Unidade 07 Religadores e Seccionalizadores

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CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA DE MINAS GERAIS 
ENGENHARIA INDUSTRIAL ELÉTRICA 
 EQUIPAMENTOS DO SISTEMA ELÉTRICO DE POTÊNCIA – NOTAS DE AULAS 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
UNIDADE DE ENSINO 07 
 
 
 RELIGADORES E SECCIONALIZADORES 
 
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 EQUIPAMENTOS DO SISTEMA ELÉTRICO DE POTÊNCIA – NOTAS DE AULAS 
 
CONSIDERAÇÕES INICIAIS 
 
Segundo dados estatísticos, 80 a 95% dos curtos-circuitos que ocorrem nos condutores nus 
dos sistemas aéreos de distribuição, são de natureza transitória. As causas mais comuns são: 
• Galhos de árvores que tocam as fases; 
• Pequenos animais ao subirem nas estruturas; 
• Pássaros com asas de grande envergadura ao pousarem nas estruturas ou nos 
condutores; 
• Ventanias fortes que levam os condutores a se tocarem; 
• Ações de vândalos atirando materiais contra a rede; 
• Descargas atmosféricas ou surtos de manobra que provocam disrupção nos isoladores; 
• Acidentes com veículos ao colidir com as estruturas (postes); 
• Outras. 
 
É importante ressaltar que estas causas estão vinculadas às redes construídas com condutores 
nus e aéreos. Hoje, a tendência é a construção de redes de distribuição com condutores 
isolados. Com isso, elimina-se boa parte desses problemas, aumenta-se a segurança das 
pessoas e animais contra choques elétricos e melhora-se, consideravelmente, a continuidade 
do fornecimento de energia elétrica. 
Em razão dos problemas das redes aéreas, construídas utilizando-se condutores nus conforme 
acima mencionado, foi desenvolvido um equipamento que realiza, automaticamente, uma 
seqüência de desligamentos (ou disparos) e religamentos, para que se possa detectar se o 
defeito é permanente ou transitório. 
 Este equipamento, denominado RELIGADOR, interrompe o circuito quando ocorre um 
curto-circuito, e religa-o após um pequeno intervalo de tempo (da ordem de segundos ou 
menos). Com isso, neste período é alta a probabilidade de que o defeito tenha desaparecido. 
 
CARACTERIZAÇÃO DO EQUIPAMENTO 
 
• Um religador é constituído, basicamente, por um mecanismo automático projetado 
para abrir e fechar circuitos em carga ou em curto-circuito, comandado por relés de 
sobrecorrente de ação indireta (alimentados por TC’s, geralmente de bucha), que 
realizam as funções ANSI 50 e 51, e por um relé de religamento (função ANSI 79). 
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• Os dispositivos sensores e de controle de um religador moderno são 
microprocessadores dedicados que realizam as funções 50, 51 e 79, além de outras. 
São os chamados religadores “microprocessados” ou “numéricos” de multifunção. 
• Para extinguir os arcos elétricos inerentes às operações de chaveamento de circuitos 
em carga ou curto-circuito, os religadores utilizam mecanismos e meios de interrupção 
similares aos dos disjuntores. Os meios de interrupção mais comuns são: óleo isolante, 
vácuo e gás (SF6). Na atualidade, este último é o mais empregado. 
 
 
 
• O religador, ao sentir uma condição de sobrecorrente, interrompe o circuito, religando-
o automaticamente, após um tempo predeterminado. Se perceber, no momento do 
religamento, que o defeito ainda persiste, repete a seqüência “disparo x religamento”, 
até três vezes consecutivas. Após o quarto disparo, o mecanismo de religamento é 
travado, deixando aberto o circuito. 
• A repetição da seqüência “disparo x religamento”, permite que o religador teste 
repetidamente se o defeito desapareceu, possibilitando diferenciar um defeito 
transitório de um permanente. 
• Geralmente, um religador é projetado para realizar, no máximo, 3 religamentos 
seguidos por 4 disparos; entretanto, permite ajuste para trabalhar com 1, 2 ou 3 
disparos, sendo que, após o último, tudo previamente programado, ele permanecerá 
aberto, até que seja fechado pela ação do operador. Os disparos podem ser rápidos (ou 
instantâneos) e lentos (ou temporizados). 
 
