisfatório de carga, tensão 
nominal do sistema elétrico, tipo de suprimento, restrições do sistema 
quanto a sua capacidade de fornecimento e potência, capacidade de 
curto-circuito e impedância equivalente na conexão do sistema.
88 
A Companhia Paulista de Força e Luz (CPFL, 2019), por exemplo, 
é a concessionária do serviço público de energia elétrica que atua 
principalmente na distribuição para 234 municípios do interior do 
estado de São Paulo, atendendo mais de 4 milhões de consumidores. 
Ela possui um conjunto de normas técnicas que esclarece os requisitos 
para conexão de cargas,fornecimento de tensão secundária, construção 
e projeto de redes, projeto de iluminação pública, etc.
Nos sites das concessionárias de energia elétrica, podemos 
encontrar uma série de orientações técnicas, como especificações, 
normas, padrões técnicos e documentos padrões. No site da 
Aneel encontramos o registro e link de acesso para cada uma das 
concessionárias espalhadas pelo Brasil.
A adoção das normas garante segurança e durabilidade das instalações 
elétricas. As normas mais utilizadas nos projetos de instalações 
elétricas industriais são:
• NBR 5.410 – Instalações elétricas de baixa tensão;
• NBR 14.039 – Instalações elétricas de média tensão de 1 a 36 kV;
• NBR 5.419 – Proteção de estruturas contra descargas 
atmosféricas.
Além das normas técnicas brasileiras, o projetista deve conhecer as 
normas técnicas internacionais IEC (International Electrotechnical 
Commission), principalmente quanto às especificações de cabos, 
transformadores de potência e medida, painéis elétricos, conectores, 
dentre outros componentes ou dispositivos elétricos.
A NR 10 (BRASIL, 2016) estabelece requisitos e condições mínimas 
para garantir a segurança e a saúde dos trabalhadores que interajam 
em instalações elétricas e serviços com eletricidade. Essa norma 
99 9
trata, em seu item 10.3, da segurança em projetos e orienta sobre 
a obrigatoriedade de dispositivo de desligamento de circuitos, 
seccionamento de ação simultânea, identificação, aterramento, etc. 
O site do Ministério do Trabalho apresenta a norma NR 10 e muitas 
outras na íntegra, como, por exemplo a NR 12 (BRASIL, 2018), que trata 
da segurança de máquinas e equipamentos.
3. Características das cargas
Conhecer a tensão, corrente, potência e frequência nominal das 
cargas, assim como número de fases, ligações possíveis, regime 
de funcionamento, fator de severidade, é importante para o 
desenvolvimento do projeto elétrico. Essas informações podem ser 
obtidas no manual de especificações dos equipamentos.
As concessionárias de distribuição de energia elétrica tratam o Forno a 
Arco, por exemplo, como uma carga elétrica especial, estabelecendo um 
modelo de cálculo para esse tipo de carga a fim de quantificar o padrão 
de variação de tensão causado pelo seu acionamento e assegurar a 
manutenção do fornecimento de energia elétrica.
Uma das cargas mais comuns no meio industrial são os motores 
elétricos, como podemos ver na Figura 2. Os motores elétricos são 
responsáveis por quase 70% de toda a energia elétrica consumida na 
indústria (ELETROBRAS, 2005), por isso, vale a pena conhecer e controlar 
essa carga adequadamente, muitas vezes utilizando dispositivos de 
partida, parada e controle de velocidade, como Soft-Starts (equipamento 
utilizado para partida e parada) e inversores de frequência, não só para 
partida e parada como controle de velocidade. Um motor configurado 
de acordo com a sua carga de utilização real, com proteções e 
dispositivos de acionamento adequado, levam a um uso mais eficiente 
da energia elétrica, além de prolongar sua vida útil.
1010 
Figura 2 – Motores elétricos em uma planta industrial
Fonte: parys/iStock.com.
Algumas cargas, como máquinas de soldas, fornos de indução, máquinas 
acionadas por sistemas computadorizados, entre outras, requerem um 
estudo particular do projetista de sistemas elétricos, sempre considerando 
a utilização das normas e especificações técnicas da concessionária de 
distribuição de energia, conforme você viu no capítulo anterior. 
ASSIMILE
As cargas elétricas devem ser divididas em blocos ou 
setor de carga, que normalmente correspondem a um 
quadro de distribuição com terminal com alimentação, 
comando e proteção individualizados. Lembramos que 
esses quadros e seus componentes, segundo a NR10, 
devem ser devidamente identificados para garantir a 
segurança de quem utiliza essas instalações.
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4. Componentes das instalações elétricas
A NBR 5.410 (ABNT, 2004) define o componente de uma instalação 
elétrica como materiais, acessórios, dispositivos, instrumentos, 
equipamentos (de geração, conversão, transformação, transmissão, 
armazenamento, distribuição ou utilização de eletricidade), máquinas, 
conjuntos ou mesmo segmentos ou partes da instalação, como linhas 
elétricas, por exemplo. Na Figura 3, temos exemplos de bornes, 
terminais, relés, contatores, fusíveis, disjuntores, controladores, cabos, 
canaletas e outros componentes de um painel elétrico de comando.
Figura 3 – Componentes de instalações elétricas em um painel elétrico
Fonte: AndreyPopov/iStock.com.
5. Os condutores elétricos
Condutor elétrico é um produto metálico, de seção transversal 
invariável e de comprimento muito maior do que a maior dimensão 
transversal, utilizado para transportar energia elétrica ou transmitir 
sinais elétricos. Os condutores elétricos mais utilizados são de cobre 
ou alumínio, podendo ser isolados ou não. Os condutores elétricos 
são classificados em:
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• Fio: condutor maciço rígido composto de uma única via.
• Cabo: condutor composto de um conjunto de fios encordoados, 
isolados ou não entre si.
• Barra: condutor rígido de seção transversal retangular.
Para o dimensionamento completo e correto de um circuito elétrico, 
adotamos seis critérios de dimensionamento:
• Seção mínima (considerando condutores de cobre, nos circuitos 
de iluminação, a seção mínima é de 1,5 mm², e para circuitos de 
força, é de 2,5 mm²);
• Capacidade de condução de corrente;
• Queda de tensão (4% para ramais de baixa tensão ou circuitos 
terminais e 7% para substação ou geração própria);
• Proteção contra sobrecargas;
• Proteção contra curtos-circuitos;
• Proteção contra contatos indiretos (aplicável apenas 
quando se usam dispositivos a sobrecorrente na função de 
seccionamento automático).
A principal razão para a utilização do cobre em sistemas elétricos é 
sua excelente condutividade elétrica. O cobre apresenta a resistência 
elétrica mais baixa entre todos os metais não preciosos. A resistividade 
do alumínio é 65% mais alta que a do cobre e, por consequência, para 
conduzir a mesma corrente elétrica, um cabo com condutor de cobre 
utiliza uma seção nominal menor do que a de um cabo de alumínio. 
Outras razões para a utilização do cobre é sua alta resistência à corrosão 
e a facilidade e confiabilidade da execução de emendas e terminações.
Considerando que os cabos dissipam potência em forma de calor 
devido à sua resistência, podemos considerar o aumento da seção 
do condutor para que essas perdas sejam menores e, portanto, além 
1313 13
do dimensionamento técnico, podemos adotar o dimensionamento 
econômico que consta na IEC 60287-3-2 (INTERNATIONAL STANDARD, 
2012). Assim a seção econômica de um circuito é aquela que resulta 
no menor custo total de instalação e operação de um condutor elétrico 
durante sua vida econômica considerada.
A Associação Internacional do Cobre, Copper Alliance, reúne a indústria 
global de cobre para desenvolver e defender o mercado do cobre e 
contribuir para as metas de desenvolvimento sustentável da sociedade. 
A Copper Alliance tem diversas publicações que podem ajudar na tarefa 
de dimensionamento de circuitos, entre elas Dimensionamento econômico 
e ambiental de condutores elétricos (COPPER, 2016) e diversas outras 
publicações, como estudos de caso, artigos técnicos, softwares e outras 
ferramentas que podem ajudar na tarefa de dimensionamento de circuitos.
É importante salientar, também, que aumentar a seção dos condutores 
elétricos pode contribuir para a redução da emissão de CO2 na 
atmosfera. Mas devemos observar que o dimensionamento econômico 
costuma ser interessante para circuitos com cargas relativamente 
elevadas e que funcionam por longos períodos durante o dia, como, 
por exemplo, grandes motores elétricos, torres de resfriamento, 
sistemas de ar-condicionado, etc.
Para combinar os custos iniciais de compra e instalação com os custos de 
perdas de energia que surgem durante a vida econômica de um condutorelétrico, é necessário expressá-los em valores econômicos comparáveis, 
que são os valores que se referem ao mesmo ponto no tempo.
6. Correção do fator de potência
A legislação brasileira permite às concessionárias calcular as faturas 
em função do consumo (kWh), da demanda (kW), do fator de potência 
e diferentes tipos de tarifa que dependem do perfil do consumidor, 
1414 
conforme exemplificado na Tabela 1. Essa mesma legislação diz que 
o fator de potência deverá ter o limite mínimo de 0,92, caso ocorram 
valores menores, o consumidor será penalizado.
