Aula 03 Sistemas de Proteção Elétrica

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NEWTON PAIVA – Engenharia Mecânica Eletrotécnica Professor Felipe Lage Tolentino – Pg. 1 – 2010/2º
ELETROTÉCNICA – Unidade 03
Sistemas de Proteção Elétrica ( SEP )
CENTRO UNIVERSITÁRIO NEWTON PAIVA
CURSO DE ENGENHARIA MECÂNICA – 4º Período – TURNO MANHÃ
ELETROTÉCNICA
Unid. 03 – Sistemas de Proteção Elétrica 
( SEP )
PROFESSOR FELIPE LAGE TOLENTINO
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Sistemas de Proteção Elétrica ( SEP )
EQUIPAMENTOS ELÉTRICOS
• Sistema de Proteção Elétrica:
• O que vem a ser o Sistema de Proteção? 
• Qual é a sua função no Sistema Elétrico? 
• Para responder estas perguntas, é preciso definir o 
que é um Sistema de Proteção. 
• Como o seu próprio nome sugere, um sistema de 
proteção protege o sistema elétrico de falhas que 
podem ocorrer internamente ou externamente a este.
• Tecnicamente, o Sistema de Proteção é composto 
por um conjunto de relés de diferentes tipos, ou 
dependendo do caso, do mesmo tipo. 
• Porém, para efeito de estudo, entende-se como 
Sistema de Proteção o conjunto formado por 
disjuntores, transdutores e relés.
Fotos: Subestação de Energia Elétrica de Furnas – Foz do Iguaçu/PR 
Fonte: Internet
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EQUIPAMENTOS ELÉTRICOS
• Pára-raios de Distribuição a Resistor Não-linear;
• Chave Fusível Indicadora Unipolar;
• Muflas Terminais Primárias e Terminação
• Transformadores de Corrente;
• Transformadores de Potencial;
• Buchas de Passagem;
• Chaves Seccionadoras Primárias;
• Relés de Proteção;
• Disjuntores de Alta Tensão;
• Transformadores de Potência;
• Disjuntores de Baixa Tensão;
• Voltímetros de Ferro Móvel;
• Amperímetros de Ferro Móvel;
• Capacitores de Potência;
• Chaves de Aterramento Rápido;
• Reguladores de Tensão;
• Religadores Automáticos;
• Resistores de Aterramento.
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PÁRA-RAIOS DE DISTRIBUIÇÃO A RESISTOR NÃO-LINEAR
• Definição:
• São equipamentos destinados à proteção de sobretensão provocada por descargas atmosféricas ou 
por chaveamento de rede. 
• Características Fundamentais – ABNT: 
• TENSÃO NOMINAL – Tensão eficaz, de freqüência nominal, aplicável entre os terminais do pára-
raios e na qual deve operar corretamente.
• FREQÜÊNCIA NOMINAL – Freqüência utilizada no projeto do pára-raios, que deve coincidir com a 
freqüência da rede à qual será ligado.
• CORRENTE DE DESCARGA NOMINAL – Valor de crista da corrente de descarga com forma de onda 
de 8/20 µs, utilizado para classificar um pára-raios. Também denominada corrente de descarga para 
iniciar a corrente subseqüente no ensaio do ciclo de operação.
• CORRENTE SUBSEQÜENTE – Corrente fornecida pelo sistema que percorre o para pára-raios 
depois da passagem da corrente de carga.
• TENSÃO DISRUPTIVA DE IMPULSO ATMOSFÉRICO – Maior valor da tensão atingida antes do 
centelhamento do pára-raios, quando uma tensão de impulso atmosférico, de forma de onda e 
polaridade dadas, é aplicada entre os terminais do para-raios.
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PÁRA-RAIOS DE DISTRIBUIÇÃO A RESISTOR NÃO-LINEAR
• Características Fundamentais – ABNT: 
• TENSÃO DISRUPTIVA À FREQÜÊNCIA INDUSTRIAL – Valor eficaz da tensão de ensaio de freqüência 
industrial que, aplicado aos terminais do pára-raios causa centelhamento dos centelhadores série.
• TENSÃO DISRUPTIVA DE IMPULSO NORMALIZADA – Menor valor de crista de uma tensão de 
impulso normalizada que, aplicado a um pára-raios, provoca centelhamento em todas as aplicações.
• TENSÃO RESIDUAL – Tensão que aparece entre os terminais de um para-raios durante a passagem 
de corrente de descarga.
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PÁRA-RAIOS DE DISTRIBUIÇÃO A RESISTOR NÃO-LINEAR
• Componentes: 
• CORPO DE PORCELANA – Constituído de porcelana de alta resistência mecânica e dielétrica, no 
qual estão alojados os principais elementos ativos do pára-raios.
• RESISTORES NÃO-LINEARES – São blocos cerâmicos feitos de material refratário, química e 
eletricamente estáveis. Capaz de conduzir altas correntes de descarga com baixas tensões 
residuais. São formados de carboneto de silício, que apresenta um coeficiente de temperatura 
negativa, isto é, sua condutibilidade aumenta com a temperatura.
• DESLIGADOR AUTOMÁTICO – Elemento resistivo colocado em série com uma cápsula explosiva 
protegida por um corpo de baquelite. Sua função é desconectar o cabo de aterramento do pára-raios 
quando este é percorrido por uma corrente de alta intensidade capaz de provocar sua explosão.É
projetado para não operar com as correntes de descarga e subseqüente.
• CENTELHADOR SÉRIE – Constituído de um ou mais espaçamentos entre eletrodos, dispostos em 
série com os resistores não-lineares. Sua finalidade é assegurar, sob quais condições, uma 
característica de disrupção regular com uma rápida extinção da corrente subseqüente.
• PROTETOR CONTRA SOBREPRESSÃO – Dispositivo destinado a aliviar a pressão interna devida a 
falhas ocasionais do pára-raios e cuja ação permite o escape dos gases antes que haja rompimento 
da porcelana.
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PÁRA-RAIOS DE DISTRIBUIÇÃO A RESISTOR NÃO-LINEAR
• Componentes:
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PÁRA-RAIOS DE DISTRIBUIÇÃO A RESISTOR NÃO-LINEAR
• Atuação:
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CHAVE FUSÍVEL INDICADORA UNIPOLAR
• Definição:
• São equipamentos destinados à proteção de sobrecorrente de rede, desde o ponto de entrega de 
energia até o disjuntor geral da subestação. 
• Componentes e Características Fundamentais: 
• CORPO DE PORCELANA – Possui dimensões adequadas à tensão de isolamento e à tensão 
suportável de impulso, e no qual está articulado um tubo, normalmente fabricado em fenolite ou 
fibra de vidro, que consiste no elemento fundamental que define a capacidade de interrupção da 
chave. 
• ELEMENTO FUSÍVEL – Denominado elo fusível, deve coordenar-se com os outros elementos de 
proteção do sistema da concessionária local. Caso contrário, deve ser substituído por uma chave 
seccionadora.
• CHAVE FUSÍVEL – Deve ser dimensionada em função da capacidade da corrente de curto-circuito no 
ponto de sua instalação. Quanto maior a corrente de defeito, maiores são os esforços dinâmicos que 
o cartucho terá de suportar e isto determina a sua capacidade de ruptura.
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CHAVE FUSÍVEL INDICADORA UNIPOLAR
• Componentes e Características Fundamentais: 
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MUFLAS TERMINAIS PRIMÁRIAS OU TERMINAÇÕES
• Definição e Finalidade:
• São dispositivos destinados a restabelecer as condições de isolação da extremidade de um 
condutor isolado quando este for conectado a um condutor nu. 
• Possuem a finalidade de garantir a deflexão do campo elétrico, obrigando a que os gradientes de 
tensão radial e longitudinal se mantenham dentro de determinados limites.
