AULA 20 - SLIDE_8- TC-TRANSFORMADOR DE CORRENTE - AULA REMOTA

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TRANSFORMADOR 
PARA INSTRUMENTOS
TC e TP
Prof. Gênova 
Maio de 2021
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• Transformadores de corrente – TC (tipo pedestal) 
3
• Transformador de potencial - TP
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1. Transformadores para Instrumentos (TI) : 
(TI= TC e TP)
Os medidores, relés de proteção e 
instrumentação de um modo geral, não foram 
construídos para suportar altas tensões nem 
elevadas correntes. 
Para resolver este problema técnico foram 
desenvolvidos os transformadores de medidas com 
as seguintes funções básicas:
Funções básicas de TCs e TP´s:
• Proporcionar o isolamento necessário as partes 
associadas, garantindo assim a segurança das 
pessoas;
• Refletir no secundário, com fidelidade, as 
grandezas elétricas de corrente e tensão, 
proporcionais aquelas do circuito primário.
5
6
Portanto é nesse enfoque que 
foram concebidos os 
Transformadores de corrente 
(TCs) e os transformadores de 
potencial (TPs), os quais 
iremos estudar a seguir.
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1.1. Transformador de corrente - TC
Transformadores de corrente são transformadores de 
medição cuja intensidade da corrente secundária é 
proporcional a corrente primária. O TC reduz a corrente 
que circula no primário para um valor inferior no 
secundário (usualmente 5 A). 
O enrolamento primário é ligado em série no circuito 
elétrico e o enrolamento secundário tem a função de 
alimentar bobinas de corrente de instrumentos elétricos 
de medição, controle ou proteção.
Os TCs transformam através do fenômeno de conversão 
eletromagnética, correntes de elevados valores, que 
circulam no primário, em correntes de pequenos valores 
no secundário, segundo uma relação de transformação;
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1.1.1. Principais características dos TCs:
a) Corrente nominal:
O primário do TC é ligado em série com o circuito 
de potência. Ao se escolher a corrente primária 
nominal, deve ser levado em consideração tanto 
as correntes de carga como as de sobrecarga, de 
tal forma que estas não ultrapassem a corrente 
primária nominal multiplicada pelo fator térmico 
nominal.
Portanto a corrente primária é determinada em 
função da carga.
• Tabela com valores padronizados de corrente primária/secundária 
nominal e relação nominal, de acordo com a NBR 6856/1992
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Corrente 
nominal
Relação 
nominal
Corrente 
nominal
Relação 
nominal
Corrente 
nominal
Relação 
nominal
5 – 5 1:1 100 – 5 20:1 1200 – 5 240:1
10 – 5 2:1 150 – 5 30:1 1500 – 5 300:1
15 – 5 3:1 200 – 5 40:1 2000 – 5 400:1
20 – 5 4:1 250 – 5 50:1 2500 – 5 500:1
25 – 5 5;1 300 – 5 60:1 3000 – 5 600:1
30 – 5 6:1 400 – 5 80:1 4000 – 5 800:1
40 – 5 8:1 500 – 5 100:1 5000 – 5 1000:1
50 – 5 10:1 600 – 5 120:1 6000 – 5 1200:1
60 – 5 12:1 800 – 5 160:1 8000 – 5 1600:1
75 - 5 15:1 1000 - 5 200:1
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b) Corrente secundária nominal: Corrente que flui 
no enrolamento secundário e no circuito secundário 
de um transformador de corrente, quando se aplica 
corrente no primário. A corrente secundária nominal é 
o valor que consta da designação de um TC e que 
determina as suas condições de funcionamento. A 
corrente secundária nominal é padronizada em 5 A.
c) Relação de transformação de corrente nominal: 
Corresponde a relação entre o número de espiras 
primárias pelas espiras secundárias, que equivale a 
relação entre a corrente primária nominal e 
secundária nominal: RTC = Ip/Is
d) Fator de sobrecorrente nominal: é a relação 
entre a máxima corrente com a qual o TC mantém 
a sua classe de exatidão e a corrente nominal. 