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FORMA DE OPERAÇÃO 
 
• Para melhor entendimento da operação, consideremos um religador R instalado na 
saída de um alimentador da subestação, ajustado para desenvolver quatro disparos, 
dois rápidos (ou instantâneos), seguidos por dois lentos (ou temporizados), conforme a 
seqüência representada a seguir, considerando-se IF a corrente de falta e F o ponto de 
defeito. 
Religador instalado na saída do alimentador na SE
Seqüência de operação do religador
 
 
• Exemplo numérico: 
 
Seqüência de operação do religador: 2 rápidas + 1 retardada
 
 
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• Se a falta for permanente, o religador 
desenvolverá a seqüência completa, isto é, realizará 
3 religamentos e 4 disparos. Após o quarto disparo, 
permanecerá aberto até receber o comando de 
fechamento, local ou remotamente. 
• Se a falta desaparecer antes do último desligamento, 
o religador não bloqueará o circuito e, dentro de um 
certo intervalo de tempo (tempo de rearme, de reset 
ou de restabelecimento), da ordem de segundos (s), 
rearmará ou restabelecerá, ficando preparado para 
realizar novamente a seqüência para a qual está 
ajustado. Na maioria dos religadores este tempo é 
ajustado previamente. 
 
 
CARACTERÍSTICAS ELÉTRICAS 
 
Para se especificar corretamente um religador, os seguintes itens devem ser observados: 
• Tensão nominal (kV): Igual ou superior a tensão máxima entre fases (tensão de 
linha) do circuito no qual irá operar; 
• Corrente nominal (A): Deverá ser maior do que a corrente de carga máxima do 
circuito multiplicada pelo fator de crescimento ou de transferência de carga (corrente 
de operação do sistema); 
• Capacidade de interrupção (kA): Igual ou maior do que a corrente de curto-circuito 
máxima, valor assimétrico, no ponto de instalação; 
• TSI (kV): Compatível com a classe de tensão do circuito que vai ser ligado. 
• Correntes e curvas de atuação ajustáveis (ajustes): São valores que permitem a 
coordenação e/ou seletividade com outros equipamentos de proteção a montante e a 
jusante. 
 
 
 
 
 
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CARACTERÍSTICAS CONSTRUTIVAS (*) 
 
 
(*) Religador com câmara a vácuo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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OUTRAS FORMAS CONSTRUTIVAS 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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VISTA INTERNA DE UM RELIGADOR 
 
 
EXEMPLOS DE INSTALAÇÃO 
 
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APLICAÇÃO 
 
A aplicação básica dos religadores é na proteção de alimentadores primários da rede de 
distribuição. São instalados geralmente na saída de alimentador da subestação: 
� em ponto do tronco que, por razões técnicas, se faz necessário diminuir a zona de 
proteção do equipamento a montante; 
� em derivações longas e carregadas; 
� em circuitos que passam por áreas muito arborizadase/ou sujeitas a grande 
intensidade de descargas atmosféricas (índice ceraúnico elevado). 
 
VANTAGENS 
 
� Redução do investimento em estruturas nas subestações; 
� Redução de obras civis nas subestações (bases, canaletas etc.); 
� Possibilidade de redução no espaço físico ocupado pelos equipamentos (barramentos 
mais compactos e operações mais simples); 
� Registra as quedas de operação (desligamentos); 
� Possibilita sequência de eventos e oscilografia das faltas; 
� Permite a utilização de modernos relés microprocessados; 
� Integração em um único painel das funções de proteção, controle, supervisão 
(automação) 
� Padronização dos equipamentos (redução do risco de operações indevidas); 
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� Possibilidade de garantia ao atendimento dos requisitos da imunidade a surtos e 
interferências magnéticas; 
� Economia na aquisição de TC’s; 
� Economia na instalação dos circuitos auxiliares; 
� Disponibiliza um contador de operações; 
� Monitoramento do desgaste dos contatos; 
� Localizador de faltas (redução no prazo da pesquisa); 
� Monitoramento no sistema interno do circuito de carga e supervisão das baterias VCC; 
� Registro do perfil de carga (auxilia no estudo de planejamento). 
 
