NOES DE INSPEO ELTRICA
INSPETOR MECNICO / MDULO 1
INSPETOR INSTRUMENTISTA / MDULO 1
NDICE
Pgina:
1. O que manuteno.
02
2. Noes bsicas de eletricidade.
093. Norma de condies seguras em eletricidade (NR 10).254.
Proteo contra acidentes em eletricidade (NR 13).335. Caractersticas
dos componentes eltricos.
41
5.1 Motores eltricos.
42
5.2 Mquinas de corrente contnua.
48
5.3 Transformadores de potncia.
50
5.4 Disjuntores.
58
5.5 Cargas lineares.
60
5.6 Cargas no lineares.
60
5.7 Sistemas de controle.
65
6. Pontos eltricos de inspeo.
667.Bibliografia.
731 O QUE MANUTENO?
Definio semntica (dicionrio): Conjunto das operaes que permitem
manter (ou restabelecer) uma mquina em (ou at) um estado
determinado, ou restituir- lhe caractersticas de funcionamento
especifico (de projeto).
Definio prtica: Entende-se por manuteno industrial toda a
estrutura organizacional (humana e material), bem como aes e
recursos (disponveis e dispensados), voltadados para manter a
confiabilidade operacional de todo equipamento envolvido no
processo produtivo.
Definio organizacional: Manuteno o conjunto de procedimentos,
interfaces, conceitos, diretrizes, polticas e objetivos que,
coordenados entre si, norteiam o funcionamento dos diversos rgos de
manuteno sempre com o apoio de um sistema informatizado.
Onde:
Procedimento: O que se adota como base ou medida para realizao
ou avaliao de algo.
Interface: So as fronteiras entre os diversos rgos, que esto
envolvidos no assunto manuteno.
Conceito: Formulao de uma idia ou atividade por meio de
palavras.
Diretrizes: Conjunto de instrues para se tratar e levar a termo
um plano.
Poltica: Conjunto de objetivos que informam determinado plano de
ao, condicionando sua execuo.
Objetivos: Fim (alvo) a ser atingido.
A manuteno desempenha papel primordial para atender as exigncias
de qualidade do mercado.
Alguns objetivos da manuteno:
(Maximizar a disponibilidade do equipamento.
(Ter domnio tcnico sobre os equipamentos.
(Manter um padro de manuteno e segurana.
(Manter a qualidade de atendimento com o menor custo
possvel.
Conceitos Bsicos
Alguns conceitos gerais pertinentes relacionados rea de manuteno
so definidos a seguir, porm, algumas empresas utilizam conceitos
diferentes conforme anexo 1:
Inspetor Profissional competente, habilitado e designado para
verificar, observar, examinar e atestar a conformidade de um item,
atividade ou servio com os requisitos de qualidade
preestabelecida.
Inspeo em Servios Inspeo realizada durante a fase de operao de
uma instalao, de maneira sistematizada, a fim de assegurar que os
itens continuem a atender as especificaes pertinentes.
Defeito So ocorrncias nos equipamentos que no impedem seu
funcionamento, mais diminuem o rendimento e podem acarretar
indisponibilidade a curto ou longo prazo.
Falha So ocorrncias nos equipamentos que causam a
indisponibilidade, ou seja, a quebra do equipamento.
Manuteno So todas as aes necessrias para que um equipamento,
mquina ou componente seja conservado ou restaurado de modo a poder
permanecer de acordo com uma condio especfica.
Manuteno Corretiva a execuo de servios no programados causados
por defeitos ou falhas onde se exige uma ao de restaurao
imediata.
Manuteno Preventiva a execuo de servios programados baseados
principalmente em informaes do fabricante de modo a manter o
equipamento em funcionamento normal evitando falhas e intervenes
imprevistas.
Manuteno Preditiva um aperfeioamento da manuteno preventiva,
onde se busca o momento timo (ponto preditivo) de manuteno do
equipamento baseados principalmente em um real conhecimento das
condies deste atravs de anlise estatstica e de sintomas.
Anlise Estatstica Tcnica utilizada para buscar o trmino da vida
til do equipamento por meio do acompanhamento da taxa de
falhas.
Anlise de Sintomas Estudo de informaes pertinentes coletados do
equipamento em seu funcionamento de um diagnstico e ao
corretiva.
Terotecnologia o estudo objetivando determinar com segurana a
vida economicamente til dos equipamentos, incluindo a
confiabilidade, desempenho, durabilidade, conservao, instalao e at
previses sobre possveis modificaes.
Manuteno Autnoma ou Espontnea So servios com caractersticas
quase sempre simples, repetitivas e no especializadas passveis de
serem realizadas pelos operadores do equipamento.
Manuteno Produtiva Total (Total Productive Maintenance TPM)
Mtodo de manuteno que tem como princpio o envolvimento de todos os
empregados envolvidos no processo produtivo no compromisso de
maximizao do rendimento operacional. A sustentao deste sistema
basea-se em cinco pilares: eficincia, auto-reparo, planejamento,
treinamento e ciclo de vida.
Confiabilidade a probabilidade de bom funcionamento. Atravs de
indicadores estatsticos a produo pode saber quanto pode contar ou
confiar no bom desempenho de um equipamento ou instalao.
Manutenibilidade a probabilidade de durao dos servios de
manuteno. Atravs de um indicador estatstico a produo pode saber
quanto tempo o equipamento ficar parado quando quebrar.
Disponibilidade a probabilidade de assegurar a execuo de um
plano de produo.
Prioridade a qualidade do que est em primeiro lugar ou daquilo
que deve ser atendido preferencialmente. A escala de prioridade
expressa em:
Emergencial;
Urgente;
Necessria;
Rotineira;
Prorrogvel.
