MATERIAIS MAGNÉTICOS E DISPOSITIVOS ELÉTRICOS

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO AMAZONAS 
FACULDADE DE TECNOLOGIA 
ENGENHARIA ELÉTRICA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
LUCAS PINHEIRO DA SILVA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
MATERIAIS MAGNÉTICOS E EQUIPAMENTOS ELÉTRICOS 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
MANAUS – AM 
2016 
SUMÁRIO 
 
MATERIAIS MAGNÉTICOS................................................................................................... 4 
PROPRIEDADES MAGNETICAS: DEFINIÇÃO E MEDIÇÃO ........................................ 4 
PERMEABILIDADE MAGNÉTICA ............................................................................... 4 
CAMPOS MAGNÉTICOS EM MATERIAIS ...................................................................... 5 
TEORIA DOS DOMÍNIOS ............................................................................................... 5 
TIPOS DE DOMÍNIO ........................................................................................................... 7 
PARAMAGNÉTICOS ........................................................................................................... 7 
SUBSTÂNCIAS PARAMAGNÉTICAS .......................................................................... 7 
ANTIFERROMAGNÉTICOS ............................................................................................... 8 
FERROMAGNÉTICOS ........................................................................................................ 8 
SUBSTÂNCIAS FERROMAGNÉTICAS ........................................................................ 8 
FERRIMAGNÉTICOS .......................................................................................................... 8 
VANTAGENS DAS FERRITAS ...................................................................................... 8 
SUBSTÂNCIAS DIAMAGNÉTICAS .................................................................................. 8 
CICLO DE HISTERESE ....................................................................................................... 9 
SUCEPTIBILIDADE MAGNÉTICA ............................................................................... 9 
MEDIR A CURVA DE HISTERESE DE UM MATERIAL ............................................ 9 
PERDAS POR FOUCAULT ................................................................................................. 9 
CONSEQUÊNCIA DA TEMPERATURA ......................................................................... 10 
EQUIPAMENTOS ELÉTRICOS ............................................................................................ 10 
MATERIAIS CERÂMICOS ............................................................................................... 10 
MATÉRIAS PRIMAS ..................................................................................................... 10 
CARACTERÍSTICAS ..................................................................................................... 10 
PARA-RAIOS...................................................................................................................... 10 
CONSTITUIÇÃO ............................................................................................................ 11 
TERMINAL PRIMÁRIO .................................................................................................... 11 
CHAVE FUSÍVEL .............................................................................................................. 11 
ELO FUSÍVEL .................................................................................................................... 11 
FUSÍVEIS ............................................................................................................................ 12 
FUSÍVEL DE BAIXA TENSÃO .................................................................................... 12 
FUSÍVEIS DE MÉDIA TENSÃO ................................................................................... 12 
FUSÍVEL LIMITADOR DE CORRENTE ..................................................................... 12 
DISJUNTORES ................................................................................................................... 12 
DISJUNTOR DE BAIXA TENSÃO ............................................................................... 12 
PRINCIPAIS ELEMENTOS DE PROTEÇÃO DE UM DISJUNTOR .......................... 13 
VANTAGEM DO DISJUNTOR EM RELAÇÃO AO FUSÍVEL .................................. 14 
DISJUNTOR DE POTÊNCIA ......................................................................................... 14 
PRINCIPIO DE INTERRUPÇÃO DE ARCO .................................................................... 15 
RELÉS ................................................................................................................................. 15 
RELÉS PRIMÁRIOS....................................................................................................... 15 
RELÉS SECUNDÁRIOS DE AÇÃO INDIRETA .......................................................... 15 
DIVISÃO DE RELÉS QUANTO A FORMA CONSTRUTIVA ................................... 16 
SECCIONADORES ............................................................................................................ 17 
CONTATORES ................................................................................................................... 17 
TRANSFORMADORES ..................................................................................................... 17 
TC: TRANSFORMADOR DE CORRENTE .................................................................. 17 
TIPOS .............................................................................................................................. 18 
TRANSFORMADOR DE POTENCIAL: TC ................................................................. 18 
TRANSFORMADORES DE POTÊNCIA ...................................................................... 18 
MEIO ISOLANTE ........................................................................................................... 18 
ISOLAÇÃO ..................................................................................................................... 19 
DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO DO TRANSFORMADOR ....................................... 20 
REFERÊNCIAS ....................................................................................................................... 21 
 
 
MATERIAIS MAGNÉTICOS 
Quando a gente passa uma corrente, a corrente induz, nesse material, uma força, que 
vai gerar um campo (campo magnetizante). 
Os materiais magnéticos são apenas 3 tipos de metais: ferro (Fe), cobalto (Co) e níquel 
(Ni). 
 Todos os materiais da natureza respondem à campos magnéticos de maneiras 
diferentes, mas apenas os 3 acima respondem de maneira especial. 
 
