03 Disjuntores(impressao)

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Equipamentos de manobra
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Equipamentos de manobra
São dispositivos mecânicos, que na posição fechada mantém a continuidade do circuito 
elétrico e na posição aberta asseguram uma distância de isolamento.
DISTÂNCIA DE
ISOLAMENTO
POSIÇÃO ABERTA
seccionador seccionadordisjuntor
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Disjuntores
Disjuntores
• São dispositivos automáticos de manobra, podendo
estabelecer, conduzir e interromper correntes sob condições
normais e anormais por um tempo especificado, além de
isolar partes dos sistemas quando na posição aberta.
• A necessidade de realizar sua função de forma absolutamente
confiável, inclui os disjuntores entre os equipamentos de
maior complexidade nas subestações.
• A capacidade de curto-circuito cresceu nos últimos 50 anos: 
1000 MVA – 50000 MVA (750 KV)
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Disjuntores
Normas
NBR-IEC-62271-100 – Disjuntores de alta tensão de corrente alternada
NBR-IEC-60694 : 2006 – Especificações para normas de equipamentos de manobra de alta tensão
NBR-7118 – Disjuntores de alta tensão - Especificação
NBR 5389 – Técnicas de Ensaios Elétricos de Alta Tensão - Método de Ensaio
NBR 6936 – Técnicas de Ensaios Elétricos de Alta Tensão - Procedimento
NBR 6940 – Técnicas de Ensaios Elétricos de Alta Tensão - Medição de descargas parciais
NBR 7038 – Guia para ensaios de disjuntores em condições de discordância de fases -Procedimentos
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Disjuntores
Arco elétrico
• Aumento da temperatura� termoemissão
� Liberação de elétrons
� Ionização do meio
- eletromagnética, devido ao campo elétrico dado pela separação dos contatos;
- mecânica ou por choque, devido à colisão de elétrons;
- térmica, devido às altas temperaturas entre os contatos.
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Disjuntores
Arco elétrico
• Características:
� Extremamente móvel
� Capacidade ilimitada de condução de corrente
� Temperatura muito alta
� Sua resistência aumenta com o comprimento e com a diminuição de temperatura
• Formas de extinção:
� Aumentar sua resistência
– Por alongamento
– Diminuição da temperatura
� Desionização do meio
– Quando a corrente passa pelo zero, se o meio permanece ionizado �
formação de novo arco
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Disjuntores
Arco elétrico
� Extinção por aumento da resistência
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Disjuntores
Arco elétrico
• Extinção por diminuição da temperatura
� velocidade da manobra por meio de forças previamente carregadas
(molas, hidráulicos)
� utilização de um meio refrigerante
(óleo, gás)
• Extinção por desionização do meio
� utilização de compostos deionizante
(óleo, gás)
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Disjuntores
Unidade de comando
• É o subconjunto que abrange os elementos de comando, controle e supervisão do
disjuntor.
• Esta unidade varia em função do tipo de acionamento e do meio extintor.
� Um disjuntor a SF6 com acionamento eletro-hidráulico deverá ter sistemas de
supervisão para verificar a densidade do gás e pressão do óleo, incorporados na
unidade de comando.
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Disjuntores
Manobras controladas
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Disjuntores
Sistema de acionamento
• É o subconjunto que possibilita o armazenamento de energia necessária à operação
mecânica do disjuntor, bem como à liberação dessa energia através de mecanismos
apropriados quando do comando de abertura ou fechamento do disjuntor.
• Principais tipos de acionamento:
� por solenoides;
� a mola;
� a ar comprimido;
� hidráulico.
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Disjuntores
Unidade interruptora
• É o subconjunto onde se processa a extinção do arco
elétrico, também chamado de câmara de extinção.
• O meio extintor e, consequentemente a câmara de
extinção, se constituem nos principais elementos de
classificação dos disjuntores.
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Disjuntores
Tipos de disjuntores
� Grande Volume de Óleo (GVO) – 1900 � Pequeno Volume de Óleo (PVO) – 1930
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Disjuntores
Tipos de disjuntores
� Disjuntores a sopro magnético – 1950� Disjuntores a ar comprimido – 1940
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Disjuntores
Tipos de disjuntores
� Disjuntores a gás SF6 – 1960 � Disjuntores a vácuo – 1970
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Disjuntores
Disjuntores a grande volume de óleo (GVO)
• É o tipo mais antigo de disjuntores a óleo;
• Os disjuntores GVO são utilizados em média e alta tensão até 230kV.
• A característica principal dos disjuntores GVO é a sua grande capacidade de ruptura em 
curto – circuito.