Inspeo Atividade executada por meio de verificao, observao,
exame, medio ou teste que determina a conformidade de um item,
atividade ou servio com os requisitos de qualidade
preestabelecidos, seja de estado ou de funcionamento.
Dentro de algumas definies utilizadas, podemos dividir a ao de
inspeo em:
Inspeo primria
Inspeo secundria.
Na Inspeo Primria, ou tambm referenciada simplesmente como
inspeo externa, temos o momento principal de avaliao do
equipamento, malha de controle ou processo. Nesta fase o
profissional seguir um plano de inspeo sistemtico, cuja elaborao
deve estar fundamentada em estudos baseados em duas principais
fontes de dados para a determinao de periodicidade:
Especificaes do fabricante (manuais, esquemas de ligao,
projetos, etc...);
Histrico do equipamento ou situao (planos de inspees anteriores,
manutenes corretivas e preventivas, ocorrncias em equipamentos ou
processos similares);
O plano de inspeo na fase primria deve conter basicamente os
seguinte itens em sua sistemtica:
(Identificao do equipamento;
(Descrio do equipamento e processo;
(Periodicidade;
(Identificao dos pontos de inspeo;
(Mtodo de inspeo;
(Valores e/ou configurao padro do equipamento(s)
(Critrio de concluso
Mais que a simples verificao de condies do equipamento, a inspeo
o primeiro passo para uma srie de aes dentro do processo de
manuteno, pois alm do estudo na diagnose e soluo de problemas, o
responsvel pelo processo tambm atuar nas situaes de anlise de
riscos e tendncias, controle e solicitaes de materiais de reposio,
pedido de ordem de servio, e at mesmo a execuo da manuteno.
Podemos dividir em trs grandes grupos de aes para a elaborao de
um plano de inspeo:
B.1- Formas de Manuteno
FORMASCARACTERSTICAS
CORRETIVAPALIATIVAAo de tirar um equipamento do estado de pane,
recolocando-o em estado de funcionamento.
Os reparos so executados aps a falha
CURATIVAReparo de carter definitivo, devolvendo o equipamento s
condies normais de performance.
PREVENTIVAEVENTUALReparo programado a partir de uma inspeo. No
cclico, portanto no pode ser executado com regularidade. base para
formar memria de informaes que permitam conhecer a lei de degradao
do equipamento.
1- efetuada com a inteno de reduzir a probabilidade de
falha.SISTEMTICAReparo executado segundo planos estabelecidos,
tendo como base o tempo ou o nmero de unidades de uso.
Tipos de reparo sistemtico:
- Absoluto : sem inspees entre as intervenes programadas.
- Supervisionado : com inspees peridicas programadas,objetivando
otimizar o tempo mdio de bom funcionamento.
2- A Interveno :
- Prevista
- Planejada
- Preparada
- Programada
antes da data provvel de acontecimento de falhaDE CONDIO OU
PREDITIVAA deciso de interveno tomada no momento em em que h
evidncias experimentais de defeito iminente ou quando h a aproximao
de um patamar de degradao pr-determinado.
Formas de manuteno preventiva de condio :
- Forma estrita : sensores so fixados permanentemente mquina e
ligados a um canal de telemedida, permitindo disparar alarme, parar
automaticamente o funcionamento ou registrar continuamente os
parmetros medidos.
- Forma larga : superviso peridica, seguindo lei de degradao do
equipamento.
- Forma integrada : testemunha de alarme embutida (sem
superviso)
- Forma particular : sensores de rudos e vibraes ligados
externamente mquinas rotativas.
MELHORIAConsiste em alterar as caractersticas originais de um
equipamento ou um sub-conjunto, de modo a aumentar sua segurana,
sua confiabilidade, sua disponibilidade, sua capacidade de produo e
qualidade, etc...
ESPECIALREFORMASo reparos, reconstrues e substituies parciais
destinados a recolocar os itens do ativo em condies normais de uso
e operao, sem contudo, alterar as caractersticas originais do
equipamento. Esses reparos ocorrem em intervalos de tempo mais
longos que as paradas programadas e neles ocorrem trocas de partes
vitais dos equipamentos.
2 NOES BSICAS DE ELETRICIDADE
2.1-Corrente Eltrica.
o movimento quase que ordenado de cargas eltricas em um sentido
predominante.
Corrente eltrica inica=Corrente de ons ( nions e ctions).
Corrente eltrica eletrnica=Corrente da nuvem de eltrons.
Figura 1:
Corrente eletrnica.
Eltron.
( (Condutor.Fluxo de eltrons.
Figura 2:
Corrente convencional.
Lacuna.
( (Condutor.Fluxo de lacunas.
2.2-Intensidade Mdia da Corrente Eltrica.
a quantidade de cargas elementares que passam pela seo
transversal de um condutor em um intervalo de tempo.
A corrente eltrica representada pela letra " I ".
A unidade de medida :
(Ampre ( A ).
Frmula 2.1: I = U . ROnde:
I=Intensidade mdia de corrente em Ampres, ( A );
U=Diferena de potencial em Volts, ( V );
R=Resistncia em Ohms, (().
Frmula 2.2: I = P . UOnde:
I=Intensidade mdia de corrente em Ampres, ( A );
P=Potncia eltrica em Watts, ( W );
U=Diferena de potencial em Volts, ( V ).
Frmula 2.3: I = (P .
(ROnde:
I=Intensidade mdia de corrente em Ampres, ( A );
P=Potncia eltrica em Watts, ( W );
R=Resistncia em Ohms, (().
Frmula 2.4: I = (Q . (tOnde:
I=Intensidade mdia de corrente em Ampres, ( A );
(Q=Variao de carga em Coulombs, ( C );
(t=Intervalo de tempo em segundos, ( s ).
