Instalações Elétricas Industriais - Características e Normas

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INSTALAÇÕES ELÉTRICAS 
INDUSTRIAIS – 
ELETROTÉCNICA 
AULA 1 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Prof. Samuel Polato Ribas
 
 
CONVERSA INICIAL 
Nesta disciplina serão estudadas as instalações elétricas aplicadas a 
indústrias. Quando se trata destas, há muitas particularidades que as diferem de 
instalações elétricas residenciais e industriais. Sendo assim, é necessário 
realizar um estudo específico para este tipo de instalações. Nesta aula será feita 
uma introdução sobre as instalações elétricas industriais e suas características 
gerais. 
Além disso, serão estudados os diferentes tipos de cargas encontradas 
em ambientes industriais, o comportamento que apresentam e como afetam a 
instalação como um todo. Também serão apresentados os tipos de subestações 
utilizadas em indústrias de pequeno e grande porte. Junto desde assunto, 
veremos os tipos de entradas de energia e os níveis de tensão utilizados na 
indústria, desde a entrada de energia até a alimentação das cargas. 
As indústrias são um ambiente totalmente diferente de residências e 
comércios. Assim, tanto para quem não convive com este ambiente no dia a dia 
quanto para pessoas já habituadas, é preciso tomar certos cuidados com 
segurança e procedimentos. 
Sempre que se remete à segurança, a eletricidade é um tema a ser 
abordado. Especialmente em ambientes industriais, nos quais as características 
elétricas são diferentes das habituais, o cuidado deve ser redobrado. Níveis de 
tensões diferentes, equipamentos diferentes, instrumentos diferentes e, 
portanto, cuidados diferentes. 
Por isso, é imprescindível saber como é uma instalação elétrica industrial, 
desde a sua entrada de energia até suas cargas. Com estes conhecimentos, é 
possível começar a compreender como uma instalação elétrica industrial 
funciona e, a partir deste momento, estudá-la mais profundamente. 
Mesmo com o grande número de indústrias, sempre há a necessidade 
profissionais qualificados para desenvolver atividades relacionadas à 
eletricidade. Mesmo profissionais qualificados e com larga experiência na área 
devem estar relembrando e aprendendo sobre instalações elétricas industriais. 
A demanda por estes profissionais sempre existiu e a tendência é que 
aumente à medida que a industrialização aumenta. Além disso, o 
desenvolvimento de novas tecnologias, principalmente ligadas à automação de 
 
 
3 
processos e à introdução de sistemas eletrônicos, não exime o profissional de 
conhecer as características elétricas da instalação como um todo. 
TEMA 1 – CARACTERÍSTICAS DE INSTALAÇÕES ELÉTRICAS INDUSTRIAIS 
As características específicas de uma instalação elétrica industrial estão 
presentes desde o projeto até a finalização da instalação. A partir de agora, este 
tema será divido em partes, para que seja possível uma melhor compreensão de 
tais características. 
1.1 Projeto 
O projeto de instalações elétricas industriais se diferencia dos demais 
tipos de instalação desde a fase de elaboração dos desenhos até a execução. 
Assim como projetos de instalações elétricas residências e comercias, os 
projetos elétricos industriais têm uma planta de situação, que a posiciona no 
contexto urbano, e a planta baixa. 
Entretanto, também é necessário apresentar a planta baixa com a 
disposição das máquinas posicionadas em suas localizações reais na indústria. 
Esta planta deve conter também a posição dos motores elétricos e dos painéis 
elétricos de força e comando para o acionamento dos motores e demais 
equipamentos. 
Estes detalhes são importantes para a qualidade do projeto, pois 
fornecem ao projetista da parte elétrica a possibilidade de prever dificuldades na 
execução, de maneira a contorná-las ao realizar o projeto elétrico. Além disso, o 
detalhamento do posicionamento das máquinas possibilita que seja prevista a 
flexibilidade da fábrica, que é a capacidade de mudanças de layout sem 
prejudicar a instalação de máquinas e equipamentos. 
Com esta planta, também é possível verificar a acessibilidade a máquinas, 
equipamentos e painéis elétricos. Pois, em caso de paradas de linhas de 
produção para manutenção, ou para a execução de manutenções corretivas, 
deve-se ter acesso aos painéis elétricos para realizar a desenergização 
programada ou de emergência. 
Como as instalações elétricas estão, quase sempre, ligadas diretamente 
a processos produtivos da empresa, o projeto elétrico deve garantir a 
 
