NBR 05356-5 - 2015 - Capacidade de resistir a curtos-circuitos

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ABNT NBRNORMA 
BRASILEIRA
ICS ISBN 978-85-07-
Número de referência 
37 páginas
5356-5
Segunda
14.12.2015
14.01.2016
Transformadores de potência 
Parte 5: Capacidade de resistir a curtos-circuitos
Power transformers 
Part 5: Ability to withstand short circuit
29.180 05999-8
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Prefácio ................................................................................................................................................v
1 Escopo ................................................................................................................................1
2 Referências normativas .....................................................................................................1
3 Requisitos com relação à capacidade para resistir a curtos-circuitos .........................2
3.1 Geral ....................................................................................................................................2
3.2 Condições de sobrecorrente .............................................................................................2
3.2.1 Considerações gerais ........................................................................................................2
3.2.2 Transformadores com dois enrolamentos separados ....................................................2
3.2.3 Transformadores com mais de dois enrolamentos e autotransformadores ................4
3.2.4 Transformadores de reforço (série) ..................................................................................5
3.2.5 Transformadores diretamente associados a outros equipamentos .............................5
3.2.6 Transformadores especiais e transformadores para serem instalados em sistemas 
caracterizados por uma alta taxa de falta ........................................................................5
3.2.7 Comutadores de derivação ...............................................................................................5
3.2.8 Terminal de neutro .............................................................................................................5
4 Demonstração da capacidade para resistir a curto-circuito ..........................................6
4.1 Capacidade térmica de resistir a curtos-circuitos ..........................................................6
4.1.1 Geral ....................................................................................................................................6
4.1.2 Valor da corrente de curto-circuito simétrico I ................................................................6
4.1.3 Duração da corrente de curto-circuito .............................................................................7
4.1.4 Máximo valor admissível da temperatura média de cada enrolamento ........................7
4.1.5 Cálculo de temperatura θ1 .................................................................................................8
4.2 Capacidade de resistir aos efeitos dinâmicos de curtos-circuitos ...............................9
4.2.1 Geral ....................................................................................................................................9
4.2.2 Condição do transformador antes do ensaio de curto-circuito ....................................9
4.2.3 Valor da corrente de crista î para transformadores com dois enrolamentos .............10
4.2.4	 Tolerância	no	valor	de	crista	assimétrico	e	eficaz	simétrico,	da	corrente	de	ensaio	
de curto-circuito ............................................................................................................... 11
4.2.5 Procedimento para o ensaio de curto-circuito de transformadores com dois 
enrolamentos ....................................................................................................................11
4.2.6 Procedimento para ensaio de curto-circuito em transformadores com mais de dois 
enrolamentos e autotransformadores ............................................................................14
4.2.7 Detecção de falhas e avaliação dos resultados de ensaio ..........................................15
Anexo A (informativo) Avaliação teórica da capacidade de resistir aos efeitos 
dinâmicos do curto-circuito ............................................................................................19
A.1 Escopo ..............................................................................................................................19
A.2 Generalidades ...................................................................................................................19
A.3 Diretrizes para realização de revisão de projeto ...........................................................20
A.3.1 Generalidades ...................................................................................................................20
A.3.2 Informações relativas ao transformador a ser avaliado ...............................................20
A.3.3 Avaliação do transformador ............................................................................................24
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A.3.3.1 General ..............................................................................................................................24
A.3.3.2 Avaliação por comparação com um transformador de referência ..............................24
A.3.3.3 Avaliação conforme as regras de projeto do fabricante para suportabilidade a curto-
circuito ..............................................................................................................................25
A.3.4 Resultado da revisão de projeto e aceitação do transformador sob avaliação .........29
Anexo B (informativo) Guia	para	identificação	de	um	transformador	similar...............................36
Bibliografia .........................................................................................................................................37
Figuras
Figura 1 – Medição de î e I nos oscilogramas ................................................................................12
Figura 2 – Transformador ligado em estrela/triângulo ..................................................................13
Figura 3 – Autotransformador ligado em estrela/estrela ...............................................................13
Tabelas
Tabela 1 – Valores mínimos de impedância de curto-circuito para transformadores com dois 
enrolamentos separados ...................................................................................................3
Tabela 2 – Potência aparente de curto-circuito do sistema ............................................................4Tabela 3 – Valores máximos admissíveis para a temperatura média 
de cada enrolamento após o curto-circuito .....................................................................8
Tabela 4 – Constantes químicas e físicas .........................................................................................9
Tabela 5 – Valores para o fator 2k × ............................................................................................10
Tabela A.1 – Comparação entre forças e tensões em transformadores 
tipo núcleo envolvido (core type) ...................................................................................30
Tabela A.2 – Comparação entre forças e tensões em transformadores 
tipo núcleo envolvente (shell type) ................................................................................32
Tabela A.3 – Valores para o fator K3 ................................................................................................34
Tabela A.4 – Valores para o fator K4 ................................................................................................34
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Prefácio
A Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT) é o Foro Nacional de Normalização. 
As Normas Brasileiras, cujo conteúdo é de responsabilidade dos Comitês Brasileiros (ABNT/CB), 
dos Organismos de Normalização Setorial (ABNT/ONS) e das Comissões de Estudo Especiais 
(ABNT/CEE), são elaboradas por Comissões de Estudo (CE), formadas pelas partes interessadas 
no tema objeto da normalização.
Os Documentos Técnicos ABNT são elaborados conforme as regras da Diretiva ABNT, Parte 2.
A ABNT chama a atenção para que, apesar de ter sido solicitada manifestação sobre eventuais 
direitos de patentes durante a Consulta Nacional, estes podem ocorrer e devem ser comunicados 
à ABNT a qualquer momento (Lei nº 9.279, de 14 de maio de 1996).
Ressalta-se que Normas Brasileiras podem ser objeto de citação em Regulamentos Técnicos. 
Nestes casos, os Órgãos responsáveis pelos Regulamentos Técnicos podem determinar outras datas 
para exigência dos requisitos desta Norma, independentemente de sua data de entrada em vigor.
A ABNT NBR 5356-5 foi elaborada no Comitê Brasileiro de Eletricidade (ABNT/CB-003), pela 
Comissão de Estudo de Transformadores de Potência (CE-003:014.001). O Projeto circulou em 
Consulta Nacional conforme Edital nº 10, de 06.10.2015 a 06.12.2015.
Esta Norma é baseada na IEC 60076-5:2006.
Esta segunda edição cancela e substitui a edição anterior (ABNT NBR 5356-5:2007), a qual foi tecni-
camente revisada.
A ABNT NBR 5356, sob o título geral “Transformadores de potência”, tem previsão de conter as 
seguintes partes:
 — Parte 1: Generalidades;
 — Parte 2: Aquecimento;
 — Parte 3: Níveis de isolamento, ensaios dielétricos e espaçamentos externos em ar;
 — Parte 4: Guia para ensaios de impulso atmosférico e de manobra para transformadores e reatores; 
 — Parte 5: Capacidade de resistir a curtos-circuitos;
 — Parte 6: Reatores;
 — Parte 7: Carregamento de transformadores;
 — Parte 8: Guia de aplicação.
O Escopo em inglês desta Norma Brasileira é o seguinte:
Scope
This Part of the ABNT NBR 5356 specifies the ability of single-phase and three-phase transformers 
(including auto-transformers) to withstand short circuits, except for certain categories of small 
transformers and special transformers, as:
a) the single-phase transformer nominal power) less than 1 kVA and three-phase transformers of 
rated power less than 5 kVA;
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b) instrument transformers;
c) transformers for static converters;
d) traction transformers mounted on crawler component;
e) starting transformers;
f) testing transformers;
g) welding transformers.
When Brazilian Standards do not exist for these categories of transformers, all parts of the 
ABNT NBR 5356 can still be applied as a whole or in parts.
For those categories of power transformers and reactors that feature a specific Brazilian standard, 
these parts are applicable only to the extent that explicit reference is made in other standard. 
In various locations of these parts, is prescribed or recommended that an agreement must be obtained 
regarding the technical solutions or additional procedures. Such an agreement is established between 
the manufacturer and the purchaser. It is recommended that these issues be raised sufficiently early 
agreements are included in the contract specification.
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Transformadores de potência 
Parte 5: Capacidade de resistir a curtos-circuitos
1 Escopo
Esta Parte da ABNT NBR 5356 especifica a capacidade de transformadores trifásicos e monofá-
sicos (inclusive autotransformadores) de resistir a curtos-circuitos, excetuando-se certas categorias 
de pequenos transformadores e transformadores especiais, como:
 a) transformadores monofásicos de potência nominal inferior a 1 kVA e transformadores trifásicos 
de potência nominal inferior a 5 kVA;
 b) transformadores para instrumentos;
 c) transformadores para conversores estáticos;
 d) transformadores de tração montados sobre componente rolante;
 e) transformadores de partida;
 f) transformadores de ensaios;
 g) transformadores de solda.
