2 - DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO (1)

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2 – DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO – NBR 5410 – 5.3.5.2, 5.3.3, 6.3.4 NBR IEC 60947-2 
 NBR NM 60898 e portaria Inmetro 243/2006 
 
Fundamentos da proteção 
 
O objetivo do sistema de proteção e isolar o equipamento defeituoso de forma rápida, confiável 
e desenergizando o menor trecho possível da rede. 
 
TIPOS DE DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO MAIS COMUNS 
 
 
� Fusíveis 
 
� Elos 
 
� Relés 
 
� Disjuntores 
 
 
 
2.1 – FUSÍVEL 
 
 É um dispositivo utilizado para a proteção de circuitos, fundamentalmente contra curto-
circuito, e é constituído de um elemento condutor que se funde e interrompe o circuito quando a 
corrente atinge valores acima da sua corrente nominal. 
 
Podem ser retardados, rápidos, ultrarrápidos, limitadores de corrente, etc. 
 
 
 
TIPOS DE FUSÍVEIS – Fonte Dutra Lacroix Eng. 
 
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CURVAS CARACTERÍSTICAS DO FUSÍVEL 
 
 
 
 
 
 
 
 
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2.2 ELOS 
 
 Constituem uma forma barata de proteção, e consistem basicamente de um elemento 
fusível colocado em um invólucro. Não apresentam elevada capacidade de interrupção e são 
utilizados praticamente em redes de distribuição, principalmente aéreas. 
 
 
 
 Elo Fusível Chave Fusível 
 - Fonte Dutra Lacroix Eng. 
 
 
2.3 – RELÉS 
 
(a) Definição 
 
São dispositivos destinados a operar quando uma grandeza de atuação atinge um determinado 
valor. 
 
Existem várias classificações que se pode dar aos relés, quando a: 
 
� Grandeza de Atuação (Corrente, Tensão, Freqüência, etc) 
 
� Forma de Conectar ao Circuito (Primário / Secundário) 
 
� Forma Construtiva (Eletromecânicos, mecânicos, estáticos, etc) 
 
� Temporização (Temporizados e Instantâneos) 
 
� Quanto à Função (Sobrecorrente, Direcional, Diferencial, etc) 
 
� Característica de Atuação (Normal Inverso, Muito Inverso, etc) 
 
 
 
 
 
 
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 (b) Principais Requisitos de um Relé 
 
 
� Confiabilidade 
 
� Seletividade lógica 
 
� Suportabilidade Térmica 
 
� Suportabilidade Dinâmica 
 
� Sensibilidade 
� Oscilografia 
� Quantidade de entradas e saídas digitais (E/S digitais) 
� Adequada quantidade de entradas analógicas de corrente 
� Adequada quantidade de entradas de tensão 
� Quantidade de saídas a rele adequada,IRIGB, possibilidade de se conectar em rede 
� Possibilidade de realizar funções de automação, comando, controle, medição, supervisão, 
etc. 
 
� Velocidade 
 
� Baixo Consumo 
 
� Baixo Custo 
 
 
(b) Equação Universal do Conjugado dos Relés 
 
43
2
2
2
1 )cos(. KUIKUKIKC +−++= τθ 
 
 
(d) Relés de Sobrecorrente 
 
São relés que operam quando o valor da corrente do circuito ultrapassa um valor pré fixado 
ou ajustado. Os relés de sobrecorrente podem ser instantâneos (função ANSI 50) ou 
temporizados (função ANSI 51). 
Função ANSI : 50, 51, 50/51, 50N, 51N, 50/51N, 50GS, 51GS, 50/51GS 
Direcionalidade : operam em qualquer direção. 
Os primeiros relés instantâneos eram do tipo charneira. Entre os primeiros relés temporizados 
pode-se citar o de disco de indução. 
 
 
Evolução dos relés: 
 
� Relé Eletromecânico 
 
 
� Relé Estático 
 
 
� Relé Numérico Digital 
 
� IED 
 
 
 
 
 
 
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Evolução dos relés de sobrecorrente - Fonte Dutra Lacroix Eng. 
 