 
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confiabilidade dos sistemas elétricos e a continuidade do processo produtivo, por 
meio da prevenção de falhas que possam ocasionar sua parada. 
1.2 Normas 
As instalações elétricas industriais devem seguir normas específicas. A 
NBR 5410 é a norma utilizada para instalações elétricas de baixa tensão. 
Embora seja mais utilizada para instalações industriais, também é utilizada para 
instalações industriais, por exemplo, a norma NBR 14039, para instalações 
elétricas entre 1 e 36 kV. Também podemos citar a norma NB 5419, destinada à 
proteção de estruturas contra descargas atmosféricas. Perceba que esta última 
norma citada não se aplica a instalações residências e comerciais, mesmo 
estando sujeitas a descargas atmosféricas. 
1.3 Fornecimento de energia 
O fornecimento de energia também é uma característica peculiar para 
instalações industriais. Para o fornecimento de energia elétrica adequado, a 
concessionária deve ter pleno conhecimento da carga instalada na indústria, a 
fim de disponibilizar a estrutura necessária para o fornecimento de energia. 
Outro ponto característico de instalações industriais é que a tensão de 
fornecimento pode mudar de acordo com a potência instalada. Isso também 
ocorre em instalações residenciais e comerciais, mas a variação é menor. Em 
instalações elétricas industriais, essa variação é maior. 
Este item será estudado em detalhes no tema 2 desta aula. 
1.4 Características das cargas 
No tema 4, serão estudadas as cargas industriais. Por hora, basta saber 
que uma das características de instalações elétricas industriais é a singularidade 
de suas cargas. Instalações elétricas de residências, assim como as comercias, 
variam em potência, mas não no tipo de carga. Duas residências diferentes, 
obviamente, apresentam particularidades específicas, mas a grande maioria das 
cargas é muito parecida, por exemplo, chuveiro, televisores, computadores, 
geladeiras e eletrodomésticos de maneira geral. Portanto, a concessionária de 
energia já pressupõe o tipo de carga que será conectado ao seu sistema elétrico. 
 
 
5 
No caso de instalações elétricas industriais, a maioria das cargas é 
composta de motores elétricos, porém, como há indústrias de ramos diferentes, 
pode haver cargas com características diferentes, com grande potência, o que 
muda o tipo de fornecimento que deve ser feito a cada uma delas. 
1.5 Questões ambientais 
A questão ambiental para indústrias é bastante relevante. Muitas 
industriais estão ligadas a grandes marcas nacionais e internacionais, que 
devem passar uma imagem de empresas preocupadas com a preservação do 
meio ambiente. Por este motivo, as indústrias devem dispor de ferramentas e 
meios viáveis para a diminuição, ou até mesmo a eliminação, de resíduos 
gerados pelo processo produtivo. 
Esta questão ambiental acaba passando também pela instalação elétrica, 
pois grande parte dos dispositivos elétricos utilizados na indústria é 
eletromecânico e eletrônico. Tais dispositivos devem ser descartados de 
maneira correta a partir do momento em que forem descartados. 
Um exemplo de indústria diretamente ligado a questões ambientais é a de 
geração de energia. Usinas hidrelétricas inundam grandes áreas para 
construção de barragens, usinas nucleares têm a preocupação de destinar 
corretamente o lixo nuclear gerado, empresas que investem em energia 
fotovoltaica e eólica também. Em especial, as empresas de produção de energia 
eólica devem se preocupar com a poluição visual, com o trajeto de avesmigratórias, entre outros fatores. 
Perceba que tais questões não se aplicam a estruturas e instalações 
residências, por exemplo. Obviamente, deve haver a preocupação com o meio 
ambiente, mas a forma como consumidores residenciais impactam o meio 
ambiente no que diz respeito ao descarte de materiais utilizados na instalação 
elétrica é muito menos significativo em relação aos consumidores residências. 
1.6 Tarifação de energia 
Outra característica específica de indústrias é a questão da tarifação de 
energia elétrica. 
 
 
6 
Para consumidores residenciais e comerciais, a tarifação da energia 
consumida é baseada apenas no consumo de energia dado em kilowatts-hora 
(kWh). Esta categoria de atendimento é referente ao Grupo B. 
Consumidores industriais se enquadram no Grupo A. Neste grupo, a 
tarifação de energia é baseada na demanda de energia e no consumo. Neste 
grupo, existe a tarifação convencional e a tarifação horo-sazonal, que se divide 
em horo-sazonal verde e horo-sazonal azul. 
Os consumidores industriais que fazem parte do Grupo A estão sujeitos a 
seguir regras específicas para estes grupos tarifários, sob pena de receberem 
elevadas multas caso as regras sejam descumpridas. 
Tais regras não se aplicam a consumidores residenciais do Grupo B, que 
pagam apenas o consumo energético sem restrição de consumo ou de variação 
do valor de energia em função do horário em que é consumida, como ocorre nos 
sistemas horo-sazonais do Grupo A. 
1.7 Fator de potência 
O fator de potência é outra característica de instalações industriais. Em 
instalações industriais, o fator de potência como um todo não pode ser inferior a 
0,92, de acordo com a Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL). Caso o 
fator de potência da instalação seja menor do que 0,92 indutivos, haverá a 
aplicação de multas. Isso não ocorre em instalações elétricas residenciais, já 
que, para estas, o fator de potência não importa para a concessionária de 
energia. 
Sendo assim, note que, pela análise realizada neste tema 1, é fácil 
perceber que as instalações elétricas industriais apresentam características que 
se diferem dos demais tipos de instalações. Das que foram citadas neste tema, 
muitas delas serão estudadas em mais detalhes nos temas seguintes. 
TEMA 2 – ENTRADAS DE ENERGIA EM INDÚSTRIAS 
A entrada de energia de instalações elétricas industriais leva em 
consideração diferentes aspectos em relação a entradas de energia de 
instalações comerciais, prediais e residenciais. Para evidenciar a diferença, 
tomando como base o estado do Paraná, em que a Companhia Paranaense de 
Energia (Copel) é responsável por determinar as normas das instalações 
 