Quando não existirem Normas Brasileiras para estas categorias de transformadores, todas as partes 
da ABNT NBR 5356 podem ainda ser aplicadas como um todo ou em partes.
Para aquelas categorias de transformadores de potência e reatores que dispõem de uma Norma 
Brasileira específica, estas partes são aplicáveis unicamente na medida em que é feita referência 
explícita em outra norma. Em vários locais destas partes, é prescrito ou recomendado que um acordo 
deve ser obtido no que concerne a soluções técnicas ou procedimentos adicionais. Tal acordo é esta-
belecido entre o fabricante e o comprador. É recomendado que estas questões sejam levantadas 
suficientemente cedo e os acordos sejam incluídos na especificação do contrato.
2 Referências normativas
Os documentos relacionados a seguir são indispensáveis à aplicação deste documento. 
Para referências datadas, aplicam-se somente as edições citadas. Para referências não datadas, 
aplicam-se as edições mais recentes do referido documento (incluindo emendas).
ABNT NBR 5356-1:2007, Transformadores de potência – Parte 1: Generalidades
ABNT NBR 10295, Transformadores de potência secos – Especificação
IEC 60076-8, Power transformers – Part 8: Application guide
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3 Requisitos com relação à capacidade para resistir a curtos-circuitos
3.1 Geral
Transformadores, junto com todos os equipamentos e acessórios, devem ser projetados e construídos 
para resistir, sem danos, aos efeitos térmicos e dinâmicos das correntes de curtos-circuitos externos, 
nas condições especificadas em 3.2.
Curtos-circuitosexternos não são restritos a curtos trifásicos. Incluem faltas fase-fase, fase-fase-
terra e fase-terra. As correntes que resultam destas condições nos enrolamentos são chamadas 
de sobrecorrentes nesta Parte da ABNT NBR 5356.
3.2 Condições de sobrecorrente
3.2.1 Considerações gerais
3.2.1.1 Condições de aplicação que requerem considerações especiais
As situações indicadas nas alíneas a) a e) afetam a amplitude, a duração e a frequência de ocorrência 
de sobrecorrente, requerem considerações especiais e devem ser claramente identificadas nas espe-
cificações do transformador:
 a) transformadores reguladores com valor muito baixo de impedância e que dependem de impe-
dâncias de dispositivos diretamente ligados para limitar sobrecorrentes;
 b) transformadores elevadores suscetíveis a altas sobrecorrentes produzidas pela conexão fora 
de sincronismo do gerador ao sistema;
 c) transformadores ligados diretamente a máquinas girantes, como motores ou compensadores 
síncronos, que podem agir como geradores para alimentar corrente ao transformador sob 
condições de falta no sistema;
 d) transformadores especiais e transformadores instalados em sistemas caracterizados por altas 
taxas de faltas (ver 3.2.6);
 e) tensão de operação mais alta que a nominal, sustentada nos terminais não submetidos a falta, 
durante a condição de falta.
3.2.1.2 Limitações de corrente referente a transformadores de reforço (série)
Quando a combinação das impedâncias do transformador e do sistema resultar em níveis de correntes 
de curto-circuito para os quais o projeto de um transformador é inviável técnica e economicamente, 
o fabricante e o comprador devem acordar quanto à máxima sobrecorrente permitida. O valor da 
corrente de curto-circuito não pode exceder 25 vezes o valor da corrente nominal do enrolamento 
considerado. Se este valor for excedido, medidas devem ser tomadas pelo comprador para limitar 
as correntes de curto-circuito à máxima sobrecorrente informada pelo fabricante, e estes valores 
devem ser incluídos na placa de identificação.
3.2.2 Transformadores com dois enrolamentos separados
3.2.2.1 Para a finalidade desta Parte da ABNT NBR 5356, três categorias de potência nominal para 
transformadores trifásicos ou bancos trifásicos são estabelecidas:
 a) categoria I, até 2 500 kVA;
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 b) categoria II, 2 501 kVA a 100 000 kVA;
 c) categoria III, acima de 100 000 kVA.
3.2.2.2 Na ausência de outras especificações, a corrente de curto-circuito simétrico (valor eficaz, 
ver também 4.1.2) deve ser calculada usando a impedância de curto-circuito medida do transformador 
mais a impedância do sistema.
Para transformadores da categoria I, a impedância do sistema deve ser desprezada no cálculo da 
corrente de curto-circuito, se esta impedância for igual ou menor do que 5 % do valor da impedância 
de curto-circuito do transformador.
O valor de crista da corrente de curto-circuito deve ser calculado conforme 4.2.3.
3.2.2.3 Valores mínimos normalmente aceitos para a impedância de curto-circuito de transformadores 
à corrente nominal (derivação principal) são dados na Tabela 1, observando-se os valores constantes 
nas respectivas padronizações. Se valores mais baixos forem requeridos, a capacidade do transfor-
mador em resistir ao curto-circuito deve ser objeto de acordo entre o fabricante e o comprador.
Tabela 1 – Valores mínimos de impedância de curto-circuito para transformadores 
com dois enrolamentos separados
Impedância de curto-circuito à corrente nominal
Potência nominal 
kVA
Impedância mínima de curto-circuito 
%
Até 630 4,0
631 a 1 250 5,0
1 251 a 2 500 6,0
2 501 a 6 300 7,0
6 301 a 25 000 8,0
25 001 a 40 000 10,0
40 001 a 63 000 11,0
63 001 a 100 000 12,5
Acima de 100 000 > 12,5
NOTA 1 Valores com potência nominal maior que 100 000 kVA são, geralmente, objeto de acordo 
entre o fabricante e o comprador.
NOTA 2 No caso de unidades monofásicas conectadas para formar um banco, o valor da potência 
aplica-se ao banco trifásico.
3.2.2.4 A potência aparente de curto-circuito do sistema no local de instalação do transformador 
pode ser especificada pelo comprador, a fim de obter-se o valor da corrente de curto-circuito simétrica 
a ser utilizada no projeto e ensaios.
Se o nível de curto-circuito não for especificado, os valores da Tabela 2 devem ser usados.
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Tabela 2 – Potência aparente de curto-circuito do sistema
Tensão máxima do 
equipamento,	Um 
kV
Potência aparente trifásica de curto circuito 
MVA
Prática europeia Prática norte-americana Prática brasileira
≤ 24 500 500 500
36 1 000 1 500 1 500
52 e 72,5 3 000 5 000 3 000
92,4 e 123 6 000 15 000 6 000
145 e 170 10 000 15 000 15 000
245 20 000 25 000 25 000
300 30 000 30 000 30 000
362 35 000 35 000 35 000
420 40 000 40 000 40 000
460 50 000
525 e 550 60 000 60 000 60 000
765 e 800 83 500 83 500 83 500
NOTA Se não especificado, recomenda-se considerar um valor entre 1 e 3 para a relação entre a impedância 
de sequência zero e a impedância de sequência positiva do sistema.
3.2.2.5 Para transformadores com dois enrolamentos separados, normalmente só a corrente de 
curto-circuito trifásica é levada em conta, considerando-se que este caso cobre os outros possíveis 
tipos de falta (exceção é feita ao caso especial considerado em 3.2.5). 
NOTA No caso de enrolamento em ligação zigue-zague, a corrente de falta monofásica pode alcançar 
valores superiores ao de curto trifásico. Porém, estes valores elevados estão limitados, nas duas colunas 
consideradas, a uma metade da bobina e, além disso, as correntes no outro enrolamento ligado em estrela 
são menores do que no curto-circuito trifásico. Os danos eletrodinâmicos ao arranjo dos enrolamentos podem 
ser maiores para curtos trifásicos, bifásicos ou monofásicos, dependendo do projeto dos enrolamentos. 
Recomenda-se que o fabricante e o comprador estabeleçam um acordo sobre o tipo de curto-circuito a ser 
considerado.
3.2.3 Transformadores com mais de dois enrolamentos e autotransformadores
As sobrecorrentes nos enrolamentos, inclusive enrolamentos de estabilização e enrolamentos 
auxiliares, devem ser determinadas pelas impedâncias do transformador e do(s) sistema(s). 