• Tipos de Terminais Primários:
• MUFLAS DE CORPO DE PORCELANA COM ENCHIMENTO DE COMPOSTO ELASTOMÉRICO
• MUFLAS CONSTITUÍDAS DE MATERIAL TERMOCONTRÁTIL
• Aplicadas sobre o condutor usando-se uma fonte de calor (maçarico com controle de chama);
• MUFLAS CONSTITUÍDAS DE TERMINAÇÕES A FRIO
• Aplicadas diretamente sobre o cabo, bastando retirar o dispositivo de plástico que arma o 
tubo de terminação. ���� Denominada: “pré-tensionada”.
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MUFLAS TERMINAIS PRIMÁRIAS OU TERMINAÇÕES
• Elementos Básicos de uma Mufla Primária:
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MUFLAS TERMINAIS PRIMÁRIAS OU TERMINAÇÕES
• Visão Externa de uma Mufla Terminal Unipolar:
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MUFLAS TERMINAIS PRIMÁRIAS OU TERMINAÇÕES
• Terminal Termocontrátil Unipolar:
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CABOS DE ENERGIA ISOLADOS PARA 15 kV
• Definição e Características Construtivas:
• São elementos condutores destinados à elaboração de circuitos industriais enenrgizados até 15 kV.
• São constituídos de um condutor metálico (usualmente cobre) revestido de uma camada de fita 
semicondutora por cima da qual é aplicada a isolação. 
• Possuem uma segunda camada de fita semicondutora aplicada sob a blindagem metálica que pode 
ser composta de uma fita ou fios elementares.
• Providos de revestimento externo de borracha ���� PVC.
• 1ª Fita Semicondutora ���� Responsável pela uniformização do campo elétrico radial e transversal, 
distorcido pela irregularidades da superfície externa do condutor.
• 2ª Fita Semicondutora ���� Responsável por corrigir o campo elétrico sobre a superfície da isolação 
causado pelas irregularidades da blindagem metálica sobreposta a esta isolação.
• Blindagem Metálica ���� Possui a função de garantir o escoamento das correntes de defeito para a 
terra.
• Capa Externa ���� Tem a finalidade de agregar a blindagem metálica e dotar o cabo de uma proteção 
mecânica adequada. ���� Possibilitando puxamento no interior de tubos.
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CABOS DE ENERGIA ISOLADOS PARA 15 kV
• Seção Transversal de um Cabo Classe 15 kV Isolado com XLPE:
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TRANSFORMADOR DE CORRENTE ( TC )
• Definição e Características Construtivas:
• Estão divididos em dois tipos fundamentais: 
• Transformadores para Serviço de Medição;
• Transformadores para Serviço de Proteção;
• São equipamentos capazes de reduzir a corrente que circula no seu primário para um valor inferior, 
no secundário, compatível com o instrumento registrador de medição (medidores).
• São constituídos de um enrolamento primário, feito normalmente de poucas espiras de cobre, um 
núcleo de ferro e um enrolamento para corrente nominal padronizada normalmente de 5 A.
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TRANSFORMADOR DE CORRENTE ( TC )
• Classificação Segundo Disposição do Enrolamento 
Primário e Construção do Núcleo:
• TIPO BARRA (1)
• Possui primário constituído por uma barra fixada ao 
núcleo.
• TIPO ENROLADO (2)
• Possui enrolamento primário constituído de uma ou 
mais espiras envolvendo o núcleo.
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TRANSFORMADOR DE CORRENTE ( TC )
• Classificação Segundo Disposição do Enrolamento 
Primário e Construção do Núcleo:
• TIPO JANELA (3)
• Constituído de uma abertura através do núcleo por 
onde passa o condutor, que faz a vez do enrolamento 
primário.
• TIPO BUCHA (4)
• Semelhante ao TC de Barra, porém sua instalação é
feita na bucha dos equipamentos (transformadores, 
disjuntores, etc.), que funcionam como enrolamento 
primário.
• TIPO NUCLEO DIVIDIDO (5)
• Semelhante ao TC Tipo Janela, em que o núcleo pode 
ser separado para permitir envolver um condutor que 
funciona como enrolamento primário.
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TRANSFORMADOR DE CORRENTE ( TC )
• Transformadores de Corrente para Serviço de Medição:
• Devem ser projetados para assegurar a proteção aos aparelhos a que estão ligados (amperímetros, 
medidores de energia: kWh, kVARh, etc.) 
• Curto-circuito ���� Necessário que a corrente no secundário do TC não aumente na mesma 
proporção da corrente primária.
• Corrente Secundaria ���� Limitada por meio da saturação do núcleo magnético.
• Características Elétricas:
• Corrente Secundária Nominal – Geralmente, limitada a 5 A.
• Corrente Primária Nominal – Escolhida em projeto. Deve ser próxima ao valor da corrente de 
carga máxima do circuito.
• Carga Nominal – Deve ser suportada pelo enrolamento secundário.
• Classe de Exatidão – Valor percentual máximo de erro que o TC pode apresentar na 
indicação de um aparelho de medição em condições de trabalho: 0,2 – 0,3 – 0,6 – 1,2.
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TRANSFORMADOR DE CORRENTE ( TC )
• Transformadores de Corrente para Serviço de Medição:
• Características Elétricas:
• Fator Térmico – Fator de multiplicação da corrente nominal para garantir eficiência sem 
perda por elevação de temperatura e extrapolação da classe de exatidão.
• Corrente Térmica Nominal – Corrente de curta duração, é a máxima que pode circular no 
primário, estando o secundário em curto-circuito durante um período de um segundo e sem 
elevação da temperatura normalizada.
• Corrente Dinâmica Nominal – Corrente máxima, valor de crista, quepode circular no primário 
do TC, estando o secundário em curto-circuito durante o período de um ciclo, sem provocar 
dano eletromecânico.
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TRANSFORMADOR DE CORRENTE ( TC )
• Transformadores de Corrente para Serviço de Proteção:
• São equipamentos destinados a instalação por conexão a relés do tipo ação direta, ou 
simplesmente relés secundários. 
• Classificação:
• TC Classe B – São aqueles cujo enrolamento secundário apresenta um reatância desprezível. 
���� TC Núcleo Toroidal, ou simplesmente, TC Bucha.
• TC Classe A – São aqueles cujo enrolamento secundário apresenta reatância não-
desprezível. ���� Todos que não são Classe B.
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TRANSFORMADOR DE CORRENTE ( TC )
• Correntes Nominais Primárias dos TC’s:
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TRANSFORMADOR DE POTENCIAL ( TP )
• Definição e Características Construtivas:
• São equipamentos capazes de reduzir a tensão do circuito para níveis compatíveis com a tensão 
máxima suportável pelos aparelhos de medida.
• Tensão nominal primária ���� Função da tensão nominal do sistema elétricos ao qual está ligado.
• Tensão secundária ���� Padronizada e possui valor fixo de 115 V.
• Devem suportar uma sobretensão permanente de até
10% sem perda ou falha de desempenho.
• São próprios para alimentar instrumentos de medição 
de impedância elevada: Voltímetros, Bobinas de 
Potencial de Medidores de Energia, etc.
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TRANSFORMADOR DE POTENCIAL ( TP )
• Definição e Características Construtivas:
• Serviço de Medição Primária ���� TP alimentam um medidor de kWh com indicação de demanda e um 
medidor de kVARh.
• Cargas de Aparelhos de Medição:
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TRANSFORMADOR DE POTENCIAL ( TP )
• Classificação:
• Grupo 1
• Sistema com ligação entre fases. ���� São de maior aplicação na medição industrial.
• Grupo 2
• Sistema com ligação entre fase e neutro em sistemas com neutro aterrado sob impedância.
• Construídos para uso ao tempo ou abrigados.