Para medição do fator de potência, adota-se um intervalo de tempo (15 
min ou 1h, por exemplo) para realização da medição. O menor valor será 
considerado para a cobrança do excedente de reativo na fatura no mês.
Tabela 1 – Perfis de consumidores de energia elétrica
Grupo A – Alta tensão Grupo B – Baixa tensão
A-1 – 230 kV ou mais B-1 – Residencial
A-2 – 88 a 138 kV B-1 – Residencial baixa renda
A-3 – 69 kV B-2 – Rural
A-3a – 30 a 44 kV B-3 – Não residencial nem rural 
A-4 – 2,3 a 13,8 kV B-4 – Iluminação pública
A.S. – 2,3 a 13,8 KV (subterrâneo)
Fonte: elaborado pelo autor.
A resolução normativa de número 414 (ANEEL, 2010) estabelece 
as condições gerais de fornecimento de energia elétrica de forma 
atualizada e consolidada. Nessa resolução, os termos e características 
consideradas pela Aneel para a regulamentação do fornecimento de 
energia elétrica, inclusive as questões relacionadas com o fator de 
potência, são descritas detalhadamente.
As principais causas para o baixo fator de potência são:
• Transformadores operando “em vazio”;
• Motores superdimensionados;
• Grande número de motores;
• Utilização de reatores para lâmpadas de descarga com 
baixo fator de potência;
1515 15
• Fornos de indução eletromagnética;
• Máquina de solda a transformador.
As principais consequências de um baixo fator de potência:
• Consumo excedente na conta de energia elétrica;
• Aumento das perdas elétricas nos condutores pelo efeito Joule;
• Necessidade de aumento do diâmetro dos condutores;
• Queda e flutuação de tensão;
• Sobrecarga dos equipamentos de manobra;
• Limitação da capacidade dos transformadores de alimentação.
Vale a pena lembrar que potência é o trabalho realizado em um 
determinado tempo e é expressa na unidade de potência que é o watt, 
símbolo W. Uma potência de 500 W significa que foi realizado um trabalho 
de 500 Joules em 1 segundo. A energia elétrica é o uso de potência elétrica 
em um determinado intervalo de tempo e sua unidade é o watt-hora, ou 
seja, Wh. Mas para clientes industriais, temos que considerar a potência 
aparente, a ativa e a reativa, conforme mostrado na Figura 4.
Figura 4 – Relação das potências
Fonte: elaborado pelo autor.
A parcela P (potência ativa) quantifica o trabalho útil produzido pelo 
circuito, ou seja, mecânico nos motores, térmico nos aquecedores 
e luminoso nas lâmpadas. A parcela Q (potência reativa) representa 
1616 
quanto da potência aparente foi transformada em campo magnético 
ou campo elétrico, ou seja, ela não produz trabalho e circula entre 
a carga e a fonte, ocupando espaço no sistema elétrico que poderia 
ser utilizado para fornecer mais energia ativa. A parcela S (potência 
aparente) é a relação das potências ativa e reativa.
A Figura 5 demonstra o triângulo das potências e como se dá a 
correção do fator de potência por meio do uso de capacitores, que são 
equipamentos capazes de armazenar energia elétrica, assim, ele não 
devolve à fonte externa a energia reativa consumida, ou seja, a troca 
de energia reativa não é feita entre a indústria e a fonte geradora, mas 
entre a indústria e os capacitores.
Figura 5 – Correção do fator de potência
Fonte: elaborado pelo autor.
PARA SABER MAIS
A empresa brasileira WEG possui uma ampla linha 
de capacitores, contatores especiais e fusíveis 
apropriados para a correção do fator de potência e 
em conformidade com as normas e os padrões de 
qualidade nacionais e internacionais.
1717 17
Para entender melhor as técnicas de projeto de bancos 
capacitores, vale a pena pesquisar essa empresa e a longa 
lista de catálogos, manuais e softwares que ela oferece em 
seu site. Exemplo disso é o seu Manual para correção de 
fator de potência (WEG, 2009).
TEORIA EM PRÁTICA
As tarifas de energia refletem peculiaridades de cada 
região, como número de consumidores, quilômetros 
de rede e tamanho do mercado (quantidade de energia 
atendida por uma determinada infraestrutura), custo da 
energia comprada, tributos estaduais e outros. O ideal é 
que a tarifa seja suficiente para garantir o fornecimento 
de energia com qualidade e assegure aos prestadores de 
serviços ganhos suficientes para cobrir custos operacionais 
eficientes e remuneração dos investimentos necessários 
para expandir a capacidade e garantir boa qualidade 
de atendimento. O Ministério de Minas e Energia tem 
um Plano de Eficiência Energética nos Prédios Públicos 
e orienta sobre a melhor forma de entender a fatura de 
energia elétrica e quais as análises que podem ser feitas 
para usar melhor essa energia e reduzir o custo do cliente 
consumidor de eletricidade (PROCEL, 2011).
Como um profissional conhecedor da configuração das 
tarifas de energia elétrica e as informações que nela 
constam, que itens você consideraria para a criação de 
um relatório de análise do sistema elétrico de um cliente 
que tem consumido muita energia elétrica e gostaria de 
contar com um parecer técnico para a busca de mais 
eficiência energética?
1818 
VERIFICAÇÃO DE LEITURA
1. A conta de energia elétrica de um cliente industrial 
mediu uma demanda de 500 kW de energia, porém, 
ele tem utilizado 650 kW nos últimos meses, qual a sua 
sugestão para reduzir o valor da tarifa?
a. Corrigir o fator de potência.
b. Evitar o uso de energia elétrica no horário de ponta.
c. Ajustar o valor da demanda contratual da conta 
de energia.
d. Evitar o uso de energia elétrica no horário 
fora de ponta.
e. Pedir a revisão da tarifa de sazonalidade.
2. A mesma conta de energia conta ainda com um fator 
de potência de 0,86, o que você indicaria para esse 
cliente industrial?
a. Ajustar o valor da demanda contratual da conta 
de energia.
b. Corrigir o fator de potência.
c. Pedir a revisão da tarifa de sazonalidade.
d. Evitar o uso de energia elétrica no horário de ponta.
e. Evitar o uso de energia elétrica no horário 
fora de ponta.
1919 19
3. Com multa por ultrapassar a demanda contratual, 
fator de potência de 0,86 e eventuais multas devido 
à inadequação do contrato com a concessionária de 
energia elétrica, quais ações você sugeriria para essa 
instalação elétrica industrial?
a. Utilização de banco capacitor para correção do 
fator de potência.
b. Instalação de dispositivos de controle de partida 
nos motores para controle da demanda de pico 
de energia.
c. Análise das cargas dessa instalação industrial para 
busca de alternativas com consumo menor ou 
mesmo melhores prática de projeto elétrico.
d. Revisão da demanda contratada junto à 
concessionária de energia elétrica.
e. Todas as alternativas são corretas.
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N° 414, de 9 de setembro de 2010. Disponível em: http://www2.aneel.gov.br/cedoc/
ren2010414.pdf. Acesso em: 27 fev. 2019.
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BRASIL. Portaria MTPS nº 508, de 29 de abril de 2016. NR 10 – Segurança em 
instalações e serviços em eletricidade. Disponível em: http://trabalho.gov.br/
images/Documentos/SST/NR/NR10.pdf. Acesso em: 26 fev. 2019.
. Portaria MTPS nº 1.083, de 18 de dezembro de 2018. NR 12 – Segurança 
no trabalho em máquinas e equipamentos. Disponível em: http://trabalho.gov.br/
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manual-portugues-br.pdf. Acesso em: 27 fev. 2019.
Gabarito
Questão 1 – Resposta C
Como a demanda de energia tem sido maior do que a contratada 
pela indústria do exemplo, é necessário considerar a revisão da 
demanda de energia elétrica contratada.
Questão 2 – Resposta B
O fator de potência tem que ser corrigido pelo uso de bancos 
capacitores, pois a lei determina um fator de potência acima de 0,92.
2121 21
Questão 3 – Resposta E
Essa planta industrial deve ter todo o seu sistema elétrico revisado, 
ou seja, deve instalar bancos capacitores para corrigir o fator de 
potência, deve investir em reequipamento de controle de partida 
dos motores, deve analisar as cargas para melhor aplicação de 
tecnologias que melhorem a característica de consumo de energia 
elétrica e deve revisar a tarifa de energia elétrica devido à utilização 
de uma demanda acima da contratada.
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Proteção de sistemas elétricos
Autor: Heverton Bacca Sanches
Objetivos
Para configurar a devida proteção dos sistemas 
elétricos, é importante conhecer:
• Os sistemas de proteção;
• Os dispositivos mais comuns no projeto dos 
sistemas de proteção;
• As características de um sistema de aterramento;
• Os componentes de um sistema de proteção 
contra descargas atmosféricas.
2323 23
1. Os sistemas de proteção
A operação de um sistema elétrico está sujeita a falhas em seus 
componentes que podem levar à descontinuidade no fornecimento de 
energia às suas cargas. Para evitar a interrupção, você deve conhecer a 
natureza dessas falhas, ou seja, se elas ocorreram:
• Por curto-circuito;
• Por sobrecarga;
• Por sub e sobretensões.
