AULA_MUFLA-1

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Curso:
Equipamentos Elétricos de Alta Tensão
Disciplina:
Muflas
Prof.: Claudio Conceição
Prof.: Claudio Conceição 2
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Cabos Elétricos de Média e Alta Tensão
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Cabo Média Tensão
1
2
3
4
5
6
Cabo Alta Tensão
Prof.: Claudio Conceição 3
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Cabos Elétricos de Média e Alta Tensão
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Prof.: Claudio Conceição 4
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Cabos Elétricos de Média e Alta Tensão: 
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Condutor
Prof.: Claudio Conceição 5
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Cabos Elétricos de Média e Alta Tensão: 
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ESTRUTURA DOS CONDUTORES - FORMAÇÃO
Número de fios Formação
7 1+6
19 1+6+12
37 1+6+12+18
61 1+6+12+18+24
Padronização
Prof.: Claudio Conceição 6
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Cabos Elétricos de Média e Alta Tensão: Condutor
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Material Densidade
(g/cm³)
Resistividade
(Ohm.mm²/km)
Cobre 8,890 17,241
Alumínio 2,703 28,264
Prof.: Claudio Conceição 7
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Cabos Elétricos de Média e Alta Tensão: Condutor
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Como a condutibilidade do alumínio
equivale a 61% da condutibilidade do
cobre, podemos escrever:
E concluir que:
Prof.: Claudio Conceição 8
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Cabos Elétricos de Média e Alta Tensão: 
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1ª Semicondutora
• Preenchimento dos espaços vazios entre o
condutor e a isolação, evitando descargas
parciais;
• Uniformização do Campo Elétrico na região do
condutor.
Semicondutores - Materiais poliméricos
condutores não-metálicos, que tem por finalidade
dar uma forma perfeitamente cilíndrica ao
condutor e eliminar espaços vazios entre o
condutor e a isolação.
Prof.: Claudio Conceição 9
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Cabos Elétricos de Média e Alta Tensão:
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Isolação
Função: 
Suportar a diferença de potencial. 
Termoplásticos: PVC, PE, Polipropileno; 
Termofixos: XLPE, EPR, Borracha de Silicone 
Estratificados: Papel impregnado à óleo isolante 
Prof.: Claudio Conceição 10
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Cabos Elétricos de Média e Alta Tensão
AAAA
2ª Semicondutora
• Propiciar uma distribuição uniforme e
radial do campo elétrico na isolação;
• Evitar a presença de espaços vazios
ionizáveis entre a isolação e a
blindagem metálica.
Prof.: Claudio Conceição 11
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Cabos Elétricos de Média e Alta Tensão
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Blindagem metálica
• Confinar o campo elétrico;
• Obter uma distribuição simétrica e radial
do campo elétrico no interior do dielétrico;
• Limitar a rádio-interferência;
• Reduzir o perigo de choque elétrico;
• Permitir um caminho para as correntes de
• curto-circuito, em casos de falhas;
• Podendo ser de:
➢ Fios;
➢ Fitas;
➢ Fios e Fita;
➢ Chumbo.
Prof.: Claudio Conceição 12
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Cabos Elétricos de Média e Alta Tensão
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Cobertura
• Função:
Proteção mecânica.
• Materiais:
Composto polietileno termoplástico PE ST7 
(HDPE)
Prof.: Claudio Conceição 13
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Cabos Elétricos de Média e Alta Tensão
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Sem homogeneização de
campo: O campo elétrico
assume forma distorcida,
acompanhando as
irregularidades da superfície
do condutor, provocando
concentração de esforços
elétricos pontuais
Com homogeneização de
campo:
O campo elétrico se torna
uniforme. A blindagem interna,
constituída pela camada
semicondutora, deve estar em
íntimo contato com a superfície
interna do isolamento.