• Fornecidos em caixas metálicas, em banho de óleo (apropriados para instalações de alvenaria ou 
cubículos metálicos de grande porte) ou resina epóxi (apropriados para cubículos metálicos de 
dimensões reduzidas).
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TRANSFORMADOR DE POTENCIAL ( TP )
• Características Elétricas:
• Tensão Primária Nominal – Escolhida em projeto.
• Tensão Secundária Nominal – Padronizada por norma, e limitada a 115 V.
• Classe de Exatidão – Valor percentual máximo de erro que o TC pode apresentar na indicação de 
um aparelho de medição em condições de trabalho: 0,2 – 0,3 – 0,6 – 1,2.
• Carga Nominal – Carga admitida no secundário do TP sem que o erro percentual ultrapasse os 
valores estipulados para classe de exatidão.
• Potência Térmica – Valor da maior potência que o TP pode fornecer em regime contínuo sem que 
sejam excedidos os limites especificados de temperatura.
• Tensão Suportável de Impulso (TSI) – Maior tensão em valor de pico que o TP pode suportar 
quando submetido a uma frente de onda de impulso atmosférico de 1,2 x 50 µs.
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BUCHAS DE PASSAGEM
• Conceito, Finalidade e Classificação:
• São componentes elétricos de interligação entre equipamentos e cabos isolados – blindados de 
média tensão. 
• São principalmente usadas em equipamentos elétricos para rede subterrânea como 
transformadores pedestais, cubículos de SF6, transformadores, entre outros, para tensões até
36 kV.
• Classificação:
• Uso Interno-Interno – Aplicadas em 
locais em que os dois ambientes 
são abrigados. 
• Uso Interno-Externo – Conecta um 
circuito aéreo ao tempo a um 
circuito aéreo abrigado.
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MEDIDORES DE ENERGIA
• Conceito e Características:
• É um dispositivo ou equipamento eletromecânico e/ou eletrônico 
capaz de mensurar o consumo de energia elétrica. 
• A unidade mais usada é kWh. 
• Está presente na maioria de casas e habitações no mundo moderno. 
• Pode ser ligado diretamente entre a rede elétrica e a carga (casa) ou 
através de transformadores de acoplamento de tensão e/ou corrente. 
• Este tipo de ligação é comumente utilizado em indústrias e 
consumidores de média (13,8 kV a 34,5 kV) e alta tensão 
(69 kV a 230 kV).
• Seus erros podem variar de menos de 0,02% a até 2,00% em 
condições controladas (25ºC +/- 5ºC, tensão nominal e corrente 
nominal) e dependem da aplicação desejada. 
• Nas residências, são comumente utilizados medidores de classe 2 
(erro relativo percentual de +/- 2,00 %).
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MEDIDORES DE ENERGIA
• Componentes Básicos:
• BASE: Parte onde são fixadas todas as outras partes do equipamento; Bloco de Terminais: Parte 
onde são acoplados os condutores de entrada (linha) e os condutores de saída (carga); 
• TAMPA: Parte que tem por objetivo proteger os elementos internos do medidor. Na tampa, são 
aplicados selos a fim de garantir a inviolabilidade do equipamento. Podem ser de metal, vidro ou 
policarbonato; 
• SENSOR DE CORRENTE: É a parte responsável por mensurar a corrente elétrica na rede; 
• SENSOR DE TENSÃO: É a parte responsável por mensurar a tensão elétrica da rede; 
• MOSTRADOR: Exibe o valor das grandezas registradas pelo equipamento(pode ser um display 
digital, ciclômetros, "ponteiros"); 
• REGISTRADOR: Parte responsável por guardar os valores das grandezas. No medidor com display
é usada uma EPROM, nos medidores com mostrador analógico o próprio mostrador é o 
registrador; 
• DISCO: É a parte que fica girando com uma tarja preta quando os equipamentos da rede estão 
ligados. Cada volta do disco corresponde a uma quantidade de energia consumida, que é descrita 
pela constante de disco Kd (ler "cadê"). No medidoreletrônico não existe disco mas os circuitos do 
equipamento simulam a ação do disco medindo a energia através de pulsos que podem ser 
acompanhados por um led que pisca a cada pulso completo. A constante para medidores 
eletrônicos passa a ser Kh (ler "ca índice agá").
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MEDIDORES DE ENERGIA
• Exemplos Comerciais:
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CHAVE SECCIONADORA PRIMÁRIA
• Conceito, Finalidade e Classificação:
• São equipamentos destinados a interromper, de modo visível, a continuidade metálica de um 
determinado circuito.
• Devido ao seu poder de interrupção praticamente nulo, as chaves seccionadores devem ser 
operadas com o circuito a vazio, ou seja, sem carga (somente tensão). 
• Podem ser construídas com um só pólo (unipolares) ou com três 
pólos (tripolares).
• UNIPOLARES – São próprias para utilização em 
redes aéreas de distribuição.
• TRIPOLARES – São normalmente utilizadas em 
subestações de instalação abrigada, em cubículo 
de alvenaria ou metálico.
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CHAVE SECCIONADORA PRIMÁRIA
• Características Elétricas:
• Corrente Nominal – Escolhida em projeto, e dada em A.
• Tensão Nominal – Padronizada por norma, e dada em kV.
• Tensão Suportável de Impulso (TSI) – Maior tensão em valor de pico que a chave pode suportar 
quando submetida a uma frente de onda de impulso atmosférico de 1,2 x 50 µs (em kV).
• Corrente de Curta Duração para Efeito Térmico – Valor eficaz de corrente suportada pela chave 
antes da abertura, em kA.
• Uso – Interno ou Externo.
• Tipo de Acionamento – Manual ( através de alavanca de manobra ) ou Motorizada
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RELÉS DE PROTEÇÃO
• Natureza das Perturbações:
• CURTO-CIRCUITO – São as perturbação mais severas admitidas num sistema elétrico. São 
ocorrências resultantes de uma falha na isolação de um ponto qualquer sob tensão da rede 
considerada, ou de uma ação involuntária sobre o sistema. Como conseqüência direta, são obtidos 
valores de corrente extremamente elevados, capazes de implicar danos irreparáveis à instalação se 
não houver uma correta interferência do sistema de proteção.
• SOBRECARGAS – São caracterizadas pela elevação moderada da corrente, acima dos valores 
admitidos em projetos. Ao contrário dos curtos-circuitos, as sobrecargas não constituem uma falha 
de instalação, mas sim o resultado de um procedimento muitas vezes incorreto de sua operação , 
seja pela introdução de uma nova carga no circuito, seja pelo aumento da carga mecânica admitida 
no eixo dos motores.
• VARIAÇÕES NO NÍVEL DE TENSÃO – Constituem uma perturbação que afeta demasiadamente o 
desempenho de qualquer instalação e resultam freqüentemente em falha num ponto qualquer do 
sistema. Sua duração pode ser curta, da ordem de alguns ciclos, ou prolongada. As variações 
podem ser para cima ou para baixo da tensão nominal regulamentada pela ANEEL.
• VARIAÇÕES NO NÍVEL DE FREQUENCIA – Constituem perturbações oriundas da variação de 
velocidade das turbinas geradoras de energia. Estas variações ocorrem devido a aumento ou 
redução abruptos na carga consumida. Ocorrem quando o sistema não é capaz de compensar o 
aumento ou redução no tempo necessário.
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RELÉS DE PROTEÇÃO
• Característica dos Relés:
• Quanto a Forma Construtiva:
• RELÉS FLUIDOMECÂNICOS – Utilizam os líquidos, normalmente o óleo de vaselina, como 
elemento temporizador. São construídos pra ligação direta com a rede e montados nos pólos 
de alimentação do disjuntor de proteção. São utilizados em pequenas e até medias 
instalações elétricas, subestações até 1000 kVA.
