apostila-de-subestacoes

dependendo da finalidade a que se destinam. Os ensaios de tipo têm a 
finalidade de verificar a conformidade de uma determinada característica 
de projeto de um equipamento elétrico, ou de um componente, com a sua 
respectiva especificação. Os ensaios de rotina têm a finalidade de verificar 
se determinado equipamento, ou componente, está em condições adequadas 
de funcionamento ou de utilização, de acordo com a respectiva 
especificação. Basicamente, o ensaio de tipo é realizado num protótipo, ou 
numa amostra, e o ensaio de rotina é realizado no equipamento, ou seção já 
pronto para entrega. 
 
 
 
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d) Princípios Básicos de Coordenação de Isolamento 
Denomina-se coordenação de isolamento ao conjunto de procedimentos, 
utilizados principalmente para a especificação de equipamentos, que tem 
por objetivo fundamental a redução, a uma nível econômico e 
operacionalmente aceitável, a probabilidade de falhas nos equipamentos ou 
no fornecimento de energia, levando-se em consideração as solicitações 
que podem ocorrer no sistema e as características dos dispositivos de 
proteção. Esses componentes para efeito de coordenação de isolamento de 
subestações, são os pára-raios, escoando para a terra parte da corrente 
proveniente da sobretensão devido ao desempenho que tem no controle das 
sobretensões, tanto do tipo de manobra quanto atmosféricas. 
 
Através do estudo da coordenação de isolamento que envolve a 
determinação das sobretensões, as quais os equipamentos estarão 
submetidos, seguida de seleção conveniente das suportabilidades elétricas, 
considerando-se as características dos dispositivos de proteção disponíveis. 
As concessionárias definem os valores da NBI normal e reduzido na SE. 
Nestas condições, as margens mínimas recomendadas pela NBR-8186 são 
as seguintes: 20% e 40% para equipamentos da faixa A, conforme mostra a 
tabela 1. 
 
e) Espaçamentos Elétricos e Distâncias de Segurança 
Em adição aos estudos de coordenação de isolamento para a determinação 
dos níveis de isolamento dos equipamentos das subestações, são definidos 
estudos para a determinação dos espaçamentos elétricos mínimos e das 
distâncias de segurança no interior da subestação. 
 
Os espaçamentos elétricos numa subestação, ao contrário dos equipamentos 
não podem ser ensaiados a impulsos e, providências devem ser adotadas 
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para evitar que ocorram descargas no isolamento, em tensões inferiores 
àquelas para as quais os equipamentos foram especificados. 
 
Com base em ensaios de laboratório de diversas configurações de eletrodo, 
são obtidas informações sobre o espaçamento requerido para suportar um 
determinado impulso aplicado, as quais devem ser utilizadas para o 
estabelecimento das distâncias elétricas mínimas na subestação. 
 
A NBR-8186 apresenta a Tabela 6, no anexo F, as informações sobre os 
espaçamentos e valores de tensão suportável a impulso atmosférico, a qual 
é reproduzida na Tabela 3. 
 
Além das definições dos níveis de isolamento dos equipamentos, em 
função das tensões nominais e NBI, são estabelecidas as distâncias 
mínimas entre condutores-terra. 
 
Tabela 3 - Correlação entre o nível de isolamento e o espaçamento mínimo fase-terra no 
ar para tensões suportáveis nominais de impulso atmosférico até 750 kV 
Tensão Suportável Nominal de Impulso Atmosférico 
(kV) 
Espaçamento Mínimo Fase-Terra no Ar 
(mm) 
40 60 
60 90 
95 160 
110 200 
125 220 
150 280 
170 320 
200 380 
250 480 
325 630 
380 750 
450 900 
550 1100 
650 1300 
750 1500 
 
 
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f) Distância entre Escoamento de Buchas e Isoladores 
 
A complementação dos estudos de coordenação de isolamento é realizada 
selecionando-se as distâncias de escoamento das superfícies isolantes 
(isoladores) expostas ao meio ambiente, como as porcelanas das buchas e 
isoladores. 
 