Para garantir a continuidade do fornecimento de energia ou para 
evitar a desconexão total do sistema elétrico junto ao seu fornecedor, 
é necessário projetar um sistema de proteção para a sua instalação 
elétrica. Assim, você deve estabelecer uma estratégia de proteção, 
selecionar os dispositivos de atuação adequados e calibrá-los para 
que operem corretamente.
Sabendo disso, você percebe que, para cumprir a sua função, o sistema 
de proteção deve ser capaz de selecionar a parte danificada da rede 
e retirá-la de serviço sem afertar os circuitos que estão funcionando 
sem falhas ou anormalidades. O projeto do sistema de proteção 
deve garantir a exatidão e segurança do sistema, ou seja, uma alta 
confiabilidade operativa. Para isso, você deve ajustar a sensibilidade 
para a faixa de operação e não operação dos dispositivos de proteção.
2. O projeto de proteção
Para projetar um sistema de proteção, você deve lançar mão de 
dispositivos que desconectem o circuito afetado pela falha da fonte 
supridora de energia elétrica. Os principais dispositivos que realizam 
essa função são os fusíveis, disjuntores e relés.
2424 
A detecção dessas falhas ou anomalias pode ser obtida pela observação 
da elevação das correntes, elevação e redução da tensão, inversão do 
sentido da corrente, alteração da impedância do sistema e comparação 
de módulo e ângulo de fase na entrada e na saída do sistema.
A proteção do sistema elétrico de baixa tensão deve ser configurada 
para proteger condutores e equipamentos da instalação industrial, 
comercial ou residencial normalmente submetidos a sobrecarga, 
corrente de curto-circuito, sobretensões e subtensões. Assim, os 
principais dispositivos utilizados são os fusíveis diazed (Figura 6), os 
fusíveis NH e os disjuntores (Figura 7) e os relés térmicos.
Figura 6 – Exemplo de fusível diazed
Fonte: phanasitti/iStock.com.
Figura 7 – Fusíveis NH e disjuntor termomagnético
Fonte: DenBoma/iStock.com.
2525 25
ASSIMILE
Uma instalação elétrica está devidamente protegida 
contra sobrecorrentes quando condutores, chaves e 
outros dispositivos estiverem com suas capacidades 
térmica e dinâmica iguais ou superiores aos valores 
limitados pelos dispositivos de proteção.
A proteção contra sobrecorrentes, seja ela uma sobrecarga ou um curto-
circuito, ocorre com a utilização de dispositivos fusíveis e disjuntores. 
Um dispositivo fusível é constituido de base, porta-fusível, indicador e, 
eventualmente, percussor. O disjuntor opera por meio de disparadores 
que podem ser térmicos, magnéticos e eletrônicos.
A NBR 5.410 (ABNT, 2004) sugere que a seleção do dispositivo de 
proteção deve satisfazer às seguintes condições:
1 – IB ≤ In
2 – In ≤ IZ
3 – I2 ≤ 1,45 IZ
Onde:
IB = corrente de projeto do circuito;
In = corrente nominal do dispositivo de proteção (ou corrente de ajuste, 
para dispositivos ajustáveis);
IZ = capacidade de condução de corrente dos condutores;
I2 = corrente convencional de atuação, para disjuntores, ou corrente 
convencional de fusão, para fusíveis.
2626 
Considerando ainda os fusíveis e disjuntores operando em baixa tensão, 
para proteger contra curto-circuitos, você deve garantir que o dispositivo 
tenha capacidade de interrupção (Icn) não inferior à corrente de curto-
circuito presumida no ponto em que será instalado (Ik), ou seja:
Icn ≥ Ik
A verificação da coordenação entre condutores e dispositivos de proteção é 
feita pela integral de Joule. As curvas dessa integral em função da corrente,
I².t = f(I), de cabos e dispositivos de proteção são uma ferramenta valiosa 
no estudo da proteção dos condutores contra sobrecorrentes e da 
coordenação deletiva entre dispositivos.
Para você verificar a seletividade entre dispositivos, você utiliza as 
características de I².t, assim, como mostrado na Figura 8, se a corrente I 
for inferior a Is (intersecção das curvas C e A), o disjuntor atuará sem que 
seja afetado o fusível. Se I for superior a IB (intersecção das curvas C e B), 
o fusível atuará antes do disjuntor. Para I entre Is e IB, o disjuntor atuará, 
no entanto, o fusível poderá ser afetado.
Figura 8 – Verificação da seletividade entre disjuntor 
e fusível usando as curvas I².t
Fonte: adaptado de Souza e Moreno (2001).
2727 27
Ainda é importante você analisar as sobrecorrentes e os tempos 
associados à resposta efetiva da proteção, ou seja, devemos considerar 
os efeitos térmicos desenvolvidos pelas correntes de curto-circuito, que 
é dado pela equação:
Onde:
ICS = corrente de curto-circuito que atravessa o dispositivo de proteção;
T = tempo de duração da corrente de curto-circuito.
Como a norma NBR 5.410 (ABNT, 2004) estabelece que a integral de 
Joule a qual o dispositivo deve deixar passar não pode ser superior à 
integralde Joule necessária para aquecer o condutor para que ambos 
continuem funcionando, temos:
Onde:
K2 x S2 = integral de Joule para aquecimento do condutor, desde a 
temperatura máxima para serviço contínuo até a temperatura de 
curto-circuito, admitindo aquecimento adiabático; 
K = 115 para condutores de cobre com isolação de PVC e seção inferior 
ou igual a 300 mm²;
K = 103 para condutores de cobre com isolação de PVC e seção superior 
a 300 mm²;
K = 143 para condutores de cobre com isolação de EPR ou XLPE;
S = seção do condutor, em mm².
2828 
Portanto, você pode determinar o tempo máximo que um condutor 
pode suportar a corrente de curto-circuito:
Para proteger os usuários de energia elétrica que entram em contato 
direto ou indireto com partes vivas ou partes metálicas não energizadas 
em operação normal, utilizamos um dispositivo de proteção à corrente 
diferencial-residual, mais conhecido como DR. Esse dispositivo pode ser 
dividido em três partes funcionais:
• Transformador toroidal para detecção das correntes de falta 
fase-terra;
• Disparador que transforma uma grandeza elétrica em 
ação mecânica;
• Mecanismo móvel e os respectivos elementos de contato.
Existem dois tipos de DR, os mais sensíveis que detectam correntes de 
falta de até 30 mA e os com sensibilidade de corrente de falta superior 
a 30 mA. O primeiro assegura a proteção contra contatos diretos e 
indiretos, já o segundo deve ser empregado somente contra contatos 
indiretos e contra incêndio.
Figura 9 – Detalhe da instalação de um DR em um painel 
de distribuição elétrica
Fonte: suravikin/iStock.com.
2929 29
As instalações industriais contam com uma grande quantidade de 
motores elétricos e, por suas características peculiares, como a 
corrente absorvida pelo motor durante a partida, que é superior à de 
funcionamento normal, e a potência absorvida em funcionamento, que 
é determinada pela potência mecânica no eixo do motor e que pode 
resultar em sobrecarga no circuito de alimentação, devemos tratá-los de 
forma especial quanto à configuração de suas proteções.
A NBR 5.410 (ABNT, 2004) trata essas peculiaridades e define dispositivos 
de proteção para atendê-las. É o caso dos relés térmicos de sobrecarga 
que trabalham em conjunto com os contatores e os dispositivos de 
proteção contra curto-circuitos, que normalmente são disjuntores 
dotados apenas de disparador magnético e fusíveis aM. A Tabela 2 
mostra os dispositivos em diferentes configurações de instalação que 
devem ser utilizados em um circuito terminal de motor.
Tabela 2 – Funções e dispositivos num circuito terminal de motor
Função
Dispositivos
1 2 3 4
Seccionamento Seccionador
Seccionador- 
fusível ou 
disjuntor apenas 
magnético
Contator com 
relé termico
Disjuntor- 
motor Disjuntor- 
contator
Proteção contra 
correntes de 
curto-circuito
Dispositivo 
fusível
Proteção contra 
correntes de 
sobrecarga
Relé térmico
Comando 
funcional Contator Contator
Fonte: adaptado de Souza e Moreno (2001).
O projeto de proteção de sistema primário, ou seja, instalação com 
capacidade igual ou inferior a 300 kVA e superiores a 300 kVA, deve 
ser realizada por meio de um disjuntor acionado por relés secundários 
dotados de unidades instantâneas e temporizadas de fase e de neutro. 
Sendo que, para as instalações com capacidade igual ou inferior, pode 
ser empregada chave seccionadora e fusível, porém, sendo obrigatória 
3030 
a utilização de disjuntor como proteção geral do lado da baixa tensão. 
Nessas aplicações de média e alta tensão, são necessários os relés, 
dispositivos de proteção com as mais diferentes formas de construção e 
funções incorporadas para as mais diversas aplicações e que dependem 
da importância, do porte e da segurança da instalação projetada. Os 
relés atuam sobre o equipamento responsável pela desconexão do 
circuito elétrico afetado por uma falha causada por sobrecarga, curto-
circuito, sobretensão, subtensão e outros eventos, esse equipamento 
normalmente é um disjuntor ou um religador.