COMPARATIVO NA APLICAÇÃO DOS RELIGADORES x DISJUNTORES 
 
• Para uso em subestações;
• Fornecidos com seus circuitos de controle e proteção integrados;
• Parâmetros elétricos tais como TSI, capacidade de interrupção, ciclo de 
operações diferenciados quando comparados com os dos religadores;
DISJUNTORES
• Para aplicações ao longo de redes de distribuição;
• Fornecidos com seus circuitos de controle e proteção completos;
• Aplicados onde os níveis de curto-circuito são baixos;
• Têm facilitada sua aplicação em função do mercado incorporar continuadas 
melhorias nas tecnologias (microprocessamento, automação, etc.);
• Com isto, os religadores hidráulicos e eletromecânicos perderam espaço no 
mercado.
RELIGADORES
RELIGADORES x DISJUNTORES: QUAL DELES UTILIZAR NO SEP?
• Para uso em subestações;
• Fornecidos com seus circuitos de controle e proteção integrados;
• Parâmetros elétricos tais como TSI, capacidade de interrupção, ciclo de 
operações diferenciados quando comparados com os dos religadores;
DISJUNTORES
• Para aplicações ao longo de redes de distribuição;
• Fornecidos com seus circuitos de controle e proteção completos;
• Aplicados onde os níveis de curto-circuito são baixos;
• Têm facilitada sua aplicação em função do mercado incorporar continuadas 
melhorias nas tecnologias (microprocessamento, automação, etc.);
• Com isto, os religadores hidráulicos e eletromecânicos perderam espaço no 
mercado.
RELIGADORES
RELIGADORES x DISJUNTORES: QUAL DELES UTILIZAR NO SEP?
 
 
SECCIONALIZADORES 
 
• Após o religador (R), foi desenvolvido um novo equipamento denominado 
seccionalizador (S). Este dispositivo conta o número de disparos do religador. Após 
um certo número de contagem previamente ajustado, o seccionalizador abre seus 
contatos, isolando o trecho defeituoso (F). 
• Os seccionalizadores são, portanto, dispositivos projetados para operar em conjunto 
com um religador, ou com um disjuntor comandado por relés de sobrecorrente dotados 
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da função de religamento (função ANSI 79). Portanto, devem ser ligados a jusante 
destes equipamentos, conforme pode ser observado na figura abaixo. 
 
• Os modernos sistemas de controle dos seccionalizadores são digitais ou 
microprocessados, que realizam multifunções: proteção, medição (correntes, 
potências, fator de potência, etc.), registros de eventos (número de interrupções, tempo 
de duração de interrupções, natureza da interrupção, etc.). Estas informações são 
colhidas do circuito ao qual estão conectados, através de transformadores de corrente e 
de potencial (TC`s e TP`s). 
• Mecanicamente, os seccionalizadores se comportam como chaves de manobras 
automáticas projetadas apenas para abertura ou fechamento dos circuitos em carga 
(possuem meios de interrupção de arco: SF6 e vácuo), local ou remotamente (através 
de unidades remotas interligadas por sistemas de comunicação). 
• Não possuem capacidade de interrupção de correntes de curtos-circuitos. As 
interrupções destas correntes são feitas pelo religador ou disjuntor de retaguarda, 
comandado por relés com as funções ANSI 50, 51 e 79. 
 
PRINCÍPIO DE OPERAÇÃO 
 
• A função de proteção realizada pelo seccionalizador se desenvolve de forma bastante 
simples: a cada vez que o interruptor (religador) de retaguarda efetua um disparo ou 
abertura (desligamento do circuito) interrompendo a corrente de falta, o 
seccionalizador “conta” a interrupção. 
• Após atingir o número de contagens previamente ajustado (uma, duas ou, no máximo, 
três), o seccionalizador abre os seus contatos, SEMPRE COM O CIRCUITO 
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DESENERGIZADO PELO INTERRUPTOR DE RETAGUARDA, isolando o trecho 
defeituoso sob sua proteção, do restante do sistema. 
• Para melhor entendimento, considerem-se as seguintes condições para o circuito 
apresentado: uma falta permanente F, na zona de proteção do religador R e do 
seccionalizador S; o religador está ajustado para quatro disparos; e o seccionalizador 
está ajustado para três contagens. Portanto, o seccionalizador deverá isolar a área 
defeituosa (toda a área a jusante), logo após o religador efetuar o terceiro 
desligamento: 
 
 
• É importante observar que, conforme foi dito anteriormente, no momento da abertura 
do seccionalizador (após a terceira contagem), o circuito já estará desenergizado pelo 
religador. Portanto, o mesmo irá 
manter desligada a área 
defeituosa sem a necessidade de 
interromper a corrente de curto-
circuito. Isto é uma solução 
técnica bastante inteligente, uma 
vez que não é necessário dotar o 
seccionalizador de capacidade 
para interromper o curto-circuito, 
tornando o conjunto religador+ 
seccionalizador mais econômico 
do que um disjuntor. 
 