 
7 
elétricas, em uma instalação elétrica residencial, basta determinar a demanda 
de energia da instalação e, então, com base na categoria de atendimento, são 
definidas as características da entrada de energia. 
Entretanto, é evidente que há uma diferença extremamente grande entre 
as instalações elétricas residências e industriais, sendo estas últimas muito mais 
complexas que as primeiras. 
Em instalações elétricas industriais, deve-se levar em consideração as 
informações prestadas pela concessionária de energia local. As informações a 
ser repassadas são: 
 Garantia do fornecimento da carga necessária em condições satisfatórias; 
 Nível de tensão disponibilizado na localidade onde está instalada a 
indústria; 
 Tipo de sistema de fornecimento; 
 Possíveis restrições em relação à capacidade de fornecimento da 
potência necessária; 
 Capacidade de curto-circuito da instalação; 
 Impedância equivalente no ponto de conexão. 
Citados os parâmetros necessários, a seguir estudaremos cada um deles, 
para que seja entendido o que significa cada um. 
2.1 Fornecimento de carga 
Por meio do conhecimento dos dados das cargas que existem na 
instalação, a concessionária deve verificar se há estrutura suficiente para o 
fornecimento de energia. Este levantamento de cargas é obtido diretamente com 
o projetista responsável pela parte elétrica. 
Como grande parte das cargas de indústrias é constituída de motores de 
indução, é fácil obter os dados necessários, diretamente na placa de 
identificação ou diretamente com o fornecedor dos equipamentos. A potência de 
outros equipamentos também deve ser fornecida a fim de obter a totalidade da 
potência da instalação. 
2.2 Níveis de tensão disponibilizados 
Os níveis de tensões industriais serão estudados em detalhes no tema 5 
desta aula. No que diz respeito à entrada de energia, a concessionária deve 
 
 
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informar onde estão os níveis de tensão disponíveis na região em que a indústria 
estiver instalada, para que seja possível adequar a entrada de energia aos níveis 
de tensão disponíveis. 
Em casos extremos, a concessionária de energia deve disponibilizar a 
estrutura para fornecer um nível de tensão adequada para atender a demanda 
da instalação quando os níveis de tensão disponíveis forem inviáveis para a 
potência instalada. 
2.3 Sistema de fornecimento 
Os sistemas de fornecimento são divididos em sistema primário de 
fornecimento, sistema primário de distribuição interna e sistema secundário de 
distribuição interna. Para a entrada de energia de indústrias, o que se aplica é o 
sistema primário de fornecimento. O sistema primário de distribuição interna e o 
sistema secundário de distribuição interna são destinados à alimentação interna 
da indústria, por isso não serão estudados nesta parte da disciplina. 
No sistema primário de fornecimento, há a seguinte subdivisão. 
a. Sistema radial simples: sistema de alimentação mais simples de ser 
instalado, com menor custo, além de ser o mais utilizado, porém 
apresenta baixa confiabilidade no fornecimento de energia. Este sistema 
tem uma ligação direta da linha da concessionária para a entrada de 
energia da indústria. Dessa forma, quando há uma interrupção no circuito 
de alimentação, há uma limitação de recursos no que diz respeito à 
manobra deste circuito, o que acaba comprometendo o fornecimento de 
energia, pois há apenas uma subestação que fornece energia para toda 
a instalação. A Figura 1 apresenta um esquema de sistema radial simples 
alimentando uma indústria. 
Figura 1 – Sistema radial simples 
 
 
 
9 
Fonte: Mamede, 2018. 
Perceba que, na Figura 1, há uma única barra, portanto, se houver uma 
falha no fornecimento de energia da subestação ou um defeito no circuito de 
alimentação, isso se refletirá no circuito de distribuição que alimenta a indústria. 
b. Sistema radial com recurso: neste tipo de sistema, o fornecimento de 
energia pode ser feito por dois caminhos distintos, como mostrado na 
Figura 2. 
Figura 2 – Sistema radial com recurso 
 
Fonte: Mamede, 2018. 
Perceba, na Figura 2, que há duas barras de fornecimento, cada uma 
delas representando uma subestação do sistema elétrico da concessionária, e 
três chaves de manobra. A existência dessas chaves proporciona maiores 
flexibilidade e confiabilidade ao sistema de fornecimento. Neste caso, a perda de 
um circuito alimentador não caracteriza necessariamente a interrupção no 
fornecimento de energia. Entretanto, a atuação de religadores automáticos pode 
levar a curtas interrupções, dependendo do seu ajuste. Neste tipo de 
configuração, o sistema pode ser configurado como um sistema radial em anel 
aberto, ou um sistema radial seletivo, dependendo das configurações das 
chaves. 
2.4 Restrições na capacidade de fornecimento 
Em algumas situações pode haver restrições na capacidade de 
fornecimento de energia. Neste caso, a concessionária deve prover alterações 
na estrutura da sua linha de transmissão a fim de proporcionar capacidade 
suficiente para o fornecimento de energia adequado. 
 