1 A=1 C / s
Observando o grfico da corrente ( A ) em funo do tempo ( s ), e
hachurando o espao logo abaixo da reta que indica a variao de
corrente, obtemos uma figura geomtrica com a rea indicando
aproximadamente o valor de (Q, em Coulombs.
I (A).
2,5
1,5
20 70 t (s).Q=1,5+2,5((70-20).
2
Q=100C.
Grficos I ( t.
Os sentidos de deslocamento da corrente eltrica so:
(Sentido convencional ( A corrente que flui a das lacunas (falta
de eltrons), no sentido positivo para negativo.
(Sentido eletrnico ( A corrente que flui a dos eltrons, no
sentido negativo para positivo.
2.3-Circuito Eltrico.
o caminho fechado por onde circula a corrente eltrica, quando
energizado.
2.4-Lei das Correntes Derivadas.
A corrente total em uma malha ( circuito paralelo ) do circuito
eltrico igual a soma das correntes parciais.
2.5-1a Lei de Kirchoff.
A soma das correntes que saem de um ponto de conexo para vrios
condutores igual a soma das correntes que entram no ponto.
2.6-Diferena de Potencial.
a diferena entre o acmulo de cargas nos plos de um gerador.
representada pela letra " U " ou pela sigla " d.d.p.. ".
A unidade de medida :
- Volt ( V ).
Diferena de potencial eltrico=Tenso eltrica.Potencial
eltrico=acmulo de cargas eltricas positivas ou negativas, com fora
capaz de executar um trabalho eltrico.
Frmula 2.5: U = R ( I.Onde:
U=Diferena de potencial em Volts, ( V );
R=Resistncia em Ohms, (();
I=Intensidade mdia de corrente em Ampres, ( A ).
Frmula 2.6: U = P . IOnde:
U=Diferena de potencial em Volts, ( V );
P=Potncia eltrica em Watts, ( W );
I=Intensidade mdia de corrente em Ampres, ( A ).
Frmula 2.7: U = (P ( (R.Onde:
U=Diferena de potencial em Volts, ( V );
P=Potncia eltrica em Watts, ( W );
R=Resistncia em Ohms, (().
2.7-Lei de Ohm.
A tenso eltrica diretamente proporcional ao valor da resistncia
eltrica da carga e a corrente que passa pela mesma.
2.8-2a Lei de Kirchoff.
O valor da tenso total igual a soma das quedas de tenses
parciais do circuito eltrico srie.
A soma dos produtos das intensidades de correntes pelas
resistncias, considerando como positivas as que provocam um aumento
de potencial e negativas as que provocam uma queda de potencial
igual a soma das tenses aplicadas.
tambm conhecida como uma das leis de Kirchoff a seguinte
afirmao:
A corrente produzida pela ao de uma tenso em qualquer condutor
de um circuito misto independente das aes de outras tenses.
2.9-Teorema da Superposio.
A corrente produzida por vrias tenses em um condutor igual a
soma parcial de cada corrente fornecida por cada tenso
independentemente, considerando as demais fontes curto -
circuitadas.
2.10-Teorema da Reciprocidade.
Em qualquer circuito pode- se alternar a posio da fonte de
alimentao com um condutor de corrente que o valor de corrente no
condutor transportado continuar sendo o mesmo.
2.11-Teorema da Compensao.
Em qualquer circuito formado por resistores pode- se substituir
qualquer resistor por uma fonte de alimentao numericamente igual a
queda de tenso na resistncia com polaridade contrria corrente
circulante, sem que haja alterao na distribuio das correntes.
2.12-Teorema de Thvenin.
Qualquer circuito de rede complexa pode ser substitudo por um
circuito Thvenin equivalente simples para determinao da corrente
circulante.
O circuito equivalente formado por um gerador de tenso constante
Thvenin, cuja tenso Uth, atuando em srie com uma resistncia interna
Rth determina na carga uma corrente de igual valor corrente que se
quer achar.
Mtodo de simplificao:
(a ) Valor da tenso Uth.
Retire o resistor no qual se quer determinar o valor da corrente
e calcule o valor da tenso em seus terminais.
(b ) Valor da resistncia Rth.
Com o resistor no qual se quer determinar o valor da corrente
fora curto-circuite a fonte de alimentao e calcule o valor da
resistncia equivalente medida nos terminais do resistor
retirado.
(c ) Valor da corrente desconhecida.
Aplique a lei de Ohm conforme desenho.
Rth Uth Resistor de carga
Corrente desconhecidaCircuito de Thvenin.
2.13-Teorema de Norton.
Qualquer circuito de rede complexa pode ser substitudo por um
circuito Norton equivalente simples para determinao da corrente
circulante.
O circuito equivalente formado por um gerador de corrente
constante Norton, cuja corrente In, atuando em paralelo com uma
resistncia interna Rn determina na carga uma corrente de igual
valor corrente que se quer achar.
Mtodo de simplificao:
(a ) Valor da corrente In.
Curto-circuite o resistor no qual se quer determinar o valor da
corrente e calcule o valor da corrente em seus terminais.
(b ) Valor da resistncia Rn.
Com o resistor no qual se quer determinar o valor da corrente
fora curto-circuite a fonte de alimentao e calcule o valor da
resistncia equivalente medida nos terminais do resistor
retirado.
(c ) Valor da corrente desconhecida.
Aplique a seguinte frmula conforme desenho.
Frmula 2.8: I = In ( Rn .
Rn ( R
Onde:
I=Intensidade mdia de corrente em Ampres, ( A );
In=Intensidade mdia de corrente Norton em Ampres, ( A );
Rn=Resistncia Norton em Ohms, (();
R=Resistncia em Ohms, (().