É o fator pelo qual se deve multiplicar a corrente 
nominal primária do TC para se obter a máxima 
corrente no circuito primário até o limite de sua 
classe de exatidão. É também denominado de fator 
de segurança.
FS=Imáx / In
➔ Imáx = FS x In
De acordo com a NBR 6856/81, para serviços de 
proteção (TC com núcleo de proteção) o fator de 
sobrecorrente deve ser igual a FS = 20In (F20). 
11
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e) Fator térmico nominal( FT ): é um fator que 
se deve multiplicar a corrente primária nominal 
do TC, a fim de se obter uma corrente que possa 
ser conduzida permanentemente pelo mesmo, 
sem comprometer os limites de temperaturas 
especificadas, para a sua classe de isolamento, 
ou seja, considerando a elevação máxima de 
temperatura de projeto em relação a 
temperatura ambiente. 
De acordo com a norma brasileira (NBR 
6856/92), o fator térmico está 
compreendido entre 1,0 e 2,0: Pode ser de 1,0 -
1,2 -1,3 -1,5 ou 2,0.
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Ex. Considere um TC com relação 100/5 cuja 
elevação de temperatura admissível dos materiais 
isolantes empregados é de 55ºC e possui o fator 
térmico nominal a 30ºC igual a 1,3. Faça a 
interpretação destes dados.
R. De acordo com a temperatura admissível do 
material isolante em que é fabricado o 
equipamento, o TC pode operar na corrente 
nominal numa temperatura ambiente de 55ºC, e 
no caso da temperatura ambiente ser de 30ºC, 
este equipamento pode operar com uma 
sobrecarga de 30%.
TC 100/5A
t=55ºC ➔ IP = 100A
t=30ºC ➔ IP = 100x1,3 = 130A 
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f) Nível de isolamento: É função do nível de tensão 
primária que o TC vai ser conectado e do local a ser 
instalado. Os elementos mais utilizados na isolação 
do TC são: ar, óleo, epoxi, porcelana, alguns tipos de 
resinas e a borracha.
g) Tipo de serviço: Os TCs são construídos com 
classe de exatidão conforme a sua aplicação, ou tipo 
de serviço:
- Instrumentos de Medição, instrumentos de medição 
e proteção, instrumentos de proteção, instrumentos 
de medição de faturamento, instrumentos de controle. 
h) Classe de exatidão: Especifica o erro de relação 
percentual máxima do equipamento. Os erros são 
padronizados por norma, pelo tipo do serviço:
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TCs por tipo de serviço:
TC para medição: (NBR 6856/1992)
Tipo de 
serviço
Classe 
de 
exatidão 
%)
Aplicação Carga com 
fator de 
potência 
(cosφ)
Carga 
(VA)
Medição
0,3 Aparelho de laboratórios
Aparelhos de medição 
0,90 C2,5
C5,0
C12,5
C22,5
C45
C90
0,6 Aparelhos indicadores de 
precisão 
1,2 Aparelhos indicadores 
normais 
3 Demais aparelhos (Não 
tem limitação de ângulo 
de fase, portanto não 
deve ser utilizado para 
serviços de medição de 
potência e energia)
0,5 C25
C50
C100
C200
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Exemplo: Indicação de placa do TC = 0,3C2,5 
Interpretação: TC para medição, com 0,3 % de 
exatidão, para cargas alimentada pelo seu secundário 
de até 2,5 VA.
Obs. Carga secundária: Bobina de corrente de Relé 
de sobrecorrente, bobina de corrente de medidores de 
energia, etc.