 
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2.5 Correntes de curto-circuito 
Os níveis de corrente de curto-circuito devem ser conhecidos no ponto de 
conexão com a concessionária de energia. Na entrada de energia,devem ser 
conhecidos os seguintes valores de corrente de curto-circuito: 
 Valor eficaz da corrente de curto-circuito trifásico simétrico; 
 Valor máximo da corrente de curto-circuito fase-terra; 
 Valor mínimo da corrente de curto-circuito fase-terra. 
Deve-se também prever possíveis aumentos de carga na instalação, o 
que proporciona novos valores de correntes de curto-circuito. 
Em breve será mostrado como calcular e determinar as correntes de 
curto-circuito de uma instalação elétrica industrial. 
2.6 Impedância equivalente no ponto de conexão 
Deve-se ter o conhecimento das impedâncias dos circuitos até o ponto da 
entrada de energia. Isso é necessário devido ao fato de que todas as correntes 
de curto-circuito devem ser calculadas, e o valor destas correntes influenciará no 
valor da corrente de curto-circuito no ponto de conexão com a rede da 
concessionária. 
Para a determinação da impedância total do sistema, que equivale à 
impedância da conexão entre a subestação da concessionária de energia até o 
ponto de conexão com a subestação da indústria, devem ser levados em 
consideração os seguintes valores fornecidos pela concessionária: 
 Resistência de sequência positiva; 
 Reatância de sequência positiva; 
 Resistência de sequência zero; 
 Reatância de sequência zero. 
Com o conhecimento desses valores, é possível determinar a resistência 
equivalente, a reatância equivalente e, consequentemente, a impedância 
equivalente da conexão entre a rede da concessionária e a subestação da 
entrada de energia. 
 
 
 
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TEMA 3 – TIPOS DE SUBESTAÇÕES EM INDÚSTRIAS 
As subestações são instalações destinadas a adaptar níveis de tensão, 
para que possam ser utilizados para determinadas aplicações. Essa adaptação 
de níveis de tensão pode ser feita de modo que a tensão seja rebaixada, no caso 
de uma subestação abaixadora, ou pode ser elevada, no caso de uma 
subestação elevadora. É possível, ainda, que uma subestação seja utilizada 
apenas para redistribuição de energia. Antes de serem estudadas as 
subestações para consumidores de alta e média tensão, é importante classificar 
as subestações de acordo com a sua função. 
a. Subestação central de transmissão: é aquela que recebe energia direta 
da fonte geradora e eleva a tensão para níveis de transmissão. 
b. Subestação receptora de transmissão: é aquela localizada próxima a 
grandes centros de carga, e que recebe a energia da subestação central 
de distribuição. Este tipo de subestação é utilizado para alimentar 
cidades, por exemplo. 
c. Subestação de subtransmissão: é aquela que recebe energia de uma 
subestação receptora e disponibiliza circuitos alimentadores de 
distribuição primários para as subestações de consumidores, 
principalmente industriais. 
d. Subestação de consumidor: é aquela que alimenta uma grande carga, 
normalmente uma indústria, e recebe energia de da subestação receptora 
de transmissão. Esta é a subestação que alimenta toda a instalação 
industrial. 
Na Figura 3, mostra-se como é feito o arranjo das subestações citadas, 
desde a fonte geradora de energia até o consumidor final. 
 
 
 
12 
Figura 3 – Arranjo de subestações central de distribuição, receptora de 
transmissão, de subtransmissão e de consumidor 
 
Fonte: Mamede, 2018. 
Agora, falando especificamente de subestações de consumidores 
industriais, elas podem ser de dois tipos: ao tempo ou abrigadas. 
As subestações ao tempo, ou de instalação exterior, são as subestações 
onde os equipamentos ficam expostos ao tempo, sem cobertura, e os 
instrumentos de medição e monitoramento ficam em local abrigado. Podem ser 
classificadas de duas maneiras. 
3.1 Subestação de plano elevado 
Os equipamentos expostos ao tempo, como transformadores, são fixados 
em plataformas de concreto, e todas as partes vivas ficam em uma altura mínima 
de 5 m, ou de 3,5 m, se houver proteção por tela metálica. Além disso, deve ser 
respeitada a distância de 30 cm entre as partes vivas. As Figuras 4 e 5 mostram 
a vista superior e a vista lateral, respectivamente, de uma subestação de plano 
elevado. 
 
 
 
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Figura 4 – Vista superior de uma subestação em plano elevado 
 
Fonte: Mamede, 2018. 
Figura 5 – Vista lateral de uma subestação em plano elevado 
 
Fonte: Mamede, 2018. 
Na Figura 6, é mostrada a vista transversal deste tipo de subestação. 
 