Sem Blindagem Com Blindagem
Campo distorcido Campo uniforme
Prof.: Claudio Conceição 14
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Cabos Elétricos de Média e Alta Tensão
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Isolantes Sólidos Extrudados
• PVC – Policloreto de Vinila
• PE – Polietileno
• LDPE – Polietileno de Baixa Densidade
• HDPE – Polietileno de Alta Densidade
• LLDPE - Polietileno de Densidade Linear
• SHF1, SHF2, ST8 – Cobertura não halogenadas
• CSP (HYPALON) – Polietileno Clorosulfonado
• XLPE – Polietileno reticulado
• TR XLPE - Polietileno reticulado (tree retardant)
• EPR – Borracha Etilenopropileno
• HEPR - Borracha Etilenopropileno Flexível (90°C)
• EPR 105 - Borracha Etilenopropileno (105°C)
Prof.: Claudio Conceição 15
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Cabos Elétricos de Média e Alta Tensão
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Emendas em cabos de Média e Alta Tensão
Prof.: Claudio Conceição 16
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Cabos Elétricos de Média e Alta Tensão
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Emendas em cabos de Média e Alta Tensão
Prof.: Claudio Conceição 17
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Cabos Elétricos de Média e Alta Tensão
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Preparação do Cabo para a Emenda
Prof.: Claudio Conceição 18
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Cabos Elétricos de Média e Alta Tensão
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Preparação do Cabo para a Emenda
Prof.: Claudio Conceição 19
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Cabos Elétricos de Média e Alta Tensão
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Preparação do Cabo para a Emenda
Prof.: Claudio Conceição 20
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Cabos Elétricos de Média e Alta Tensão
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Preparação do Cabo para a Emenda
Prof.: Claudio Conceição 21
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Cabos Elétricos de Média e Alta Tensão
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Preparação do Cabo para a Emenda
Prof.: Claudio Conceição 22
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Cabos Elétricos de Média e Alta Tensão
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Confecção de Mufla Alta e Média Tensão
VIDEO
Prof.: Claudio Conceição 23
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Processo de Degradação
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Descargas Parciais:
• Descargas Superfícies;
• Descarga parciais interna à isolação;
• Efeito Corona.
Limiar para descargas parciais em baixa 
umidade (ar seco) 3kV.
Prof.: Claudio Conceição 24
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Cabos Elétricos de Média e Alta Tensão
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Origem da Falha
• Processo de Fabricação do Cabo
• Processo de Instalação do Cabo e confecção de mufla
Prof.: Claudio Conceição 25
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Cabos Elétricos de Média e Alta Tensão
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Origem da Falha
Processo de Fabricação do Cabo
• Surgimento de bolha durante o processo da mistura da massa isolante 
ou da sua extrusão.
• Presença de material estranho no seio da isolação
Prof.: Claudio Conceição 26
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Cabos Elétricos de Média e Alta Tensão
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Origem da Falha
Ruptura do Isolamento
• A bolha ou uma impureza no material isolante apresenta uma rigidez 
dielétrica inferior ao material utilizado na isolação.
𝑯𝟐𝑶+ 𝑶𝟑 +𝑵𝟐 + 𝑶𝟐 = 𝟐𝑯𝑵𝑶𝟑 á𝒄𝒊𝒅𝒐 𝒏í𝒕𝒓𝒊𝒄𝒐
Prof.: Claudio Conceição 27
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Cabos Elétricos de Média e Alta Tensão
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Origem da Falha
O Gradiente de potencial varia ao longo da isolação no sentido radial, 
assumindo valores máximos no ponto de contato com o condutor e o valor 
mínimo na superfície externa da isolação.
Prof.: Claudio Conceição 28
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Cabos Elétricos de Média e Alta Tensão
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Origem da Falha
Gradiente de Potencial a que fica submetido um vazio ou uma impureza 
qualquer dentro de uma isolação.