 
(d1) Relés Eletromecânicos 
 
 Podem ser temporizados ou instantâneos 
 
(d.1.1) Relés Eletromecânicos Temporizados 
 
 São normalmente os de disco de indução. 
 A figura seguinte mostra suas principais partes. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Relé de disco de indução com seus principais componentes 
Fonte Dutra Lacroix Eng. 
 
 
Conexão : Vide esquemas unifilares e trifilares seguintes. 
 
 
 
(a) Fase + Conexão Residual (b) Conexão Ground Sensor 
 
Esquema Unifilar 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Esquema Trifilar 
 
 
(d2) Características dos relés de sobrecorrente 
 
A característica dos relés de sobrecorrente é representada pelas suas curvas tempo versus 
corrente. Estas curvas variam em função do tipo do relé (disco de indução, estático, digital). 
Antigamente, na época dos relés de disco de indução, a escolha da característica do 
equipamento era feita no momento da compra e, assim, não era possível alterá-la. Atualmente 
fabricam-se praticamente somente os relés digitais e a maior parte deles permite escolher a 
característica tempo corrente apenas alterando-se os parâmetros no próprio relé. 
Os termos, característica inversa, normal inversa, muito inversa e extremamente inversa existe 
desde a época dos relés de disco de indução. Dessa forma, até hoje se mantém essa 
terminologia, sendo que as características mais utilizadas são: 
 
- Normal Inverso (NI), Muito Inverso (MI ou VI = Very Inverse), 
 
- Extremamente Inverso (EI), Tempo Longo Inverso (TLI ou LT I= Long 
 
- Time Inverse) e Tempo Definido (TD ou DT = Definite Time). 
 
- Nos relés digitais as características tempo versus corrente são representados por 
 equações, e essas equações mudam de acordo com a norma. 
 
 
 
 
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Comparação das características das curvas IEC normal inversa, muito inversa e 
extremamente inversa. 
 
Como pode ser observado no gráfico acima, a curva extremamente inversa é muito rápida para 
altas correntes e lenta para baixas correntes. 
A característica normal inversa é muito lenta para correntes elevadas e rápida para baixas 
correntes ou de sobrecarga, e a característica muito inversa é adequada tanto para baixas como 
para altas correntes. 
 
 
(f) Relé Direcional de Sobrecorrente 
 
 São relés que operam quando o valor da corrente do circuito ultrapassa um valor pré-fixado 
 ou ajustado e na direção pré-estabelecida. 
 
Função ANSI : 67 
Direcionalidade : Operam em apenas uma direção. 
Polarização : Por Tensão e Corrente 
Conexão : 30°, 60°, 90°. Vide Diagramas. A conexão mais usual é a 90° 
Conexões : 
 
 
 
 
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Ao utilizar relés direcionais deve-se atentar para o seguinte: 
 
- A presença de banco de capacitores no lado em que o relé não “enxerga”. Este fato 
faz com que o relé opere quando o sistema estiver com baixa carga,o que ocorre normalmente 
em fins de semana; 
 
- A existência de circuitos paralelos, onde possa haver a circulação de corrente em sentido 
reverso, como, por exemplo, quando um motor está partindo; 
 
- Contribuição de motores para as faltas, passando pelo relé direcional. 
 
 
(g) Relé Direcional de Potência 
 
São relés que operam quando o valor da potência ativa do circuito ultrapassa um valor 
prefixado ou ajustado e na direção pré-estabelecida. 
 
Função ANSI: 32 
Direcionalidade: Operam em apenas uma direção. 
Polarização: Por Tensão e Corrente 
Conexão: 30°, 60°, 90°- A conexão mais usual é a 30° 
Conexão: 
 
Potencia nominal vista pelo relé: Pn = √3 x In-relé x Vn-relé x RTC x RTP 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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(h) Relé Diferencial 
 
São relés que operam quando a diferença da corrente de entrada em relação à corrente de 
saída ultrapassa um valor pré-estabelecido ou ajustado. 
 
