Departamento de Engenharia Electrotécnica
Instalações Eléctricas
Sumário: Aparelhagem Eléctrica Tipos de aparelhos Características Princípio Funcionamento ...
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Sumário: Aparelhagem Eléctrica Tipos de aparelhos Características Princípio Funcionamento ...
Instalações Eléctricas: Aparelhagem Eléctrica A aparelhagem eléctrica permite a abertura e fecho dos circuitos eléctrico determinadas por acções de carácter preventivo ou de reconfiguração, ligação e corte das cargas, comando do sistema medição e contagem de energia e protecção das instalações e receptores. de prote prot ec ç ão
de lig liga aç ão
de comando
de regul regula aç ão regula
A p ar Ap arel elh h ag agem em
de cor corte te
de medi ç ã o e cont co nta agem ão
Instalações Eléctricas: Aparelhagem Eléctrica A aparelhagem principal permite: Seccionamento (corte visível) – Seccionadores Interrupção: de correntes nominais: Interruptores e disjuntores Corte de correntes de defeito: Disjuntores e interruptores diferenciais Protecção: disjuntores e corta circuitos fusível
– fazem a abertura visível de circuitos. Sem Poder de Corte. Usados na AT. – a abertura e fecho intencionais de circuitos. Com Poder de Corte. Usados na BT e AT Ex.: Interruptores, interruptores-seccionadores, contactores. – fazem o corte automático de circuitos em caso de avaria, a abertura e fecho intencionais de circuitos. Com Poder de
Instalações Eléctricas: Aparelhagem Eléctrica Tipos de contactos eléctricos da aparelhagem: - desmontáveis e não desmontáveis - de mercúrio, de pressão, de facas, de ficha-banana, de escova - tipo catenária, escova colector
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É o conjunto de partículas ionizadas e em desordem a alta temperatura que se estabelece entre dois contactos eléctricos quando se interrompe a corrente eléctrica que flui entre eles.
O arco eléctrico inicia-se durante a separação dos contactos dos aparelhos de corte. Resulta da resposta do sistema tentando restabelecer a continuidade pelo crescimento rápido da tensão.
Instalações Eléctricas: Aparelhagem Eléctrica Modo de extinguir o arco:
Por Arrefecimento dos eléctrodos Por Aumento de pressão do meio Natureza do meio
Para extinguir o arco utilizam-se: Contactos auxiliares - que se separam dos principais e fixos a este por mola. Por Sopro Natural – superfície de contacto apresenta formas adequadas Por Sopro Artificial - por injecção de ar comprimido ou magnética Uso de "câmaras de extinção" - por grelhas metálicas que fragmentam o arco e irradiam o calor desenvolvido.
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- Intensidade de corrente nominal que atravessa o aparelho sem aquecimento excessivo dos seus componentes, em [A] - Tensão para a qual o aparelho foi diemnsionado. do aparelho corresponde ao limite superior de tensão mais elevada da rede onde é instalado, em [V] - Umáx que o isolamento do aparelho pode suportar sem se romper, durante um certo tempo. - I máximo que o aparelho pode cortar s/ ser destruído. - em c.c. a extinção do arco é mais difícil
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Servem para proteger as instalações e os aparelhos ou máquinas nelas intercalados contra: - corresponde a uma solicitação duradoura (I um pouco > à Inominal). Ex.: Motor com carga exagerada - corresponde a um aumento elevado e brusco ( Imuito > à Inominal ). Ex.: ligação directa entre 2 fases ou entre fase e neutro - tensões superiores às usuais, resultantes de descargas atmosféricas eléctrico - erros cometidos pelos operadores que trabalham com equipamentos eléctricos
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Constituído por um fio condutor homogéneo calibrado para suportar a corrente prevista a interromper, por fusão (efeito de Joule), quando a I > In. : Fusíveis de Rolha (Rolo), de Ficha (Gardy), de Cartucho (APC)
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Constituído: elemento fusível, invólucro, areia, ligação do elemento fusível, facas e percutor
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Classes de serviço: 1ª Letra - – Corta todas as correntes – corta parte das correntes 2ª Letra - – uso geral – protecção de motores Exemplos: – uso geral, corta todas as correntes (simultaneamente contra curto circuitos e sobrecargas) gI para (In < 100 A); gII para (In = 100 A) – protecção de motores, todas as correntes – protecção de motores ( instantâneos - de acompanhamento)
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1. Calibre (In) 2. Curva If/tempo fusão - instantâneo, retardado e lento (gF, gT, aM) 3.Poder de corte - Imáx. que o fusível corta s/ destruir o invólucro Poder de corte normal até 10 kA Alto Poder de corte (APC) até 100 kA Muito Alto Poder de corte até 200 kA 4. Tensão nominal - que serve de base ao dimensionamento 5. Tensão de serviço - a que realmente existe no circuito 6. Intensidade convencional de não fusão (Inf) 7. Intensidade convencional de Fusão (If)(I2 )
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Curva característica de um fus ível
Curva característic a de um fus ível: A – de acção i ns tantânea B – de acção retardada C – de acção lenta
Z –
de incerteza de um f usível (
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Protegem as instalações (canalizações e receptores) contra sobrecargas e/ou curto-circuitos fusíveis tipo aM - contra curto-circuitos Relés térmicos - contra sobrecargas disjuntores magnetotérmicos - contra curto-circuitos e sobrecargas e/ou corta circuitos fusível.