PROPRIEDADES MAGNETICAS: DEFINIÇÃO E MEDIÇÃO 
 
 
 
PERMEABILIDADE MAGNÉTICA 
 
 O comportamento magnético de uma substância é a sua permeabilidade magnética. 
 
 Medida em [H/m]; 
 μo = 4π10^-7 
 
B = μrμoH 
 
 Onde μr é a permeabilidade relativa e μo é a permeabilidade no vácuo. 
 
 Quase os materiais respondem a um campo magnético, tornando-se magnetizados. 
Porém, na maioria, sua resposta é tênue e não tem utilidade prática, todavia, alguns contém 
átomos com grandes momentos de dipolo e tem a capacidade de se magnetizarem 
espontaneamente, alinhar os seus dipolos em paralelo, como fazem os dipolos elétricos em 
materiais ferroelétricos. Esses são os denominados ferromagnéticos e ferrimagnéticos, e tem 
utilidade prática. 
 
CAMPOS MAGNÉTICOS EM MATERIAIS 
 
 
 
TEORIA DOS DOMÍNIOS 
 
 
 Todo movimento de elétronsgera uma energia potencial com certo alinhamento. Um 
elétron gira em torno de si mesmo criando uma energia que faz com que ele queira subir, mas 
outro elétron, muito próximo, gira no sentido contrário, cancelando essa energia (cancelando 
os momentos). 
 O Fe, Ni, Co possuem espaço elétrons livres, ou seja, um dos elétrons não será 
cancelado. Na presença de um campo, esses elétrons que não serão cancelados tentarão se 
alinhar, magnetizando o material. O Fe possui 3 elétrons livres, o Ni possui 2 e o Co possui 
apenas 1. 
 
 
 Os elétrons possuem, além de sua rotação em órbita, uma rotação em torno do próprio 
eixo, que gera um campo elétrico. Esse campo também é cancelado devido a não uniformidade 
do sentido de rotação dos elétrons. 
 Em alguns átomos “especiais”, os elétrons de valência possuem um mesmo sentido de 
rotação, que faz com que exista um campo não-nulo. Estes átomos se agrupam em regiões, 
formando os chamados domínios. 
 Os materiais ferromagnéticos se subdividem em domínios, dentro dos quais os 
momentos atômicos são paralelos, mas com uma troca de direção entre os domínios, o que 
minimiza o campo externo. 
Os domínios são separados por paredes de domínio, regiões cuja espessura é de apenas 
alguns átomos, nos quais os momentos oscilam entre a orientação de um e outro domínio. O 
resultado é que a maioria dos materiais magnéticos quando não manipulados adotam uma 
estrutura com campo externo mínimo, o que vale dizer que embora magnéticos, não são 
magnetos. 
 
Valor do momento de um domínio 
 
U =
1
2
μo × ∫ H ²dV 
 
TIPOS DE DOMÍNIO 
 
 
PARAMAGNÉTICOS 
 
Representados na figura (a). Os materiais paramagnéticos, apesar de terem átomos 
magnéticos, formam uma estrutura sem nenhum momento magnético resultante. Em alguns 
poucos materiais, algo diferente acontece: os campos de átomos vizinhos se interagem de tal 
modo que sua energia interna é reduzida e seus momentos magnéticos se alinham. Essa queda 
de energia é denominada energia de troca e é forte o suficiente para vencer o efeito 
aleatorizador da energia térmica, desde que a temperatura não seja alta demais. 
Ou seja, há uma energia de troca entre os elétrons que faz com os momentos se alinha, 
e por causa disso ele perde energia. 
 
SUBSTÂNCIAS PARAMAGNÉTICAS 
 
Magnetização fraca em direção ao campo aplicado. Varia inversamente com a temperatura. 
Exemplo: Platina, magnésio, alumínio e cromo. 
μr > 1. 
 
 
 
ANTIFERROMAGNÉTICOS 
 
Resultante de momento = 0. 
 
 Representados na figura (b). Em materiais antiferromagnéticos eles se alinham na 
direção antiparalela, que é cabeça contra cauda, assim, não há nenhum momento líquido. 
 
FERROMAGNÉTICOS 
 
Todos os domínios se alinham. 
 
 Representados na figura (c). Nos materiais ferromagnéticos, os momentos se alinham 
espontaneamente de modo que, se todos forem paralelos, a estrutura terá um momento líquido 
que é a soma de todos os átomos que ela contém. 
 