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TC para serviços de medição de acordo com a NBR10021 –
2010: Transformador de corrente com tensão máxima de 15kV, 
24,2kV e 36,2kV – Características elétricas e construtivas:
1-Escopo:
- Esta Norma estabelece as características elétricas e 
construtivas de TC com tensão máxima de 15-24,2 e 36,2kV, 
destinados a serviços de medição, para uso exterior e interior;
- Esta Norma se aplica somente aos TCs com 1 enrolamento 
secundário, sem derivação, com enrolamento primário simples 
ou em duas seções religáveis em série ou paralelo;
2-Principais características:
2.1.Correntes nominais: 
• Para o enrolamento secundário: 5 A
• Para o enrolamento primário: 5-10-15-20-25-30-40-50-75-100-
150-200-300-400-600-800 e 1200
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• 2.2. Cargas e classes de exatidão
• 2.3. Fator Térmico: 1,2 e 1,5
• 2.4. Características construtivas: 
– tipo de enrolamento primário: tipo barra ou enrolado
– Isolação sólida ou líquida
• Isolação sólida: uso interno ou externo
• Isolação Líquida: uso externo
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3-Desenhos dos TCs
• Isolação sólida uso interno
20
21
Isolação sólida uso externo:
Vista lateral do TC
Vista de cima do TC
• Isolação líquida: uso externo
22
Vista lateral do TC
Vista de cima do TC
• 4-Placa de identificação dos TCs para uso exterior
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24
25
• TC para proteção: (NBR 6856-1992)
Tipo de 
serviço
ClasseErro 
%
Letra 
indicativa
da classe
Cargas 
com 
fator de 
potência 
(cosφ)
Cargas 
(VA)
Z
( Ω )
Máxima tensão 
enrolam. 
Secundário (V)
VMÁX =Zx20xIS
Alta 
impedân
cia
5
ou
10 
A
ou
B
0,9
C2,5 0,1 10
C5,0 0,2 20
C12,5 0,5 50
C22,5 0,9 90
C45 1,8 180
C90 3,6 360
Baixa 
impedân
cia
0,5
C25 1,0 100
C50 2,0 200
C100 4,0 400
C200 8,0 800
P
ro
te
ç
ã
o
IS = 5A
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• Exemplo: Indicação de placa TC: 10B400
• Interpretação: TC para proteção, exatidão de 10%, 
de baixa impedância, com máxima tensão dos 
enrolamentos secundários de 400V
• OBS. Baixa impedância das cargas ligadas no 
secundário, como bobinas de relés.
• Máxima tensão no enrolamento secundário a partir 
da qual o TC vai saturar.
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1.1.2. Principais características construtivas dos 
TCs
Existem vários tipos de TCs com características 
construtivas diversas, conforme Norma Brasileira, 
dentre as mais utilizadas, relacionamos as seguintes:
a) TC tipo barra
b) TC tipo núcleo dividido (núcleo partido)
c) TC tipo enrolado
d) TC tipo janela
e) TC tipo bucha
f) TC com vários enrolamentos primários
g) TC com vários núcleos
h) TC tipo pedestal
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a) TC tipo barra: 
Esse TC tem o primário constituído de um condutor 
fixo tipo uma barra 
P1 P2
S1 S2
Simbologia unifilar
P1 P2
S1 S2
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TC tipo barra onde o enrolamento primário é 
formado por uma barra passante através do núcleo. 
Os enrolamentos primário e secundário estão 
isolados entre si e são montados permanentemente 
no núcleo. Tem isolamento sólido para temperatura 
normal de serviço.
Os TCs tipo barra são usualmente empregados em 
subestações blindadas nos circuitos de MT e BT.
30
S1 S2
P1
P2
Condutor
b) TC tipo núcleo partido (Núcleo dividido):
Também conhecido como núcleo dividido, tem como 
característica, a possibilidade de ter o seu núcleo 
separado, permitindo assim envolver um condutor de uma 
instalação ou máquina, que constitui o primário do TC.
31
32
c) TC tipo enrolado:
O transformador de corrente tipo enrolado tem seus 
enrolamentos primário e secundário completamente 
isolados e montados no núcleo. O enrolamento 
primário pode ter várias espiras ou ser constituído 
de uma única espira, desde que envolva 
mecanicamente o núcleo. Este tipo de TC é 
normalmente instalado em pátio aberto, ao tempo, 
para isso o seu isolamento externo possui um corpo 
de porcelana constituído de saiotes, para aumentar 
a distância de escoamento de acordo com sua 
classe de tensão, cujas dimensões variam conforme 
a tensão de aplicação, e o seu núcleo é imerso em 
óleo mineral isolante. 