3. Sistema de aterramento
O projeto de um sistema elétrico deve considerar um sistema de 
aterramento dimensionado adequadamente para satisfazer as 
condições de segurança de atuação da proteção, a proteção contra 
descagas atmosféricas, a proteção dos indivíduos contra contato em 
partes metálicas energizadas e a uniformização do potencial em toda 
a área do projeto. A NBR 5.419 (ABNT, 2015) sugere que você deve 
considerar a instalação de três malhas de terra nos projetos industriais, 
interligadas entre si e com as seguintes partes do sistema elétrico:
• Neutro do transformador de potência;
• Para-raios instalados nas extremidades do ramal de ligação;
• Carcaça metálica dos equipamentos elétricos;
• Suportes metálicos;
• Estruturas de quadros de distribuição de luz e força;
• Estruturas metálicas em geral.
Os principais elementos de uma malha de terra são:
• Eletrodos de terra, também chamados de eletrodos verticais, 
normalmente são constituidos de aço galvanizado ou aço cobreado;
3131 31
• Condutor de aterramento de seção não inferior a 16 mm²;
• Conexões que são utilizadas para conectar os condutores nas 
emendas ou derivações, sendo conectores aparafusados ou 
conexão exotérmica;
• Condutor de proteção que é utilizado para a ligação das massas.
A resistência de um sistema de aterramento é relativa às conexões 
existentes entre os eletrodos de terra (hastes e cabos), ao contato entre 
os eletrodos e a superfície do terreno em torno dos mesmos e ao terreno 
nas imediações dos eletrodos de terra chama resistência de dispersão.
Para medir a resistividade do solo, você deve utilizar um instrumento 
chamado Megger, dotado de quatro eletrodos, sendo dois terminais 
de corrente e dois terminais de potencial que são enterrados no solo 
com uma profundidade de 20 cm e variando a distância em 2, 4, 8, 
16 e 32 m, obtendo uma resistividade média, segundo método de 
medição de Wenner.
4. Proteção contra descargas atmosféricas
A NBR 5.410 (ABNT, 2004) menciona que as pessoas, os animais 
domésticos e os bens devem ser protegidos contra as consequências 
e os danos decorrentes de uma falha elétrica entre partes vivas 
do circuito com tensões nominais diferentes e outras causas que 
possam resultar em sobretensões, como os fenômenos atmosféricos, 
sobretensões de manobra, entre outros eventos. As decargas 
atmosféricas são um exemplo de surto de tensão que chega a 
centenas de kV nas redes aéreas de transmissão e distribuição 
de energia elétrica. É necessário, portanto, instalar na origem da 
instalação dispositivos adequados de proteção contra sobretensões, 
do tipo não curto-circuitante, tais como para-raios de resistência não 
linear de baixa tensão, ou seja, para-raios secundários.
3232 
A norma NBR 5.410 (ABNT, 2004) diz que os dispositivos de proteção 
contra surtos (DPS) têm o objetivo de detectar sobretensões transitórias na 
rede elétrica e desviar as correntes de surto, sendo instalados conforme o 
esquema elétrico mostrado na Figura 10. Essas sobretensões transitórias 
na rede são drenadas para o sistema de aterramento antes que atinjam os 
equipamentos eletroeletrônicos. Os DPS podem ser de três tipos:
• Classe I – Instalados em quadros primários de distribuição para 
proteção contra descargas atmosféricas.
• Classe II – Instalados em quadros secundários de distribuição.
• Classe III – Instalados próximos aos equipamentos como linhas de 
dados e linhas telefônicas.
Figura 10 – Exemplo de instalação de dispositivo de proteção contra 
sobretensões (DPS) em esquemas TN
Fonte: adaptado de Souza e Moreno (2001).
3333 33
Os sistemas de proteção contra descargas atmosféricas (SPDA) 
protegem as edificações e estruturas industriais do contato direto das 
descargas elétricas provenientes dos fenômenos atmosféricos, e seus 
principais componentes são:
• Terminais aéreos;
• Condutores de descida;
• Terminais de aterramento;
• Condutores de ligação equipotencial.
Dependendo da região onde está localizadaa edificação ou estrutura, 
das suas características físicas, ou seja, se é edifício, torres ou tanques 
de aço, para se obter o valor do número de descargas atmosféricas 
a partir de sua densidade, você pode consultar o site do Instituto 
Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE, 2019).
Um conjunto de equações descritas na NBR 5.419 (ABNT, 2015) 
ajuda a determinar a área de exposição equivalente e adjacente 
da estrutura retangular ou complexa da estrutura, e a partir da 
densidade das descargas atmosféricas e das características físicas da 
edificação ou estrutura, podemos determinar o número de eventos 
perigosos. Além disso, você pode determinar a probabilidade de 
danos, ou seja, a probabilidade de a descarga atingir uma estrutura 
e causar ferimentos a seres vivos, causar danos físicos à estrutura e 
falhas a sistemas internos. Você pode analisar, ainda, considerando a 
mesma norma, as perdas de vidas humanas, perdas inaceitáveis em 
serviço público e patrimônio cultural.
Podemos utilizar como elementos condutores para capturar raios 
e conduzir as correntes de descarga atmosféricas subsistemas de 
captores naturais, como coberturas metálicas de edificações, mastros, 
calhas, tubulações e chapas metálicas com dimensões que respeitem 
as definições da NBR 5.419 (ABNT, 2015).
3434 
Se não existem elementos condutores naturais, a NBR 5.419 (ABNT, 
2015) determina que você deve considerar a utilização de subsistemas 
de captação não natural como captores de haste de ponta e captor do 
tipo Franklin, e subsistemas de descida não natural com condutores de 
cobre nus, alumínio, aço cobreado IACS 30%, aço galvanizado a quente 
e aço inoxidável.
PARA SABER MAIS
O ELAT, Grupo de Eletricidade Atmosfética (INPE, 2019), 
é um grupo de pesquisas sobre raios e que faz parte 
do Centro de Ciências do Sistema Terrestre do Instituto 
Nacional de Pesquisas Espaciais do Ministério da Ciência, 
Tecnologia, Inovações e Comunicações.
No site do ELAT, você encontra pesquisas, artigos, 
resultados, notícias, relatórios, monitoramento em tempo 
real e a densidade de descargas atmosféricas para a terra 
segundo dados publicados na NBR 5.419 (ABNT, 2015).
TEORIA EM PRÁTICA
Os motores elétricos são a principal carga elétrica nas 
indústrias, e segundo dados da Abinee, Associação 
Brasileira da Indústria Elétrica e Eletrônica, o número 
de motores em operação no Brasil só deve aumentar 
(SOUZA et al., 2019).
Sabendo que um dos componentes para a proteção de 
circuitos motores é o relé de proteção de sobrecarga 
térmica, determine o ajuste desse componente 
para um motor de 50 cv, 380 V/IV polos, em regime 
3535 35
de funcionamento S1 e tempo de partida de 3 s 
alimentado por um circuito condutor unipolar de cobre, 
com isolação do tipo PVC de seção de 25 mm², em 
canaleta fechada embutida.
VERIFICAÇÃO DE LEITURA
1. Quais ações você deve tomar para garantir a 
continuidade do fornecimento de energia ou para 
evitar a desconexão total do sistema elétrico junto 
ao seu sistema fornecedor?
a. Projetar um sistema de proteção para a 
instalação elétrica.
b. Estabelecer uma estratégia de proteção.
c. Selecionar os dispositivos de atuação adequados.
d. Calibrar os dispositivos para que operem 
corretamente.
e. Todas essas ações devem ser tomadas.
2. A proteção do sistema elétrico de baixa tensão deve ser 
configurada para proteger condutores e equipamentos 
da instalação industrial, comercial ou residencial 
normalmente submetidos a sobrecarga, corrente de 
curto-circuito, sobretensões e subtensões. Quais são os 
principais dispositivos utilizados nessa proteção?
a. Fusíveis diazed e NH, os disjuntores e os 
relés térmicos.
3636 
b. Cabos, conexões e canaletas.
c. Contatores, inversores de frequência e 
transformadores.
d. Motores elétricos, resistências e outras cargas.
e. Todos são dispositivos usados na proteção do 
sistema elétrico.
3. Um sistema de aterramento deve satisfazer as condições 
de segurança de atuação da proteção, a proteção contra 
descagas atmosféricas, a proteção dos indivíduos 
contra contato em parte metálicas energizadas e a 
uniformização do potencial em toda a área do projeto. 
Qual não é um elemento de uma malha de terra?
a. Eletrodos de terra ou eletrodos verticais.
b. Condutor de aterramento.
c. Conectores aparafusados ou conexão exotérmica.
d. Disjuntor termomagnético.
e. Condutor de proteção.
Referências bibliográficas
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS – ABNT. NBR 5.410: instalações 
elétricas de baixa tensão. Rio de Janeiro: ABNT, 2004. 
. NBR 5.419: proteção contra descargas atmosféricas: parte 1: princípios 
gerais. Rio de Janeiro: ABNT, 2015. 
CREDER, H. Instalações elétricas. 14. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2000.
3737 37
ELETROBRAS. Avaliação do mercado de Eficiência Energética no Brasil. 2005. 