Curva da fadiga térmica da canalização e a
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- aparelho que detecta a variação de uma grandeza eléctrica e dá ordem de actuação a um dispositivo (disparador, interruptor, contacto eléctrico ou disjuntor) de modo a sinalizar o ocorrido ou modificar o estado de funcionamento do circuito. Constituintes de um Relé: Órgão de medida (R) Órgão de disparo (D) Órgão de corte (K) Fonte auxiliar (F) Elemento sensor (bobina S) - que detecta a ocorrência da variação da grandeza Disparador (D) - recebe ordem do elemento sensor e actua sobre o interruptor do
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Calibre ou valor nominal - GN Valor de funcionamento ou regulação - GF ( ≤ a GN ) Poder de corte - Imáx que o relé pode cortar (desligar) sem se destruir termicamente. Poder de fecho - Imáx que o relé pode ligar sem se destruir termicamente. Consumo próprio - Potência consumida
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1. Quanto à função que desempenham: Relés de sinalização (de defeito, de serviço, etc) Relés de comando Relés de protecção 2. Quanto ao modo de ligação do elemento sensor: Relé Primário - quando o relé mede a corrente da linha (principal). Relé Secundário - se o relé mede uma corrente proporcional à corrente na linha Relé Directo - se o relé dá ordem ao disparador directamente (por alavanca) Relé Indi lé de a f li
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Rel é és Electromagn é éticos t icos - relés de acção instantânea, podendo
associar-se temporizadores. Usados p/ protecção contra curto-circuitos (máx.intensidade)
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Rel é és T é érmicos rmicos - sensíveis à variação de temperatura - lâmina
bimetálica São lentos, Usados para protecção contra sobrecargas
1 – bimetálica; 2 enrolamento; ∆l dilatação linear
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Rel é és
Magnetot é érmicos r micos -
funcionamento baseia-se nos 2
anteriores Protecção contra sobrecargas (térmico) e curto circuitos (magnético)
a) actuação por acção térmica (sobrecarga); b) actuação por acção electromagnética (curto circuito) N – núcleo de ferro
C – contacto que interrompe o circuito
A – armadura
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Rel é és Electrodinâmicos - baseia-se na interacção entre as
correntes de 2 bobinas. Funcionam como relés de potência. Funcionamento idêntico aos dos Wattímetros electrodinâmicos Rel é és de Indu ç ção ã o - funcionamento baseia-se nas leis da
indução.Usados como relés de potência, de intensidade e de tensão. Tipos: de bobina, de disco e de tambor Rel é és de Tempo - detectam o defeito mas só actuam ao fim dum
certo tempo, regulável. Rel é és Est á áticos t icos - relés electrónicos sem partes móveis. Vantagens: < manutenção, < dimensões, < consumo, > rapidez actuação, > sensibilidade
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Relés de (amperimétricos) - de máxima e de mínima. Contra curto-circuitos e sobrecargas Relés de (voltimétricos) - protecção contra sobretensões e subtensões Relés - protecção de pessoas e bens contra as correntes de fugas nos circuitos Relés de (Wattimétricos) - protegem contra excessos de carga (motores, alternadores e linhas) Relés de (de distância) - Comparam a I e a U e é sensível à Z=U/I Relés Diversos: de , , , , etc.
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Disjuntor - aparelho de corte, comando e protecção, com poder de corte para as correntes de curto-circuito e de actuação automática Constituição: 1. Disparador - elemento sensor e que também provoca a abertura dos contactos Tipos: Térmico - lâmina bimetálica - protecção contra sobrecargas Magnético - bobina em núcleo de ferro. Protecção contra curto-circuitos Electrónico - protecção contra sobrecargas, curto-circuitos, correntes de fuga, etc. 2. Contactos Eléctricos 3. Câmara de extinção do arco eléctrico - função de eliminar o arco o
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Disjuntor - protegem os receptores e canalizações contra curto circuitos e sobrecargas Disjuntor - junção do disjuntor magnetotérmico com o relé diferencial. Protege as instalações simultaneamente contra curto-circuitos, sobrecargas e correntes de fuga
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Sequencia de Fecho Manual
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Actuação Térmica
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Actuação Magnética
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Enquanto não existir defeito (à massa M) não há fuga de corrente id e portanto o relé não actua. Logo que apareça uma corrente id, isto quer dizer que a corrente na fase if passa a ser diferente da corrente no neutro in. Neste caso os fluxos ø1 e ø2 são diferentes (antes do defeito eles eram iguais e de sentido contrário anulando-se por isso). Deste modo o fluxo resultante (variável) produz na bobina uma f.e.m. induzida e que vai alimentar o disparador D, o qual abre o interruptor k do circuito, protegendo assim o utilizador contra qualquer contacto defeituoso no invólucro