 
 
14 
Figura 6 – Vista transversal de uma subestação em plano elevado 
 
Fonte: Mamede, 2018. 
Perceba que, nas Figuras 4, 5 e 6, há números que indicam informações 
equipamentos e dispositivos da subestação. A seguir, o que representa cada 
número. 
1. Cabo de cobre isolado 8,7/15 kV, com isolação em EPR, seção 
transversal de 35 mm2. 
2. Eletroduto de PVC, Classe A, com diâmetro de 3”. 
3. Terminação termocontrátil ou a frio, classe 15 kV, para cabo de cobre 
com 35 mm2 de seção transversal. 
4. Transformador de corrente para medição, classe 15 kV. 
5. Transformador de potencial para medição, classe 15 kV. 
6. Bucha de passagem, 15 kV/200 A, para uso interno/externo. 
7. Chapa de passagem, 1500 x 500 mm x 1,8”. 
8. Isolador de apoio para uso interno, classe 15 kV. 
9. Disjuntor tripolar extraível, classe 15 kV, isolado a vácuo, com corrente 
nominal de 630ª, com corrente de ruptura de 500 MVA com proteção de 
sobrecorrente 50/51 e 50/51N, por meio de relés secundários de trip 
capacitivo, transformador de corrente para proteção de 200-5 A, 10 B 
100. 
10. Barramento redondo de cobre nu, com diâmetro externo de 10 mm. 
 
 
15 
11. Chave seccionadora tripolar de comando simultâneo, classe 15 kV, 200 
A, com acionamento por mola carregada acoplada manualmente. 
12. Fusível com alta capacidade de ruptura, classe 15 kV, 125 A, para 
acionamento com chave seccionadora. 
13. Mufla ou terminação termocontrátil, classe 15 kV, para cabo de 35 mm2 
de seção transversal. 
14. Chave seccionadora tripolar de comando simultâneo com acionamento 
manual, classe 15 kV, 200 A, com manobra externa. 
15. Transformador trifásico isolado a óleo mineral, com tensões nominais de 
13800/13200/12600 – 380/220 V, com impedância percentual de 5,5%, 
deslocamento angular de 30º, com o primário em triângulo e o 
secundário em estrela aterrada. 
16. Tudo de aço galvanizado de 3”. 
Essas especificações são válidas para a subestação mostrada nas 
Figuras 4, 5 e 6. Obviamente, tais especificações tendem a ser alteradas à 
medida que se alteram parâmetros da instalação, por exemplo, potência e 
tensões nominais. 
3.2 Subestação no plano do solo 
São as subestações onde os equipamentos são instalados em bases de 
concreto a nível do solo, e os demais dispositivos são instalados em estruturas 
elevadas, conforme se vê na Figura 7, que mostra a vista frontal de uma 
subestação deste tipo. Esse tipo de subestação tem o fosso de coleta de óleo do 
transformador posicionado sob ele e, por ter a capacidade de armazenamento 
maior que o próprio tanque do transformador, é possível armazenar todo o óleo 
em segurança, caso seja necessário. 
Além disso, este tipo de subestação deve receber a uma tela metálica de 
proteção para evitar a aproximação dos equipamentos, o que pode causar sérios 
danos à saúde, em caso de acidentes. Também é viável realizar a proteção por 
meio de muros de alvenaria. Este tipo de subestação pode se tornar inviável em 
caso de instalação em áreas urbanas, em função do custo elevado. Em áreas 
consideradas rurais, este tipo de subestação tende a ser mais viável, pois a área 
de construção tem um preço de aquisição menor. Nos dois casos, os materiais 
 
 
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devem ser adequados para uso externo, o que contribui para o aumento do custo 
de instalação. 
Figura 7 – Vista frontal de uma subestação no nível do solo, com ramal de ligação 
aéreo 
 
Fonte: Mamede, 2018. 
Perceba que, como indicado na legenda da Figura 7, a entrada é feita por 
um ramal de ligação aéreo. Entretanto, este ramaltambém pode ser subterrâneo, 
como mostrado na Figura 8. 
Figura 8 – Vista frontal de uma subestação no nível do solo, com ramal de ligação 
subterrâneo 
 
Fonte: Mamede, 2018. 
 
 
17 
Perceba, ainda, na Figura 8, que a proteção é feita por meio de tela 
metálica. Este tipo de subestação também pode ser considerado modular, já que 
é dividida em módulos. No caso da Figura 8, tem-se quatro módulos, sendo os 
dois primeiros da esquerda destinados aos transformadores, o terceiro contendo 
o posto de proteção, e o quarto com o posto de medição. Na Figura 9, é mostrada 
a vista superior desta subestação. 
Figura 9 – Vista superior de uma subestação no nível do solo, com ramal de 
ligação subterrâneo 
 
Fonte: Mamede, 2018. 
A partir deste ponto, serão abordadas as subestações de instalação 
interior, ou seja, aquelas em que os equipamentos de potência e de medição são 
abrigados ao tempo, por estruturas em alvenaria ou metálicas. 
Este tipo de subestação normalmente é destinado a subestações de 
menor potência em relação às subestações externas, por não ser viável a 
construção de estruturas para transformadores de grande porte. Considere um 
transformador de potência de 1 MVA, por exemplo. Este tipo de transformador 
tem um tamanho físico muito grande, o que torna inviável sua cobertura. Além 
disso, transformadores de grande porte, como este citado, costumam receber 
tensões de 69 kV ou superiores. Em uma subestação coberta, ficaria inviável 
chegar com condutores deste nível de tensão. Entretanto, não significa que isso 
não seja possível. 
a. Subestações em alvenaria: são as mais utilizadas, em função do custo 
reduzido e da construção facilitada. Destinam-se a aplicações em que a 
subestação se encontra próxima dos centros de carga. Este tipo de 
subestações apresenta divisões em alvenaria, chamadas de cubículos, 
em que cada um tem um transformador, conforme mostrado na Figura 10. 
 