Rn
In
Resistor
Corrente desconhecidaCircuito de Norton.
2.14-1a Teorema de Bosscha.
Se em um ramal de uma malha eltrica a corrente nula ( zero ) a
intensidade de corrente nos demais ramais independente do valor de
resistncia no ramal onde a corrente nula.
2.15-2a Teorema de Bosscha.
Se em uma malha dois ramais devido aos seus valores de
resistncia e tenso o primeiro no fornece nenhuma corrente ao ouro,
pode- se variar a corrente de zero a infinito sem alterar o regime
do segundo.
2.16-Energia Eltrica.
a fora de trabalho eltrico gerada entre dois potenciais eltricos
diferentes.
A energia eltrica representada pela letra " Wel ".
A unidade de medida :
(Joule ( J ).
Energia eltrica=Trabalho eltrico.
1 J=Potencial de 1 V quando desloca 1 C.
Frmula 2.9: Wel = (Q ( U.
Onde:
Wel.=Energia eltrica em Joules, ( J );
(Q=Taxa de variao da carga em Coulombs, ( C );
U=Tenso em Volts, ( V ).
O efeito Joule o aquecimento em um condutor provocado pela maior
vibrao dos tomos ao se chocarem com os eltrons.
2.17-Energia Calorfica.
a fora de trabalho trmico gerada entre dois corpos com
temperaturas diferentes.
A energia calorfica representada pela letra " q( ", no SI (
Sistema Internacional );
A unidade de medida :
(Calorias ( cal ).
A energia calorfica tambm representada pela letra " Q( ", no SI
( Sistema Internacional );
A unidade de medida :
(Quilocalorias ( Kcal ).
A energia calorfica representada pelo smbolo " B.T.U. ", no
Sistema Ingls.
A unidade de medida :
- British Termal Unit ( B.T.U. ).
A unidade Joule tambm utilizada como unidade de quantidade de
calor.
A energia calorfica tambm representada pela letra " Wcal ".
A unidade de medida :
(Joule ( J ).
Devido ao efeito trmico Joule a energia calorfica pode ser
relacionada com a energia eltrica.
1 Kcal=4186 J.
Um aquecedor ideal converte 4186 J de energia eltrica em 1 Kcal
de energia trmica ou 4186 J.
2.18-Energia Mecnica.
a fora de trabalho mecnico gerada entre dois corpos com
deslocamentos diferentes.
A energia mecnica representada pela letra " Wmec ".
A unidade de medida :
- Quilogrmetro ( Kgm ).
A energia mecnica pode ser relacionada em energia eltrica e a
energia calorfica.
427 Kgm=4186 J.
427 Kgm=1 Kcal.
Um motor ideal converte 4186 J de energia eltrica em 427 Kgm de
energia mecnica.
427 Kgm=Equivalente mecnico de calor=J(.
Frmula 2.10: Wmec = Q( ( J(.
Onde:
Wmec.=Energia mecnica em quilogrmetros, ( Kgm );
Q(=Energia calorfica em quilocalorias, ( Kcal );
J(=Equivalente mecnico de calor, ( Kgm / Kcal ).
2.19-Potncia Eltrica.
a fora de trabalho gerada entre dois potenciais eltricos em um
intervalo de tempo.
A potncia eltrica representada pela letra " P ".
A unidade de medida :
(Watt ( W ).
1 W=Energia de 1 V quando desloca 1 C no tempo de 1 segundo.
Frmula 2.11: P = U ( I.Onde:
P=Potncia eltrica em Watts, ( W );
U=Diferena de potencial em Volts, ( V );
I=Intensidade mdia de corrente em Ampres, ( A );
Frmula 2.12: P = R ( I2.
Onde:
P=Potncia eltrica em Watts, ( W );
R=Resistncia em Ohms, (();
I=Intensidade mdia de corrente em Ampres, ( A ).
Frmula 2.13: P = U2 . ROnde:
P=Potncia eltrica em Watts, ( W );
U=Diferena de potencial em Volts, ( V );
R=Resistncia em Ohms, (().
Frmula 2.14: P = Wel . (tOnde:
P=Potncia eltrica em Watts, ( W );
Wel.=Energia eltrica em Joules, ( J );
(t=Intervalo de tempo em segundos, ( s ).
2.20-Lei da Mxima Transferncia de Potncia.
Um gerador transfere o mximo de potncia para uma carga quando a
resistncia da carga for igual resistncia interna do gerador.
Frmula 2.15: P = U2 ( R .
(Rin ( R)2Onde:
P=Potncia eltrica em Watts, ( W );
U=Diferena de potencial em Volts, ( V );
Rin=Resistncia interna do gerador em Ohms, (();
R=Resistncia em Ohms, (().
Quando uma rede de C.C. terminada por um resistor de carga igual
sua resistncia de Thvenin ( Rth ) a mxima potncia ser desenvolvida
pela carga.
2.21-Resistncia Eltrica.
a oposio que um condutor oferece ao fluxo da corrente
eltrica.
A resistncia eltrica representada pela letra " R ".
A unidade de medida :
(Ohm ( ( ).
Um condutor eltrico oferece resistncia a passagem da corrente e
no caso de sobre - correntes e correntes de curto circuito sobre
aquece e altera seu valor hmico original.
Frmula 2.16: Rf = Ri ( [ 1 + ( ( ( tf - ti ) ].Onde:
Rf=Resistncia final da carga aquecida em Ohms, ( ( );
Ri=Resistncia inicial da carga fria em Ohms, ( ( );
(=Coeficiente de temperatura da resistividade em (C-1;
tf=Temperatura final em graus Celsius, ( (C );
ti=Temperatura inicial em graus Celsius, ( (C ).