SUBSTÂNCIAS FERROMAGNÉTICAS 
 
 Substâncias ferromagnéticas tem magnetização forte e em direção ao campo 
aplicado; 
 Varia inversamente com a temperatura; 
 μr >> 1; 
 
 
FERRIMAGNÉTICOS 
 
 Óxidos de ferro. Ex: CoFe2O4. Momento de dipolo forte orientado para cima, e 
momentos fracos orientados para baixo. Tem propriedades isolantes. Não formam correntes 
parasitas. Toda a energia que eles têm são usadas para gerar dipolos. 
 
 Representados na figura (d). As ferritas, materiais ferrimagnéticos, são óxidos 
(XFe2O4) onde ambos os átomos têm dipolo, mas suas forças são diferentes. Eles se alinham 
seguindo uma configuração antiparalela, porém, em razão das diferenças de momentos, o 
cancelamento é incompleto, deixando o momento líquido. 
 
VANTAGENS DAS FERRITAS 
 
 O cancelamento parcial e o menor número de átomos magnéticos por unidade de 
volume significando que a saturação desses elementos é mais baixa que a do ferro. 
 Sendo óxidos, eles são isolantes. 
 
SUBSTÂNCIAS DIAMAGNÉTICAS 
 
 Magnetização fraca em oposição ao campo aplicado; 
 Independente da temperatura; 
 Resposta linear; 
 μr < 1; 
 Cu, Ag, Zn, Bi, Au, etc; 
 
CICLO DE HISTERESE 
 
Aplicando uma excitação magnética em uma dada direção, através, por exemplo, de 
uma bobina percorrida por corrente elétrica, envolvendo o material, os domínios começarão a 
se alinhar no sentido do campo aplicado. Para que esse alinhamento ocorra, a fonte deverá 
oferecer a energia necessária ao movimento de torção dos domínios. Essa é a energia 
armazenada no meio magnético. 
Vamos imaginar agora a seguinte experiência: uma fonte de corrente alternada senoidal 
alimenta uma bobina que envolve o material ferromagnético. A corrente dessa bobina é 
proporcional à amplitude do campo da intensidade magnética, H, aplicado no interior do 
material ferromagnético. (...) Ocorre quando todos os domínios estão alinhados no mesmo 
sentido. 
 
SUCEPTIBILIDADE MAGNÉTICA 
 É a inclinação média, ou, às vezes, a maior inclinação da curva de magnetização inicial. 
Quanto maior a inclinação, mais rápido o material se magnetiza. Menos inclinação, 
magnetização mais lenta. 
 
 O campo magnético residual (remanente), B, é a retentividade do material magnético. 
Como a distribuição dos domínios é diferente da posição de equilíbrio natural, o material 
magnético retém campo magnético residual. Essa propriedade é explorada na confecção de 
imãs permanentes e ele ocorre devido ao atrito entre os domínios. O campo magnético voltará 
a ser nulo quando a corrente inverter o seu sentido e atingir o valor correspondente a uma 
intensidade magnética –Hc. A esse campo de intensidade magnética dá-se o nome de campo 
intensidade magnética coerciva. 
 
 A área interna da curva de histerese é proporcional à energia dissipada no ciclo, mais 
precisamente, é o seu valor pelo volume do material submetido a esse ciclo. Fornece a energia 
dissipada em um ciclo de variação do campo magnético. 
 
MEDIR A CURVA DE HISTERESE DE UM MATERIAL 
 
 O material magnético forma um núcleo que é na verdade um transformador. A corrente 
oscilante que passa pela bobina primária cria uma indução magnética, H, que por sua vez induz 
uma intensidade de campo B no material do núcleo impulsionando-o ao redor do seu laço de 
histerese. A bobina secundária capta da indutância cujo o estado de magnetização pode ser 
calculado mapeando o laço de histerese. 
 
PERDAS POR FOUCAULT 
 
 As perdas por Foucault núcleo ferromagnético são devidas ao fato deste material 
também ser um bom condutor. Assim, sendo um campo magnético variável presente neste meio 
condutor induz correntes elétricas em forma de anéis. Tais correntes elétricas geram calor. 
 
CONSEQUÊNCIA DA TEMPERATURA 
 
 A magnetização diminui com o aumento da temperatura, exatamente como nos 
ferroelétricos, há uma temperatura chamada Temperatura de Curie, acima da qual a 
magnetização desaparece. Seu valor é bastante superior ao da temperatura ambiente, entre 300 
e 500 ºC, mas fabricar magnetos para utilizar em altas temperatura é um problema. 
 