 
18 
Estes transformadores normalmente recebem tensão da subestação 
principal, ligada diretamente à rede da concessionária. 
Figura 10 – Cubículo de uma subestação em alvenaria 
 
Fonte: Mamede, 2018. 
Este tipo de subestação tem equipamentos de medição próprios, 
localizados no posto de medição primária, aos quais apenas a concessionária 
deve ter acesso. 
O posto de medição primária é obrigatório quando a potência do 
transformador for superior a 220 kVA e houver mais de um transformador na 
subestação ou quando a tensão secundária do transformador for diferente de 
uma das tensões padronizadas da concessionária. Obviamente, cada 
concessionária estabelece regras para a maneira de instalação dos 
equipamentos de medição e, em alguns casos, chega a fornecer tais 
equipamentos para que a medição siga os padrões estabelecidos. 
Outro aspecto que deve ser levado em consideração é o posto de 
proteção primária. A proteção deve ser realizada por meio de disjuntores, 
 
 
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fusíveis e seccionadoras, para manobra e proteção da instalação. A proteção no 
lado de média tensão deve ser realizada por disjuntores acionados por relés 
secundários, com as funções 50 e 51. No caso de potências inferiores a 300 
kVA, a proteção pode ser realizada por disjuntores acionados por relés 
secundários 50 51 ou por seccionadoras e fusíveis. 
Neste tipo de subestação, existe também o posto de transformação, que 
nada mais é do que o lugar destinado à instalação dos transformadores. 
Independentemente da potência do transformador, recomenda-se sempre que 
exista um recipiente adequado para a coleta do óleo dos transformadores em 
caso de vazamento. As estruturas contendo o recipiente de óleo devem ser 
construídas conforme a Figura 11. 
Figura 11 – Sistema para coleta de óleo de transformadores 
 
Fonte: Mamede, 2018. 
Note que, na Figura 11, deve existir um declive mínimo entre o nível do 
transformador e o recipiente de coleta de óleo para que o óleo consiga descer 
até o coletor. Deve-se prever também barreiras corta-chamas para evitar a 
chama chegue até o tanque acumulador. Na Figura 12, é apresentada outra 
estrutura para sistema de coleta de óleo, onde é instalado um sifão que opera 
como barreira corta-chama. 
 
 
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Figura 12 – Sistema para coleta de óleo de transformadores com sifão 
 
Fonte: Mamede, 2018. 
As subestações em alvenaria podem ser alimentadas e apresentar ramal 
de entrada subterrâneo ou aéreo. A entrada subterrânea é mostrada em detalhes 
nas Figuras 8 e 9. Nestas figuras, é mostrada também a separação do posto de 
medição, do posto de proteção e do posto de transformação, e sua localização 
na subestação. 
Na Figura 7, é mostrado como é a estrutura de uma subestação com 
entrada ramal de entrada aéreo, onde também é possível visualizar a sua divisão 
interna. 
a. Subestação metálica: trata-se de uma subestação em invólucro metálico, 
composta de módulos, portanto, trata-se de uma subestação modular. É 
utilizada quando o espaço disponível é menor do que em relação às 
subestações construídas em alvenaria, podendo ser de quatro tipos 
distintos. 
O primeiro tipo é a subestação com transformador com flanges laterais. É 
construída com um transformador especial em que as buchas são fixadas na 
lateral da carcaça e protegidas por uma flange acoplada aos módulos metálicos, 
primário e secundário. A Figura 13 mostra uma subestação deste tipo. 
 
 
21 
Figura 13 – Subestação metálica do tipo flange lateral 
 
Fonte: Mamede, 2018. 
Note, na Figura 13, que as flanges primárias e secundárias do 
transformador estão acopladas às partes metálicas dos quadros de baixa tensão 
e de alta-tensão. Estes quadros, que são dois módulos metálicos, podem ser 
acoplados a outros módulos metálicos para aumentar o número de ramais de 
saída do transformador. 
O segundo tipo de subestação metálica é com transformador com flange 
superior e lateral, conforme mostrado na Figura 14. Neste tipo de subestação, o 
transformador é acoplado às estruturas metálicas por meio de duas caixas 
flangeadas, uma na parte superior e outra na lateral. Perceba também que as 
buchas do lado de alta-tensão ficam na parte superior do transformador, 
enquanto as buchas do lado de baixa tensão localizam-se na lateral do 
transformador. 
 