Frmula 2.17: R = U . IOnde:
R=Resistncia em Ohms, (();
U=Diferena de potencial em Volts, ( V );
I=Intensidade mdia de corrente em Ampres, ( A ).
Frmula 2.18: R = U2 . POnde:
R=Resistncia em Ohms, (();
U=Diferena de potencial em Volts, ( V );
P=Potncia eltrica em Watts, ( W ).
Frmula 2.19: R = P . I2Onde:
R=Resistncia em Ohms, (();
P=Potncia eltrica em Watts, ( W );
I=Intensidade mdia de corrente em Ampres, ( A ).
2.22-Condutncia Eltrica.
Condutncia eltrica a facilidade que um condutor oferece ao fluxo
da corrente eltrica.
A condutncia eltrica representada pela letra " G ".
A unidade de medida :
(Siemens ( S ).
A condutncia eltrica o inverso da resistncia.
1 siemens = 1 (-1, ( mho ).
Frmula 2.20: G = I .
U
Onde:
G=Condutncia de um condutor em Siemens, (S);
U=Diferena de potencial em Volts, ( V );
I=Intensidade mdia de corrente em Ampres, ( A ).
2.23-Resistividade Eltrica.
A resistividade de um condutor a resistncia que o mesmo
apresenta em 1 metro de comprimento com uma seo transversal de 1
mm2, com base a 20(C devido a variao da resistncia eltrica com a
temperatura.
A resistividade eltrica representada pela letra grega R
minsculo, "(".
A unidade de medida :
- Ohmxmetro ((xm ).
Resistividade = Resistncia especfica.
(1 ( ( ( ( m = 1(( m ( 10 -6.
(1 ((m = 1 ((( mm2)/m.
Frmula 2.21: ( = R ( s.
l
Onde:
(=Resistividade em micro e Ohm e metros, ( ((m );
R=Resistncia em Ohms, ( ( );
l=Comprimento em metros, ( m );
s=Seo transversal em milmetros quadrados, ( mm2 ).
Frmula 2.22: ( = J ( (.Onde:
(=Intensidade de campo eltrico em Volt / metros, ( E / m );
J=Densidade eltrica em Ampre por metros quadrados, ( A /
m2);
(=Resistividade em micro e Ohm e metros, ( ((m).
Se o condutor eltrico for um fio considera-se s = ( ( r2.
Como os valores de resistividade nos materiais condutores esto
na faixa de 10-6, na prtica se utiliza micro e Ohms e metro: ( ( (
( m ou ((m.
A resistividade do material indica se ele condutor ou
isolante.
A elevao da temperatura aumenta a resistncia eltrica nos metais,
diminui nos carves e nos lquidos, e em algumas ligas metlicas como
o nquel - cromo e o constantam permanece inalterada.
Frmula 2.23: (f = (i ( [ 1 + ( ( ( tf - ti ) ].
Onde:
(f=Resistividade final da carga aquecida em micro e Ohm e
metros,
( ((m);
(i=Resistividade inicial da carga fria em micro e Ohm e metros,
( ((m);
(=Coeficiente de temperatura da resistividade em (C-1;
tf=Temperatura final em graus Celsius, ( (C );
ti=Temperatura inicial em graus Celsius, ( (C ).
Coeficiente de temperatura da resistividade = Coeficiente
trmico.
2.24-Condutividade Eltrica.
A condutividade de um condutor a facilidade que o mesmo
apresenta em 1 metro de comprimento com uma seo transversal de 1
mm2, com temperatura a 20(C.
representada pela letra grega Capa minscula, "(".
A unidade de medida :
(Siemens por metro ( S / m ).
A condutividade eltrica o inverso da resistividade.
Frmula 2.24: ( = l .
R x s
Onde:
(=Condutividade em Siemens por metro, ( S / m );
R=Resistncia em Ohms, ( ( );
l=Comprimento em metros, ( m );
s=Seo transversal em milmetros quadrados, ( mm2 ).
Condutividade eltrica = Condutibilidade eltrica.
3 NORMA REGULAMENTADORA NR 10
10.1. Norma Regulamentadora NR 10 fixa as condies mnimas
exigveis para garantir a segurana dos empregados que trabalham em
instalaes eltricas, em suas diversas etapas, incluindo projeto,
execuo, operao, manuteno, reforma e ampliao e, ainda, a segurana de
usurios e terceiros.
10.1.1. As prescries aqui estabelecidas abrangem todos os que
trabalham em eletricidade, em qualquer das fases de gerao,
transmisso, distribuio e consumo de energia eltrica.
10.1.2. Nas instalaes e servios em eletricidade, devem ser
observadas no projeto, execuo, operao, manuteno, reforma e ampliao,
as normas tcnicas oficiais estabelecidas pelos rgos competentes e,
na falta destas, as normas internacionais vigentes.
10.2. Instalaes.
10.2.1. Proteo contra o risco de contato.
10.2.1.1. Todas as partes das instalaes eltricas devem ser
projetadas e executadas de modo que seja possvel prevenir, por
meios seguros, os perigos de choque eltrico e todos os outros tipos
de acidentes.
10.2.1.2. As partes de instalaes eltricas a serem operadas,
ajustadas ou examinadas, devem ser dispostas de modo a permitir um
espao suficiente para trabalho seguro.
10.2.1.3. As partes das instalaes eltricas, no cobertas por
material isolante, na impossibilidade de se conservarem distncias
que evitem contatos casuais, devem ser isoladas por obstculos que
ofeream, de forma segura, resistncia a esforos mecnicos usuais.