• RELÉS ELETROMAGNÉTICOS – Constituídos de uma bobina envolvendo um núcleo 
magnético, cujo entreferro é formado por uma peça móvel na qual é fixado um contato 
elétrico que atua sobre um contato fixo, permitindo a continuidade do circuito elétrico de 
acionamento do disjuntor. 
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RELÉS DE PROTEÇÃO
• Característica dos Relés:
• Quanto a Forma Construtiva:
• RELÉS ELETRODINÂMICOS – Funcionam dentro do princípio básico de atuação de duas 
bobinas, sendo uma móvel, interagindo dentro de um campo formado por outra bobina fixa, 
tal como se constroem os instrumentos de medida de tensão e corrente, conhecidos como 
os de bobina móvel.
• RELÉS DE INDUÇÃO – Conhecidos como relés secundários, são largamente empregados em 
subestações industriais de potência e de concessionárias de serviço público na proteção de 
equipamentos de grande valor econômico. Funcionamento baseado na construção de dois 
magnetos, um superior e outro inferior entre os quais está fixado, em torno do seu eixo, um 
disco de indução. 
• RELÉS TERMICOS - Relé térmico é um dispositivo de proteção de sobrecarga elétrica 
aplicado a motores elétricos. Este dispositivo de proteção visa evitar o sobre-aquecimento 
dos enrolamentos do motor quando ocorre uma circulação de corrente acima da tolerada 
nos seus enrolamentos. Este aquecimento é prejudicial ao motor, uma vez que acarreta a 
redução da vida útil do mesmo, por desgastar a isolação dos enrolamentos modificando sua 
rigidez dielétrica.
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ELETROTÉCNICA – Unidade 03
Sistemas de Proteção Elétrica ( SEP )
RELÉS DE PROTEÇÃO
• Característica dos Relés:
• Quanto a Forma Construtiva:
• RELÉS ELETRÔNICOS – Formados por transistores ligados entre si tão engenhosamente 
que basta aplicar um potencial elétrico (ou "voltagem") a um terminal de controle para fechar 
o circuito por eles controlado. E basta desenergizar o terminal de controle para abrir o 
circuito. Há duas formas de implementar relés usando transistores. A mais compacta (e 
econômica) emprega quatro deles. A mais rápida e eficaz (porém mais volumosa) usa seis. 
• RELÉS DIGITAIS – Conhecidos como relés numéricos ou microprocessados, possuem 
características exclusivas devido à alta capacidade de comunicação tais como ajuste 
automático ou manual, remoto ou local, medições de dados, registro de faltas e outras 
informações.
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Sistemas de Proteção Elétrica ( SEP )
RELÉS DE PROTEÇÃO
• Característica dos Relés:
• Quanto ao Desempenho:
• SENSIBILIDADE – Devem ser tão sensíveis quanto possível dentro de sua faixa de ajuste 
para operação, pois do contrario, a grandeza requerida para disparo da unidade poderá não 
fazeroperar o mecanismo de atuação nos tempos desejados.
• RAPIDEZ – Devem ser capazes de responder com extrema rapidez às grandezas elétricas 
para as quais estão ajustados, garantindo, desse modo, um tempo muito pequeno da 
duração do defeito. 
OBS. Não confundir temporização com lentidão de operação. 
• CONFIABILIDADE – Todo sistema elétrico deve apresentar um elevado grau de 
confiabilidade. Em particular, para atender a todas as condições de perturbação para os 
quais foram dimensionados e ajustados. 
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RELÉS DE PROTEÇÃO
• Característica dos Relés:
• Quanto às Grandezas Elétricas:
• RELÉS DE TENSÃO – Utilizam a própria tensão do sistema e comparam seu valor com 
aquele previamente ajustado para operação. O valor medido pode estar acima ou abaixo 
daquele tomado como referência, originando daí, os relés de sobre e sub tensão.
• RELÉS DE CORRENTE – São os mais empregados em qualquer sistema elétrico, tornando-se 
obrigatório o seu uso, em conseqüência da grande variação com que a corrente elétrica pode 
circular na instalação, indo desde o seu estado em vazio, passando pela carga nominal, 
atingindo a sobrecarga, atingido seu valor extremo, curto-circuito. 
• RELÉS DE FREQÜÊNCIA – Utilizam essa grandeza do sistema, comparando-a com o valor 
previamente ajustado para operação. Se há diferença, além dos valores prescritos no ajuste, 
o relé aciona o mecanismo de desligamento do disjuntor.
• RELÉS DIRECIONAIS DE POTÊNCIA E CORRENTE – São acionados pelo fluxo de potência 
ou corrente que circula em suas bobinas. Atuam quando detectam o fluxo inverso no ponto 
de sua instalação. Utilizados em sistema de grande porte. 
• RELÉS DE IMPEDÂNCIA – Utilizam como parâmetros elétricos a tensão e a corrente. 
Considerando que impedância é a razão entre tensão e corrente, o relé afere que o resultado 
deste quociente para fazer atuar o mecanismo de acionamento. Amplamente, utilizado em 
linhas de transmissão.
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Sistemas de Proteção Elétrica ( SEP )
RELÉS DE PROTEÇÃO
• Característica dos Relés:
• Quanto à Temporização:
• RELÉS INSTANTÂNEOS – Como indica o nome, estes não apresentam nenhum retardo 
intencional no tempo de atuação. O retardo que possa existir é proveniente das 
características construtivas tal como inércia.
• RELÉS TEMPORIZADOS COM RETARDO DEPENDENTE – São os relés mais utilizados em 
sistema elétricos em geral. Caracterizam-se pelo retardo ser uma função do valor da 
grandeza que os sensibiliza. 
• RELÉS TEMPORIZADOS COM RETARDO INDEPENDENTE – São relés que possuem um 
tempo de ação pré-determinado independente da grandeza que o sensibiliza.
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Sistemas de Proteção Elétrica ( SEP )
RELÉS DE PROTEÇÃO
• Relés de Sobrecorrente ( 50 – 51 ):
• Como o próprio nome sugere, tem como grandeza de atuação a corrente elétrica do sistema. Este 
pode ser aplicado para proteger qualquer elemento de um sistema de energia, como, por exemplo, 
linhas de transmissão, transformadores, geradores ou motores, entre outros dispositivos, 
equipamentos e sistemas.
• Podem ser eletromecânicos, eletrônicos (estado sólido) ou digitais. Contudo, atualmente, os relés 
eletromecânicos e eletrônicos estão sendo substituídos em larga escala pelos relés digitais. As 
concessionárias têm preferido a tecnologia digital, em razão da grande quantidade de informações 
que os relés digitais conseguem armazenar e do elevado potencial de integração com outros 
dispositivos.
• Relés Diferenciais de Corrente ( 87 ):
• Opera sem regulagens ajustáveis, e inclui um elemento diferencial de corrente de fase com um 
limiar predeterminado que responde a valores de corrente de fase locais e valores de correntes de 
fase remotas, para detectar falhas trifásicas e produzir um primeiro sinal de saída se o valor limiar é
excedido. 
• Utilizados para proteger transformadores, geradores ou barramentos contra curto-circuito interno 
por falha entre espiras ou defeito.
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RELÉS DE PROTEÇÃO
• Relés Direcionais ( 67 ):
• Possuem a finalidade de reconhecer em que sentido está fluindo a corrente ou a potência numa 
determinada parte do sistema. Caso a corrente ou a potência esteja fluindo num sentido contrario 
ao nominal, o relé direcional deve ser capaz de enviar ao disjuntor um sinal de disparo, 
proporcionando um a proteção seletiva de extrema utilidade nos sistemas de potência.
• São aplicados para defeitos entre fases e fase/terra.
• Relés de Distância ( 21 ):
• São dispositivos cujo tempo de atuação é proporcional à distância entre o ponto de instalação do 
relé e o ponto do defeito.
• Utilizado em linhas de transmissão de média e alta tensão com comprimento muito longo e onde há
dificuldade no emprego da proteção de sobre corrente. 