Devem ser levados em conta os diferentes tipos de faltas do sistema que podem aparecer em 
serviço (por exemplo, faltas fase-terra e faltas entre fases), associadas às condições de aterramento 
do sistema e do transformador (ver IEC 60076-8). As características de cada sistema (pelo menos 
a potência aparente de curto-circuito e a razão entre a impedância de sequência zero e a impedância 
de sequência positiva) devem ser especificadas pelo comprador no pedido.
Enrolamentos de estabilização de transformadores trifásicos ligados em triângulo devem ser capazes 
de resistir às sobrecorrentes resultantes dos diferentes tipos de faltas no sistema, que podem surgir 
em serviço, associadas às condições de aterramento do sistema.
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7)
No caso de transformadores monofásicos ligados para formar um banco trifásico, o enrolamento 
de estabilizaçãodeve ser capaz de resistir a um curto-circuito em seus terminais, a menos que o com-
prador especifique que cuidados especiais são tomados para evitar o risco de curto-circuito.
NOTA Pode não ser econômico projetar enrolamentos auxiliares para resistir a curtos-circuitos em seus 
terminais. Em tais casos, o valor de sobrecorrente tem que ser limitado por meios apropriados, como reatores 
série ou, em alguns casos, fusíveis. Recomenda-se que sejam tomadas precauções contra faltas na região 
entre o transformador e o dispositivo de proteção.
3.2.4 Transformadores de reforço (série)
A impedância de um transformador pode ser muito baixa e, por isso, as sobrecorrentes nos enrola-
mentos são principalmente determinadas pelas características do sistema no local de instalação 
do transformador. Estas características devem ser especificadas pelo comprador em seu pedido.
Se um transformador de reforço (série) estiver associado diretamente a um transformador com a fina-
lidade de regulação da tensão e/ou ângulo de fase, ele deve ser capaz de resistir as sobrecorrentes 
resultantes da combinação das impedâncias dos dois equipamentos.
3.2.5 Transformadores diretamente associados a outros equipamentos
Quando um transformador estiver diretamente associado a outro equipamento cuja impedância limite 
a corrente de curto-circuito, a soma das impedâncias do transformador, do sistema e do equipamento 
diretamente associado pode, por acordo entre o fabricante e o comprador, ser levada em consideração. 
Isto se aplica, por exemplo, a transformadores elevadores, se a conexão entre o gerador e o trans-
formador for construída de tal modo que a possibilidade de faltas fase-fase ou fase-fase-terra seja 
desprezível neste trecho.
NOTA Se a conexão entre o gerador e o transformador for construída desta maneira, as condições mais 
severas de curto-circuito podem ocorrer, no caso de transformador elevador triângulo-estrela com neutro 
aterrado, quando uma falta fase-terra ocorrer no sistema ligado ao enrolamento ligado em estrela, ou no caso 
de sincronização fora de fase (falha de sincronização).
3.2.6 Transformadores especiais e transformadores para serem instalados em sistemas 
caracterizados por uma alta taxa de falta
A capacidade do transformador em resistir frequentemente às sobrecorrentes, decorrentes de uma 
instalação particular (por exemplo, transformadores de forno e transformadores para sistemas de 
tração), ou decorrentes de uma condição de operação (por exemplo, alto número de faltas que 
acontecem no sistema conectado), deve estar sujeita a um acordo especial entre o fabricante 
e o comprador. Informações sobre quaisquer condições de operação anormais esperadas no sistema 
devem ser dadas com antecedência ao fabricante.
3.2.7 Comutadores de derivação
Quando forem fornecidos, os equipamentos para comutação devem ser capazes de resistir às mesmas 
sobrecorrentes, devido aos curtos-circuitos, da mesma maneira que os enrolamentos. Porém, comuta-
dores sob carga não necessitam ter a capacidade de comutar a corrente de curto-circuito.
3.2.8 Terminal de neutro
Os terminais de neutro de enrolamentos em estrela ou em zigue-zague devem ser projetados para 
a máxima sobre corrente que possa circular por eles.
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7)
4 Demonstração da capacidade para resistir a curto-circuito
Os requisitos desta seção aplicam-se aos transformadores imersos em óleo ou a seco, como especi-
ficado nas ABNT NBR 5356-1 e ABNT NBR 10295, respectivamente.
4.1 Capacidade térmica de resistir a curtos-circuitos
4.1.1 Geral
De acordo com esta Parte da ABNT NBR 5356, a capacidade térmica para suportar curto-circuito 
deve ser demonstrada por meio de cálculo. Estes cálculos devem ser executados de acordo com os 
requisitos de 4.1.2 a 4.1.5.
4.1.2 Valor da corrente de curto-circuito simétrico I
Para transformadores com dois enrolamentos separados, o valor eficaz da corrente de curto-circuito 
simétrico I é calculado, para transformadores trifásicos, como a seguir:
( )t s
em kV
3
UI
Z Z
=
× +
 (1)
onde Zs é a impedância de curto-circuito do sistema, expresso em ohms (Ω).
2
s
s em ohms por fase (ligação estrela equivalente)
UZ
S
= (2)
onde
Us é a tensão nominal fase-fase do sistema, expressa em quilovolts (kV);
S é a potência aparente trifásica de curto-circuito do sistema, expressa em megavolts-ampères 
 (MVA).
Ainda em referência a equação (1), U e Zt são definidos como a seguir:
 a) para a derivação principal: 
U é a tensão nominal entre fases Un do enrolamento considerado, expressa em quilovolts (kV);
Zt é a impedância de curto-circuito do transformador, referida ao enrolamento considerado e 
calculada como a seguir: 
2t n
t
n
em ohms por fase (ligação estrela equivalente)
100
Z UZ
S
×=
×
 1 (3) 
onde
zt é a impedância de curto-circuito, expressa em porcentagem (%), medida à frequência 
 e corrente nominais e na temperatura de referência; e
1 Aqui os símbolos Zt e zt são usados em vez de Z e z, respectivamente, os quais são usados para as 
mesmas quantidades na ABNT NBR 5356-1, para manter a coerência com relação ao conteúdo de 4.2.3.
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7)
Sn é a potência nominal trifásica do transformador ou do banco trifásico, expressa em megavolts- 
ampères (MVA).
 b) para derivações diferentes da principal:
U é, a menos que de outra maneira especificado, a tensão de derivação 2 do enrolamento 
 considerada em quilovolts (kV);
Zt é a impedância de curto-circuito do transformador, referida ao enrolamento e à derivação sob 
 consideração, expressa em ohms (Ω) por fase.
Para transformadores com mais de dois enrolamentos, autotransformadores, transformadores de 
reforço (série) e transformadores diretamente associados a outro equipamento, as sobrecorrentes 
são calculadas de acordo com 3.2.3, 3.2.4 ou 3.2.5, como apropriado. 
Para todos os transformadores, com exceção dos casos dados em 3.2.2.2, o efeito da impedância 
de curto-circuito do sistema deve ser levado em consideração.
Para enrolamentos ligados em zigue-zague, a corrente de curto-circuito para uma falta fase-terra pode 
ser consideravelmente mais alta do que para faltas trifásicas. Este aumento na corrente deve ser 
levado em conta quando do cálculo da elevação de temperatura do enrolamento zigue-zague.
4.1.3 Duração da corrente de curto-circuito
A duração da corrente I a ser usada para o cálculo da capacidade térmica de suportar curtos-circuitos 
é de 2 s, a menos que uma duração diferente seja especificada. 
NOTA Para autotransformadores e para transformadores com corrente de curto-circuito que exceda 
25 vezes a corrente nominal, pode ser adotada uma duração para a corrente de curto-circuito inferior a 2 s, 
mediante acordo entre o fabricante e o comprador.
4.1.4 Máximo valor admissível da temperatura média de cada enrolamento
A temperatura média θ1 de cada enrolamento, depois de conduzir uma corrente de curto-circuito 
simétrico I, com valor e duração especificados em 4.1.2 e 4.1.3, respectivamente, não pode exceder 
o valor máximo informado na Tabela 3, em qualquer derivação.
2 Para definição de tensão de derivação, ver ABNT NBR 5356-1:2007, 6.2.
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Tabela 3 – Valores máximos admissíveis para a temperatura média 
de cada enrolamento após o curto-circuito
Tipo de 
transformador
Temperatura do sistema 
de isolamento 
°C
Temperatura máxima 
°C
Cobre Alumínio
Imerso em óleo 105 (A) a e 120 (E) a 250 200
Seco
105 (A) a 180 180
120 (E) a 250 200
130 (B) a 350 200
155 (F) a 350 200
180 (H) a 350 200
220 350 200
a Classe.
NOTA 1 No caso de enrolamentos feitos de ligas de alumínio de alta resistência, podem ser admitidos, 
mediante acordo entre o fabricante e o comprador, valores maiores de temperatura máxima, mas 
não excedendo os valores correspondentes para o cobre.