33
TC tipo enrolado com os enrolamentos cruzados e os 
terminais do primário na parte superior e do secundário 
na base.
Terminais 
secundários
34
d) TC tipo janela:
Tem construção similar ao TC tipo bucha, sendo 
que o meio isolante entre o primário e o secundário, 
é o ar. O enrolamento primário pode ser uma barra 
ou um fio, e no caso do condutor pode ser 
constituído de uma ou mais espiras, que passa 
através da janela do núcleo. Estes TCs são 
normalmente empregados na parte interna dos 
cubículos das subestações ou dentro de armários 
de equipamentos instalados em pátio aberto. 
35
TC tipo janela
36
e) TC tipo bucha:
Consiste de um núcleo em forma de anel (toróide) 
com enrolamentos secundários. Normalmente 
esse tipo de TC é instalado dentro de 
equipamentos como disjuntores, transformadores, 
religadores, etc., ficando o núcleo em torno da 
bucha isolante do equipamento, através do qual 
passa um condutor, que corresponde ao primário. .
37
TC tipo bucha
38
TC tipo bucha 
alojado na base da 
bucha de AT do 
transformador 
39
Detalhe da figura que representa o TC tipo bucha onde 
o enrolamento primário é o próprio condutor de 
interligação com a bucha do transformador, disjuntor 
ou religador e as várias derivações do secundário 
(S1,S2...S5)
40
41
f) TC com vários enrolamentos no primário:
É um TC no qual o secundário tem um número fixo 
de espiras (n2) e o primário é formado por várias 
bobinas idênticas entre si, cada uma com n espiras, 
as quais podem ser combinadas em série, série-
paralelo ou paralelo, permitindo várias relações de 
transformação o que pode atender o crescimento de 
carga natural da instalação sem necessidade de 
trocar o TC prematuramente, bastando mudar a 
relação. É indicado:150 X 300 X 600-5A
42
43
g) TC com vários núcleos:
É um TC com vários enrolamentos secundários, 
isolados separadamente e montados cada um no seu 
próprio núcleo formando um conjunto com um único 
enrolamento primário cujas espiras enlaçam todos os 
secundários.
Normalmente um dos enrolamentos secundários é utilizado para 
medição e os demais para proteção. 
h) Transformador de corrente tipo pedestal
Transformador de corrente construído de modo a servir 
de suporte para o condutor primário. Normalmente este 
tipo de TC possui outra característica construtiva 
associada;
44
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1.1.3 Saturação de um TC:
É um fenômeno que provoca erro e distorções na 
forma de onda secundária, prejudicando o 
funcionamento do equipamento a ele interligado, 
deixando, consequentemente, de apresentar a 
precisão da sua classe de exatidão. 
A saturação é também resultante das componentes 
contínua e alternada da corrente de defeito.
Os TCs aplicados para serviços de proteção 
atingem o início da saturação a 20xIn enquanto os 
TCs para serviços de medição normalmente 
atingem o início da saturação a 4xIn
46
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Uma forma de verificar se o TC vai saturar, é consultar a 
curva típica do TC que relaciona a tensão secundária 
máxima que o TC suporta (E2=Es) e a corrente de 
excitação, referida no secundário (I’o). 
Ela permite determinar a tensão secundária a partir da 
qual o TC começa a saturar. É o chamado ponto de 
joelho, pois de acordo com a curva dos TCs de várias 
relações (50/5, 100/5, 150/5, 300/5, 600/5), para se ter 
um aumento de 10% em E2, precisa-se aumentar em 
50% I’o. (ver figura).