15 KV – 200 litros
138 KV – 3000 litros
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Disjuntores
Disjuntores a pequeno volume de óleo (PVO)
• Estes representam o desenvolvimento natural dos antigos disjuntores GVO;
• Possuem fluxo forçado de óleo sobre o arco aumentando-se a eficiência do processo de
interrupção da corrente e diminuindo-se o volume de óleo;
• Em média tensão, são utilizados para todas as capacidades de ruptura (63kA);
• No nível de 138kV a sua capacidade de ruptura por câmara está limitada a um máximo 
de 20kA. Portanto, para correntes de entre 20 e 50kA, comuns nesta tensão, deve-se 
empregar varias câmaras em série.
15 KV – 3 litros
138 KV – 70 litros
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Disjuntores
Disjuntores a sopro magnético
• Os contatos abrem-se no ar e um campo magnético atrai o arco para as câmaras de
extinção, onde ocorre a interrupção devido: aumento do comprimento; fragmentação nas
fendas da câmara; resfriamento por contato com as múltiplas paredes da câmara.
• A elevada resistência do arco diminui o valor instantâneo da tensão de restabelecimento.
Portanto, o disjuntor não produz grandes surtos de manobra;
• Por não possuírem meio extintor inflamável , são seguros e aptos para certas aplicações.
Porém, provoca rápida oxidação nos contatos, exigindo uma manutenção mais frequente.
• Utilizados em média tensão até 24kV.
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Disjuntores
Disjuntores a ar comprimido
• O mecanismo eletropneumático possui como função: proporcionar a operação do
disjuntor (abrir e fechar contatos), isolar e efetuar a extinção do arco;
• A extinção consiste em criar-se um fluxo de ar sobre o arco, alongando-o;
• Para isolar, o ar deve ter características de pureza, ausência de unidade e pressão
adequadas que são obtidas através de centrais de ar comprimido, compostas de
compressores, filtros e desumidificadores;
• São extremamente rápidos, atingindo tempo de extinção de 2 ciclos;
• São mais utilizados na alta e extra alta tensão, acima de 245kV.
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Disjuntores
Disjuntores a SF6 (hexafluoreto de enxofre)
• Podem ser de pressão única ou dupla pressão;
• Por meio de artifício mecânico é possível obter tempo final de até 2 ciclos;
• São fabricados para níveis de tensão de até 800 KV.
• O gás SF6 possui características 
físico-químicas que o torna um 
meio isolante superior ao ar, ou 
mesmo, ao óleo;
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Disjuntores
Disjuntores a vácuo
• Grande segurança de operação, pois não necessitam de meio inflamável;
• A relação capacidade de ruptura/volume é bastante grande, tornando estes disjuntores
bem apropriados para o uso em cubículos;
• Devido à ausência de meio extintor gasoso ou líquido, é muito utilizado fazer religamentos
automáticos múltiplos;
• Praticamente não requerem manutenção, possuindo uma vida extremamente longa em
termos de números de operações a plena carga e em curto-circuito:
25 KA – PVO (4 manobras); vácuo (100 manobras)
2 KA – PVO (130 manobras); vácuo (20000 manobras) 
• São fabricados apenas para média tensão (34 KV) em função do custo.
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Disjuntores
Conclusões
• Os disjuntores a SF6 são a tendência atual para alta e extra alta tensão.
• Contudo os disjuntores a ar comprimido possuem uma posição de destaque nas redes
de alta e extra alta tensão, pois apresentam tecnologia consolidada frente ao SF6, e são,
por natureza, mais rápidos.
• Aplicações em 138kV, bem como em 69kV, estão ainda predominantemente na faixa dos
disjuntores PVO, principalmente por questão econômica.
• Os disjuntoresa vácuo são muito utilizados na média tensão como religadores
automáticos, abertura de di/dt elevada e serviços de sincronização.
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Disjuntores
Características gerais
• Tensões
� Tensão nominal
� Tensão Transitória de Restabelecimento (TTR)
� Tensão suportável nominal de impulso atmosférico
� Tensão suportável nominal de impulso de manobra 
• Exemplo:
1) Um disjuntor projetado para 145 kV deve ser capaz de suportar uma tensão de impulso
atmosférico pleno de 650 kV e uma tensão de frequência industrial (60 Hz) de 275 kV.
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Disjuntores
Características gerais
• Relativas à Corrente
� nominal de regime permanente 
� de interrupção
� de estabelecimento (fator de assimetria )
� De curta duração (1 s; 3 s)
• Relativas à temporização
� Interrupção (abertura + extinção arco)
� Fechamento
� Ciclos de operação (religamento)
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Disjuntores
Especificação segundo normas IEC/ABNT
• Tensões
Classes de tensão (kV) – IEC
Classes de tensão (kV) – ABNT
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Disjuntores
Especificação segundo normas IEC/ABNT
• Correntes
Corrente nominal (A) – IEC/ABNT
Corrente de interrupção de curto-circuito (kA) – IEC/ABNT
Corrente de estabelecimento de curto-circuito (kA) – IEC/ABNT
Corrente nominal de curta duração, 1 a 3 s (kA) – IEC/ABNT
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Disjuntores
Especificação segundo normas IEC/ABNT
• Sequência de operação