NOTA 2 Quando forem utilizados sistemas de isolamento híbridos de diferentes classes térmicas 
(ABNT NBR IEC 60085) em transformadores imersos em óleo, podem ser admitidos, mediante 
acordo entre o fabricante e o comprador, valores de temperatura máxima diferentes.
A temperatura inicial do enrolamento θ0 a ser utilizada nas Equações 4 e 5 deve corresponder à soma 
da máxima temperatura ambiente admissível com a elevação de temperatura do enrolamento nas 
condições nominais, medida pelo método de variação da resistência. Se elevação de temperatura 
medida não for disponível, então a temperatura inicial do enrolamento θ0 deve corresponder à soma 
da máxima temperatura ambiente admissível com a elevação de temperatura permitida pela isolação 
do enrolamento.
4.1.5 Cálculo de temperatura θ1
A temperatura média θ1 atingida pelo enrolamento após o curto-circuito pode ser calculada pelas 
equações:
( )0
1 0
2
2 235
106 000 1
J t
× += +
−
θθ θ (cobre) (4)
( )0
1 0
2
2 225
45 700 1
J t
× += +
−
θθ θ (alumínio) (5)
onde
θ0 é a temperatura inicial do enrolamento, expressa em graus Celsius (°C); 
J é a densidade de corrente de curto-circuito do enrolamento considerado, expressa em ampères 
 por milímetro quadrado (A/m2), baseada no valor eficaz da corrente de curto-circuito simétrica;
t é a duração, expressa em segundos (s).
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7)
As Equações 4 e 5 são baseadas em condições adiabáticas e são válidas apenas por pouco tempo 
de duração, não excedendo 10 s. Os coeficientes estão baseados nas propriedades dos materiais 
apresentados na Tabela 4.
Tabela 4 – Constantes químicas e físicas
Propriedade Cobre Alumínio
Calor específico a 100 °C (J/kg °C) 398,4 928
Densidade a 100 °C (kg/m3) 8 894 2 685
Resistividade a 100 °C (μΩ.m) 0,022 4 0,035 5
Fonte: Tabela de constantes químicas e físicas – Kay e Laby – 15ª edição – Longmans, 1986.
4.2 Capacidade de resistir aos efeitos dinâmicos de curtos-circuitos
4.2.1 Geral
Se solicitado pelo comprador, a capacidade de transformadores de força em resistir aos efeitos dinâ-
micos de curto-circuito deve ser demonstrada:
 — por meio de ensaios; ou
 — por cálculo e considerações de projeto.
A escolha do método a ser usado deve ser objeto de acordo entre o comprador e o fabricante antes 
da colocação do pedido.
Quando um ensaio de curto-circuito for solicitado, ele deve ser considerado um ensaio especial 
(ver ABNT NBR 5356-1:2007, 4.11.3) e deve ser especificado antes da colocação do pedido. O ensaio 
deve ser executado conforme os requisitos de 4.2.2 a 4.2.7.
Algumas vezes, transformadores de grande potência não podem ser ensaiados de acordo com esta 
Parte da ABNT NBR 5356, devido, por exemplo, a limitações de ensaios. Nestes casos, as condições 
de ensaio devem ser acordadas entre o comprador e o fabricante. 
Quando cálculo e considerações de projeto forem solicitados, é necessária uma comprovação 
por meio de comparação com ensaios previamente executados em transformadores similares ou 
ensaios em modelos representativos, se existirem. No Anexo B é apresentado um guia para a identi-
ficação de transformadores similares.
4.2.2 Condição do transformador antes do ensaio de curto-circuito
4.2.2.1 A menos que de outra forma acordado, os ensaios devem ser feitos em um transformador 
novo, pronto para serviço. Acessórios de proteção, como relé Buchholz e válvula de alívio de pressão, 
devem estar montados no transformador durante o ensaio.
NOTA A montagem de acessórios que não tenham qualquer influência no comportamento durante o 
curto-circuito (por exemplo, equipamento de resfriamento removível) não é requerida.
4.2.2.2 Antes do ensaio de curto-circuito, o transformador deve ser submetido aos ensaios de rotina 
especificados na ABNT NBR 5356-1, com exceção do ensaio de impulso que pode ser executado 
posteriormente, de acordo com 4.2.7.4.
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7)
Se os enrolamentos forem providos de derivação, a reatância e, se requerido, a resistência devem ser 
medidas na derivação na qual o ensaio de curto-circuito é executado.
A precisão das medições da resistência e reatância deve ter uma repetibilidade melhor do que ± 0,2 %. 
Um relatório com o resultado dos ensaios de rotina deve estar disponível antes do início do ensaio 
de curto-circuito.
4.2.2.3 Antes do início do ensaio de curto-circuito, a temperatura média dos enrolamentos deve 
estar, preferencialmente, entre 10 °C e 40 °C (ver ABNT NBR 5356-1:2007, 11.1).
Durante os ensaios, a temperatura do enrolamento pode aumentar devido à circulação da corrente 
de curto-circuito. Este aspecto deve ser levado em consideração quando da montagem do circuito 
de ensaio para os transformadores da categoria I.
4.2.3 Valor da corrente de crista î para transformadores com dois enrolamentos
O ensaio deve ser executado com a corrente mantida com o máximo de assimetria na fase sob ensaio.
A amplitude î da primeira crista da corrente de ensaio assimétrica é calculada como a seguir:
2Î I k= × × (6)
onde o valor eficaz da corrente de curto-circuito simétrico I é determinado conforme 4.1.2. 
Quando a impedância de curto-circuito do sistema for incluída no cálculo da corrente de falta, a relação 
de X/R do sistema, se não especificada, deve ser assumida igual à do transformador. A Tabela 5 
especifica o valor para o fator de crista como função da relação X/R, a ser usado para fins práticos 3.
Tabela 5 – Valores para o fator 2k ×
X/R 1 1,5 2 3 4 5 6 8 10 14
2k × 1,51 1,64 1,76 1,95 2,09 2,19 2,27 2,38 2,46 2,55
NOTA Para outros valores de X/R entre 1 e 14, o fator 2k × pode ser determinado por meio de 
interpolação linear.
NOTA Quando Zs < 0,05 Zt, podem ser usados Xt e Rt, em ohms, em vez de xt e rt, para a derivação 
principal
onde
xt é a componente reativa de Zt, expressa em porcentagem (%);
rt é a componente resistiva de Zt, na temperatura de referência, expressa em porcentagem (%);
zt é a impedância de curto-circuito do transformador, na temperatura de referência, expressa em 
 porcentagem (%).
3 A Tabela 5 é baseada na seguinte expressão para o fator de crista: ( )( )( )/2 /2 21 sen R Xk e− +π× = + ×φ φ
Onde e é a base do logaritmo natural e f é o ângulo de fase que é igual ao arctan X/R, em radianos.
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Se não especificado em contrário, no caso de X/R > 14, o fator 2×k é assumido igual a:
1,8 × 2 = 2,55 para transformadores decategoria II;
1,9 × 2 = 2,69 para transformadores de categoria lll.
4.2.4 Tolerância	no	valor	de	crista	assimétrico	e	eficaz	simétrico,	da	corrente	de	ensaio	de	
curto-circuito
A corrente assimétrica que tem amplitude da primeira crista î (ver 4.2.3) muda, se a duração do ensaio 
de curto-circuito for suficientemente longa, para a corrente simétrica I (ver 4.1.2).
O valor de crista da corrente obtida no ensaio não pode divergir em mais que 5 % e a corrente simé-
trica por mais que 10 % do valor especificado.
4.2.5 Procedimento para o ensaio de curto-circuito de transformadores com dois enrolamentos
4.2.5.1 A fim de obter a corrente de ensaio de acordo com 4.2.4, a tensão em vazio da fonte pode 
ser mais alta que a tensão nominal do enrolamento correspondente. O curto-circuito dos terminais 
do enrolamento pode suceder (pós-curto-circuito) ou preceder (pré-curto-circuito) a aplicação da tensão 
no outro enrolamento do transformador 4.
Se o pós-curto-circuito for usado, a tensão não pode exceder 1,15 vez a tensão nominal do enrola-
mento, a menos que seja acordado de modo diferente entre o fabricante e o comprador.
Se um pré-curto-circuito for utilizado para transformadores com enrolamentos concêntricos simples, 
a alimentação deve ser conectada ao enrolamento mais afastado do núcleo, sendo curto-circuitado 
o enrolamento mais próximo do núcleo, a fim de evitar-se a saturação do núcleo magnético, o que 
poderia resultar em uma circulação excessiva da corrente de magnetização superposta à corrente 
de curto-circuito durante os primeiros ciclos.