Prof.: Claudio Conceição 29
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Cabos Elétricos de Média e Alta Tensão
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Origem da Falha
Gradiente de Potencial a que fica submetido um vazio ou uma impureza 
qualquer dentro de uma isolação:
𝑽 =
𝟎, 𝟖𝟔𝟗 × ൗ
𝜺𝒊
𝜺𝒎 × 𝑽𝒇
𝑩 + 𝑹𝒄 × 𝐥𝐧 ൗ𝑹𝒄 + 𝑨 𝑹𝒄
𝑶𝒏𝒅𝒆:
𝑽𝒇 = 𝑻𝒆𝒏𝒔ã𝒐 𝒅𝒆 𝑭𝒂𝒔𝒆
𝑹𝒄 = 𝑹𝒂𝒊𝒐 𝒅𝒐 𝑪𝒐𝒏𝒅𝒖𝒕𝒐𝒓, 𝒆𝒎 𝒎𝒎
𝑨 = 𝑬𝒔𝒑𝒆𝒔𝒔𝒖𝒓𝒂 𝒅𝒂 𝒄𝒂𝒎𝒂𝒅𝒂 𝒊𝒔𝒐𝒍𝒂𝒏𝒕𝒆, 𝒆𝒎 𝒎𝒎
𝑩 = 𝑫𝒊𝒔𝒕â𝒏𝒄𝒊𝒂 𝒆𝒏𝒕𝒓𝒆 𝒑𝒐𝒏𝒕𝒐 𝒄𝒐𝒏𝒔𝒊𝒅𝒆𝒓𝒂𝒅𝒐 𝒆 𝒂 𝐬𝐮𝐩𝒆 𝒓𝒇í𝒄𝒊𝒆 𝒅𝒐 𝒄𝒐𝒏𝒅𝒖𝒕𝒐𝒓
𝜺𝒊 = 𝑪𝒐𝒏𝒔𝒕â𝒏𝒕𝒆 𝒅𝒊𝒆𝒍é𝒕𝒓𝒊𝒄𝒂 𝒅𝒐 𝒎𝒂𝒕𝒆𝒓𝒊𝒂𝒍 𝒊𝒔𝒐𝒍𝒂𝒏𝒕𝒆 𝑿𝑳𝑷𝑬 = 𝟐, 𝟑
𝜺𝒎 = 𝑪𝒐𝒏𝒔𝒕â𝒏𝒕𝒆𝒅𝒊𝒆𝒍é𝒕𝒓𝒊𝒄𝒂 𝒅𝒐 𝒎𝒂𝒕𝒆𝒓𝒊𝒂𝒍 𝒒𝒖𝒆 𝒄𝒐𝒏𝒔𝒕𝒊𝒕𝒖𝒊 𝒂 𝒊𝒎𝒑𝒖𝒓𝒆𝒛𝒂 𝑨𝒓 = 𝟏
Prof.: Claudio Conceição 30
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Cabos Elétricos de Média e Alta Tensão
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Origem da Falha
Exemplo
Calcular o gradiente de tensão a que está submetida uma bolha localizada no 
interior de uma isolação de XLPE de um cabo de 35mm², categoria 1, ou seja, 
8,7/15kV, sabendo-se que a máxima tensão de operação do sistema é de 
14,4kV medida entre fases. A bolha está localizada no ponto médio da 
isolação.
𝑉 =
0,869 × ൗ2,3 1 × ൗ
14,4
3
0,5 × 4,5 + ൗ6,95 2 × ln ൙
ൗ6,95 2 + 4,5
ൗ6,95 2
= ൗ3,49𝑘𝑉 𝑚𝑚
Prof.: Claudio Conceição 31
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Cabos Elétricos de Média e Alta Tensão
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Origem da Falha
Exemplo
Considerando que não exista impurezas na isolação o mesmo ponto estaria 
submetido a um potencial de:
𝑉 =
0,869 × ൗ
14,4
3
0,5 × 4,5 + ൗ6,95 2 × ln ൙
ൗ6,95 2 + 4,5
ൗ6,95 2
= ൗ1,519𝑘𝑉 𝑚𝑚
Prof.: Claudio Conceição 32
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Cabos Elétricos de Média e Alta Tensão
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Origem da Falha
Processo de Instalação do Cabo
• Puxar o cabo dentro do envelope de forma incorreta;
• Curvas acentuadas;
• Contaminação por humidade;
• Outras contaminações;
• Mufla terminal ou de emenda realizada de incorreta. 