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RELÉS DE PROTEÇÃO
• Relés de Tensão ( 27 sub-tensão – 59 sobretensão ):
• Relés de sobretensão são dispositivos ajustados para atuar somente com a elevação da tensão, 
fechando seus contatos para a tensão determinada por um percentagem do valor nominal. Sua 
principal aplicação é na proteção de sistema isolados ou aterrados com alta impedância, quando da 
ocorrência de um defeito para a terra.
• Relés de sub-tensão são dispositivos aplicados ao sistema que não deve funcionar em condições 
de tensão inferior a um determinado valor. É comum sua utilização em motores de grande porte, 
quando se quer impedir o seu funcionamento, a partir de uma queda de tensão no sistema que 
possa trazer perigo à integridade da máquina. 
• Existem modelos com ação temporizada e com ação instantânea.
• Relés de Religamento ( 79 ):
• São relés auxiliares, usados para comandar o religamento dos disjuntores correspondentes depois 
de terem sido abertos por acionamento dos relés de sobrecorrente.
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RELÉS DE PROTEÇÃO
• Relés de Gás ou Relé de Buchholz:
• São dispositivos aplicados somente na proteção de transformadores de potência equipados com 
conservadores de óleo e sem nenhum espaço de gás dentro do tanque do equipamento. 
• Atuam através da supervisão do fluxo anormal ou sua ausência, e a formação anormal de gases 
pelo equipamento.
• É instalado no tubo que liga o tanque principal ao vaso conservador de óleo.
• Principal Função: Proteção do transformador quando ocorre um defeito entre espiras, entre as 
partes vivas, entre partes vivas e terra, queima do núcleo, vazamento de óleo do tanque ou no seu 
sistema de resfriamento.
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Sistemas de Proteção Elétrica ( SEP )
RELÉS DE PROTEÇÃO
• Relés de Freqüência:
• São equipamentos empregados para realizar a medição da freqüência e atuam para valor desejado 
de tempo.• São destinados à proteção de máquinas e equipamentos contra variações de freqüência da rede 
elétrica, permitindo apenas a operação dentro da faixa especificada no dispositivo ( +/- 5% ou +/-
10% ). 
• Monitora a própria rede da qual é alimentado e não é afetado por variações dos níveis de tensão da 
rede elétrica.
• Podem responder com operação instantânea, em tempo definido e em tempo independente.
• Relés de Tempo:
• São equipamentos aplicados em sistemas de proteção onde é necessário a utilização de 
temporizadores, tais como a partida de motores de grande porte acionados através de chaves 
compensadoras ou estrela-triângulo, processo de escalonamento de saída ou entrada de máquinas.
• São alimentados com corrente contínua de forma que forneçam o tempo de atuação com exatidão.
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Sistemas de Proteção Elétrica ( SEP )
RELÉS DE PROTEÇÃO
• Relés Auxiliares de Bloqueio ( 86 ):
• São dispositivos que se empregam em esquemas de proteção, de forma a assegurar a integridade 
dos equipamentos de força e a segurança dos operadores.
• Quando um sistema sofre um defeito, faz atuar a unidade de proteção responsável pela eliminação 
da falta correspondente.
• O sinal emitido pela unidade proteção atua inicialmente sobre o relé auxiliar de bloqueio que, em 
seguida, fecha os seus contatos sobre a bobina de abertura do disjuntor.
• Relé Térmico:
• São relés que possuem uma lâmina de um metal especial que quando aquecido se contrai ou dilata 
provocando o desligamento do circuito.
• Seu princípio de funcionamento é baseado num dispositivo bimetálico, onde duas lâminas de 
metais de coeficientes de dilatação diferentes são afixadas geralmente por um processo de 
soldagem. Essas são isoladas e por sobre as mesmas montado um resistor que aquece ao ser 
percorrido pela corrente elétrica, que é a mesma que aciona o motor.
• São aplicados largamente no proteção de grandes máquinas, tais como, transformadores de 
potência, motores de indução e geradores.
• Quando esfria volta a promover o contato elétrico, muito usado em geladeiras, assim evita-se que o 
motor queime por super aquecimento.
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Sistemas de Proteção Elétrica ( SEP )
DISJUNTOR DE PROTEÇÃO
• Conceito, Finalidade e Classificação:
• São dispositivos eletromecânicos que permitem proteger uma determinada instalação elétrica 
contra sobre-correntes (curto-circuitos ou sobrecargas).
• Sua principal característica é a capacidade de poder ser rearmado manualmente quando estes tipos 
de defeitos ocorrem, diferindo do fusível, que tem a mesma função, mas que fica inutilizado depois 
de proteger a instalação. Assim, o disjuntor interrompe a corrente em uma instalação elétrica antes 
que os efeitos térmicos e mecânicos desta corrente possam se tornar perigosos às próprias 
instalações. Por esse motivo, ele serve tanto como dispositivo de manobra como de proteção de 
circuitos elétricos.
• Estão sempre associados a relés, sem os quais não passariam de simples 
chaves com alto poder de interrupção.
NEWTON PAIVA – Engenharia Mecânica Eletrotécnica Professor Felipe Lage Tolentino – Pg. 48 – 2010/2º
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Sistemas de Proteção Elétrica ( SEP )
DISJUNTOR DE PROTEÇÃO
• Características Elétricas:
• Tensão Nominal – kV
• Corrente Nominal – A
• Capacidade de Interrupção Nominal – kA
• Tempo de Interrupção – ms
• Freqüência Nominal – Hz
• Tipo de Comando – Manual ou Motorizado
• Tensão Suportável – kV
• Acionamento – Frontal ou Lateral
• Montagem – Fixa ou Extraível
• Construção – Aberta ou Blindada
• Tipos Disponíveis:
• Disjuntores a Grande Volume de Óleo
• Disjuntores a Pequeno Volume de Óleo
• Disjuntores a Vácuo
• Disjuntores a SF6 (Hexafluoreto de 
Enxofre)
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Sistemas de Proteção Elétrica ( SEP )
FUSÍVEIS LIMITADORES DE CORRENTE ( 11 )
• Conceito, Finalidade e Classificação:
• São dispositivos extremamente eficazes na proteção de circuitos de média tensão devido às suas 
excelentes características de tempo e de corrente.
• São utilizados na proteção de transformadores de força acoplados em geral a um seccionador 
interruptor, ou ainda na substituição do disjuntor geral de uma subestação de consumidor de 
pequeno porte, quando associados a um seccionador interruptor automático.
• Principal Características: Capacidade de limitar a corrente de curto-circuito devido aos tempos 
extremamente reduzidos em que atua. 
• Possui uma elevada capacidade de ruptura, o que torna este tipo de fusível adequado para a 
aplicação em sistemas onde o nível de curto-circuito é de valor muito alto.
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Sistemas de Proteção Elétrica ( SEP )
TRANSFORMADOR DE POTÊNCIA ( 12 )
• Conceito e Finalidade:
• São equipamentos estáticos que, por meio de indução eletromagnética, transfere energia de um 
circuito chamado primário para um ou mais circuitos denominados de secundário ou terciário, 
respectivamente, sendo mantida a mesma freqüência, porém com tensões e correntes diferentes.
NEWTON PAIVA – Engenharia Mecânica Eletrotécnica Professor Felipe Lage Tolentino – Pg. 51 – 2010/2º
ELETROTÉCNICA – Unidade 03
Sistemas de Proteção Elétrica ( SEP )
TRANSFORMADOR DE POTÊNCIA ( 12 )
• Classificações:
• Quanto ao Meio Isolante:
• Transformadores em Liquido Isolante – Óleo Mineral, Silicone ou Óleo Ascarel;
• Transformadores a Seco – Vácuo, SF6.
• Quanto à Forma Construtiva:
• Transformadores Monobuchas – F/N ou F/F;
• Transformadores Bifásicos – 2F/N;
• Transformadores Trifásicos – 3F/N.