 
 
22 
Figura 14 – Subestação metálica do tipo flange lateral e superior 
 
Fonte: Mamede, 2018. 
O terceiro tipo é a subestação com transformador enclausurado em posto 
metálico em tela aramada. Nestas subestações, o transformador é colocado em 
um invólucro metálico, com cobertura de chapa de aço. Uma subestação deste 
tipo é mostrada nas Figuras 7 e 8. 
O quarto e último tipo de subestação metálica são aqueles em que o 
transformador e todos os outros equipamentos são enclausurados em invólucros 
metálicos feitos com chapas de aço. Neste tipo de arranjo, há pequenas 
aberturas nas chapas de aço utilizadas para formar o invólucro. A Figura 15 
mostra a vista lateral deste tipo de subestação. 
Figura 15 – Subestação metálica modular com chapas de aço 
 
Fonte: Mamede, 2018. 
 
 
 
23 
TEMA 4 – CARGAS INDUSTRIAIS 
Uma indústria é composta de diferentes tipos de carga. Cada carga tem 
características específicas que as difere umas das outras. Entretanto, isso não 
impede que cargas diferentes tenham a mesma característica, surtindo efeitos 
parecidos ou até idênticos na instalação. 
As cargas podem ser divididas em três grandes grupos. Cargas resistivas, 
indutivas e resistivas formam estes grupos. Em cada grupo estão as cargas que 
os compõem. 
Como exemplo de cargas industriais podemos citar sistemas de 
iluminação, motores elétricos, fornos a arco, fornos a resistências, cargas 
eletrônicas, máquinas de raio X industriais, e demais cargas, além daquelas 
classificadas como cargas especiais. Além destas citadas, podemos, ainda, citar 
as cargas específicas, que são as cargas utilizadas especificamente em um 
projeto. Estas cargas devem ser previstas peloprojetista e devem ser inclusas 
em todos os cálculos que envolvem as cargas. 
Entre as cargas supracitadas, os motores elétricos trifásicos são 
responsáveis por uma grande parte da carga total. Dentre os seus parâmetros, 
alguns são bastante relevantes para a instalação industrial. 
Um destes parâmetros é a potência do motor. Obviamente, este 
parâmetro tem influência direta na carga instalada. Além disso, a instalação deve 
estar preparada para o tipo de operação do motor. Por exemplo, se o motor vai 
funcionar em regime contínuo ou regime intermitente. Outra característica do 
motor que deve ser levada em consideração é o seu fator de potência. Este valor 
vai influenciar diretamente na potência dos bancos de capacitores utilizados para 
realizar a correção do fator de potência. O cálculo de bancos de capacitores será 
estudado em detalhes posteriormente. Além disso, o rendimento do motor é um 
parâmetro determinante, pois indicará a porcentagem da potência absorvida pelo 
motor da fonte de alimentação, disponibilizada para o eixo do motor. Todos estes 
parâmetros podem ser obtidos por meio da placa de identificação do motor, como 
mostrado na Figura 16, ou diretamente com o fabricante pelo modelo do motor. 
 Agora, o mais importante de todos os parâmetros que foram citados é 
que eles só serão válidos se o motor operar à plena carga, ou seja, com carga 
nominal acoplada ao seu eixo. Como exemplo, suponha que existe um motor 
instalado em uma indústria, com dados de placa, de 50 CV, com fator de potência 
 
 
24 
de 0,88, e rendimento de 95%. Na prática, o motor só vai operar com fator de 
potência de 0,88 e rendimento de 95%, se for alimentado com tensão e 
frequência nominais e tiver acoplado ao seu eixo uma carga que exija os 50 CV 
oferecidos para o motor. Por este motivo, todo motor elétrico deve operar o mais 
próximo possível da sua potência nominal. 
Figura 16 – Placa de identificação de um motor de indução trifásico 
Fonte: Weg, S.d. 
Deve-se ficar atento também ao tipo de acionamento do motor. Se ele for 
acionado por uma partida eletrônica, como softstart ou inversor de frequência, o 
fator de potência será influenciado por estes dispositivos. 
A partir de agora, vamos falar de fornos à resistência. Por se tratar de um 
elemento resistivo, o seu fator de potência é próximo da unidade, ou seja, 
próximo de 1. Este tipo de resistência pode ser de fio helicoidal, de tubos ou 
discos de cerâmica, de quartzo, por exemplo. Entre os cuidados que se deve 
tomar com este tipo de carga está a conservação. Além disso, o tipo e material 
utilizado é função da temperatura que o forno deve atingir. O tipo de resistência 
mais utilizado é o de fio helicoidal. A Figura 17 apresenta um forno industrial com 
resistências em funcionamento. 
 