 
EQUIPAMENTOS ELÉTRICOS 
CORPO DE PORCELANA 
MATERIAIS CERÂMICOS 
 
Podem ser compostos de quartzo, feldspato e caolim. 
 
Os materiais cerâmicos se caracterizam por elevado ponto de fusão. Em geral, são 
manufaturados à frio na sua forma plástica e sofrem processos de queima até temperaturas de 
2000ºC. Após a queima, o material adquire características que permitem o seu uso técnico. 
Preço baixo devido ao processo relativamente simples de fabricação e possuem boas 
características térmicas, elétricas e físicas. 
 
MATÉRIASPRIMAS 
 
 Quartzo: Melhora as capacidades térmicas; 
 Feldspato: Melhora as características isolantes 
 Caolim: Melhora as características mecânicas; 
 Argila: Idem. 
 
Quanto mais caolim e argila, maior a resistência à tração e compressão da peça de 
porcelana. 
 
CARACTERÍSTICAS 
 
 Duros; 
 Isolantes; 
 Não-Elásticos; 
 Alto ponto de fusão; 
 Vantagens de custo; 
 Não porosos, mas rugosos. Desta forma, acumulando água, poeira, humidade, etc. É 
necessário envernizar ou vitrificar o material cerâmico. 
 
PARA-RAIOS 
 
 É um equipamento destinado à proteção de sobre tensão provocadas por descargas 
atmosféricas ou chaveamento na rede. 
 Para-raios à resistores não-lineares são, em suma, um resistor não-linear que muda sua 
resistência conforme o nível de tensão aplicada. Ele é construído para não permitir a 
interrupção da transmissão de energia e faz com que a tensão se estabilize no nível desejado, 
permitindo o escoamento para a terra das auto-correntes induzidas provenientes das descargas 
atmosféricas e chaveamento de rede. 
 
CONSTITUIÇÃO 
 
1. Corpos de porcelana: constituído de resistência mecânica e alta rigidez dielétricas, no 
qual estão alojados os principais elementos ativos no para-raios. 
 
2. Resistores não-lineares: São blocos cerâmicos feitos de material refratário. Química e 
eletricamente estáveis. Este material é capaz de conduzir altas correntes de descargo 
por baixa tensão residual, entretanto, oferece uma alta impedância à corrente 
subsequente graças ao SiC, que apresenta um coeficiente de temperatura negativo (sua 
condutibilidade aumenta com a temperatura). Os resistores de ZnO também apresenta 
um coeficiente negativo, mas não oferece a alta impedância à correntes subsequentes. 
 
3. Desligador automático: Composto por um elemento resistivo colocado em série com 
uma capsula explosiva protegida por um corpo de baquelite (plástico de alta 
estabilidade mecânica). Sua função é desconectar o cabo de aterramento do para-raios 
quando este é percorrido por uma corrente de alta intensidade capaz de provocar sua 
explosão, também serve como indicador de defeitos no para-raios. 
 
4. Centelhador série: Constituído por um ou mais eletrodos espaçados (geralmente Cu) 
dispostos em série.com resistores não-lineares. Sua finalidade é assegurar sobre 
quaisquer condições uma característica de interrupção regular com rápida extinção de 
corrente subsequente. 
 
TERMINAL PRIMÁRIO 
 
 É um dispositivo destinado a estabelecer as condições de isolação da extremidade de 
um condutor isolado quando este for conectado a um condutor nu. Praticamente um corpo de 
porcelana que abraça os dois fios, causando o isolamento. 
 
CHAVE FUSÍVEL 
 
É um equipamento destinado a proteção de sobre corrente. Desde o ponto de entrega de 
energia até o disjuntor geral da SE. É constituído, em sua versão mais comum, por um corpo 
de porcelana no qual está articulado um tubo normalmente fabricado em fenolite ou fibra de 
vidro. Este elemento fundamental define a capacidade de interrupção da chave, uma vez que 
dentro desse tubo, i.e. cartucho, é instalado o elo fusível. 
 