• Quanto à Ligação:
• Ligação Triangulo;
• Ligação Estrela;
• Ligação Zigue-zague.
NEWTON PAIVA – Engenharia Mecânica Eletrotécnica Professor Felipe Lage Tolentino – Pg. 52 – 2010/2º
ELETROTÉCNICA – Unidade 03
Sistemas de Proteção Elétrica ( SEP )
TRANSFORMADOR DE POTÊNCIA ( 12 )
• Características Elétricas:
• Potencia Nominal – kVA ou kW;
• Tensão Nominal Primária – kV;
• Tensão Nominal Secundária – kV;
• Derivações Desejadas ( TAPES );
• Perdas Máximas no Ferro e no Cobre;
• Ligação dos Enrolamentos;
• Tensão Suportável de Impulso;
• Impedância Percentual;
• Acessórios Desejados ( A ESPECIFICAR ).
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Sistemas de Proteção Elétrica ( SEP )
DISJUNTOR DE BAIXA TENSÃO ( 14 )
• Conceito e Finalidade:
• São equipamentos de comando e de proteção de circuitos de baixa tensão, cuja finalidade é
conduzir, continuamente, a corrente de carga sob condições nominais e interromper correntes 
anormais de sobrecarga e de curto-circuito. 
• Classificações:
• Quanto ao Tipo de Construção:
• DISJUNTORES ABERTOS – São aqueles em que o mecanismo de atuação, o dispositivo de 
disparo e outros são montados em estrutura normalmente metálica, do tipo aberto. São 
trifásicos de corrente nominal elevada e próprios para montagem em quadros e painéis. 
Podem ser acionados manualmente ou a motor. São utilizados como chaves de comando e 
de proteção de circuitos de distribuição de motores, de transformadorese de capacitores.
• DISJUNTORES EM CAIXA MONTADA – São aqueles em que o mecanismo de atuação, o 
dispositivo de disparo e outros são montados dentro de uma caixa moldada em poliéster 
especial ou fibra de vidro, oferecendo o máximo de segurança de operação e elevada rigidez 
e ocupando um espaço bastante reduzido em quadros e painéis. São descartáveis, pois, 
quando quaisquer dos seus componentes apresentam defeito, tornam-se imprestáveis.
NEWTON PAIVA – Engenharia Mecânica Eletrotécnica Professor Felipe Lage Tolentino – Pg. 54 – 2010/2º
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Sistemas de Proteção Elétrica ( SEP )
DISJUNTOR DE BAIXA TENSÃO ( 14 )
• Classificações:
• Quanto ao Tipo de Operação:
• DISJUNTORES TERMOMAGNÉTICOS – São aqueles dotados de disparadores térmicos de 
sobrecarga e eletromagnéticos de curto-circuito.
• DISJUNTORES SOMENTE TÉRMICOS – São destinados exclusivamente à proteção contra 
sobrecargas.
• DISJUNTORES SOMENTE MAGNÉTICOS – Quanto ao aspecto externo, são semelhantes aos 
disjuntores termomagnéticos. Diferenciam destes por serem dotados somente do disparador 
eletromagnético. São utilizados quando se deseja proteção apenas contra correntes de 
curto-circuito.
• DISJUNTORES LIMITADORES DE CORRENTE – São aqueles que limitam o valor e a duração 
das correntes de curto-circuito, proporcionando uma redução substancial dos esforços 
térmicos e eletrodinâmicos. Nesses disjuntores, os contatos são separados pelo efeito das 
forças eletrodinâmicas de grande intensidade que se originam nas correntes de curto-
circuito de valor elevado, fazendo o disjuntor abrir antes que o relé eletromagnético seja 
sensibilizado.
NEWTON PAIVA – Engenharia Mecânica Eletrotécnica Professor Felipe Lage Tolentino – Pg. 55 – 2010/2º
ELETROTÉCNICA – Unidade 03
Sistemas de Proteção Elétrica ( SEP )
DISJUNTOR DE BAIXA TENSÃO ( 14 )
• Classificações:
• Quanto ao Tipo de Construção do Elemento Térmico:
• DISJUNTORES SEM COMPENSAÇÃO TÉRMICA – São aqueles calibrados a uma temperatura 
de 25ºC. Quando utilizados em ambientes cuja temperatura é superior a 25ºC ���� Situação 
cotidiana em instalações elétricas industriais ���� Devem ter a sua corrente nominal corrigida 
de tal modo que fique reduzida a 70% do seu valor. Isso se deve ao efeito térmico duplo a 
que o bimetal é submetido, tanto pela temp. ambiente, quanto pela dissipação de calor 
próprio produzido para corrente de carga.
• DISJUNTORES TROPICALIZADOS – São aqueles calibrados a uma temperatura de 50ºC 
(admissível: 50ºC a 55ºC) – Quando utilizados em ambientes cuja temperatura é igual ou 
inferior aos limites mencionados, podem ser carregados até a uma corrente correspondente 
ao seu valor nominal. Temperaturas superiores ���� Pode ocorrer em quadros e painéis de 
distribuição industriais ���� a corrente nominal dos disjuntores deve ser corrigida de tal modo 
que fique reduzida a 80% do seu valor.
NEWTON PAIVA – Engenharia Mecânica Eletrotécnica Professor Felipe Lage Tolentino – Pg. 56 – 2010/2º
ELETROTÉCNICA – Unidade 03
Sistemas de Proteção Elétrica ( SEP )
DISJUNTOR DE BAIXA TENSÃO ( 14 )
• Elementos de Proteção:
• Componentes Básicos:
• DISPARADOR TÉRMICO SIMPLES – Constituído de um elemento bimetálico que consiste em 
duas lâminas de metal soldadas, com diferentes coeficientes de dilatação térmica. Quando 
sensibilizadas por uma determinada quantidade de calor resultante de um corrente de valor 
superior ao estabelecido para esta unidade, esses lâminas se curvam, de modo que o metal 
de maior dilatação térmica se sobrepõe provocando a curvatura da lâmina e o deslocamento 
da barra de disparo, que destrava o mecanismo que mantêm a continuidade do circuito. ���� A 
alavanca do disjuntor assume a posição disparado, intermediaria entre ON / OFF. 
• DISPARADOR TÉRMICO COMPENSADO – Constituído de um elemento térmico principal que 
atua mecanicamente sobre outro elemento térmico compensador, que neutraliza o efeito da 
elevação de temperatura do ambiente em que o disjuntor está operando. Esse sistema 
proporciona a utilização da corrente nominal do disjuntor até a temperatura de 50ºC ���� Valor 
médio. 
• DISPARADOR MAGNÉTICO – Constituído de uma bobina que, quando atravessada por uma 
determinada corrente de valor superior ao estabelecido para essa unidade, atrai o induzido, 
processando a ação de desengate do mecanismo que mantém a continuidade do circuito e 
desligando os contatos.
NEWTON PAIVA – Engenharia Mecânica Eletrotécnica Professor Felipe Lage Tolentino – Pg. 57 – 2010/2º
ELETROTÉCNICA – Unidade 03
Sistemas de Proteção Elétrica ( SEP )
DISJUNTOR DE BAIXA TENSÃO ( 14 )
• Elementos de Proteção:
• Componentes Básicos:
• DISPARADOR TÉRMOMAGNÉTICO NÃO-COMPENSADO – Combinam ações térmicas e 
magnéticas, o dispositivo de disparo do bimetálico está mecanicamente acoplado ao 
dispositivo magnético de curto-circuito, proporcionando uma atuação combinada que pode 
ser vista através das curvas de características de tempo x corrente.