 
VISTA INTERNA DE UM 
SECCIONALIZADOR
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• Portanto, de acordo com o princípio de operação do seccionalizador S, deve ficar claro 
que o seu funcionamento, como dispositivo de proteção, depende de duas condições 
básicas: 
a) Na sua retaguarda deverá estar instalado um religador R que realize disparos e 
religamentos automáticos; 
b) Os dispositivos sensores desses religadores deverão atuar para todos os curtos-
circuitos na zona de proteção do seccionalizador, comandando, portanto, as 
aberturas e fechamentos desses religadores e, consequentemente, ficando a 
cargo do seccionalizador desenvolver as suas contagens. Transcorrido o 
número previamente ajustado, deverá abrir seus contatos, isolando o trecho 
defeituoso. 
• Se o religador R ligado à retaguarda do seccionalizador S não possuir a função de 
religamento, este irá funcionar como uma chave automática de manobra, sem a função 
de proteção, podendo ser aberto ou fechado com carga, no local ou remotamente. 
• A abertura dos contatos pode ser feita de duas maneiras: automaticamente, quando o 
seccionalizador realiza a função de proteção ou pela a ação do operador, no local ou 
remotamente. Uma vez abertos, só poderão ser fechados através de comando dado 
pelo operador. 
 
CARACTERÍSTICASELÉTRICAS 
 
As características elétricas dos seccionalizadores são as seguintes: 
 
• Tensão nominal (kV): É especificada de acordo com a tensão máxima de operação do 
circuito ao qual irá operar; 
• TSI (kV): Função da classe de tensão do circuito ao qual irá operar; 
• Corrente Nominal (A): É especificada de acordo com corrente de carga máxima, 
passante, no local da instalação, levando-se em conta possíveis fatores de crescimento 
e de transferência de carga (corrente de operação do sistema); 
• Faixa de ajuste de corrente dos sensores de faltas envolvendo as fases: Geralmente 
possui uma faixa ampla de corrente (por exemplo : 20 a 800A); 
• Faixa de ajuste de corrente dos sensores de faltas envolvendo a terra (ground 
trip): Geralmente possui uma faixa ampla de corrente (por exemplo : 10 a 600A); 
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• Contador do número de interrupções: Conta o número de vezes que o circuito é 
interrompido pelo religador de retaguarda. Geralmente, é ajustado em um, dois ou três, 
dependendo da seqüência de operação do religador; 
• Tempo de reset (reset time) ou tempo de rearme (s): Tempo necessário para o 
circuito de controle rearmar. Isto é, apagar as contagens efetuadas e voltar a condição 
inicial (geralmente é ajustável dentro de uma faixa que varia entre 5 e 180s). 
 
CARACTERÍSTICAS CONSTRUTIVAS 
 
As características construtivas dos seccionalizadores são similares àquelas apresentadas para 
os religadores. 
 
APLICAÇÃO 
 
São instalados nos “bays” de saída das subestações alimentadoras da classe distribuição, em 
postes do circuito principal alimentador ou em derivações longas de redes de distribuição, 
onde se justifique o investimento. 
 
SECCIONALIZADORES ELETRÔNICOS MONOFÁSICOS TIPO CARTUCHO
 
 
Considerações iniciais: 
Os seccionalizadores são usados nas redes de distribuição há muitos anos, desde os modelos 
hidráulicos com bobina série, passando pelas tecnologias do vácuo e SF6 até os trifásicos 
mais modernos. O “estado da arte” no entanto, inclui seccionalizadores mais modernos com 
controle eletrônico e restritores de corrente "inrush". 
 
O princípio de funcionamento desse equipamento não inclui curvas tempo x corrente e 
envolve apenas a contagem da quantidade de operações de um religador na retaguarda, 
permitindo, assim, agir em perfeita coordenação com aquele equipamento. 
 
No entanto, os seccionalizadores anteriormente utilizados não permitiam o uso de restritores 
de correntes de inserção de transformadores (corrente de “inrush”), o que provocava, em 
determinadas condições, operações indevidas do equipamento. 
 
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Características construtivas: O seccionalizador eletrônico monofásico do tipo cartucho 
utilizado tem a aparência de um porta-fusível conforme ilustrado abaixo, estando seus 
componentes principais apresentados abaixo. 
 
 
Características operacionais: 
Quando a corrente da rede supera o valor de “pick-up” ajustado e, em seguida, atinge valores 
próximos a zero (da ordem de alguns mA), devido a abertura do religador de retaguarda, o 
seccionalizador eletrônico inicia a contagem da operação daquele equipamento. Quando o 
circuito lógico atinge o número de operações ajustado, é enviado um sinal elétrico ao atuador 
do seccionalizador que dispara e promove a sua abertura, de forma similar à de uma chave 
fusível quando ocorre o rompimento do elo fusível. 
 
Da mesma maneira que para os demais seccionalizadores, o número de operações que o 
seccionalizador eletrônico monofásico tipo cartucho irá contar deve ser sempre um a menos 
que o número de religamentos do religador de retaguarda. 
 