 Fução ANSI: 87 (letra adicional T de transformador, B de barra, G de gerador e M de motor) 
Direcionalidade: Operam dentro de sua zona de proteção (entre os TC´s de entrada e saída) 
em qualquer direção. 
 Polarização : Por Corrente 
 Conexão : 
 
 
 
Existem dois tipos básicos; o amperimétrico, que é um relé de sobrecorrente instantâneo 
operando de forma diferencial e o percentual constituído, alem da bobina de operação uma 
bobina de restrição dividida em duas metades. 
 
 
(h1) Relé Diferencial Percentual 
 
Este relé esta composto de duas metades de bobina (N2) percorridas pela corrente média (I1 + 
I2)/2 que exercem a restrição e a diferença de corrente (I1-I2) e exerce a operação sobre a 
bobina (N1).O esquema trifilar e mostrado a seguir. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Io = Corrente de Operação 
Ir = Corrente de Restrição 
Io = I1 – I2 
Ir = (I1 + I2) / 2 
 
A equação universal dos relés fica: 
 
C = K1 (I1 – I2)
2 – K2[(I1 + I2) /2]
2 – K3 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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(i) Relé de Subtensão 
 
São relés que operam quando a tensão do sistema cai abaixo de um valor pré-estabelecido ou 
ajustado. 
 
Função ANSI: 27 
Polarização: Por Tensão 
Conexão: 
 
 
 
(j) Relé de Sobretensão 
 
São relés que operam quando a tensão do sistema ultrapassa de um valor pré-estabelecido 
ou ajustado. 
 
 Função ANSI : 59 
 Polarização : Por Tensão 
 Conexão : 
 
 
 
(k) Relé de Sobretensão de Seqüência Zero 
 
São relés que operam quando a tensão do sistema ultrapassa um valor pré-estabelecido ou 
ajustado na ocorrência de uma falta à terra. Na prática, este relé é utilizado no secundário de 
TP´s conectados em estrela aterrada – delta aberto.Sua aplicação é mais frequente em 
sistemas não aterrados, para a detecção e eliminação de faltas a terra. 
 
 Função ANSI : 59N 
 Polarização : Por Tensão de sequência zero 
 Conexão : 
 
 
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(l) Descrição das Funções ANSI (Norma ANSI C37.2) 
 