ELO FUSÍVEL 
 
 É um dispositivo de proteção contra sobre correntes em circuitos. Alguns fusíveis são 
feitos de uma pequena liga metálica, geralmente constituída por chumbo e consistem em um 
filamento ou lâmina de metal com baixo ponto de fusão. Nada mais é que um elo metálico 
fraco. 
 O tempo que ele demora para fundir é proporcional ao quadrado da corrente aplicada e 
da inércia térmica do material da liga metálica do elo fusível. Assim, podemos ter fusíveis de 
ação muito rápida, rápida, média, lenta e muito lenta. 
FUSÍVEIS 
 
FUSÍVEL DE BAIXA TENSÃO 
 
 Geralmente do tipo NH ou Diazed. Dispositivo dopado de um elemento metálico de 
tensão reduzida em sua parte média (Cu, Ag Sn), colocado no interior de um corpo de porcelana 
hermeticamente fechado, contendo areia de quartzo de granulometria adequada. 
Após a fusão do elo fusível, a corrente não é interrompida instantaneamente, pois a 
indutância do circuito a mantem por um curto intervalo de tempo, circulando através do arco 
formado entre as extremidades do elemento metálico sólido. A areia de quartzo é o elemento 
extintor do fusível, ela absorve toda a energia calorifica produzida pelo arco, cujo favor do 
elemento metálico fundido fica envolvido por esta, resultando ao final de um corpo sólido 
isolante. 
 
FUSÍVEIS DE MÉDIA TENSÃO 
 
 Não atuam na sobrecarga. 
 
FUSÍVEL LIMITADOR DE CORRENTE 
 
 Sua principal característica é a capacidade de limitar a corrente de curto-circuito em 
tempos extremamente reduzidos. 
 Utilizados na proteção de trafos de força, acoplados, em geral, a uma chave 
seccionadora. Podem substituir um disjuntor em uma SE de pequeno porte quando associados 
a um seccionador interruptor automático. Mesma composição do fusível de baixa tensão. 
 Os fusíveis limitadores de corrente não apresentam um bom desempenho quando 
solicitados perante baixas correntes, como, por exemplo, a corrente de sobre carga, que é, em 
média, 2.5 vezes a corrente nominal. Sobre essas condições, o tempo de fusão do elemento 
pode chegar a horas, liberando uma quantidade de energia que poderia levar a ruptura do corpo 
de porcelana ou ainda o elemento pode não se fundir uniformemente, verificando-se alguns 
pontos de reacendimento. 
 
 
FUSIVEL COM CARACTERISTICA RAPIDA 
 
???? 
 
DISJUNTORES 
 
DISJUNTOR DE BAIXA TENSÃO 
 
 Pode ter dois tipos de função: desligamento por temperatura (sobrecarga), corrente 
alta (magneticamente, sobrecorrente). Mais comum: disjuntor termomagnético. 
 É um equipamento de comando e proteção de baixa tensão cuja finalidade é conduzir 
continuamente a corrente de carga sobre condições normais, interrompendo correntes anormais 
de sobrecarga e curto-circuito. 
Os disjuntores são dotados de câmaras de extinção de arco. Em geral, consistem em 
uma série de placas metálicas em forma de veneziana, montadas em paralelo entre dois suportes 
de material isolante. As ranhuras das referidas placas sobrepõem-se aos contatos atraindo o 
arco que se forma a partir do deslocamento do arco móvel para seu interior, confinando-o e 
dividindo-o em tempo equivalente a meio-ciclo. 
CLASSIFICAÇÃO 
a) Quanto ao tipo de construção: 
 
 Aberto; 
 Caixa moldada. 
 
b) Quanto ao tipo de operação: 
 
 Disjuntores termomagnéticos: são dotados de disparadores térmicos de sobrecarga e 
eletromagnéticos de curto-circuito; 
 Disjuntores térmicos: Proteção contra sobrecarga; 
 Disjuntores magnéticos: Proteção contra curto-circuito; 
 Disjuntor limitador de corrente: Limita o valor e duração das correntes de curto-
circuito, proporcionando uma redução substancial dos esforços térmicos e 
eletrodinâmicos. ‘ 
 
c) Quanto ao tipo de construção do elemento térmico: 
 
 Sem compensação térmica: Feitos para trabalhar em 25ºC. 
 Disjuntores tropicalizados: 
 
PRINCIPAIS ELEMENTOS DE PROTEÇÃO DE UM DISJUNTOR 
 
DISPARADOR TÉRMICO SIMPLES 
 
Consiste em lâminas de metal soldadas com diferentes coeficientes de dilatação 
térmica. 
 
Funcionamento: Ao juntarmos duas lâminas diferentes, por exemplo, ferro e latão, 
teremos uma lâmina bimetálica. Quando em temperatura ambiente, as lâminas são planas e 
possuem as mesmas dimensões. Ao ser aquecida, como os dois metais possuem coeficientes 
de dilatação térmicas diferentes, uma das lâminas se dilata mais que a outra e elas se curvam. 
 
DISPARADOR TÉRMICO COMPENSADO 
 
 É constituído por um disparador térmico principal que atua mecanicamente (encosta)sobre outro elemento térmico compensador, o que neutraliza o efeito de elevação da 
temperatura do ambiente em que o disjuntor está inserido. Em partida de cargas. 
 