• Os TCs utilizados para serviços de medição possuem uma 
elevada permeabilidade magnética, já que neste tipo de 
serviço o importante é a exatidão (pequeno erro) enquanto 
os TCs para proteção, possuem uma baixa permeabilidade 
magnética e que garante captar elevadas correntes de 
defeito sem saturação do núcleo; 
• O TC vai saturar quando a densidade de fluxo magnético 
real ultrapassar o limite permissível de densidade de fluxo 
no núcleo do equipamento.
• Métodos para reduzir a saturação do TC:
– Reduzir o valor da carga secundária;
– Aumentar a relação do TC sem alterar a carga 
secundária;
– Aumentar a seção do ferro e melhorar a qualidade do 
ferro do núcleo
– Aumentar a graduação do tape do relé (TC p/ proteção)
48
49
1.1.4. Circuito Equivalente de um TC
Circuito equivalente de um TC para auxiliar na 
compreensão da curva de saturação:
E2
Z’ = K2.Z1 Z2
H1
H2
I1
Z1
I’1 = I1 / K
I’0
Z’m
i2
ZC
X1
X2
Vt
50
• I1 = corrente primária (valor eficaz);
• K = n2 / n1 = relação de espiras secundárias para 
primárias;
• Z1 = impedância do enrolamento primário;
• Z’1 = impedância do enrolamento primário referida 
no secundário;
• I’o = Io / K = corrente de excitação referida no 
secundário;
• Z’m = impedância de magnetização referida no 
secundário;
• E2 = tensão de excitação secundária (volts);
• Z2 = impedância do enrolamento secundário 
(ohms);
• I2 = corrente secundária (amperes);
• Vt = tensão nos terminais do secundário (volts);
• Zc = impedância da carga (ohms)
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1.1.5.Curvas de excitação secundária da família de TCs 
empregados para serviços de proteção:
52
Interpretação da curva de excitação do TC:
1) Curva que relaciona a tensão de excitação secundária, em 
volts, com a corrente de excitação referida no secundário, 
em ampères.
2) Curvas típicas de TCs tipobucha com relações 
primárias/secundárias de 50/5, 100/5, 150/5, 200/5, 250/5, 
300/5, 400/5, 450/5, 500/5, 600/5.
3) A reta AB corresponde ao “ponto de joelho” de toda família 
de curvas dos TCs relacionados.
4) A interseção da reta AB com a curva de excitação 
secundária do TC nos indicam qual o valor da tensão 
secundária a partir da qual o TC começa a saturar.
5) A partir do ponto de joelho observa-se que para se ter um 
aumento de 10% na tensão secundária (E2 ), precisa-se 
aumentar em 50% a corrente de excitação ( Ie ). 
A partir deste ponto o secundário deixa de receber as 
informações fidedignas ocorridas no primário.
53
1.1.6. Conexão dos TCs:
A correta conexão dos TCs dependem da 
identificação adequado da polaridade.
Para identificação da polaridade são empregadas 
letras com seus índices: P1, P2, S1 , S2 para designar, 
respectivamente, os terminais primários e 
secundários, com marcas permanentes, em alto ou 
baixo relevo e que não possam ser facilmente 
apagadas pela pintura.
De acordo com indicação da NBR 6856/92, item 4.7. 
Polaridade, os TCs devem possuir polaridade 
subtrativa.
Um transformador de corrente tem polaridade 
subtrativa quando a onda de corrente, num 
determinado instante, percorre o circuito primário de 
P1 para P2, e a onda de corrente correspondente no 
secundário assume o percurso de S1 para S2.
54
As marcas de polaridade mostram o relacionamento 
das correntes instantâneas primárias e secundárias. A 
Fig. a seguir ilustra os sentidos relativos entre 
correntes primárias e secundárias.
Z 
carga
IP
IS
55
a) Conexão dos TCs em estrela
Z Z Z
Zn
IA IC
IB
Ia Ib Ic
3 IO
a b c
A B C
56
b) Conexão dos TCs em Triângulo
Z Z Z
Zn
IA IB IC (Ia – IB)
(Ib – IC)
(Ic – Ia)Ia
Ib Ic
IA + IB + Ic = 3 IO
57
Conexão dos TCs em estrela e em delta
TCs em 
ligação Y
TCs em 
ligação Δ
58
Conexão dos TCs em estrela para alimentação de relés 
de sobrecorrente de fase e de neutro
• Conexão dos TCs em estrela para alimentação de relés 
de sobrecorrente de fase e de neutro com tecnologia 
digital
59
60
1.1.7 Informações complementares:
IMPORTANTE !!!