Para estes isolantes, a solicitação mais importante é a tensão nominal de 
operação, a qual está continuamente aplicada e que é sensível ao efeito das 
condições ambientais. 
 
O comportamento destes isolantes é bastante influenciado pela umidade e 
densidade do ar. Pois, na presença de substância poluentes, há redução da 
suportabilidade do isolante à tensão na freqüência industrial. 
 
Em condições ambientais limpas, a corrente de fuga pela superfície da 
porcelana é da ordem de miliampéres, tendendo a aumentar devido à 
contaminação desta superfície por depósitos de sal, resíduos químicos ou 
poeira. Este fenômeno é ainda agravado quando a superfície contaminada é 
umedecida por chuva fina ou orvalho, criando camadas de maior 
condutividade e propiciando a ocorrência de descargas através do 
isolamento. 
 
A tabela 4 a seguir, ilustra o exposto. 
 
 
 
 
 
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Tabela 4 – Escala Provisória dos níveis de poluição naturais. 
Nível de Poluição 
 Ambiente Característico 
Distância de Escoamento 
Admitida 
(mm/kV eficaz) 
Desprezível 
 
Áreas sem indústria e áreas com baixa 
densidade de indústria, mas sujeitas a ventos 
e/ou chuvas freqüentes. As áreas 
classificadas neste nível devem estar 
localizadas longe do mar ou em altitudes 
elevadas e em nenhum caso podem estar 
sujeitas a ventos marítimos. 
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Leve 
 
Áreas com indústrias que não produzam 
fumaça particularmente poluente, áreas com 
alta densidade de indústrias mas sujeitas a 
frequentes ventos limpos e/ou chuvas e áreas 
sujeitas a vento marítimos mas não muito 
próximas da costa (afastadas no mínimo 1 
km). 
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Forte 
 
Áreas com alta densidade de indústrias 
produzindo poluição, áreas próximas ao mar 
e de algum modo expostas a ventos 
marítimos relativamente fortes. 
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Muito Forte 
 
Áreas geralmente de moderada extensão, 
sujeitas a fumaças industriais, produzindo 
camada condutora razoavelmente espessa, 
áreas geralmente de moderada extensão 
muito próximas da costa e expostas a ventos 
marítimos muito fortes e poluentes. 
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A título de ilustração, mostra-se um exemplo de cálculo da distância de 
isolação: 
 
Exemplo: Para uma subestação em 138 kV, situada numa região de 
poluição leve, a quantidade de isoladores necessários em cada ponto de 
aplicação dos mesmos é obtida da equação: 
 
no isoladores = 1,05 . V/d 
no isoladores = 8
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138.05,1 ≅ isoladores 
 
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onde: 
V = tensão nominal (kV) 
d = distância de escoamento admitida em mm/kV 
Como conclusão ao se elaborar uma oferta de uma subestação, em relação à 
coordenação de isolamento, deve-se considerar: 
O NBI dos equipamentos em função da tensão nominal (classe de 
tensão) da subestação; 
• 
• 
• 
As distâncias entre condutores, definindo a área/lay out da subestação; 
A quantidade de isoladores em função das características do ambiente. 
 
 
4 – NOÇÕES DE SUBESTAÇÕES 
 
4.1 – CONCEITUAÇÃO 
 
Uma subestação pode ser definida como sendo um “conjunto de 
equipamentos com propósito de chaveamento, transformação, 
proteção ou regulação da tensão elétrica”, ou ainda “instalação elétrica 
destinada à alteração conveniente das características de energia 
elétrica ou manobras de circuitos elétricos de potência” 
 
Destinam-se basicamente a: 
• Suprimento de energia elétrica a consumidores; 
• Seccionamento de circuitos elétricos, necessários à estabilidade 
dos sistemas elétricos.