Disponível em: http://www.procelinfo.com.br/services/procel-info/Simuladores/ 
DownloadSimulator.asp?DocumentID=%7B2FC65B57%2D33B1%2D47F7%2DAB3A 
%2DE44B1A18DF5D%7D%ServiceInstUID=%7B5E202C83%2DF05D%2D4280%2D90 
04%2D3D59B20BEA4F%7D. Acesso em: 26 fev. 2019.
INSTITUTO NACIONAL DE PESQUISAS ESPACIAIS – INPE. ELAT – Grupo de 
Eletricidade Atmosférica. 2019. Disponível em: http://www.inpe.br/webelat/
homepage/. Acesso em: 26 fev. 2019.
MAMEDE FILHO, J. Instalações elétricas industriais. 7. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2011
MAMEDE FILHO, J.; MAMEDE, D. R. Proteção de sistemas elétricos de potência. 
Rio de Janeiro: LTC, 2011. 
SOUZA, J. R. A. de; MORENO, H. Guia EM da NBR 5410. Revista Eletricidade 
Moderna. 1. ed. São Paulo, 2001.
SOUZA, R. C.; CALILI, R. F.; VIEIRA, R. S.; TEIXEIRA, R. S. D. Pesquisa mercadológica 
sobre motores recondicionados. 2019. Disponível em: https://www.procobre.org/
pt/publicacion/pesquisa-mercadologica-sobre-motores-recondicionados/. 
Acesso em: 18 fev. 2019.
Gabarito
Questão 1 – Resposta E
As principais ações para garantir a continuidade do fornecimento 
de energia ou para evitar a desconexão total do sistema elétrico 
junto a sua fonte é projetar um sistema de proteção para a sua 
instalação elétrica, estabelecer uma estratégia de proteção, 
selecionar os dispositivos de atuação adequados e calibrá-los 
para que operem corretamente.
Questão 2 – Resposta A
Os principais dispositivos utilizados para a proteção do 
sistema elétrico de baixa tensão para proteger condutores e 
equipamentos da instalação industrial, comercial ou residencial 
normalmente submetidos a sobrecarga, corrente de curto-
circuito, sobretensões e subtensões são os fusíveis diazed e NH, 
os disjuntores e os relés térmicos.
3838 
Questão 3 – Resposta D
Os principais elementos de uma malha de terra são os eletrodos de 
terra, também chamados de eletrodos verticais, normalmente são 
constituídos de aço galvanizado ou aço cobreado, o condutor de 
aterramento de seção não inferior a 16 mm², as conexões que são 
utilizadas para conectar os condutores nas emendas ou derivações, 
sendo conectores aparafusados ou conexão exotérmica e o 
condutor de proteção que é utilizado para a ligação das massas.
3939 39
Dispositivos de proteção
Autor: Heverton Bacca Sanches
Objetivos
Para estabelecer a estratégia de proteção que resulte 
em uma ótima qualidade da instalação elétrica, você 
vai estudar mais profundamente:
• Como classificar, como configurar e onde 
empregar os fusíveis;
• Os tipos, configurações e tempo de atuação 
dos religadores;
• Uma introdução aos relés de proteção.
4040 
1. Os fusíveis
O dimensionamento e a especificação dos dispositivos de proteção 
determinam o resultado do funcionamento correto e ótima qualidade 
de uma instalação elétrica industrial.
Você deve conhecer os requisitos necessários para a devida 
configuração dos dispositivos mais frequentemente utilizados na 
proteção das instalações elétricas industriais, como descrevê-los 
resumidamente e como relacioná-los. O dispositivo fusível é destinado 
para a proteção dos circuitos elétricos e se funde quando percorrido 
por uma corrente de valor superior à que foi efetivamenteprojetado.
Esse dispositivo normalmente é composto de base, com contatos e 
terminais, porta-fusível, onde o fusível é acondicionado, indicador 
que oferece uma indicação visível de que o fusível operou e, em 
alguns casos, percursor, que é um dispositivo mecânico que aciona 
outros dispositivos indicadores ou dispositivos responsáveis por 
algum tipo de intertravamento.
Figura 11 – Exemplo de fusível do tipo diazed e suas partes como 
porta-fusível e indicador
Fonte: SangSanit/iStock.com.
O dispositivo fusível deve atender às condições de proteção contra as 
correntes de curto-circuito implementando a segurança de todos os 
4141 41
elementos localizados após o seu ponto de instalação, ou seja, a chave 
seccionadora, o contator, o relé térmico de sobrecarga e a isolação do 
condutor, por exemplo.
Os critérios mais usados para classificação dos fusíveis são:
• A tensão de alimentação (alta ou baixa tensão);
• As características de interrupção ultrarrápidos (que são 
empregados na proteção de dispositivos eletrônicos, como 
inversores de frequência, soft-starters, entre outros) ou retardados.
Os dispositivos fusíveis para uso industrial podem ser do tipo gG, 
indicados para a proteção de circuitos elétricos contra correntes 
de sobrecarga e correntes de curto-circuito, e gM ou aM, indicados 
para a proteção contra correntes de curto-circuito, portanto, são 
recomendados para a proteção de circuitos terminais de motores.
Você deve observar dois parâmetros importantíssimos na composição das 
zonas tempo-corrente, que é a curva de tempo mínimo de fusão-corrente, 
que fica à esquerda, e a curva de tempo máximo de interrupção-corrente, 
que fica à direita, conforme pode ser observado na Figura 12.
Figura 12 – Zonas tempo-corrrente para fusíveis gG de 
4, 10, 20, 32, 63 e 100 A
Fonte: adaptado de Souza e Moreno (2001).
4242 
A corrente convencional de não fusão Inf é o valor da corrente que o 
dispositivo fusível pode suportar sem se fundir durante um tempo 
definido, também conhecido como tempo convencional. A corrente 
convencional de fusão I2 é a que leva a fusão do dispositivo fusível 
antes que ocorra o tempo convencional.
Os fusíveis “industriais” são contruídos normalmente com contatos 
cilíndricos e frequentemente chamados de “cartuchos tipo industrial”; 
existem os fusíveis com contatos tipo faca, também denominados NH e 
os com contatos aparafusados.
Já os fusíveis usados em instalações prediais são tipicamento do tipo 
cartucho e tipo D, também conhecidos comumente como “diazed”.
Os fusíveis gG, gM e aM são limitadores de corrente, sendo assim, 
na iminência da fusão do dispositivo fusível na faixa de correntes 
especificadas, esses fusíveis limitam a corrente a um valor 
substancialmente mais baixo que o valor de crista da corrente 
presumida, conforme você pode observar na Figura 13.
Figura 13 – Limitação de corrente pelo fusível
Fonte: adaptado de Mamede Filho (2017).
Você deve lembrar que os fusíveis são importantes na proteção dos 
circuitos elétricos contra correntes de curto-circuito, sendo assim, 
devem considerar a proteção dos seguintes circuitos elétricos:
4343 43
• Circuitos terminais de motores;
• Circuitos de distribuição de motores;
• Circuitos de distribuição de apararelhos e cargas mistas;
• Circuitos de banco capacitores;
• Isolação dos condutores elétricos dos circuitos terminais e de 
distribuição;
• Circuitos com dispositivos de comando e manobra. 
Para circuitos terminais motores, por exemplo, os fusíveis garantem 
a interrupção das correntes de curto-circuito nos condutores que 
os alimentam. Para configurar esses fusíveis, você deve conhecer a 
corrente de rotor bloqueado ou corrente de partida, Ipm, que é dada 
pela relação entre a corrente nominal do motor, Inm, e a relação entre 
a corrente de partida e a corrente nominal, Rcpm, conforme você pode 
observar na Equação 1:
 Ipm = Inm × Rcpm Eq. 1
É importante lembrar que corrente de projeto do circuito, Ic, é igual à 
corrente nominal do motor, Inm, portanto, temos a Equação 2:
 Inm = Ic Eq. 2
Conhecendo a corrente do circuito, você pode calcular a corrente 
nominal do fusível, Inf, que será determinada pela relação com o fator de 
multiplicação para roto bloqueado K, dependente da corrente de partida 
do motor, assim:
Para Ipm ≤ 40 A g K = 0,5
Para 40 A < Ipm ≤ 500 A g K =0,4
Para Ipm > 500 A g K = 0,3
4444 
Por fim, chegamos a Equação 3:
 Inf ≤ Ipm × K Eq. 3
Para os sistemas primários, ou seja, para proteção de subestações 
industriais de pequeno porte, utilizamos fusíveis primários para 
interrupção de correntes de curto-circuito.
A proteção utilizando fusíveis primários pode ser de dois tipos:
• Fusíveis limitadores de corrente;
• Elos fusíveis.
Enquando os fusíveis limitadores de corrente são usados em pequenas 
subestações industriais, os elos fusíveis são usados em subestações 
industriais do tipo aéreo.
2. Religadores
Os religadores são dispositivos que interrompem automaticamente a 
corrente elétrica de acordo com um limite de operações de abertura 
e fechamento do circuito elétrico na ocorrência de falha. Esses 
dispositivos são normalmente aplicados nas redes de distribuição 
aéreas das concessionárias de energia elétrica, uma vez que ajudam 
a eliminar os defeitos transitórios, ou seja, defeitos que aparecem e 
desaparecem eventualmente.