O TC nunca pode trabalhar com o secundário 
aberto, pois caso isso ocorra, teremos as seguintes 
consequências:
- Surgimento de uma fem induzida E2 no 
secundário de valor elevado, pois neste caso não 
existirá o contra fluxo neste enrolamento, o que 
comprometerá a isolação do TC, com iminente 
perigo para o operador;
- Aquecimento excessivo podendo causar a 
destruição do isolamento e provocar contato do 
circuito primário com o secundário e com a terra;
61
- Mesmo que o TC não se danifique haverá - alteração 
nas suas características de funcionamento e precisão, 
deixando o equipamento comprometido. 
- Por estes motivos nunca deve ser instalado fusível no 
secundário dos TCs.
-No caso dos TCs de vários núcleos, quando for 
utilizado somente 1 ou 2 núcleos, para medição e/ou 
proteção, os demais enrolamentos dos outros núcleos 
devem ser curto-circuitados.
- O consumo próprio ou carregamento do relé refere-se 
a potência associada com a sua bobina ou a 
impedância dessa bobina (Ω) multiplicada pelo 
quadrado da corrente do tape. Daí temos a seguinte 
relação: Z.I2 = Constante
(Ztap(x).I
2
tap(x) = Ztap(y) .I
2
tap(y) )
Tabela para determinar a carga do TC 
Ordem de grandeza das perdas da bobina de 
corrente de alguns instrumentos elétricos 
empregados com TCs, 5A, 60Hz. 
62
Instrumento VA WATT VAR
Medidor de kWh 0,7 a 2,0 0,5 a 1,6 0,4 a 1,5
Medidor de kVArh 0,7 a 2,0 0,5 a 1,6 0,4 a 2,4
Wattímetro 1,0 a 2,5 0,5 a 0,7 0,9 a 2,4
Varímetro 1,0 a 2,5 0,5 a 0,7 0,9 a 2,4
Amperímetro 1,2 a 3,0 1,0 a 1,5 0,9 a 2,5
Fasímetro 2,5 a 3,6 2,2 a 2,6 1,0 a 2,5
Relés 8,0 a 15 2,0 a 4,0 8,0 a 14,0
A NBR 6856/92 emprega a seguinte nomenclatura para identificar 
as relações de corrente dos TCs: (Tabela 3 do Anexo A)
1- Usa-se o sinal de dois pontos ( : ) para exprimir relações nominais 
como por exemplo: 60:1 (TC de 300/5);
2- Usa-se o hífen ( - ) para separar correntes nominais de 
enrolamentos diferentes, como por exemplo:
300 – 5A (1 enrolamento primário e 1 enrolamento secundário)
300-300-5A (2 enrolamentos primários e 1 secundário)
300-5-5A (1 enrolamento primário e 2 secundários)
3- Usa-se o (x) para separar correntes primárias nominais ou ainda 
relações nominais duplas, como por exemplo: 300 x 600-5A, cujos 
enrolamentos podem ser ligados em série ou em paralelo;
4- Usa-se a barra ( / ) para separar correntes primárias nominais ou 
relações nominais obtidas por meio de derivações, efetuando tanto 
nos enrolamentos primários como nos secundários, como por 
exemplo: 300 / 400-5A, ou 300-5 / 5A.
63
64
Casa de comando da SE próximo aos pátios de AT e MT (a fiação de conexão 
do secundário do TC com o instrumento ou relé, é instalada em eletroduto de 
descida e canaleta no piso até a casa de comando)
65
Detalhe de descida da fiação em 
eletroduto do secundário do TC 
que vai do pátio até a casa de 
comando através de canaletas.
66
67