Quando as instalações de ensaio disponíveis exigirem que a fonte seja conectada ao enrolamento 
mais interno, precauções especiais devem ser tomadas, como uma desmagnetização preliminar 
o núcleo, para evitar a corrente de energização de partida (inrush current).
Para transformadores com enrolamentos em camadas ou transformadores com enrolamentos duplos 
concêntricos, o método pré-curto-circuito apenas deve ser usado mediante acordo entre o fabricante 
e o comprador.
A fim de evitar um sobreaquecimento prejudicial, um intervalo de tempo apropriado deve ser mantido 
entre sucessivas aplicações da corrente de curto-circuito. Este intervalo de tempo deve ser definido 
em comum acordo entre o comprador e o fabricante.
Quando se ensaiam transformadores da categoria I, pode ser necessário considerar a mudança de 
fator X/R causada pelo aumento da temperatura durante o ensaio, e isto deve ser compensado no 
circuito de ensaio.
4 Um outro procedimento de ensaio consiste em aplicar simultaneamente duas tensões com fases opostas 
aos dois enrolamentos sob ensaio. Os dois enrolamentos podem ser alimentados pela mesma fonte de tensão 
ou por duas fontes separadas e sincronizadas. Este método é vantajoso na prevenção de qualquer saturação 
do núcleo e reduz a potência necessária da fonte.
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7)
4.2.5.2 Para se obter o valor de crista inicial da corrente (ver 4.2.3) no enrolamento da fase sob 
ensaio, o instante do chaveamento deve ser ajustado por meio de uma chave síncrona.
A fim de conferir os valores de crista î e eficaz I das correntes de ensaio, registros oscilográficos 
devem sempre ser feitos (ver Figura 1).
Para obter a máxima assimetria da corrente em um dos enrolamentos de fase, o chaveamento deve 
acontecer no momento em que a tensão deste enrolamento passa pelo zero.
NOTA Para enrolamentos ligados em estrela, a máxima assimetria é obtida efetuando-se o chaveamento 
no instante em que a tensão da fase passa pelo zero. O fator k do valor de crista î pode ser determinado 
dos oscilogramas das correntes de linha. Para ensaios trifásicos em enrolamentos ligados em triângulo, esta 
condição é obtida efetuando-se o chaveamento no momento em que a tensão fase-fase passa pelo zero. 
Um dos métodos para determinar o fator k é pelo chaveamento durante os ensaios de ajuste preliminares 
para a máxima tensão de fase-fase. Neste caso o fator k é encontrado nos oscilogramas das correntes de linha.
Outro método para determinar a corrente de fase em um enrolamento ligado em triângulo é a realização 
de uma conexão adequada dos enrolamentos secundários dos transformadores de corrente que medem 
as correntes de linha. Oscilogramas podem ser feitos para registrar as correntes de fase.
Para transformadores com ligação estrela zigue-zague que pertençam à categoria I e com variação de 
tensão de fluxo constante, tendo valor por xt/rt ≤ 3, ver 4.2.3, as três fases são chaveadas simultaneamente 
sem o uso de chave síncrona. Para outros transformadores com ligação estrela zigue-zague, o método de 
chaveamento deve ser objeto de acordo entre o fabricante e o comprador.
Tempo (s)
C
or
re
nt
e 
(k
A
)
k 
 
2 
I
Figura 1 – Medição de î e I nos oscilogramas
4.2.5.3 A frequência da fonte de ensaio deve ser, em princípio, a frequência nominal do transfor-
mador. Não obstante, se acordado entre o fabricante e o comprador, é permitido ensaiar transforma-
dores de 60 Hz com uma fonte de 50 Hz, desde que os valores da corrente de curto-circuito prescritos, 
como requerido em 4.2.3 e 4.2.4, sejam obtidos.
Este procedimento requer que a tensão da fonte de ensaio seja ajustada adequadamente ao valor 
correspondente da tensão nominal do transformador.
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4.2.5.4 Transformadores trifásicos devem ser alimentados por uma fonte trifásica, contanto que 
possam ser satisfeitos os requisitos de 4.2.4. Se isto não for possível, uma alimentação monofásica, 
como descrita abaixo, pode ser usada. Para enrolamentos ligados em triângulo, a alimentação 
monofásica deve ser conectada entre os dois vértices do triângulo, e a tensão durante o ensaio 
tem que ser igual à tensão entre fases durante um ensaio trifásico. Para enrolamentos ligados em 
estrela, a tensão monofásica é aplicada entre um terminal de linha e os outros dois terminais de linha 
interligados.
A tensão monofásica durante o ensaio tem que ser igual a 3/2 vezes a tensão entre fases para 
o ensaio trifásico.
Exemplos de dois possíveis arranjos de ensaios monofásicos que simulam o ensaio trifásico são 
dados nas Figuras 2 e 3.
NOTA 1 Ensaios com alimentação monofásica são utilizados principalmente em transformadores das cate-
gorias II ou lll e raramente são utilizados em transformadores da categoria I.
NOTA 2 Para enrolamentos ligados em estrela com isolamento progressivo (não uniforme), é necessário 
verificar se o isolamento do neutro é ou não suficiente para o ensaio monofásico.
NOTA 3 Se, para enrolamentos ligados em estrela, a fonte for insuficiente para o ensaio monofásico descrito 
em 4.2.5.4 e o neutro for acessível, o fabricante e o comprador podem acordar no uso de alimentação 
monofásica entre o terminal de linha e o neutro, desde que o neutro seja capaz de conduzir a corrente de 
ensaio. Com este arranjo de ensaio pode ser conveniente conectar os terminais correspondentes das fases 
não submetidos a ensaio, a fim de melhor controlar sua tensão, desde que isto seja possível e o circuito 
permita.
S
Zs
Legenda
Zs impedância de ensaio do sistema
S chave síncrona para o ensaio de curto-circuito pós-estabelecido ou uma conexão rígida para o caso 
do ensaio de curto-circuito preestabelecido
Figura 2 – Transformador ligado em estrela/triângulo
S
Zs
Legenda
Zs impedância de ensaio do sistema
S chave síncrona para o ensaio de curto-circuito pós-estabelecidoou uma conexão rígida para o caso 
do ensaio de curto-circuito preestabelecido
Figura 3 – Autotransformador ligado em estrela/estrela
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4.2.5.5 Salvo qualquer especificação em particular, o número de ensaios em transformadores 
trifásicos e monofásicos é determinado como a seguir, não incluindo os ensaios preliminares de ajuste 
feitos com menos de 70 % da corrente especificada para verificar o funcionamento adequado do 
circuito de ensaio, com respeito ao momento de chaveamento, o ajuste da corrente, o amortecimento 
e a duração.
Para transformadores monofásicos das categorias I e II, devem ser feitos três ensaios. A menos que 
de outra forma especificado, os três ensaios em transformadores monofásicos que possuem derivações 
são feitos em posições diferentes do comutador, isto é, um ensaio na posição que corresponde à mais 
alta relação de tensão, um ensaio na derivação principal e um ensaio na posição que corresponde 
à menor relação de tensão.
Para transformadores trifásicos das categorias I e II, o número total de ensaios é nove, isto é, três 
ensaios em cada fase. A menos que de outra forma especificado, os nove ensaios em transformadores 
trifásicos com derivações são feitos em posições diferentes do comutador, isto é, três ensaios na 
derivação que corresponde à mais alta relação de tensão de uma das fases externas, três ensaios 
na derivação principal da fase central e três ensaios na posição que corresponde à menor relação de 
tensão na outra fase externa.
Para transformadores da categoria lll, o número de ensaios e a posição do comutador devem ser 
objeto de acordo entre o fabricante e o comprador. Porém, a fim de simular da melhor maneira 
possível os efeitos de repetidos curtos-circuitos prováveis de acontecer em serviço, para permitir 
um monitoramento melhor do comportamento da unidade sob ensaio e para permitir um julgamento 
significativo com relação a possíveis variações da impedância de curto-circuito medida, é recomendado 
que o número de ensaios seja como a seguir:
 a) três para transformadores monofásicos;
 b) nove para transformadores trifásicos.
Com relação à posição do comutador e sequência de ensaio, é recomendado o mesmo procedimento 
descrito para transformadores das categorias I e II.
A duração de cada ensaio, com tolerância de ± 10 %, é de:
 a) 0,5 s para transformadores da categoria I;
 b) 0,25 s para transformadores das categorias II e III.