Prof.: Claudio Conceição 33
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Processo de Degradação
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Construção Bloqueada:
Longitudinalmente - WD (Wet Design)
Longitudinal e radialmente - DD (Dry Design)
Aplicação: Sistemas de geração, transmissão e distribuição de energia elétrica de
concessionárias, complexos industriais, interligação-geração transformação,
com alta confiabilidade.
Prof.: Claudio Conceição 34
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Processo de Degradação
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FENÔMENO “WATER TREEING” 
Bloqueio longitudinal evita o fenômeno “water treeing”
Em cabos de média tensão, é observado que a água tem um efeito prejudicial
às isolações poliméricas quando submetidas a um campo elétrico, onde o
“treeing” se origina em falhas microscópicas do dielétrico e segue em direção
ao campo elétrico.
Prof.: Claudio Conceição 35
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Processo de Degradação
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O fenômeno “treeing” eletroquímico se desenvolve através de três estágios:
• Incubação;
• Propagação;
• Perfuração do dielétrico.
Se propagam mesmo sob baixo gradiente de potencial em imperfeições do
dielétrico contendo umidade.
FENÔMENO “WATER TREEING” 
Prof.: Claudio Conceição 36
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Processo de Degradação
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O fenômeno “treeing” eletroquímico se desenvolve através de três estágios:
• Incubação;
• Propagação;
• Perfuração do dielétrico.
Se propagam mesmo sob baixo gradiente de potencial em imperfeições do
dielétrico contendo umidade.
FENÔMENO “WATER TREEING” 
Prof.: Claudio Conceição 37
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Processo de Degradação
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Muflas de Emenda Confeccionadas de Forma Incorreta
Prof.: Claudio Conceição 38
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Processo de Degradação
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Muflas de Emenda Confeccionadas de Forma Incorreta
Prof.: Claudio Conceição 39
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Processo de Degradação
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Muflas de Emenda Confeccionadas de Forma Incorreta
Prof.: Claudio Conceição 40
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Processo de Degradação
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Muflas de Emenda Confeccionadas de Forma Incorreta
Prof.: Claudio Conceição 41
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Processo de Degradação
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Muflas de Emenda Confeccionadas de Forma Incorreta
Prof.: Claudio Conceição 42
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Processo de Degradação
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Muflas de Emenda Confeccionadas de Forma Incorreta
Prof.: Claudio Conceição 43
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Processo de Degradação
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Muflas de Emenda Confeccionadas de Forma Incorreta
Prof.: Claudio Conceição 44
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TRANSPORTE
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Transporte
CalçamentoLevantamento
Prof.: Claudio Conceição 45
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ESTOCAGEM E VEDAÇÂO DOS CABOS
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Prof.: Claudio Conceição 46
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RAIO DE CURVATURA
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Prof.: Claudio Conceição 47
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INSTALAÇÃO
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Prof.: Claudio Conceição 48
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INSTALAÇÃO
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Prof.: Claudio Conceição 49
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INSTALAÇÃO
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Alças de 
puxamento
Boquilha
Prof.: Claudio Conceição 50
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INSTALAÇÃO
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Camisa de puxamento
Destorcedor
Prof.: Claudio Conceição 51
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INSTALAÇÃO
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Guias horizontal e 
vertical
Mandril
Prof.: Claudio Conceição 52
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INSTALAÇÃO
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Manilha e moitão
Mandril de corrente
Prof.: Claudio Conceição 53
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INSTALAÇÃO
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Pá para dutos
Varas para dutos
Prof.: Claudio Conceição 54
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INSTALAÇÃO
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Prof.: Claudio Conceição 55
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INSTALAÇÃO
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Prof.: Claudio Conceição 56
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INSTALAÇÃO
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Prof.: Claudio Conceição 57
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INSTALAÇÃO
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Prof.: Claudio Conceição 58
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INSTALAÇÃO
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Prof.: Claudio Conceição 59
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INSTALAÇÃO
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Prof.: Claudio Conceição 60
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INSTALAÇÃO
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Prof.: Claudio Conceição 61
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INSTALAÇÃO
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Prof.: Claudio Conceição 62
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INSTALAÇÃO
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Prof.: Claudio Conceição 63
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INSTALAÇÃO
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Prof.: Claudio Conceição 64
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INSTALAÇÃO
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Prof.: Claudio Conceição 65
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INSTALAÇÃO
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Prof.: Claudio Conceição 66
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INSTALAÇÃO
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INSTALAÇÃO
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Prof.: Claudio Conceição 68
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ENSAIOS ELÉTRICOS
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Prof.: Claudio Conceição 69
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ENSAIOS ELÉTRICOS
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ENSAIOS DO DIELÉTRICO ANTES E APÓS A INSTALAÇÃO
Ensaios após a fabricação: Ensaios para garantir a integridade,
podendo ser em sua totalidade ou por amostragem, sendo os de rotina ou
especiais, conforme especificação de compras. Normalmente é efetuado
pelo fabricante perante o inspetor do cliente com base nas
especificações.