 
Função 
 
Descrição 
 
1 Elemento principal 
 
2 Relé de partida ou fechamento temporizado 
 
3 Relé de verificação ou interbloqueio 
 
4 Contator principal 
 
5 Dispositivo de parada 
 
6 Disjuntor de partida 
 
7 Disjuntor de anodo 
 
8 Dispositivo de desconexão da energia de controle 
 
9 Dispositivo de reversão 
 
10 Chave de seqüência das unidades 
 
11 Reservada para futura aplicação 
 
12 Dispositivo de sobrevelocidade 
 
13 Dispositivo de rotação síncrona 
 
14 Dispositivo de subvelocidade 
 
15 Dispositivo de ajuste ou comparação de velocidade ou freqüência 
 
16 Reservado para futura aplicação 
 
17 Chave de derivação ou de descarga 
 
18 Dispositivo de aceleração ou desaceleração 
 
19 Contator de Transição partida-marcha 
 
20 Válvula operada eletricamente 
 
21 Relé de distância 
 
22 Disjuntor equalizador 
 
23 Dispositivo de controle de temperatura 
 
24 Reservado para futura aplicação 
 
25 Dispositivo de check de sincronismo 
 
26 Dispositivo térmico do equipamento 
 
27 Relé de subtensão 
 
28 Reservado para futura aplicação 
29 Contator de isolamento 
30 Relé anunciador de alarme 
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31 Dispositivo de excitação em separado 
32 Relé direcional de potência 
33 Chave de posição 
34 Chave de seqüência, operada por motor 
35 Dispositivo para operação das escovas ou para curto-circuitar os 
anéis coletores 
36 Dispositivo de polaridade 
37 Relé de subcorrente ou subpotência 
38 Dispositivo de proteção de mancal 
39 Reservado para futura aplicação 
40 Relé de perda de campo 
41 Disjuntor ou chave de campo 
42 Disjuntor ou chave de operação normal 
43 Dispositivo ou seletor de transferência manual 
44 Relé de sequência de partida das unidades 
45 Reservado para futura aplicação 
46 Relé de falta de fase ou desequilíbrio de corrente 
47 Relé de sequência de fase de tensão 
48 Relé de sequência incompleta 
49 Relé térmico para máquina ou transformador 
50 Relé de sobrecorrente instantâneo 
51 Relé de sobrecorrente temporizado 
52 Disjuntor de corrente alternada 
53 Relé para excitatriz ou gerador CC 
54 Disjuntor corrente contínua de alta velocidade 
55 Relé de fator de potência 
56 Relé de aplicação de campo 
57 Dispositivo para aterramento ou curto-circuito 
58 Relé de falha de retificação 
59 Relé de sobretensão 
60 Relé de balanço de tensão 
61 Relé de balanço de corrente 
62 Relé de interrupção ou abertura temporizada 
63 Relé de pressão ou nível de fluxo de líquido ou gás 
64 Relé de proteção de terra 
65 Regulador (governo) de velocidade 
66 Relé de intercalação ou escapamento de operação 
67 Relé direcional de sobrecorrente AC 
68 Relé de Bloqueio 
69 Dispositivo de controle permissivo 
70 Reostato eletricamente operado 
71 Reservado para futura aplicação 
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72 Disjuntor de corrente contínua 
73 Contator de resistência de carga 
74 Relé de alarme 
75 Mecanismo de mudança de posição 
76 Relé de sobrecorrente DC 
77 Transmissor de impulsos 
78 Relé de medição de ângulo de fase, ou de proteção de falta de 
sincronismo 
79 Relé de religamento AC 
80 Reservado para futura aplicação 
81 Relé de freqüência 
82 Relé de religamento DC 
83 Relé de seleção de controle ou de transfência automática 
84 Mecanismo de operação 
85 Relé receptor de onda portadora ou fio piloto 
86 Relé de bloqueio 
87 Relé de proteção diferencial 
88 Motor auxiliar ou motor gerador 
89 Chave separadora (line switch) 
90 Dispositivo de regulação 
91 Relé direcional de tensão 
92 Relé direcional de tensão e potência 
93 Contator de variação de campo 
94 Relé de desligamento ou de disparo livre 
95 a 99 Reservado para futura aplicação 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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3 - DISJUNTORES DE BAIXA TENSÃO 
 
 Existem vários tipos de disjuntores de baixa tensão. Sua classificação mais comumente 
encontrada consiste de disjuntores abertos (Power Break) e disjuntores de caixa moldada. 
Antigamente praticamente todos os disjuntores de caixa moldada eram termomagnéticos. Os 
elementos térmicos eram constituídos de bimetálicos e as unidades magnéticas de um 
eletroimã. 
 
Com o avanço da tecnologia, passou-se a utilizar disparadores (relés) eletrônicos, os quais 
permitiram uma melhor adequação da sua curva de disparo. Esses disjuntores passaram a vir 
incorporados com as seguintes funções: 
 
� LTD - Long Time Delay (Corrente e Tempo) 
� STD - Short Time Delay (Corrente e Tempo) 
� Instantâneo - Unidade Instantânea 
� Ground - Unidade de Terra 
 
 
 
 
 Curvas Características 
 
 
 
 
 
 
 
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EM CAIXA MOLDADA – Fonte ABB 
 
COM DISPARADORES ELETRÔNICOS - Fonte ABB 
 
 
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DISPARADORES ELETRÔNICOS – Fonte ABB