4.2.6 Procedimento para ensaio de curto-circuito em transformadores com mais de dois 
enrolamentos e autotransformadores
Várias condições de falta podem ser consideradas para transformadores com mais de dois enrola-
mentos e autotransformadores (ver 3.2.3). Em geral, tais condições são de natureza mais complexa, 
se comparada com o curto-circuito trifásico, que é considerado a referência para transformadores com 
dois enrolamentos (ver 3.2.2.5).
Circuitos de ensaios especiais são frequentemente necessários para reproduzir algumas das faltas 
por meio de ensaios. A escolha dos ensaios a serem executados deve ser feita, como regra, com base 
na análise dos resultados de cálculos das forças eletrodinâmicas que ocorrem em todas as possíveis 
faltas.
Os circuitos de ensaio, os valores de corrente, a sequência e o número de ensaios sempre são 
sujeitos a acordo entre o fabricante e o comprador.
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É recomendado que a tolerância da corrente de ensaio acordada e a duração do ensaio estejam em 
linha com aquelas prescritas para transformadores de dois enrolamentos e que a sequência de ensaio 
seja selecionada de acordo com o aumento esperado das forças eletrodinâmicas.
4.2.7 Detecção de falhas e avaliação dos resultados de ensaio
4.2.7.1 Antes da execução do ensaio de curto-circuito, medições e ensaios devem ser feitos de 
acordo com 4.2.2 e o relé de gás (se existir) deve ser inspecionado. Estas medições e ensaios servem 
como referência para a detecção de falhas.
4.2.7.2 Durante cada ensaio (inclusive ensaios preliminares), registros de oscilogramas devem ser 
feitos da(s):
 a) tensão aplicada; 
 b) correntes (ver 4.2.5.2).
Além disso, a superfície externa do transformador sob ensaio deve ser observada visualmente e regis-
trada continuamente em vídeo.
NOTA 1 Podem ser usados meios adicionais de detecção para adquirir informação e melhorar a avaliação 
do ensaio, como registro da corrente entre o tanque (isolado) e a terra, registros do ruído e vibrações, registro 
das variações da pressão do óleo que ocorrem em diferentes locais dentro do tanque durante a circulação 
da corrente de curto-circuito etc.
NOTA 2 Eventuais atuações do relé de gás podem acontecer durante o ensaio devido à vibração. 
Esta circunstância não é significativa para a capacidade do transformador em resistir a curto-circuito, 
a menos que seja encontrado gás combustível no relé.
NOTA 3 Descargas elétricas temporárias nas juntas do tanque podem acontecer na energização 
(chaveamento) e descargas internas nas junções dos elementos estruturais na energização e no estágio 
de curto-circuito.
4.2.7.3 Depois de cada ensaio devem-se conferir os oscilogramas tomados durante o ensaio, 
inspecionar o relé de gás e medir a reatância de curto-circuito e a resistência dos enrolamentos. 
Para transformadores trifásicos, a reatância e a resistência medidas devem ser avaliadas por fase, 
seja pela medição direta da reatância e resistência fase-neutro no caso de um enrolamento em estrela, 
ou derivada de uma configuração do enrolamento em triângulo, por um método adequado.
NOTA 1 Meios adicionais de avaliação podem ser usados para analisar o resultado do ensaio, como medição 
da resistência do enrolamento, ensaio de impulso à baixa tensão (para comparação entre os oscilogramas 
obtidos originalmente e os depois do ensaio), análise da resposta em frequência, análise da função de 
transferência, medição da corrente em vazio e comparação dos resultados da análise de gases dissolvidos 
antes e após o ensaio.
NOTA 2 Qualquer diferença entre os resultados das medições feitas antes e depois do ensaio pode ser 
usada como um critério para a determinação de possíveis defeitos. É particularmente importante observar, 
durante ensaios sucessivos, possíveis mudanças na reatância de curto-circuito medida depois de cada 
ensaio, que possam indicar variação progressiva ou tendência ao desaparecimento.
NOTA 3 A fim de detectar falhas entre espiras, é aconselhável fazer medições da reatância de curto-circuito 
tanto no lado de AT como no de BT.
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4.2.7.4 Depois do término do ensaio, a superfície externa do transformador e o relé de gás 
(se existir) devem ser inspecionados. Os resultados das medições das reatâncias de curto-circuito e os 
oscilogramas tomados durante as diferentes fases dos ensaios devem ser examinados para indicação 
de possíveis anormalidades durante os ensaios, especialmente qualquer indicação de alteração 
na reatância de curto-circuito.
Ao término dos ensaios, se os enrolamentos possuírem derivações, a reatância deve ser medida para 
todas as posições de derivação nas quaisos ensaios de curto-circuito foram realizados. 
Geralmente variações da reatância de curto-circuito devem mostrar uma tendência a diminuir durante 
os ensaios. Também podem ocorrer certas mudanças da reatância com o tempo após os ensaios. 
Consequentemente, se houver uma variação da reatância que exceda os limites prescritos, baseada 
nas medições feitas imediatamente após os ensaios, pode ser prudente repetir as medições depois 
de um intervalo, para verificar se a variação é mantida. É aceito o último valor da reatância como valor 
final quando se verificar o atendimento aos requisitos desta Norma. 
Procedimentos diferentes são seguidos nesta fase para transformadores das categorias I, II e III. 
Estes procedimentos e os limites das reatâncias são dados a seguir:
 a) transformadores das categorias I e II:
A menos que acordada de outra maneira, a parte ativa deve ser removida do tanque para inspeção 
do núcleo e enrolamentos, e comparados com seu estado antes do ensaio para verificar possíveis 
defeitos visíveis, como mudanças de posição de ligações e deslocamentos etc., os quais podem 
colocar em perigo a operação segura do transformador, embora este tenha suportado os ensaios 
de rotina.
Todos os ensaios de rotina, incluindo os ensaios dielétricos a 100 % do valor de ensaio, devem 
então ser repetidos. Se um ensaio de impulso atmosférico for especificado, ele deve ser realizado 
neste estágio. Entretanto, em transformadores da categoria I, a repetição dos ensaios de rotina 
pode ser omitida, com exceção dos ensaios dielétricos.
Para o transformador ser considerado aprovado no ensaio de curto-circuito, as seguintes condi-
ções devem ser satisfeitas:
 1) os resultados do ensaio de curto-circuito e as medições e verificações executadas durante 
os ensaios não podem revelar qualquer condição de falha;
 2) os ensaios dielétricos e outros ensaios de rotina, quando aplicáveis, foram repetidos de forma 
satisfatória; e o ensaio de impulso atmosférico, se especificado, foi realizado satisfatoriamente;
 3) na inspeção da parte ativa fora do tanque, não podem ser constatados defeitos significativos, 
como deslocamentos, deformação dos enrolamentos, deslocamentos das chapas, conexões 
ou estruturas suporte, que poderiam colocar em risco a operação segura do transformador;
 4) nenhum indício de descarga elétrica interna deve ser encontrado;
 5) o valor da reatância de curto-circuito, em ohms, medida para cada fase no término dos 
ensaios, não pode diferir dos valores originais em:
 — 2 % para transformadores com enrolamentos circulares concêntricos 5 e enrolamentos 
não circulares tipo panqueca. Porém, para transformadores que possuam enrolamentos 
5 Enrolamentos circulares incluem todas as bobinas enroladas em uma forma cilíndrica, mesmo que, por 
exemplo, devido à presença de cabos de saída em enrolamentos de lâminas de metal, possa haver desvios 
localizados da forma cilíndrica.
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de baixa tensão com condutores de fita metálica e com potência nominal menor que 
10 000 kVA, valores mais altos, não excedendo 4 %, são aceitáveis para transformadores 
com impedância de curto-circuito igual ou maior que 3 %. Se a impedância de curto-
circuito for menor que 3 %, o limite de 4 % acima está sujeito a acordo entre o fabricante 
e o comprador;
 — 7,5 % para transformadores com enrolamentos não circulares, concêntricos, que 
possuam uma impedância de curto-circuito maior ou igual a 3 %. O valor de 7,5 % pode 
ser reduzido por acordo entre o fabricante e o comprador, mas não para valores abaixo 
de 4 %.
NOTA 1 Para transformadores com enrolamentos não circulares e concêntricos com impedância de 
curto-circuito menor do que 3 %, a variação máxima da reatância não pode ser especificada de maneira 
geral. Conhecimento prático de certos tipos de construção conduz à aceitação, para tais transformadores, 
de uma variação de até (22,5 - 5zt) %, sendo zt a impedância de curto-circuito, em percentual. 
NOTA 2 Transformadores no limite máximo da categoria II e com tensão máxima do equipamento, Um, 
menor que 52 kV merecem atenção particular e podem requerer um ajuste no limite de variação acima, 
para a reatância.