DISPARADOR MAGNÉTICO 
 
 É uma bobina, geralmente em Cu, que quando atravessada por uma determinada 
corrente de valor superior ao estabelecido atrai o induzido e se processa a operação de 
desengate do mecanismo que mantém a continuidade do circuito. Fazendo com que os contatos 
do disjuntor se separem. Pode ser compensado ou não compensado. 
 
VANTAGEM DO DISJUNTOR EM RELAÇÃO AO FUSÍVEL 
 
1. Disjuntores multipolares, quando submetidos a uma corrente de defeito ou de 
sobrecarga, em qualquer uma das fases isoladamente, abrem simultaneamente todas as 
fases, evitando uma operação monopolar. 
2. Características de tempo versus corrente pode ser ajustada, enquanto as dos fusíveis 
podem ser alteradas quando submetidos a correntes próximas do seu valor de fusão. 
 
DESVANTAGENS 
Capacidade de interrupção geralmente inferior à dos fusíveis, principalmente em 
correntes nominais abaixo de 1500 A. Assim, quando instalados em pontos de circuito cuja 
corrente de curto-circuito supera sua capacidade de interrupção, os disjuntos devem ser pré-
ligados a fusíveis limitadores de corrente para protege-los. 
 
 
DISJUNTOR DE POTÊNCIA 
 
É um equipamento destinado à manobra e proteção de circuitos primários capaz de 
interromper grandes potências de curto-circuito durante a ocorrência de um defeito. São sempre 
associados aos relés, sem os quais não passariam de simples chaves com alto poder de 
interrupção. 
 
TIPOS 
 
a) DISJUNTOR DE GRANDE VOLUME DE ÓLEO: Baixo poder de interrupção, são 
mais antigos; 
b) DISJUNTOR DE BAIXO VOLUME DO ÓLEO: substituem os de grande volume 
óleo nas SE atuais; 
c) DISJUNTORES A VACUO: ganhando o mercado dos anteriores para média tensão; 
d) DISJUNTORES DE SF6: Extinguem o arco rapidamente, pois o SF6 é muito inerte, 
porém é mais caro que os anteriores. 
 
PRINCIPIO DE INTERRUPÇÃO DE ARCO 
 
 Em geral está associado à absorção de energia que se forma durante a abertura de seus 
contatos. Uma parte do óleo em torno do arco se transforma em gases que pode ser H, acetileno 
e metano, provocando uma elevada pressão na câmara hermeticamente fechada, proporcional 
ao valor da corrente a ser interrompida. Essa pressão gera um grande fluxo de óleo dirigido 
sobre o arco, extinguindo-o e devolvendo a rigidez dielétrica ao meio isolante. 
 
RELÉS 
 
 DISJUNTOR DE BAIXA TENSÃO 
 DISJUNTOR DE POTÊNCIA 
 DISJUNTOR DE BAIXA POTÊNCIA 
 RELÉS 
 RELÉ PRIMÁRIO DE AÇÃO DIRETA 
 RELÉ SECUNDÁRIO DE AÇÃO INDIRETA 
 
RELÉS PRIMÁRIOS 
 
Conhecidos como relés de ação direta. São empregados em pequenas e médias 
instalações industriais. Geralmente dispensam o uso de transformadores e não necessitam de 
fonte auxiliar para promover disparo do disjuntor 
Os relés primários de ação direta são normalmente utilizados em subestações de até 
3000 KVA. A corrente de carga age diretamente sobre a bobina de acionamento, cujo 
deslocamento do êmbolo imerso num campo magnético formado por esta corrente, faz 
movimentar o mecanismo de acionamento do disjuntor. Quando as correntes de carga 
envolvidas são muito grandes, a bobina de acionamento do relé pode ser alimentada através do 
secundário de um transformador DC. 
 
RELÉS SECUNDÁRIOS DE AÇÃO INDIRETA 
 
Utilizados em instalações de médio e grande porte necessitam de transformadores 
redutores como finte de alimentação. Requerem em geral uma fonte de corrente contínua ou 
alternada para a energização de uma bobina de abertura. Este sistema requer além dos relés 
propriamente ditos, um relé neutro, 2 ou 3 transformadores de corrente e um conjunto 
retificador carregador e flutuador, além de um banco de baterias e uma área fechada para 
proteção dos elementos. É um sistema oneroso, mas muito utilizado em subestações com 
capacidade acima de 3000 KVA. 
 