10.2.1.4. Toda instalao ou pea condutora que no faa parte dos
circuitos eltricos, mas que, eventualmente, possa ficar sob tenso,
deve ser aterrada, desde que esteja em local acessvel a
contatos.
10.2.1.5. O aterramento das instalaes eltricas deve ser
executado, obedecido o disposto no subitem 10.1.2.
10.2.1.6. As instalaes eltricas, quando a natureza do risco
exigir e sempre que tecnicamente possvel, devem ser providas de
proteo complementar, atravs de controle distncia, manual e/ou
automtico.
10.2.1.7. As instalaes eltricas que estejam em contato direto ou
indireto com a gua e que possam permitir fuga de corrente devem ser
projetadas e executadas, considerando-se as prescries previstas no
subitem 10.1.2, em especial quanto blindagem, estanqueidade,
isolamento e aterramento.
10.2.2. Proteo contra riscos de incndio e exploso.
10.2.2.1. Todas as partes das instalaes eltricas devem ser
projetadas, executadas e conservadas de acordo com as prescries do
subitem 10.1.2, para prevenir os riscos de incndio e exploso.
10.2.2.2. As instalaes eltricas sujeitas a maior risco de
incndio e exploso devem ser projetadas e executadas com
dispositivos automticos de proteo contra sobrecorrente e
sobretenso, alm de outras complementares, de acordo com as
prescries previstas no subitem 10.1.2.
10.2.2.3. Os ambientes das instalaes eltricas, que contenham
risco de incndio, devem ter proteo contra fogo, de acordo com as
normas tcnicas vigentes no Pas.
10.2.2.4. As partes das instalaes eltricas sujeitas acumulao de
eletricidade esttica devem ser aterradas, seguindo-se as prescries
previstas no subitem 10.1.2.
10.2.3. Componentes das instalaes.
10.2.3.1. Os transformadores e capacitores devem ser instalados,
consideradas as recomendaes do fabricante e normas especficas, no
que se refere localizao, distncia de isolamento e condies de
operao, respeitando-se as prescries previstas no subitem 10.1.2, em
especial, e as prescries dos subitens 10.2.1.3 e 10.2.1.4.
10.2.3.2. Os transformadores e capacitores, localizados no
interior de edificaes destinadas a trabalho, devero ser instalados
em locais bem ventilados, construdos de materiais incombustveis e
providos de portas corta-fogo, de fechamento automtico.
10.2.3.3. Os postos de proteo, transformao e medio de energia
eltrica devem obedecer s prescries contidas no subitem 10.1.2 e, em
especial, quelas referentes a espao de trabalho, iluminao e
isolamento de ferramentas.
10.2.3.4. Os dispositivos de desligamento e manobra de circuitos
eltricos devem ser projetados e instalados, considerando-se as
prescries previstas no subitem 10.1.2 e, em especial, as prescries
referentes localizao, sinalizao, comando e identificao.
10.2.3.5. Todas as edificaes devem ser protegidas contra
descargas eltricas atmosfricas, segundo as prescries do subitem
10.1.2 e, em especial, as prescries referentes localizao, condies
de ligao terra e zona de atuao dos pra-raios.
10.2.3.6. Os condutores e suas conexes, condutos e suportes
devem ser projetados e instalados, considerando-se as prescries
previstas no subitem 10.1.2 e, em especial, as prescries referentes
a isolamento, dimensionamento, identificao e aterramento.
10.2.3.7. Os circuitos eltricos com finalidades diferentes, tais
como telefonia, sinalizao, controle e trao eltrica, devem ser
instalados, observando-se os cuidados especiais quanto sua separao
fsica e identificao.
10.2.3.8. Os Quadros de Distribuio e Painis de Controle devem
ser projetados, instalados, mantidos e operados, considerando-se as
prescries previstas nos subitens 10.1.2 e 10.3.2.4 e, em especial,
as prescries referentes localizao, iluminao, visibilidade,
identificao dos circuitos e aterramento.
10.2.3.9. As baterias fixas de acumuladores devem ser instaladas
em locais ou compartimentos providos de piso de material resistente
a cidos e dotados de meios que permitam a exausto dos gases.
10.2.3.9.1. Os locais ou compartimentos referidos no subitem
10.2.3.9 devem estar situados parte do restante das instalaes.
10.2.3.9.2. A instalao eltrica dos locais ou compartimentos
referidos no subitem 10.2.3.9.1 devem obedecer s prescries
previstas no subitem 10.1.2.
10.2.4. Equipamentos de utilizao da energia eltrica.
10.2.4.1. As instalaes eltricas, destinadas utilizao de
eletrodomsticos, em locais de trabalho e de ferramentas eltricas
portteis, devem atender s prescries dos subitens 10.2.1.4 e
10.2.1.7 e, ainda, quanto tomada de corrente, extenses de circuito,
interruptores de correntes, especificao e qualidade dos condutores
devem obedecer s prescries previstas no subitem 10.1.2.
10.2.4.1.1. proibida a ligao simultnea de mais de um aparelho
mesma tomada de corrente, com o emprego de acessrios que aumentem o
nmero de sadas, salvo se a instalao for projetada com essa
finalidade.
10.2.4.2. As mquinas eltricas girantes devem ser instaladas,
obedecidas as recomendaes do fabricante, as normas especficas no
que se refere localizao e condies de operao e, em especial, as
prescries previstas nos subitens 10.2.1.3 e 10.2.1.4.
10.2.4.3. Todo motor eltrico deve possuir dispositivo que o
desligue automaticamente toda vez que, por funcionamento irregular,
represente risco iminente de acidente.