Diferentemente dos disjuntores que são fornecidos sem transformadores 
de corrente, circuitos de controle e dispositivos de proteção, os 
religadores são fornecidos com todos esses elementos integrados, 
o que os torna uma escolha financeiramente mais interessante.
Os religadores para subestação podem ser de três tipos se 
consideramos o meio extintor do arco:
4545 45
• Religadores a óleo;
• Religadores a vácuo;
• Religadores a SF6 (hexafluoreto de enxofre).
Figura 14 – Religadores em subestação de energia elétrica
Fonte: silkwayrain/iStock.com.
ASSIMILE
Na busca da redução dos custos de investimento na 
construção de canaletas, instalação de cabos de controle 
e aquisição de sensores, os religadores substituíram 
os disjuntores nas subestações para proteção dos 
alimentadores de distribuição de energia elétrica.
Para o devido ajuste dos religadores em subestações, você deve se 
preocupar com quatro parâmetros básicos:
• A corrente de acionamento;
• A sequência de operação;
4646 
• O tempo de religamento;
• O tempo de rearme.
As unidades de proteção digital para proteção de fase e terra dos 
religadores protegem tanto a fase como o neutro com unidades 
instantâneas ou tempo definido (curvas rápidas) e unidade temporizada 
(curvas rápidas e lentas). Para o ajuste dos tempos de religamento dos 
dispositivos religadores, você deve considerar a coordenação seletiva entre 
os equipamentos de proteção instalados antes e depois dos religadores.
O tempo de rearme que ocorre na sequência de operações é definido 
pela Equação 4:
 Tre = 1,10 × Tto + 1,15 × Tti Eq. 4
Onde:
Tre é o tempo de rearme em segundos;
Tto é o tempo total de todas as operações de abertura considerando a 
corrente mínima de acionamento;
Tti é o tempo total dos intervalos de religamento.
O religador trabalha em conjunto com o elo fusível, porém, na primeira 
e segunda tentativas, o religador deve operar na expectativa que a 
falha seja temporária, ou seja, que um objeto que ocasiona a falha na 
rede elétrica seja removido naturalmente. Já a operação na terceira e 
quarta tentativas aciona o elo fusível quando as condições térmicas 
relacionadas às correntes de curto-circuito ocorrem.
Na Figura 15, você pode observar que o ponto máximo de 
coordenação entre o religador e o elo fusível é definido pela 
intersecão da curva rápida do religador deslocada pelo fator K, e a 
curva de tempo mínimo de fusão do elo fusível que é definida no 
limiar da faixa superior de coordenação.
4747 47
Esse fator K determina o número de operações rápidas do religador com 
seus tempos de religamento, corrigindo, ainda, o tempo de operação do 
elo fusívelnessas operações devido ao seu efetivo aquecimento.
Figura 15 – Coordenação entre o religador de subestação 
e elo fusível com fator K
Fonte: MAMEDE FILHO, 2011.
Quando você não conhece o valor do fator K, a faixa de coordenação 
deve ser obtida conforme as interseções das curvas da Figura 15, 
porém, considerando o limite inferior da faixa como o tempo mínimo 
de atuação do religador.
4848 
Um exemplo de aplicação de religadores de subestação é com a 
utilização em conjunto com seccionadores e elos fusíveis. Para a 
coordenação desses dispositivos, o seccionador deve ser instalado após 
o religador e antes da chave fusível. A chave fusível deve ser instalada 
após o seccionador. E por fim, o religador pode ser ajustado para atuar 
em uma operação rápida e três temporizadas.
Existem ainda os religadores de distribuição que são aplicados na 
proteção das redes de distribuição rurais e raramente nas redes de 
distribuição urbana. A aplicação desses religadores também é feita para 
a interrupção de correntes de defeito em redes aéreas, sempre após 
cumprir um ciclo de religamento devidamente configurado.
Figura 16 – Exemplo de um religador em uma rede 
de distribuição de energia elétrica
Fonte: adaptada de chrissmith/iStock.com.
3. Relés de proteção
De acordo com a norma NBR 14.039, deve existir um dispositivo situado 
entre o ponto de entrega de energia e a origem da instalação para a 
proteção geral de uma instalação de média tensão.
4949 49
Essa proteção deve ser realizada por meio de disjuntores acionados por 
relés secundários dotados de unidades instantâneas e temporizadas 
de fase e de neutro, principalmente em instalações com capacidade 
superior a 300 kVA.
Essa mesma norma, NBR 14.039, determina a não utilização de relés de 
ação direta na proteção geral da subestação, portanto, é importante que 
esses relés sejam substituídos por relés digitais para que você obtenha 
uma melhor qualidade na instalação. No entanto, esses relés podem ser 
usados na proteção dos sistemas internos à unidade consumidora.
Esses relés de proteção contra sobrecorrente também são usados na 
proteção de circuitos terminais, onde são necessários tempos de operação 
inversamente proporcionais às correntes que circulam no circuito elétrico, 
como, por exemplo, motores, geradores, reatores e capacitores.
A atuação dos relés primários ocorre por meio de varetas isolantes 
sobre o disjuntor de forma mecânica. Já os relés secundários fecham 
um contato interno para acionar os disjuntores, inserindo, assim, uma 
fonte externa de corrente contínua oriunda de baterias, por exemplo, na 
bobina de abertura desse disjuntor.
Apesar de serem de uma tecnologia obsoleta e não serem mais 
fabricados, ainda encontramos os relés primários de ação direta em 
instalações industriais, por isso é importante estudá-los. Os relés 
primários de ação direta mais utilizados são:
• Os relés fluidodinâmicos;
• Os relés de sobrecorrente estáticos ou eletrônicos.
Os relés fluidodinâmicos, dispositivos robustos e de baixo custo, 
são constituídos de uma bobina formada por grossas espirais de 
condutores de cobre por onde passa a corrente do circuito primário. 
Na parte inferior desses relés, existe um recipiente contendo fluido que 
provoca a sua temporização de atuação.
5050 
A corrente de regulação dos relés fluidodinâmicos é ajustada pela 
Equação 5:
 Ia = (1,3 a 1,5) × Itr (A) Eq. 5
Onde:
Ia é a corrente de regulação dos relés em amperes (A);
Itr é a soma das correntes nominais primárias dos transformadores da 
subestação em amperes (A).
Os relés de sobrecorrente estáticos são montados em caixa metálica 
blindada para impedir a interferência de campos magnetivos 
provenientes dos condutores de alta tensão.
Figura 17 – Exemplo de um relé trifásico de sobrecorrente 
modelo CAG 39 da G.E.C. da Inglaterra
Fonte: Marco Rosario Venturini Autieri/iStock.com.
Esses relés de sobrecorrente estáticos são constituídos de 
transformadores de corrente, circuitos eletrônicos responsáveis pela 
lógica de atuação do relé e dispositivo de saída mecânico que atua de 
acordo com o sinal elétrico enviado pelo circuito eletrônico.
5151 51
ASSIMILE
Os relés de sobrecorrente estáticos possuem unidades de 
atuação instantânea e temporizada, assim protegem contra 
curto-circuito de tempo definido ou de tempo independente 
da corrente. Quando a corrente supera o valor ajustado, 
um contator de tempo de retardo é acionado para desligar 
o sistema elétrico; se a corrente retornar ao valor ajustado 
antes desse tempo de retardo, o relé retorna ao estado de 
repouso, ficando preparado para uma eventual falha.
Os relés secundários de sobrecorrente digitais, além de proteger o 
sistema elétrico, armazenam informações capazes de interligar um 
computador programado para receber essas informações, processá-las 
e emitir ordem baseadas nelas.
Esses relés são dotados de proteção de sobrecorrente de fase e 
de neutro, proteção contra falha do disjuntor, registro dos últimos 
eventos, curvas de tempo de operação, ajuste e reajuste de parâmetros 
e comunicação serial por fibra ótica ou cabo para troca de informações 
com o computador.
PARA SABER MAIS
A empresa Siemens apresenta em seu site uma variedade 
de artigos técnicos a respeito da proteção, controle e 
automação de subestações. No artigo “Proteção, controle e 
automação de subestações com o uso da norma IEC61850” 
(MAGALHÃES et. al., 2015) são apresentados os principais 
conceitos da norma, visando a melhor performance e 
confiabilidade do sistema elétrico.
5252 
TEORIA EM PRÁTICA
Como medida de proteção, você deve adotar dispositivos 
que garantam a interrupção das correntes de curto-circuito 
nos condutores que alimentam os circuitos terminais de 
motores. Sabendo que um motor de 50 cv, 380 V/IV polos, 
em regime de funcionamento S1 com corrente nominal 
de 68,8 A deve proteger o circuito terminal de uma 
eventual sobrecarga devido à possibilidade de ter seu rotor 
bloqueado. Determine a corrente nominal dos fusíveis que 
devem ser aplicados nessa proteção.
VERIFICAÇÃO DE LEITURA
1. O dispositivo fusível é um dos elementos mais tradicionais 
das instalações elétricas. Apesar de sua utilização ser 
comum nos circuitos elétricos, qual é o principal motivo 
para a sua aplicação nos sistemas elétricos?
a. O dispositivo fusível deve atender aos requisitos 
de proteção contra as correntes de curto-circuito, 
oferecendo segurança a todos os elementos 
localizados a montante do seu ponto de instalação.
b. O dispositivo fusível deve atender aos requisitos 
de proteção contra as correntes de curto-circuito, 
oferecendo segurança a todos os elementos 
localizados a jusante do seu ponto de instalação.
c. O dispositivo fusível não é mais utilizado após a 
invenção dos disjuntores termomagnéticos.