• DISPARADOR TERMOMAGNÉTICOS COMPENSADO – São aqueles cuja unidade térmica é
composta dos elementos bimetálicos simples e de compensação, combinando as susas
ações com a unidade magnética. Disjuntores multipolares, quando submetidos a uma 
corrente de defeito ou sobrecarga em qualquer uma das fases isoladamente, abrem, 
simultaneamente, todos os pólos, evitando uma operação unipolar, ao contrario do que 
ocorre com os elementos fusíveis.
NEWTON PAIVA – Engenharia Mecânica Eletrotécnica Professor Felipe Lage Tolentino – Pg. 58 – 2010/2º
ELETROTÉCNICA – Unidade 03
Sistemas de Proteção Elétrica ( SEP )
DISJUNTOR DE BAIXA TENSÃO ( 14 )
• Elementos de Proteção:
• Componentes Básicos:
• DISPARADOR TÉRMOMAGNÉTICO NÃO-COMPENSADO – Combinam ações térmicas e 
magnéticas, o dispositivo de disparo do bimetálico está mecanicamente acoplado ao 
dispositivo magnético de curto-circuito, proporcionando uma atuação combinada que pode 
ser vista através das curvas de características de tempo x corrente.
• DISPARADOR TERMOMAGNÉTICOS COMPENSADO – São aqueles cuja unidade térmica é
composta dos elementos bimetálicos simples e de compensação, combinando as susas
ações com a unidade magnética. Disjuntores multipolares, quando submetidos a uma 
corrente de defeito ou sobrecarga em qualquer uma das fases isoladamente, abrem, 
simultaneamente, todos os pólos, evitando uma operação unipolar, ao contrario do que 
ocorre com os elementos fusíveis.
NEWTON PAIVA – Engenharia Mecânica Eletrotécnica Professor Felipe Lage Tolentino – Pg. 59 – 2010/2º
ELETROTÉCNICA – Unidade 03
Sistemas de Proteção Elétrica ( SEP )
DISJUNTOR DE BAIXA TENSÃO ( 14 )
• Características Elétricas:
• Corrente Nominal de Operação;
• Capacidade de Interrupção;
• Tensão Nominal;
• Freqüência Nominal;
• Faixa de Ajuste dos Disparadores;
• Tipo ( Termomagnético, Limitador de Corrente, Somente Magnético ou Somente Térmico );
• Acionamento ( Manual ou Motorizado ).
NEWTON PAIVA – Engenharia Mecânica Eletrotécnica Professor Felipe Lage Tolentino – Pg. 60 – 2010/2º
ELETROTÉCNICA – Unidade 03
Sistemas de Proteção Elétrica ( SEP )
VOLTÍMETRO DE FERRO MÓVEL ( 15 )
• Conceito e Princípio de Funcionamento:
• Destinado ao registro instantâneo da tensão em sistema de corrente contínua ou alternada.
• Composto por uma bobina fixa que age magneticamente sobre dois núcleos concêntricos de ferro 
doce não-magnetizados, sendo um fixo e um móvel. 
• Ao ser alimentada a bobina, cria-se um campo magnético ���� Este campo atua sobre os dois núcleos 
���� Por estarem submetidos a polaridades iguais, tendem a se repelir.• Como um está fixo e o outro móvel, o ponteiro ( núcleo móvel ) sofrerá um deslocamento angular, 
registrando na escala adequada, o valor correspondente da tensão do circuito. 
• Quanto mais intenso for o campo magnético, maior será a deflexão do ponteiro.
• Quando o núcleo móvel deflete em torno do seu eixo ���� Movimenta a câmara de amortecimento, o 
ponteiro e a mola de compressão e retorno.
NEWTON PAIVA – Engenharia Mecânica Eletrotécnica Professor Felipe Lage Tolentino – Pg. 61 – 2010/2º
ELETROTÉCNICA – Unidade 03
Sistemas de Proteção Elétrica ( SEP )
VOLTÍMETRO DE FERRO MÓVEL ( 15 )
• Características Elétricas:
• Tipo ( Ferro Móvel, Bobina Móvel );
• Dimensões;
• Fundo de Escala;
• Freqüência Nominal.
NEWTON PAIVA – Engenharia Mecânica Eletrotécnica Professor Felipe Lage Tolentino – Pg. 62 – 2010/2º
ELETROTÉCNICA – Unidade 03
Sistemas de Proteção Elétrica ( SEP )
AMPERÍMETRO DE FERRO MÓVEL ( 16 )
• Conceito e Princípio de Funcionamento:
• Destinado à indicação instantânea de corrente, tanto em sistemas de corrente contínua como em 
sistemas de corrente alternada.
• Principio de funcionamento: análogo ao voltímetro de ferro móvel.
• São conectados aos barramentos dos painéis através de transformadores de corrente, que podem 
ser dimensionados em função da corrente de carga do ponto onde será instalado.
• Amperímetros de conexão direta são fabricados para corrente nominal de 100A no máximo.
• Características Elétricas:
• Tipo ( Ferro Móvel, Bobina Móvel );
• Dimensões;
• Fundo de Escala;
• Freqüência Nominal.
NEWTON PAIVA – Engenharia Mecânica Eletrotécnica Professor Felipe Lage Tolentino – Pg. 63 – 2010/2º
ELETROTÉCNICA – Unidade 03
Sistemas de Proteção Elétrica ( SEP )
AMPERÍMETRO DE FERRO MÓVEL ( 16 )
NEWTON PAIVA – Engenharia Mecânica Eletrotécnica Professor Felipe Lage Tolentino – Pg. 64 – 2010/2º
ELETROTÉCNICA – Unidade 03
Sistemas de Proteção Elétrica ( SEP )
CAPACITORES DE POTÊNCIA 
• Conceitos:
• Capacitor – é um dispositivo cujo objetivo primário é introduzir capacitância num circuito elétrico.
• Unidade capacitiva – é cada unidade de capacitor, com dielétrico e eletrodos, num invólucro, com 
terminais levados ao exterior do invólucro.
• Capacitor derivação – é um capacitor ligado em paralelo com o circuito elétrico.
• Capacitor série – é um capacitor ligado em série com o circuito elétrico.
• Potência nominal de um capacitor - é a potência reativa, sob tensão e freqüência nominais, para a 
qual foi projetado o capacitor.
• Perdas do capacitor – é a potência ativa consumida pelo consumidor operando em suas condições 
normais.
• Dispositivo de descarga – é um dispositivo conectado ou entre os terminais do capacitor ou entre 
os terminais da rede, ou instalado dentro da unidade capacitiva, para reduzir a tensão residual do 
capacitor após este ter sido desconectado da rede.
NEWTON PAIVA – Engenharia Mecânica Eletrotécnica Professor Felipe Lage Tolentino – Pg. 65 – 2010/2º
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Sistemas de Proteção Elétrica ( SEP )
CAPACITORES DE POTÊNCIA 
• Bancos de Capacitores:
• Banco de capacitores – é o conjunto de unidades capacitivas e seu equipamento de montagem, 
manobra, proteção e controle.
• Classificação dos Tipos de Bancos:
• Banco de capacitores automático – banco de capacitores que possui um controlador eletrônico, 
geralmente microprocessado, que insere ou retira os capacitores do sistema de acordo com a
variação do fator de potência.
• Banco de capacitores semi-automático – banco de capacitores controlado por timer ou pelo valor 
da demanda de corrente do sistema. Proporciona um controle menos preciso que o banco 
automático.
• Banco de capacitores fixo – é o banco que não possui nenhum tipo de controle. Os Capacitores 
permanecem ligados ao sistema indefinidamente e independente das condições da carga.
NEWTON PAIVA – Engenharia Mecânica Eletrotécnica Professor Felipe Lage Tolentino – Pg. 66 – 2010/2º
ELETROTÉCNICA – Unidade 03
Sistemas de Proteção Elétrica ( SEP )
CAPACITORES DE POTÊNCIA
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ELETROTÉCNICA – Unidade 03
Sistemas de Proteção Elétrica ( SEP )
CHAVES DE ATERRAMENTO RÁPIDO 
• Conceito e Princípio de Funcionamento:
• Chaves de Aterramento Rápido proporcionam um item de segurança em linhas e equipamentos de 
subestação.