Ensaios após a instalação (antes da energização): O cabo ou o
circuito (incluindo acessórios), imediatamente antes de sua entrada em
serviço, poderá ser submetido a ensaio de corrente continua,
especificada na tabela a seguir, continuamente, durante 15 minutos.
Prof.: Claudio Conceição 70
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ENSAIOS ELÉTRICOS
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Ensaios após a instalação (antes da energização):
Prof.: Claudio Conceição 71
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ENSAIOS ELÉTRICOS
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Ensaios durante a vida útil do cabo:
Nota: Um método utilizado é aplicar o equivalente de corrente
continua da tensão nominal (2,4 x V0 a 25 °C), de acordo com a
tabela acima, durante 5 minutos consecutivos.
Prof.: Claudio Conceição 72
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ENSAIOS ELÉTRICOS
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Aplicar a tensão conforme tabela acima de 15 a 60 minutos.
Ensaios de tensão com frequência de 0,1 Hz – VLF (Very Low Frequence)
Prof.: ClaudioConceição 73
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ENSAIOS ELÉTRICOS
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Ensaios e diagnostico em cabos de média tensão com sistema – VLF
Prof.: Claudio Conceição 74
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ENSAIOS ELÉTRICOS
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Ensaios e diagnostico em cabos de média tensão com sistema – VLF
Prof.: Claudio Conceição 75
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ENSAIOS ELÉTRICOS
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Ensaios e diagnostico em cabos de média tensão com sistema – VLF
Prof.: Claudio Conceição 76
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ENSAIOS ELÉTRICOS
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Prof.: Claudio Conceição 77
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ENSAIOS ELÉTRICOS IEEE 48 – Média Tensão
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Prof.: Claudio Conceição 78
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ENSAIOS ELÉTRICOS IEEE 48 – Alta Tensão
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Prof.: Paulo Roberto Costa Silva (pr@task.com.br) 79
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BIBLIOGRAFIA:
• Manual de Equipamentos Elétricos – João Mamede Filho;
• Artigos Técnicos;
• Manuais de Fabricantes;
• Vídeos.
• Normas Técnicas :
• IEC 60840
• IEEE Std 48 - 2020 
Prof.: Paulo Roberto Costa Silva (pr@task.com.br) 80
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DIREITOS RESERVADOS
• Todos os direitos reservados ao autor Claudio Alvares Conceição
• É proibida a duplicação ou reprodução deste material ou parte do mesmo, sob qualquer meio, sem 
autorização expressa e escrita do autor.
• É Proibida a gravação (vídeo e som) e fotografias do curso, sem autorização expressa e escrita do 
autor.
• A violação dos direitos autorais é punível de acordo com as leis vigentes e atuais.
Prof.: Paulo Roberto Costa Silva (pr@task.com.br) 81
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MUITO OBRIGADO!!!