5353 53
d. O dispositivo fusível tem o objetivo de proteger 
somente os condutores de uma instalação elétrica.
e. O dispositivo fusível só é usado para proteger linhas 
da distribuição de energia elétrica.
2. Os religadores são equipamentos automáticos de 
interrupção da corrente elétrica com limite de operações 
de abertura e fechamento do circuito elétrico na ocorrência 
de falha. Consideramos o meio extintor do arco, temos três 
tipos de religadores para subestação, quais são eles?
a. Religadores a óleo, a vácuo e a SF6 (hexafluoreto 
de enxofre).
b. Religadores a óleo, a seco e a SF6 (hexafluoreto 
de cloro).
c. Religadores a relé, digitais e fluidodinâmicos.
d. Religadores de carga, de motor e seccionadores.
e. Religadores de linha, de subestação e secundários.
3. Qual a principal diferença entre os relés de 
sobrecorrente estáticos e os relés secundários de 
sobrecorrente digitais?
a. Não existe diferença entre os relés secundários 
de sobrecorrente digitais e os relés de 
sobrecorrente estáticos.
b. Os relés de sobrecorrente estáticos não 
permitem ajustar os parâmetros de proteção 
contra sobrecorrentes.
5454 
c. Os relés secundários de sobrecorrentes digitais nãopermitem o ajuste de parâmetros de proteção contra 
sobrecorrentes, pois já vêm configurados de fábrica.
d. Apesar dos relés secundários estáticos contarem com 
comunicação com um computador, eles não contam 
com capacidade de armazenar, processar e emitir 
ordens para atuação no sistema elétrico.
e. Os relés secundários de sobrecorrente digitais, além 
de protegerem o sistema elétrico como os relés de 
sobrecorrente estáticos, armazenam informações 
capazes de interligar um computador programado 
para receber essas informações, processá-las e emitir 
ordem baseada nelas.
Referências bibliográficas
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS – ABNT. NBR 5.410: instalações 
elétricas de baixa tensão. Rio de Janeiro: ABNT, 2004. 
. NBR 5.419: proteção contra descargas atmosféricas: parte 1: princípios 
gerais. Rio de Janeiro: ABNT, 2015. 
CREDER, H. Instalações elétricas. 14. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2000.
ELETROBRAS. Avaliação do mercado de Eficiência Energética no Brasil. 2005. 
Disponível em: http://www.procelinfo.com.br/services/procel-info/Simuladores/ 
DownloadSimulator.asp?DocumentID=%7B2FC65B57%2D33B1%2D47F7%2DAB3A 
%2DE44B1A18DF5D%7D%ServiceInstUID=%7B5E202C83%2DF05D%2D4280%2D90 
04%2D3D59B20BEA4F%7D. Acesso em: 26 fev. 2019.
MAGALHÃES, F. L. S.; SILVA, B. A. C.; NAZARETH, P. R. P. Proteção, controle e 
automação de subestação com uso da norma IEC61850. Revista Acadêmica 
Multidisciplinar – MULTICES, Minas Gerais, CES-CL, ano 3, n. 3, 2015. 
MAMEDE FILHO J. Instalações elétricas industriais. 7. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2011.
5555 55
MAMEDE FILHO, J.; MAMEDE, D. R. Proteção de sistemas elétricos de potência. 
Rio de Janeiro, RJ: LTC, 2011.
SOUZA, J. R. A. de; MORENO, H. Guia EM da NBR 5410. Revista Eletricidade 
Moderna. 1. ed. São Paulo, 2001.
SOUZA, R. C.; CALILI, R. F.; VIEIRA, R. S.; TEIXEIRA, R. S. D. Pesquisa mercadológica 
sobre motores recondicionados. 2019. Disponível em: https://www.procobre.org/
pt/publicacion/pesquisa-mercadologica-sobre-motores-recondicionados/. 
Acesso em: 18 fev. 2019.
Gabarito
Questão 1 – Resposta B
O dispositivo fusível deve atender aos requisitos de proteção 
contra as correntes de curto-circuito, oferecendo segurança 
a todos os elementos localizados a jusante do seu ponto de 
instalação, ou seja, a chave seccionadora, o contator, o relé 
térmico de sobrecarga e a isolação do condutor.
Questão 2 – Resposta A
Os três tipos de religadores, se consideramos o meio 
extintor do arco, são os religadores a óleo, a vácuo e a SF6 
(hexafluoreto de enxofre).
Questão 3 – Resposta E
A principal diferença é que os relés secundários de sobrecorrente 
digitais, além de protegerem o sistema elétrico como os relés 
de sobrecorrente estáticos, armazenam informações capazes 
de interligar um computador programado para receber essas 
informações, processá-las e emitir ordem baseada nelas.
565656 
Relés nos sistemas de potência
Autor: Heverton Bacca Sanches
Objetivos
Os relés são muito utilizados para a proteção dos 
sistemas de potência, por isso, você estudará 
neste conteúdo:
• O uso dos relés na proteção das instalações 
elétricas de potência;
• Os relés secundários digitais;
• As curvas de temporização dos relés;
• Norma ANSI (American National Standards 
Institute) aplicadas aos relés;
• Fontes de tensão auxiliares para operação dos relés.
5757 57
1. Uso de relés para proteção
Os sistemas de controle frequentemente utilizam relés para proteção 
das instalações elétricas de potência, provendo a separação galvânica 
entre diferentes circuitos elétricos na ocorrência de falhas como 
sobrecargas, correntes irregulares e outros problemas que podem surgir 
nas instalações elétricas.
A norma NBR 14.039 (ABNT, 2005) determina que, para subestação com 
capacidade superior a 300kVA, a proteção geral deve ocorrer por meio 
de disjuntor acionado por relés secundários, exclusivamente.
O objetivo fundamental da proteção do sistema é fornecer o 
isolamento do circuito elétrico submetido a uma falha, evitando 
que o restante do sistema elétrico seja impactado. No entanto, para 
evitar a indisponibilidade do sistema elétrico, mais do que proteger, 
é importantíssimo ter o máximo de informações do sistema elétrico. 
Conforme você pode ver na Figura 18, colher essas informações no 
campo ou remotamente ajudará na segurança do sistema elétrico.
Figura 18 – Operador do sistema elétrico obtendo 
informações dos dispositivos
Fonte: Shinyfamily/iStock.com.
5858 
Os cinco requisitos básicos para a aplicação do relé são:
• Confiabilidade: garantia de que a proteção funcionará 
corretamente.
• Seletividade: alta continuidade do serviço com a mínima 
desconexão do sistema elétrico.
• Velocidade de operação: duração mínima da falta e consequente 
dano do equipamento e instabilidade do sistema.
• Simplicidade: mínimo de dispositivos ou circuitos de proteção 
para atingir os objetivos de proteção.
• Economia: proteção máxima a um custo total mínimo.
Os relés podem ser classificados pelas grandezas elétricas as quais são 
sensibilizados, ou seja, as grandezas elétricas que medem conforme as 
descrições abaixo:
• Relés de tensão que são divididos em relés de sobre e de 
subtensão;
• Relés de corrente que são os mais empregados nos sistemas 
elétricos na proteção de sobrecargas e curto-circuitos;
• Relés de frequência que desligam o disjuntor que operam caso 
ocorra uma diferença no valor parametrizado pelo operador do 
sistema elétrico;
• Relés direcionais que têm pouco uso em sistemas elétricos de 
pequeno e médio porte, porém, são obrigatórios em instalações 
de grande porte cujo abastecimento de energia elétrica ocorre 
por duas ou mais fontes. Esses relés são sensibilizados pelo 
fluxo reverso de corrente elétrica no circuito elétrico em que 
estão instalados.
• Relé de impedância, que são utilizados para a proteção das 
linhas de transmissão de energia elétrica, principalmente pelas 
concessionárias de energia elétrica.
5959 59
Considerando a disponibilidade e vantagens em relação aos relés 
eletromecânicos, vale a pena estudar mais a fundo os relés digitais. 
Esses relés oferecem as mesmas funções dos relés eletromecânicos, 
no entanto, adicionam novas funções, como maior velocidade de 
operação, sensibilidade mais apurada aos sinais analógicos de medida, 
interface mais amigável com o usuário, possibilidade de acesso remoto, 
armazenamento das informações, entre outras funções.
Os relés de proteção são constituídos pelos seguintes elementos:
• Unidade de entrada, que recebe as informações das falhas 
elétricas (transformadores de corrente e potencial);
• Unidade de conversão de sinal, que padroniza os sinais da 
unidade de entrada;
• Unidade de medida, que compara os sinais da unidade de 
conversão com os valores de referência parametrizados;
• Fonte de tensão auxiliar que alimenta as unidades de operação 
do relé de proteção;
• Unidade de saída, que é um contato auxiliar acionado por uma 
bobina ou uma chave eletrônica semicondutora;
• Unidade de acionamento, que pode ser um disjuntor ou 
interruptor.