Se quaisquer das condições acima não forem atendidas, a unidade deve ser desmontada até 
onde for necessário para estabelecer a causa da variação das condições;
 b) transformadores da categoria III:
A parte ativa deve ser deixada à vista para inspeção do núcleo e enrolamentos, e deve ser 
comparada com seu estado anterior ao ensaio, para verificar possíveis defeitos visíveis, como 
mudanças de posição de ligações e deslocamentos etc., os quais podem colocar em perigo 
a operação segura do transformador, embora este tenha suportado os ensaios de rotina.
Todos os ensaios de rotina, inclusive os dielétricos a 100 % do valor de ensaio especificado, 
devem ser repetidos. Se um ensaio de impulso atmosférico for especificado, ele deve ser realizado 
neste estágio.
Para o transformador ser considerado aprovado no ensaio de curto-circuito, as seguintes condi-
ções devem ser satisfeitas:
 1) os resultados do ensaio de curto-circuito e as medições e verificações executadas durante os 
ensaios não podem revelar qualquer condição de falha;
 2) os ensaios de rotina devem ser repetidos de forma satisfatória e o ensaio de impulso 
atmosférico, se especificado, deve ser realizado satisfatoriamente;
 3) na inspeção da parte ativa fora do tanque, não podem ser constatados defeitos significativos, 
como deslocamentos, deformação dos enrolamentos, deslocamentos das chapas, conexões 
ou estruturas suporte, que poderiam colocar em risco a operação segura do transformador;
 4) nenhum indício de descarga elétrica interna deve ser encontrado;
 5) o valor da reatância de curto-circuito, em ohms, medida para cada fase no término dos 
ensaios, não pode diferir dos valores originais de 1 %.
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Se a variação da reatância estiver na faixa de 1 % a 2 %, a aceitação está sujeita a acordo entre 
o comprador e o fabricante. Neste caso, um exame mais detalhado pode ser requerido, incluindo a 
desmontagem da unidade do que for necessário para estabelecer as causas das variações. Porém, 
é sugerido que antes da desmontagem meios de diagnóstico adicionais sejam aplicados (ver Nota 1 
de 4.2.7.3).
NOTA Devido ao custo de um transformador da categoria III e à implicação de custo de qualquer 
inspeção visual detalhada estendida às partes internas da unidade, recomenda-se que várias fotografias 
sejam tomadas das posições dos condutores terminais dos enrolamentos, derivações, alinhamento dos 
espaçadores e configuração dos componentes de isolamento das extremidades dos enrolamentos etc., 
para permitir uma comparação precisa destas partes antes e depois dos ensaios. Neste contexto, uma verifi-
cação da compressão axial dos enrolamentos pode ser útil, ficando sujeita a acordo mútuo entre o comprador 
e o fabricante a aceitação da existência de pequenos deslocamentos e alterações, contanto que a confiabi-
lidade de operação do transformador não seja afetada.
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Anexo A 
(informativo) 
 
Avaliação teórica da capacidade de resistir aos efeitos 
dinâmicos do curto-circuito
A.1 Escopo
Este Anexo fornece diretrizes para a avaliação teórica da capacidade dos transformadores de potência 
de resistirem aos efeitos dinâmicos de curto-circuito, com base em cálculos e considerações das 
características de projeto e em práticas de fabricação.
NOTA Informações adicionais de aspectos técnicos relativos à capacidade de curto-circuito dos transfor-
madores de potência são fornecidas na brochura Cigre 209 [2].
A.2 Generalidades
A avaliação teórica da capacidade dos transformadores de potência de resistirem aos efeitos 
dinâmicos de curto-circuito consiste em uma revisão de projeto, cobrindo os principais aspectos dos 
esforços mecânicos do transformador. A documentação necessária para este propósito inclui todos 
os dados técnicos, como as folhas de dados do projeto eletromagnético, cálculos das correntes de 
curto-circuito, forças eletromagnéticas e solicitações mecânicas, complementada por desenhos, 
especificações de materiais, instruções de práticas e processos de fabricação etc., tanto produzidos 
para o propósito específico do projeto eletromagnético e mecânico do transformador quanto como 
parte da documentação da tecnologia do fabricante.
A revisão de projeto deve verificar os valores das forças e solicitações mecânicas mais críticas que 
aparecem no projeto como consequência das condições de falta especificada. Tais valores devem 
ser tanto comparados com os seus correspondentes relacionados ao transformador de referência 
aprovado com sucesso no ensaio de curto-circuito, na condição em que o transformador é considerado 
similar 6, quanto ser verificado com as regras de projeto do fabricante para suportabilidade a curto-
circuito. A estrutura suporte dos enrolamentos e o arranjo geral, bem como as práticas de fabricação, 
são também objeto de consideração na revisão de projeto.
A revisão de projeto descrita neste Anexo se aplica principalmente aos transformadores das categorias 
II e III.
Para transformadores de categoria I, os quais são normalmente classificados como unidades que 
são compradas em lotes, o procedimento de avaliação, que consiste na realização do ensaio de 
suportabilidade de curto-circuito em uma ou duas unidades, pode ser preferível. Ensaio de curto-
circuito em uma ou duas unidades em uma ordem de lotes é normalmente considerado a maneira 
mais rápida e barata de verificar a conformidade. No entanto, para estes transformadores também 
é possível adotar o procedimento de avaliação, consistindo na revisão de projeto.
6 Ver Anexo B
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No que se refere aos transformadores das categorias II e III, é sabido que às vezes o fabricante 
pode ter dificuldade de encontrar em seus arquivos um transformador de referência similar para fins 
de comparação. Neste caso, para efeito de avaliação, o transformador pode ser comparado simul-
taneamente com um número limitado de outros transformadores ensaiados em curto-circuito com 
sucesso, com a condição de que estes tenham pelo menos uma das suas características, listadas no 
Anexo B, iguais ao transformador em questão.
Por exemplo, a avaliação do projeto de um autotransformador trifásico com um enrolamento terciário 
de capacidade reduzida, ligado em triângulo, pode ser dividida em duas partes, ou seja:
 — no que se refere aos enrolamentos série e comum: comparação com os dados do projeto rele-
vantes de um autotransformador trifásico sem enrolamento terciário;
 — no que se refere ao enrolamento terciário: comparação com um transformador trifásico com enro-
lamento terciário de capacidade reduzida, no qual o enrolamento terciário também tenha sido 
ensaiado.
A.3 Diretrizes para realização de revisão de projeto
A.3.1 Generalidades
A revisão de projeto deve consistir nas etapas a seguir.
 a) verificação do transformador baseada na documentação técnica pertinente;
 b) avaliação do transformador por:
 — comparação com um transformador de referência já aprovado com sucesso no ensaio de 
curto-circuito, ou
 — verificação com as regras de projeto do fabricante para suportabilidade a curto-circuito;
 c) resultado da revisão do projeto e aceitação formal do transformador.
A.3.2 Informações relativas ao transformador a ser avaliado
Convém que as evidências a serem apresentadas pelo fabricante para efeito da revisão de projeto 
incluam os seguintes itens:
 a) folhas de dados de projeto eletromagnético necessárias para cálculo;
 b) desenhos ou esboços do arranjo completo dos enrolamentos e isolamento dentro da janela do 
núcleo, com indicação dos tipos de materiais;
 c) cálculo dos valores da corrente de curto-circuito (tanto o valor de pico quanto o valor eficaz 
simétrico) que afetam cada um dos enrolamentos individualmente devido às condições de 
operação especificadas e aos tipos de falta considerados, levando em consideração também as 
posições de derivação em caso de enrolamento(s) fornecido(s) com derivações;
 d) cálculo das principais forças de curto-circuito (valores de pico das forças ocorrendo no pico máximo 
da respectiva corrente), levando em consideração os casos de falta, as posições de derivação 
do comutador e as posições geométrica e relativa dos enrolamentos, consideradas para efeito 
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de projeto. Se tiverem sido adotadas quaisquer configurações geométricas simplificadas para 
os enrolamentos, núcleo e tanque para efeito de cálculos de campo magnético de dispersão e de 
forças eletromagnéticas, esta informação tem que ser fornecida.
As forças axiais de curto-circuito em transformadores de núcleo envolvido (core type) e as forças 
radiais de curto-circuito em transformadores de núcleo envolvente (shell type) são muito sensíveis 
às posições relativas dos enrolamentos submetidos às forças magneto motrizes (f.m.m.) de sinais 
opostos. Recomenda-se que o fabricante especifique qual assimetria foi considerada devido às 
tolerâncias de fabricação, assim como as configurações dos enrolamentos (planos de simetria 
e condições de contorno) que foram assumidas para efeito de cálculo das forças de curto-circuito.