10.2.4.4. Os equipamentos de iluminao devem ser especificados e
mantidos durante sua vida til, de forma a garantir os nveis de
iluminamento contidos na Norma Regulamentadora - NR 15 e
posicionados de forma a garantir condies seguras de manuteno.
10.2.4.5. Os equipamentos de iluminao devem ser de tipo adequado
ao ambiente em que sero instalados e possuir proteo externa
adequada.
10.2.4.6. As lmpadas eltricas portteis sero utilizadas
unicamente onde no possa ser conseguida uma iluminao direta dentro
dos nveis de iluminamento previstos na NR 15.
10.2.4.7. Os aparelhos portteis de iluminao devem ser construdos
e utilizados de acordo com o subitem 10.1.2.
10.2.4.8. As tomadas de correntes para instalao no piso devem
possuir caixa protetora que impossibilite a entrada de gua ou de
objetos estranhos, estando ou no o pino inserido na tomada.
10.3. Servios.
10.3.1. Proteo do trabalhador.
10.3.1.1. No desenvolvimento de servios em instalaes eltricas
devem ser previstos Sistemas de Proteo Coletiva - SPC atravs de
isolamento fsico de reas, sinalizao, aterramento provisrio e outros
similares, nos trechos onde os servios esto sendo
desenvolvidos.
10.3.1.1.1. Quando, no desenvolvimento dos servios, os sistemas
de proteo coletiva forem insuficientes para o controle de todos os
riscos de acidentes pessoais, devem ser utilizados Equipamentos de
Proteo Coletiva - EPC e Equipamentos de Proteo Individual - EPI,
tais como varas de manobra, escadas, detetores de tenso, cintos de
segurana, capacetes e luvas, observadas as prescries previstas no
subitem.
10.3.1.2. As ferramentas manuais utilizadas nos servios em
instalaes eltricas devem ser eletricamente isoladas, merecendo
especiais cuidados as ferramentas e outros equipamentos destinados
a servios em instalaes eltricas sob tenso.
10.3.1.3. Todo equipamento eltrico, tais como motores,
transformadores, capacitores, devem conter, nas suas especificaes,
o seu espectro sonoro em faixas de oitava freqncia, para controle
do seu nvel de presso sonora.
10.3.2. Procedimentos.
10.3.2.1. Durante a construo ou reparo de instalaes eltricas ou
obras de construo civil, prximas de instalaes sob tenso, devem ser
tomados cuidados especiais quanto ao risco de contatos eventuais e
de induo eltrica.
10.3.2.2. Quando forem necessrios servios de manuteno em
instalaes eltricas sob tenso, estes devero ser planejados e
programados, determinando-se todas as operaes que envolvam riscos
de acidente, para que possam ser estabelecidas as medidas
preventivas necessrias.
10.3.2.3. Toda ocorrncia, no programada, em instalaes eltricas
sob tenso deve ser comunicada ao responsvel por essas instalaes,
para que sejam tomadas as medidas cabveis.
10.3.2.4. proibido o acesso e a permanncia de pessoas no
autorizadas em ambientes prximos a partes das instalaes eltricas
que ofeream riscos de danos s pessoas e s prprias instalaes.
10.3.2.5. Os servios de manuteno ou reparo em partes de
instalaes eltricas que no estejam sob tenso s podem ser realizados
quando as mesmas estiverem liberadas.
10.3.2.5.1. Entende-se por instalao eltrica liberada para estes
servios aquela cuja ausncia de tenso pode ser constatada com
dispositivos especficos para esta finalidade.
10.3.2.5.2. Para garantir a ausncia de tenso no circuito
eltrico, durante todo o tempo necessrio para o desenvolvimento
destes servios, os dispositivos de comando devem estar sinalizados
e bloqueados, bem como o circuito eltrico aterrado, considerando-se
as prescries previstas no subitem 10.3.1.1.
10.3.2.6. Os servios de manuteno e/ou reparos em partes de
instalaes eltricas, sob tenso, s podem ser executados por
profissionais qualificados, devidamente treinados, em cursos
especializados, com emprego de ferramentas e equipamentos
especiais, atendidos os requisitos tecnolgicos e as prescries
previstas no subitem 10.1.2.
10.3.2.7. As instalaes eltricas devem ser inspecionadas por
profissionais qualificados, designados pelo responsvel pelas
instalaes eltricas nas fases de execuo, operao, manuteno, reforma e
ampliao.
10.3.2.7.1. Deve ser fornecido um laudo tcnico ao final de
trabalhos de execuo, reforma ou ampliao de instalaes eltricas,
elaborado por profissional devidamente qualificado e que dever ser
apresentado, pela empresa, sempre que solicitado pelas autoridades
competentes.
10.3.2.8. Nas partes das instalaes eltricas sob tenso, sujeitas
a risco de contato durante os trabalhos de reparao, ou sempre que
for julgado necessrio segurana, devem ser colocadas placas de
aviso, inscries de advertncia, bandeirolas e demais meios de
sinalizao que chamem a ateno quanto ao risco.
10.3.2.8.1. Quando os dispositivos de interrupo ou de comando no
puderem ser manobrados, por questo de segurana, principalmente em
casos de manuteno, devem ser cobertos por uma placa indicando a
proibio, com letreiro visvel a olho nu, a uma distncia mnima de 5
(cinco) metros e uma etiqueta indicando o nome da pessoa
encarregada de recolocao, em uso normal, do referido
dispositivo.
10.3.2.9. Os espaos dos locais de trabalho situados nas
vizinhanas de partes eltricas expostas no devem ser utilizados como
passagem.
10.3.2.10. proibido guardar objetos estranhos instalao prximo
das partes condutoras da mesma.
10.3.2.11. Medidas especiais de segurana devem ser tomadas nos
servios em circuitos prximos a outros circuitos com tenses
diferentes.