Como você pode ver, os elementos do relé digital buscam fazer a 
aquisição e avaliação das medidas obtidas no circuito elétrico, pemitindo 
a oferta de eventos, alarmes e comandos para o sistema de controle. 
Essas informações, inclusive, podem ser transportadas por uma 
interface serial, por fibra ótica ou fio metálico, que permite a troca de 
informação com sistemas de controle centrais.
As características técnicas e operacionais mais importantes dos 
relés digitais são a proteção de sobrecorrente de fase e neutro, 
proteção contra falha do disjuntor e a proteção de sobrecorrente 
6060 
instantânea e temporizada. Além dessas funções de proteção, podemos 
destacar a possibilidade de registro de parâmetros relacionados aos 
eventos de falhas, possibilidade de ajuste de parâmetros durante a 
operação do relé.
2. Relés secundários digitais
Diferentemente dos relés eletromecânicos que exercem ações 
unicamente de proteção, osrelés digitais, além disso, são capazes de 
armazenar informações de forma integrada a um computador com um 
programa operacional que remete ordens para disjuntores ou chaves de 
seccionamento do circuito elétrico de forma inteligente.
As principais vantagens na utilização de relés digitais são:
• Baixo consumo de energia;
• Interface de comunicação com outros dispositivos e sistemas 
computacionais e supervisórios;
• Controle remoto de diferentes partes do sistema elétrico;
• Diagnóstico de falha devido ao armazenamento de informações 
de eventos no sistema elétrico;
• Ocupa um pequeno espaço físico nas instalações elétricas;
• Parametrização em estado de operação;
• Ajuste operacional remoto;
• Sistemas de autossupervisão altamente confiável.
• Possibilidade de definição de senhas de operação para usuários.
Mas os relés digitais não deixaram de ter a necessidade de medir os sinais 
analógicos do sistema elétrico utilizando transformadores de corrente 
(TCs) e transformadores de potência (TPs) e convertendo esses sinais 
6161 61
com a utilização de conversores analógico/digitais (A/D) para o seu devido 
processamento e ação de manobra. Esses relés são providos de elementos 
de indicação e operação como mostrado na Figura 19 e descrito a seguir:
• Tela alfanumérica que mostra os valores de ajuste, dados de 
memória e informações do relé;
• Teclas de configuração ou parametrização do relé.
Figura 19 – Elementos de indicação e operação de relé digital
Fonte: Shinyfamily/iStock.com.
ASSIMILE
As principais funções operacionais dos relés digitais, que 
podem ser comercializados como dispositivos monofáricos 
ou trifásicos, atuando na proteção de componentes como 
transformadores, motores e geradores, são:
• Proteção diferencial trifásica, proteção de sobrecorrente 
de neutro, proteção de tempo definido e proteção de 
sobrecarga térmica;
6262 
• Compensação de tapes para ajuste dos enrolamentos e 
compensação do grupo de conexão do transformador, 
que corrige a diferença de corrente entre o primário e 
secundário dos transformadores;
• Restrição por harmônicas, contra saturação dos 
transformadores de corrente e de corrente de 
magnetização;
• Filtro de sequência zero.
3. Curvas de temporização
É importante conhecer as características das curvas de temporização 
dos relés digitais para promover a devida parametrização das suas 
aplicações. Essas curvas de tempo em relação à corrente permitem 
especificar o relé para o esquema de proteção desejado ou de acordo 
com sua funcionalidade, conforme abaixo:
• Relés de tempo curto atuam rapidamente e impedem danos nos 
equipamentos;
• Relés de tempo longo não operam imediatamente na eminência 
de uma intensa sobrecarga ou sobrecorrente;
• Relés de tempo moderadamente inverso atuam de forma 
constante sobre as sobrecorrentes de valores elevados;
• Relés de tempo inverso ou muito inverso operam rapidamente 
sobre altos valores de corrente de falha.
A Figura 20 apresenta as premissas que devem ser analisadas nos relés 
de acordo com sua temporização, sendo:
• Relés de temporização muito inversa atuam em sistemas 
elétricos com corrente de curto-circuito que depende do ponto 
onde ocorreu a falha e varia pouco em relação à capacidade da 
fonte de geração de energia elétrica;
6363 63
• Relés de temporização inversa são aplicados em sistemas elétricos 
em que a corrente de curto-circuito depende da capacidade da 
fonte de geração de energia elétrica;
• Relés de temporização extremamente inversa são usados em 
sistemas de distribuição onde ocorrem elevadas correntes 
transitórias, ou seja, com cargas indutivas pequenas;
• Relés de temporização inversa longa atuam em partidas de 
grandes motores de indução ou sistemas com sobrecarga 
moderada, eliminando a atuação do disjuntor em 
sobrecargas elevadas.
Figura 20 – Curvas de temporização de acionamento de relés
Fonte: MAMEDE FILHO, 2011.
6464 
4. Norma ANSI (American National Standards 
Institute)
Nesse instante, considerando os diferentes tipos de relés e os vários 
fabricantes desse dispositivo, você já deve ter imaginado que existe uma 
padronização que codifica as diferentes funções dos dispositivos de 
proteção, comando e sinalização de sistemas elétricos. É a norma ANSI/
IEC 61.850 (IEC, 2013), que padroniza essa codificação internacionalmente 
para os fabricantes, projetistas e montadores de circuitos elétricos.
A ANSI tem acesso imediato aos processos de desenvolvimento de 
normas ISO (International Organization for Standardization) e IEC 
(International Electrotechnical Commission). O ANSI participa de quase 
todo o programa técnico da ISO e da IEC e administra muitos comitês e 
subgrupos importantes dessas organizações.
Figura 21 – Site com informações, história e divisões da ANSI
Fonte: ANSI, 2019.
De forma padronizada, os relés são caracterizados de acordo com sua 
função de proteção e ação de acordo com um código numérico. Um relé 
monofunção de sobrecorrente instantâneo, por exemplo, é codificado 
pela função de código 27. Já os códigos de função 50 e 51 determinam 
em um relé multifunção de sobrecorrente, subtensão e sobretensão.
6565 65
Tabela 3 – Exemplo de códigos ANSI e suas denominações de 1 a 20
 TABELA ANSI DE PROTEÇÃO
N° Denominação
1 Elemento principal 
2 Relé de partida/ fechamento temporizado 
3 Relé de verificação ou intertravamento 
4 Contator principal 
5 Dispositivo de desligamento 
6 Disjuntor de partida 
7 Relé de taxa de variação 
8 Dispositivo de desconexão de controle de energia 
9 Dispositivo de reversão 
10 Chave de sequência unitária 
11 Dispositivo multifunção 
12 Dispositivo de sobrevelocidade 
13 Dispositivo de rotação síncrona 
14 Dispositivo de subvelocidade 
15 Dispositivo de ajuste ou comparação de velocidade ou frequência 
16 Reservado para futura aplicação 
17 Chave de derivação ou descarga 
18 Dispositivo de aceleração ou desaceleração 
19 Contator de transição partida-marcha 
20 Válvula operada eletricamente 
Fonte: ANSI, 2019.
Mais alguns exemplos de codificações e suas funções que 
complementam a tabela ANSI/IEC 61.850 (IEC, 2013) seguem a seguir:
• 50N – sobrecorrente instantâneo de neutro; 
• 51N – sobrecorrente temporizado de neutro (tempo definido ou 
curvas inversas);
• 50G – sobrecorrente instantâneo de terra (comumente 
chamado 50GS);
• 51G – sobrecorrente temporizado de terra (comumente chamado 
51GS e com tempo definido ou curvas inversas);
6666 
• 50BF – relé de proteção contra falha de disjuntor (também 
chamado de 50/62 BF);
• 51Q – relé de sobrecorrente temporizado de sequência negativa 
com tempo definido ou curvas inversas;
• 51V – relé de sobrecorrente com restrição de tensão;
• 51C – relé de sobrecorrente com controle de torque;
• 50 AFD – relé de proteção contra arco voltaico;
• 59Q – relé de sobretensão de sequência negativa;
• 59N – relé de sobretensão residual ou sobretensão de neutro 
(também chamado de 64G).
Você pode encontrar diferentes documentos de fabricantes de 
dispositivos de proteção e manobra com a lista dos códigos e das 
funções-padrão ANSI de 1 a 98 e a sua complementação alfanumérica 
de 21B a 87M. Aqui foram apresentados alguns códigos e funções de 
exemplo para que você se familiarize com os conceitos.
5. Fontes de tensão auxiliares
Para garantir a operação das funções de proteção dos relés, as 
subestações precisam de duas fontes de tensão, uma em corrente 
contínua (CC) e outra em corrente alternada (CA). A fonte de 
tensão auxiliar mais utilizada é a obtida por banco de baterias que 
garantem o fornecimento de energia para abertura e fechamento 
das bobinas dos religadores e disjuntores, bem como para 
sinalizações dos painéis de controle, dos sistemas de medição e 
comunicação e outras funções dos relés.
Podem ser usados, também, grandes capacitores para alimentar a 
abertura de disjuntores e religadores, porém, somente com essa 
função. Usam-se, ainda, geradores auxiliares de corrente alternada no 
caso de necessidade de reparos