 
 
25 
Figura 17 – Resistências industriais em funcionamento 
 
Fonte: Eletrothermo, S.d. 
Na indústria também se encontram fornos à indução. Este tipo de forno 
caracteriza-se pela indução de corrente partindo do princípio da indução 
eletromagnética. Este tipo de forno é bastante utilizado para fundição de metal e 
outros materiais inviáveis de serem derretidos por fornos a resistências. Este 
princípio também é utilizado em máquinas utilizadas para substituição de 
rolamentos de motores elétricos, em que o rolamento é aquecido para que dilate 
e encaixe no eixo do motor. A Figura 18 apresenta um exemplo de máquinas 
para aquecimento de rolamentos. 
Vale ressaltar que, após todas as cargas serem instaladas na indústria, o 
fator de potência total não pode ficar abaixo de 0,92 indutivos. Se isso ocorrer, a 
instalação se torna passível de aplicações de multas pela concessionária. Por 
isso, a atenção na escolha das cargas é fundamental para que se evitem 
problemas de baixo rendimento e baixo fator de potência, fatores que podem 
trazer prejuízos financeiros à empresa. 
 
 
 
26 
Figura 18 – Máquina para aquecimento de rolamentos: exemplo de aquecimento 
por indução 
 
Fonte: Directindustry, S.d. 
TEMA 5 – NÍVEIS DE TENSÃO INDUSTRIAIS 
Na indústria, são utilizados níveis de tensão específicos para alguns 
equipamentos. Deve-se levar em consideração que as indústrias têm uma parte 
administrativa, que normalmente utiliza os mesmos níveis de tensão 
residenciais. 
Sendo assim, os transformadores existentes nas subestações das 
indústrias devem disponibilizar todos os níveis de tensão necessários para o 
funcionamento de equipamentos no “chão de fábrica”, bem como os 
equipamentos da parte que concentra os setores administrativos. 
Nosso estudo terá início com as tensões utilizadas para a entrada de 
energia, ou seja, para ligação da rede da concessionária com a entrada da 
subestação. Em indústria de grande porte, esta ligação é feita diretamente do 
sistema de transmissão ou de subtransmissão da concessionária. Vale ressaltar 
que estes níveis de tensão são padronizados em função da interligação do 
sistema brasileiro. No sistema de transmissão trifásico, que engloba os sistemas 
de transmissão e subtransmissão, estes níveis são de 750 kV, 500 kV, 440 kV, 
345 kV, 230 kV, 138 kV e 69 kV. 
Dentro do sistema de transmissão, ainda se encontra um bipolo de 
corrente contínua de –600 kV e +600 kV, totalizando uma tensão de 1,2 MV. 
 
 
27 
Entre estes valores, os níveis de subtransmissão são aqueles iguais ou 
superiores a 69 kV, e inferiores a 230 kV. Consequentemente, os valores de kV, 
500 kV, 440 kV, 345 kV e 230 kV são considerados valores de transmissão. 
Abaixo dos valores de subtransmissão está o sistema da rede de 
distribuição primária de 34,5 kV e 13,8 kV, e, abaixo deste sistema, os valores 
de distribuição secundária, de 380/220 V e 220/127 V em tensões trifásicas, e 
de 440/220 V e 254/127 V, em sistemas monofásicos. 
Na indústria, a tensão de ligação das subestações é definida pela potência 
da indústria. Em indústrias de grande porte, a tensão de alimentação pode variar 
entre 138 kV e 69 kV. Para indústrias de meio e pequeno porte, as tensões de 
alimentação normalmente são de 35,4 kV ou 13,8 kV. Obviamente, essas 
tensões podem variar em função da disponibilidade da tensão na região onde a 
indústria está localizada. 
Das subestações, podem ser disponibilizadas diretamente as tensões 
para alimentação dos equipamentos, ou a tensão que alimentará as subestações 
menores, e destas, a tensão para os equipamentos. 
Considerando a situação em que a tensão de entrada da subestação é 
rebaixada e enviada para outras subestações menores, a tensão normalmente 
é de 13,8 kV. Então, nestas subestações, são disponibilizadas as baixas tensões 
para os equipamentos alimentados em baixa tensão. 
Estes equipamentos, por sua vez, são alimentados em 660 V, 440 V, 380 
V ou 220 V trifásicos. Dentre estas tensões, cada indústria adota a que seja mais 
adequada, em função da tensão dos equipamentos utilizados. 
Além disso, devem ser disponibilizadas as tensões utilizadas para a parte 
administrativa, de 380/220 V ou 220/127 V. 
Se a indústria tiver entrada em 13,8 kV, na maioria dos casos, a tensão é 
diretamente rebaixada para os níveis de tensão para a utilização dos 
equipamentos. 
Vale ressaltar que na indústria não há nada que defina os níveis de tensão 
a serem utilizados, cabendo a cada empresa essa decisão. 
FINALIZANDO 
Nesta aula foram abordadas as principais características das instalações 
industriais, desde as características da entrada de energia, passando pelas 
subestações, e chegando até as cargas utilizadas. Em todas as partes que 
 
 
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compõem a instalação industrial, foram mencionados os níveis de tensão 
utilizados, o que é indispensável para o bom entendimento das instalações 
elétricas industriais. 
 
 
 
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REFERÊNCIAS 
MAMEDE FILHO, J. Instalações elétricas industriais: de acordo com a norma 
brasileira NBR 5419/2015. 9. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2018. 
CREDER, H. Instalações elétricas.16. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2018. 
NISKIER, J.; MACINTYRE, A. J. Instalações elétricas. 6. ed. Rio de Janeiro: 
LTC, 2013.