 
DIVISÃO DE RELÉS QUANTO A FORMA CONSTRUTIVA 
 
RELÉ FLUODINÂMICO 
São constituídos de uma bobina com grossas espiras ligadas em série com o conjunto a 
ser protegido. No interior da bobina desloca-se o êmbolo metálico em cuja extremidade inferior 
é fixada num sistema de 2 arruelas providas de furos. Estes furos permitem que o relé aja em 2 
curvas diferentes. O relé dispõe de um êmbolo que está contido no interior do corpo metálico 
dentro do qual se desloca certa quantidade de óleo de vaselina, cuja função principal é impedir 
o deslocamento do êmbolo em transitórios de curtíssima duração. É de fácil instalação. 
 
RELÉS ELETROMAGNÉTICOS 
O princípio de funcionamento se baseia na força de atração entre elementos metálicos 
e material magnético. A força eletromagnética desloca um elemento móvel, instalado no 
circuito magnético de modo a reduzir sua relutância. Encontrado em instalações elétricas 
industriais, mas não em subestações de potência, devido a dificuldade de coordenação com elos 
fusíveis e demais relés de distribuição. 
 
RELÉS ELETRODINÂMICOS 
 
Funcionam dentro de um princípio básico de atuação de 2 bobinas, sendo 1 móvel 
interagindo dentro de um campo formado por outra bobina fixa, tal como se constrói 
instrumentos de medida de tensão e corrente conhecidos como de bobina móvel. É caro. 
 
RELÉS DE INDUÇÃO 
Também são relés secundários. 
 
RELÉS TÉRMICOS 
São atravessados pela corrente de fase do sistema diretamente ou por meio de TC’s 
(Transformadores de corrente) e através de elementos térmicos que possuem características 
semelhantes ao equipamento que se quer proteger atuam sobre o circuito de alimentação da 
bobina, desenergizando o sistema antes que a temperatura atinja valores acima do máximo 
permitido 
 
RELÉS DE SOBRECORRENTE ESTÁTICOS 
Dispensam alimentação auxiliar, o que torna sua aplicação conveniente. Recebem uma 
caixa blindada para evitar interferência magnética externa 
 
RELÉS ELETRÔNICOS 
Proteção baseada em técnicas de microprocessadores. Mantém os mesmos princípios 
de proteção, porém oferece além das funções de seus antecessores, maior velocidade, menor 
sensibilidade, interface amigável, acesso remoto. 
 
RELÉS DE SOBRECARGA 
 
Relés de sobrecarga devem ser protegidos de elevadas correntes de curto circuito, 
através de fusíveis 
 
 
SECCIONADORES 
 
Seccionador é um equipamento destinado a interromper de modo visível a continuidade 
de um circuito. Devido ao seu poder de interrupção ser praticamente nulo, as chaves 
seccionadoras devem ser operadas com circuito em ****. 
 
CONTATORES 
 
Dispositivo de manobra mecânica, de operação não manual. Tem uma única posição de 
repouso e é capaz de estabelecer, conduzir ou interromper em condições normais de circuito, 
além de alguns tipos de sobrecargas previstas. Quando é energizada, a força eletromecânica 
puxa as molas, obrigando os contatos móveis a se fecharem sobre os contatos fixos. 
Relé bimetálico para contatores. 
Dispositivos dotados de par de lâminas, com coeficiente de dilatação linear diferentes. 
Aplicações: Acoplamento de contatores, acionamento de motores, proteção auxiliar de motores 
trifásicos. 
 
 
TRANSFORMADORES 
 COMUM: 
 FREQUÊNCIA: 
 TCs e TPs: Transformadores mais simples. Custo menor. O TC reduz uma corrente uma 
corrente elevada para, quase sempre, 5 A. 
 
TC: TRANSFORMADOR DE CORRENTE 
 
 Acoplado a ele, fica ou o equipamento de medição, ou os relés de proteção. 
 Para serviços de medição ou de proteção. Os TCs são equipamentos capazes de reduzir 
a corrente que circula no seu primário para um valor inferior no secundário, compatível com o 
medidor. Os TCs,no geral, são constituídos de um enrolamento primário normalmente com 
poucas espiras de Cu, com núcleo magnético mole, geralmente Fe, e o enrolamento secundário 
para uma corrente nominal padronizada de 5 A. 
TIPOS 
 Tipo barra: O primário é constituído por uma barra fixa através do núcleo; 
 Tipo enrolado: O enrolamento primário é constituído de uma ou mais espiras 
envolvendo o núcleo; 
 Tipo janela: abertura através do núcleo por onde passa o condutor, fazendo as vezes 
no primário; 
 Tipo bucha: Semelhante ao tipo barra, porém sua instalação é feita na própria bucha 
dos equipamentos a serem protegidos ou medidos, a qual [a bucha] funciona como 
enrolamento primário; 
 Tipo núcleo dividido: Semelhante ao tipo janela, mas o núcleo pode ser separado para 
permitir envolver o condutor que funcionará como enrolamento primário. 
 