A lógica de operação do equipamento é realizada através de uma placa de circuito impresso 
alojada dentro do tubo condutor, o qual atua como uma blindagem e evita interferências 
eletromagnéticas no circuito eletrônico. 
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Um transformador de corrente envolvendo o tubo condutor fornece energia para o atuador e 
uma amostra da corrente da rede ao circuito lógico, encarregado de fazer a contagem do 
número de operações do religador de retaguarda. O atuador então dispara ao ser atingido o 
número de operações ajustado. 
 
O seccionalizador tipo cartucho não interrompe correntes de curto-circuito, nem pode ser 
aberto em carga. Para abri-lo, é necessária a utilização de uma ferramenta especial designada 
“loadbuster” (de forma similar àquela que opera uma chave fusível sob carga) ou instalação 
de um abafador de arco, como mostrado abaixo. 
 
 
 
Quando a corrente da rede supera o valor de “pick-up” ajustado e, em seguida, atinge valores 
próximos a zero (da ordem de alguns mA), devido a abertura do religador de retaguarda, o 
seccionalizador eletrônico conta a operação daquele equipamento. Quando o circuito lógico 
atinge o número de operações ajustado, é enviado um sinal elétrico ao atuador que dispara e 
promove a abertura do seccionalizador, da mesma forma que uma chave fusível quando 
ocorre o rompimento do elo fusível. 
 
Da mesma maneira que para os demais seccionalizadores, o número de operações que o 
seccionalizador eletrônico monofásico tipo cartucho irá contar deve ser sempre um a menos 
que o número de religamentos do equipamento de retaguarda. 
 
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A figura abaixo mostra um gráfico da operação de um seccionalizador com duas operações e 
um religador de retaguarda com três religamentos. 
 
 
 
Formas de Instalação na 
Rede de Distribuição:
A instalação do seccionalizador eletrônico 
monofásico tipo cartucho é feita de maneira 
análoga à de uma chave-fusível, sendo 
instalado na cruzeta de madeira utilizada nas 
redes de distribuição, conforme mostrado na 
figura ao lado. 
 
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Vantagens Técnicas: 
• Redução acentuada do tempo de interrupções da rede; 
• Facilidade e maior segurança na instalação e operação; 
• Melhor coordenação com o religador; 
• Do ponto de vista econômico, embora o investimento inicial seja maior quando 
comparado a chaves fusíveis; 
• Propicia ao longo do tempo uma maior economia, uma vez que foi verificada uma 
redução no número de deslocamentos para manutenção propiciando uma melhor 
continuidade do serviço. 
• Permite uma melhor coordenação entre falhas transitórias e permanentes. 
• Segurança na operação. Caso o defeito na rede não seja localizado ou corrigido após a 
verificação do circuito, ocorrerá novamente a operação do religador quando do 
fechamento do seccionalizador. Isto pode ser considerado como sendo uma vantagem, 
pois, caso estivesse sendo utilizada uma chave fusível, ocorreria a queima do elo com 
o conseqüente arco devido à interrupção, com riscos para o eletricista. 
• Quando da ocorrência de defeitos na rede causados por sobretensões, ocorrerá apenas 
a atuação do religador de retaguarda eliminando a falta, que, de forma geral, é de 
caráter transitório e o circuito é restabelecido. Dessa forma, é proporcionada uma 
melhor continuidade de serviço com redução do DEC (Duração Equivalente ao 
Consumidor) e do número de intervenções na rede. 
 
Acessórios: 
1. Terminaisde conexão;
2. Chave “loadbuster”;
3. Abafador de arco para operação sobre carga;
4. Suporte para instalação em cruzeta de madeira;
 
 
 
 
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1. Terminais de conexão;
2. Chave “loadbuster”;
3. Abafador de arco para operação sobre carga;
4. Suporte para instalação em cruzeta de madeira;
 
1. Terminais de conexão;
2. Chave “loadbuster”;
3. Abafador de arco para operação sobre carga;
4. Suporte para instalação em cruzeta de madeira;
 
1. Terminais de conexão;
2. Chave “loadbuster”;
3. Abafador de arco para operação sobre carga;
4. Suporte para instalação em cruzeta de madeira;
 
 
 
 
 
 
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NORMAS APLICÁVEIS 
 
• ABNT NBR 8177:83 – Religadores Automáticos – Especificação 
• ANSI C37-60 – Reclosers 
 
ALGUNS FABRICANTES 
 
• Cooper Power Systems; 
• Allis Chalmers; 
• McGraw Edison.