• Serve para descarregar o efeito potencial capacitivo de longas linhas e evitar quaisquer correntes 
de fuga ou efeito eletromagnético de linhas ou equipamentos próximos ao equipamento alvo de 
manutenção.
• A chave de Aterramento Rápido deve ser acionada toda vez em que houver operações de 
manutenção em determinado equipamento de subestação, nunca deve ser acionada sob carga.
NEWTON PAIVA – Engenharia Mecânica Eletrotécnica Professor Felipe Lage Tolentino – Pg. 68 – 2010/2º
ELETROTÉCNICA – Unidade 03
Sistemas de Proteção Elétrica ( SEP )
REGULADOR DE TENSÃO
• Conceito e Princípio de Funcionamento:
• São equipamentos instalados em redes de distribuição e subestações que tem por finalidade a 
manutenção da tensão de saída de um circuito elétrico, mantendo-a constante independente da 
tensão de entrada.
• Na prática, cada regulador de tensão regula sua própria fase nos sistemas monofásicos e trifásicos. 
Assim, teremos ligações que utilizam 2 ou 3 tanques, sendo que este conjunto é denominado 
Banco de Reguladores de Tensão.
• Vantagens:
• Satisfação do consumidor;
• Redução das perdas na distribuição;
• Aumento do faturamento das concessionárias de energia elétrica.
NEWTON PAIVA – Engenharia Mecânica Eletrotécnica Professor Felipe Lage Tolentino – Pg. 69 – 2010/2º
ELETROTÉCNICA – Unidade 03
Sistemas de Proteção Elétrica ( SEP )
RELIGADOR AUTOMÁTICO
• Conceito:
• São dispositivos de interrupção automática, que abrem e fecham seus contatos repetidas vezes na 
eventualidade de uma falha do circuito por ele protegido. 
• São equipamentos de proteção a sobrecorrentes utilizado em circuitos aéreos de distribuição que 
operam quando detectam correntes de curto-circuito, desligando e religando automaticamente os 
circuitos um número predeterminado de vezes. 
• Princípio de Funcionamento:
• Quando o religador sente uma sobrecorrente, os contatos são abertos durante um determinado 
tempo, chamado tempo de religamento, após o qual se fecham automaticamente para 
reenergização da linha. 
• Se a sobrecorrente persistir, a seqüência de abertura e fechamento dos contatos é repetida até três 
vezes consecutivas, e após a quarta abertura, os contatos ficam abertos e travados. 
NEWTON PAIVA – Engenharia Mecânica Eletrotécnica Professor Felipe Lage Tolentino – Pg. 70 – 2010/2º
ELETROTÉCNICA – Unidade 03
Sistemas de Proteção Elétrica ( SEP )
RELIGADOR AUTOMÁTICO
• Classificação:
• Quanto ao Número de Fases:
• MONOFÁSICOS – São utilizados para proteção de linhas monofásicas ou ramais de 
alimentação trifásicos (um para cada fase), onde as cargas são predominantemente 
monofásicas. 
• TRIFÁSICOS – São utilizados onde é necessário o bloqueio das três fases 
simultaneamente, para qualquer tipo de falha permanente, a fim de evitar que cargas 
trifásicas sejam alimentadas com apenas duas fases. 
• TRIFÁSICOS COM OPERAÇÃO MONOFÁSICA E BLOQUEIO TRIFÁSICO – São 
constituídos de três religadores monofásicos, montados num mesmo tanque, com os 
mecanismos interligados apenas para serprocessado o bloqueio trifásico. Cada fase 
opera independentemente em relação às correntes de defeito. Se qualquer das fases 
operar o número pré-ajustado para bloqueio, as duas outras fases são abertas e 
bloqueadas através do mecanismo que as interliga. 
• TRIFÁSICOS COM OPERAÇÃO TRIFÁSICA E BLOQUEIO TRIFÁSICO – São
constituídos de um único religador, que opera e bloqueia sempre trifasicamente, 
independentemente do tipo de falha ocorrida, isto é, mesmo que a falha afete apenas 
uma das fases, todos os contatos realizam a operação de abertura e religamento. 
NEWTON PAIVA – Engenharia Mecânica Eletrotécnica Professor Felipe Lage Tolentino – Pg. 71 – 2010/2º
ELETROTÉCNICA – Unidade 03
Sistemas de Proteção Elétrica ( SEP )
RELIGADOR AUTOMÁTICO
• Classificação:
• Quanto ao Tipo de Controle:
• HIDRÁULICOS – Nestes religadores, as correntes são detectadas pelas bobinas de 
disparo que estão em série com a linha. Quando, através da bobina, flui uma corrente 
igual ou superior à corrente mínima de disparo do religador, o núcleo da bobina é
atraído para seu interior, provocando a abertura dos contatos principais do religador. 
O sistema de controle hidráulico é econômico e simples, eficiente e de grande vida 
útil. Essas características são extremamente importantes para áreas de baixa 
densidade de carga ou para outras áreas que não requeiram níveis de precisão 
acentuados na operação do equipamento, corrente de disparo muito pequenas, tanto 
para fase, como para neutro, ou grande velocidade na interrupção. 
• ELETRÔNICOS – Com este tipo de controle, o religamento apresenta maior 
flexibilidade e mais facilidade para ajustes e ensaios, além de ser mais preciso, 
comparativamente ao de controle hidráulico. Contudo, essas vantagens devem ser 
economicamente avaliadas antes de ser procedida a escolha entre um religador com 
controle hidráulico e um com controle eletrônico. O controle eletrônico é abrigado 
numa caixa separada do religador e permite as seguintes modificações de ajustes no 
equipamento, sem que seja necessário sua abertura: característica tempo x corrente; 
níveis de corrente de disparo; seqüência de operação.
NEWTON PAIVA – Engenharia Mecânica Eletrotécnica Professor Felipe Lage Tolentino – Pg. 72 – 2010/2º
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Sistemas de Proteção Elétrica ( SEP )
RELIGADOR AUTOMÁTICO
• Características Elétricas:
• Corrente Nominal;
• Tensão Nominal;
• Capacidade de Interrupção; 
• Corrente de Curto-circuito Máxima;
• Correntes de Disparo;
• Temporização;
• Corrente Nominal da Bobina-Série;
• Bobina de Fechamento;
• Nível de Isolamento; 
• Freqüência Nominal.
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Sistemas de Proteção Elétrica ( SEP )
RESISTORES DE ATERRAMENTO:
• Conceito:
• São dispositivos utilizados em sistemas elétricos com a finalidade de limitar a corrente de falta 
fase-terra a um valor que não danifique os equipamentos, que não venha a causar acidentes 
pessoais e ainda permitam que o fluxo de corrente existente seja capaz de fazer atuar os relés de 
proteção, desligando o sistema, limpando a falta. 
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Sistemas de Proteção Elétrica ( SEP )
EQUIPAMENTOS ELÉTRICOS
• Pára-raios de Distribuição a Resistor Não-linear;
• Chave Fusível Indicadora Unipolar;
• Muflas Terminais Primárias e Terminação
• Transformadores de Corrente;
• Transformadores de Potencial;
• Buchas de Passagem;
• Chaves Seccionadoras Primárias;
• Relés de Proteção;
• Disjuntores de Alta Tensão;
• Transformadores de Potência;
• Disjuntores de Baixa Tensão;
• Voltímetros de Ferro Móvel;
• Amperímetros de Ferro Móvel;
• Capacitores de Potência;
• Chaves de Aterramento Rápido;
• Reguladores de Tensão;
• Religadores Automáticos;
• Resistores de Aterramento.