CUIDADOS A SEREM TOMADOS COM TCs 
 Quanto da desconexão de equipamentos de medidas a ele ligados, não deixar os 
terminais abertos, porque os TCs não possuem efeito desmagnetizante no secundário, tornando 
a corrente de excitação o valor da corrente primária e originando um fluxo muito intenso no 
núcleo, provocando perdas elevadas no ferro, o que pode danificar a isolação do TC. 
 
 
TRANSFORMADOR DE POTENCIAL: TC 
 
 É um equipamento capaz de reduzir a tensão do circuito em níveis compatíveis (???). 
A tensão primaria do TP é função da tensão nominal do sistema elétrico ao qual ele está 
ligado. A tensão secundaria, no entanto, é padronizada e tem um valor fixo de 115V. 
 Podem ser construídos para serem ligados entre as fases do sistema ou entre fases e 
neutro. Resistentes: devem suportar sobre tensão permanente de até 10% sem que lhes ocorra 
nenhum dano. Próprios para alimentar instrumentos de impedância elevada, como voltímetros, 
bobinas de potencial, de medidores de energia, etc. 
 
TRANSFORMADORES DE POTÊNCIA 
 
 É um equipamento que por meio de indução eletromagnética transfere a energia de um 
circuito, chamado primário, para outro, secundário ou terciário, sendo mantida a frequência, 
porem com tensões e correntes diferentes. 
 
MEIO ISOLANTE 
 
 Transformadores imersos em óleo mineral isolante; 
 Transformadores a seco: os transformadores a seco são empregados em instalações de 
prédio de habitação e locais propícios para vida humana. Construído com resina epoxi. 
 
 
VANTAGENS DA RESINA EPOXI 
 
 As resinas epoxi não necessitam de manutenção, pois não tem óleo. Não possuem riscos 
de vazamento, pois é um isolante sólido. Os transformadores encapsulados não precisam de 
tanque nem de radiadores. Resina epoxi não é inflamável, ocupa pouco espaço e tem pesos 
menores. 
 
DESVANTAGENS 
 
Preço. 
 
LIMITAÇÕES 
 
Só opera até 35KV e precisa ser abrigado da disposição. 
 
ISOLAÇÃO 
 
O líquido isolante de um transformador tem a função de transferir o calor gerado pelas 
perdas internas do transformador paras paredes do tanque e radiadores. 
O óleo mineral deve apresentar alta rigidez dielétrica e excelente fluidez. O óleo é 
inflamável. 
 
ISOLANTE LÍQUIDO ASCAREL 
 
Possui propriedades elétricas semelhantes ao óleo mineral com a vantagem de não ser 
inflamável. Ele está proibido no Brasil desde 1981 por ser um material altamente cancerígeno 
e nocivo ao meio ambiente. 
Quando se precisa de transformadores não inflamáveis, é utilizado transformadores a seco ou 
a óleo de silicone. 
 
OLEO DE SILICONE 
 
Possui boas características dielétricas e só é inflamável em temperaturas muito acima 
as de serviço. 
Desvantagem: preço. 
 
 
DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO DO TRANSFORMADOR 
 
RELÉ DE BULCHHOZ (RELÉ DE GÁS) 
 
Tem a função de sinalizar o painel de controle ou acionar o dispositivo de proteção 
quando na presença de um gás no interior do transformador. É provido de flutuadores que ao 
serem atingidos por bolhas de gás provocam o fechamento de dois contatos elétricos 
responsáveis pelo acionamento de um circuito de sinalização. 
 
DESUMIDIFICADOR DE AR 
Impedir a entrada de umidade através da abertura de passagem de ar que se dá sobre a 
superfície do liquido do transformador. 
 
REFERÊNCIAS 
Ashby , Michael; Shercliff, H.; Cebon, D. “Materiais – engenharia, ciência, processamento e 
projeto”. Elsevier .Trad. da 2ª ed. americana. 
 
Schmidt, Walfredo; “Materiais elétricos – Volume 2: Isolantes e magnéticos”. Blucher . 3ª 
edição. 
 
Callister Jr., W. D.; Rethwisch, D. G. “Ciência e Engenhariade Materiais – Uma Introdução”. 
Tradução da 8ª Edição Americana. LTC 
 
Prof.ª Veronica Etchebehere.