Convém que as seguintes forças eletromagnéticas sejam consideradas.
 1) com transformadores de núcleo envolvido (core type):
 — força radial para dentro (compressão) ou para fora (tração) em cada enrolamento físico;
 — força axial de compressão máxima em cada enrolamento físico (F*c) 7;
 — força axial (de impulsão) máxima nas cabeceiras (para cima ou para baixo) em cada 
enrolamento físico;
 — força axial máxima por coluna no anel comum de prensagem (ou placa de prensagem), 
se usado, e estrutura de prensagem mecânica do circuito magnético;
 — força (de impulsão) atuando atuando nas saídas de cada enrolamento principal de baixa 
tensão (T*f) 8;
 2) com transformadores de núcleo envolvente (shell type):
 — forças axiais que atuam sobre cada bobina e em grupos de enrolamentos no interior e 
exterior da janela do núcleo;
 — forças radiais que atuam sobre bobinas tipo panqueca;
 — força total nos blocos de prensagem localizados entre as fases, sob o núcleo, e nos 
blocos de prensagem, contra as estruturas de reforço de núcleo e tanque;
 — força total nas lâminas do núcleo;
 — força total nas estruturas de reforço do tanque.
Para cada enrolamento físico, deve ser identificada a condição mais severa da forçaresultante 
dos casos de falta e posições de derivação consideradas no projeto. No que diz respeito a toda 
a estrutura do transformador, tem-se que considerar as forças resultantes do caso de falta que 
envolve a maior quantidade de potência reativa extraída do(s) sistema(s);
7 Ver Nota 1 após Tabela A.2.
8 Para definições e cálculos da força de impulsão que age nos cabos de saída dos enrolamentos de baixa 
tensão, ver A.3.3.2.2.
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 e) cálculo das tensões mecânicas básicas nos condutores dos enrolamentos e nas estruturas 
adjacentes acopladas mecanicamente, originadas pelas forças de curto-circuito. Convém que as 
seguintes tensões mecânicas sejam consideradas:
 1) com transformadores de núcleo envolvido (core type):
 — tensão radial média de tração em enrolamentos externos (σ*t) 9;
 — tensão radial média de compressão em enrolamentos internos tipo disco, helicoidal 
ou camada simples (σ*c) 10;
 — tensão radial média equivalente de compressão em enrolamentos internos tipo camada 
(σ*c, eq) 11;
 — tensão devida à flexão radial dos condutores no vão entre suportes axiais (varetas) 
ou entre espaçadores usados para formar canais de refrigeração axiais dentro da largura 
radial do enrolamento (σ* br);
 — tensão devida à flexão axial dos condutores no vão entre espaçadores radiais de enrola-
mentos tipo disco ou helicoidal (σ*ba);
 — tensão de compressão nos espaçadores radiais de enrolamentos tipo disco ou helicoidal 
(σ*sp) 12;
 — tensão de compressão no isolamento de papel do condutor de enrolamentos tipo camada 
(σ*pi);
 — tensões de compressão nas estruturas isolantes empilhadas das cabeceiras (σ*es) e nos 
anéis das cabeceiras (σ*er);
 — tensão de compressão nos anéis comuns de prensagem (ou placas de prensagem), 
se usado (σ*pr);
 — tensão de tração nas barras de suspensão (tirantes verticais) da estrutura de prensagem 
(σ*rod);
 2) com transformadores de núcleo envolvente (shell type):
 — tensão devida à flexão axial dos condutores no vão entre espaçadores de bobina (σ*ba);
 — tensão de compressão no isolamento de papel do condutor (σ*pi) e nos espaçadores 
(σ*sp) entre bobinas;
9 No que se refere ao cálculo da tensão média circunferencial de tração, para enrolamentos do tipo disco 
e helicoidais com um ou mais canais na direção axial de refrigeração, os enrolamentos podem ser tratados como 
anéis sólidos, sem considerar esses canais.
10 No que se refere ao cálculo da tensão média circunferencial de compressão, para enrolamentos do tipo 
disco e helicoidais com um ou mais canais na direção axial de refrigeração, podem ser tratados como anéis 
sólidos, sem considerar esses canais.
11 No caso de duas camadas iguais, a tensão média circunferencial de compressão equivalente deve ser 
considerada igual à média aritmética das respectivas tensões. No caso de três ou mais camadas, a tensão 
média equivalente pode ser considerada como 1,1 vez a média aritmética dos valores de cada camada.
12 A tensão de compressão nos espaçadores radiais é calculada considerando a área coberta pelos condutores 
nus, desconsiderando quaisquer efeitos dos raios de arredondamento.
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 — tensão de compressão nos blocos de prensagem localizados entre as fases, sob o 
núcleo, (σ*iw) e nos blocos de prensagem, contra as estruturas de reforço de núcleo e 
tanque (σ*pb);
 — tensão de tração e flexão nas lâminas do núcleo (σ*cl);
 — tensão de tração e flexão nas estruturas de reforço do tanque (σ*tr).
Recomenda-se que, para cada enrolamento físico e componente estrutural, seja considerada a 
condição mais severa de tensão produzida pelas forças de curto-circuito;
 f) desenhos, esboços ou saídas do computador, relativos à estrutura suporte dos enrolamentos 
e do arranjo de prensagem da parte ativa, como:
 1) com transformadores de núcleo envolvido (core type):
 — arranjo de suportes radiais contra a coluna do núcleo, configuração das estruturas 
isolantes empilhadas das cabeceiras, anéis comuns de prensagem (ou placas de pren-
sagem), se usado, arranjo geral de prensagem da parte ativa etc.;
 2) com transformadores de núcleo envolvente (shell type)
 — arranjo de prensagem axial, blocos de prensagem, enchimentos, arranjo de prensagem 
para as cabeceiras de bobina e entre fases, barreiras isolantes entre enrolamentos 
e núcleo etc.;
 — estrutura de reforço da base do tanque para suportar o núcleo, arranjo das molas para 
prensagem do núcleo, estruturas de reforço do tanque, outras disposições de fixação 
do empilhamento das lâminas do núcleo etc.
Em geral:
 — meios para fixar firmemente os cabos de saída do enrolamento e a conexão de baixa 
tensão ou barramentos para as buchas e cabos para comutadores etc.;
 — meios para a aplicação de qualquer pré-carga axial;
 g) instruções para garantia e controle de qualidade com relação a materiais e processos de fabri-
cação, com referência específica às atividades de fabricação, como:
 — bobinagem dos condutores no mandril com controle da força de tração, dimensional 
e estabilização elástica dos enrolamentos e bobinas, montagem dentro da tolerâncias 
especificadas, secagem e impregnação com óleo, de aplicação de pré-carga (força de 
prensagem), prensagem e fixação dos suportes dos enrolamentos, cabos das saídas e 
dispositivos de prensagem etc.;
 — especificamente para os transformadores do tipo núcleo envolvente (shell type): prensar 
e travar as bobinas no interior e no exterior da janela do núcleo por meio de blocos de 
prensagem localizados entre as fases, sob o núcleo; prensar os blocos com a finalidade de 
travamento contra o núcleo e reforços do tanque etc.;
 h) controles relativos aos principais componentes externos do transformador, em particular buchas 
de alta-tensão, especialmente no caso onde eles estejam montados em canecos inclinados etc.
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7)
A.3.3 Avaliação do transformador
A.3.3.1 General
Na avaliação do transformador, dois métodos alternativos podem ser propostos, com base na compa-
ração com um transformador de referência, já aprovados com sucesso no ensaio de curto-circuito 
(ver A.3.3.2) ou na verificação com as regras de projeto documentadas para suportabilidade a 
curto-circuito adotado pelo fabricante na produção regular.
Estes métodos alternativos são descritos em A.3.3.2 e A.3.3.3.
A.3.3.2 Avaliação por comparação com um transformador de referência
A.3.3.2.1 Aceitação do transformador de referência
A.3.3.2.1.1 O transformador de referência é considerado adequado para efeito de comparação, 
desde que atenda aos seguintes requisitos:
 a) suas características sejam tais que o transformador em avaliação possa ser considerado similar;
 b) tenha sido projetado basicamente pelos mesmos métodos de cálculo e critérios de suportabibi-
lidade mecânica, como aqueles utilizados para o transformador sob avaliação;
 c) tenha sido fabricado basicamente de acordo com os mesmos processos de fabricação, instruções 
de garantia e controle de qualidade, como aqueles utilizados para o transformador sob avaliação;
 d) o intervalo de validade das regras de suportabilidade