10.3.2.12. Quando da realizao de servios em locais midos ou
encharcados, bem como quando o piso oferecer condies propcias para
conduo de corrente eltrica, devem ser utilizados cordes eltricos
alimentados por transformador de segurana ou por tenso eltrica no
superior a 24 volts.
10.3.3. Situaes de emergncia.
10.3.3.1. Todo profissional, para instalar, operar, inspecionar
ou reparar instalaes eltricas, deve estar apto a prestar primeiros
socorros a acidentados, especialmente atravs das tcnicas de
reanimao cardio-respiratria.
10.3.3.2. Todo profissional, para instalar, operar, inspecionar
ou reparar instalaes eltricas, deve estar apto a manusear e operar
equipamentos de combate a incndios utilizados nessas instalaes.
10.4. Pessoal.
10.4.1. Autorizao para trabalhos em instalaes eltricas.
10.4.1.1. Esto autorizados a instalar, operar, inspecionar ou
reparar instalaes eltricas, somente os profissionais qualificados
que estiverem instrudos quanto s precaues relativas ao seu trabalho
e apresentarem estado de sade compatvel com as atividades
desenvolvidas no mesmo.
10.4.1.1.1. Cabe ao Servio Especializado em Engenharia de
Segurana e Medicina do Trabalho SESMT, o estabelecimento e avaliao
dos procedimentos a serem adotados pela empresa visando autorizao
dos empregados para trabalhos em instalaes eltricas, conforme o
previsto no subitem 10.4.1.1.
10.4.1.2. So considerados profissionais qualificados aqueles que
comprovem, perante o empregador, uma das seguintes condies:
a) capacitao, atravs de curso especfico do sistema oficial de
ensino;
b) capacitao atravs de curso especializado ministrado por
centros de treinamento e reconhecido pelo sistema oficial de
ensino;
c) capacitao atravs de treinamento na empresa, conduzido por
profissional autorizado.
10.4.1.3. Das instrues relativas s precaues do trabalho,
prescritas no subitem 10.4.1.1., devem constar orientao quanto
identificao e controle dos riscos e quanto aos primeiros socorros a
serem prestados em casos de acidentes do trabalho.
10.4.1.4. Todo profissional qualificado, autorizado a trabalhar
em instalaes eltricas, deve ter essa condio anotada no seu registro
do empregado.
10.4.2. Responsabilidade.
10.4.2.1. Todo responsvel pelas instalaes eltricas e os
profissionais qualificados e autorizados a trabalhar em instalaes
eltricas devem zelar pelo cumprimento desta Norma
Regulamentadora.
4 ACIDENTES COM ELETRICIDADE NR 13
4.1 O que deve ser feito em caso de acidente eltrico?
a) Nunca tocar na pessoa atingida enquanto est sob tenso.
b) Primeiro interromper a alimentao da instalao eltrica.
Desligar as chaves. Tirar os fusveis. Ou procurar isolar a pessoa
atingida com peas isolantes, para separar da fonte.
c) Em seguida, iniciar imediatamente a respirao artificial,
quando necessrio, em conjunto com massagem cardaca, prosseguindo at
a chegada do mdico.
d) O mdico deve ser chamado atravs de terceiros. Nunca
interromper a massagem e/ou respirao para chamar apoio mdico.
4.2 Como podem ser evitados acidentes eltricos?
As normas indicam diversas medidas, a saber:
a) Proteo contra contato acidental de partes da instalao eltrica
que esto sob tenso de servio, tais partes precisam ser isoladas
completamente ou convenientemente construdas, posicionadas, ou
dispostas, ou ainda estar protegidas pr meio de dispositivos
adequados.
b) Construo segura dos meios de acionamento e de instalao
eltrica tecnicamente comprovada: o aparecimento de defeitos na
isolao (p.ex., curto-circuito), razo do aparecimento de tenses
expostas, deve ser evitado pr uma construo adequada dos componentes
do circuito, sobretudo dos isolantes e uma isolao perfeita das
partes sob tenso, e pr meio de uma construo cuidadosa da instalao
eltrica, pr especialistas.
c) Medidas complementares de proteo: destinadas a evitar o
aparecimento de tenses de contato muito elevadas. As medidas
so:
4.3 Onde so necessrias medidas suplementares de proteo?
a) No so necessrias, em instalaes at o mximo de 65 v em relao a
terra.
b) So necessrias em instalaes acima de 65 V, excluindo-se:
1. Instalao residenciais e escritrios com assoalho isolante,
onde as instalaes de gua, gs e aquecimento esto fora do alcance da
mo porm aterrados. Se existirem instalaes de mquinas eltricas que
possam ser tocadas simultaneamente, a exceo no se aplica.
Entendem-se pr assoalhos isolantes os de madeira, recobrimento
asfltico, plstico, borracha ou cortia, e tapetes fixos.
2. Envoltrios metlicos e tubos, em recintos secos, tambm no caso
em que o assoalho no isolante.
3. Caixas de entrada em residncias, medidores com respectivo
painel de leitura, assim como dispositivos de comando e rels
ligados a estes.
4. Postes de ao ou ao-concreto, em redes externas.
5. Reforos metlicos em telhados e partes metlicas anexas.
6. Galpes em estrutura metlica.
7. Maquinrio com corpo metlico ou partes metlicas.
4.4 Quais os tipos de defeitos que podem aparecer?
a) Defeitos de isolao: condies de deficiente isolao do
circuito
b) Curto-circuito interno: ligao que se apresenta entre um
elemento da instalao, no destinado a conduo de corrente
(p.ex.,enrolamento).
c) Curto-circuito entre dois condutores que conduzem corrente
eltrica, quando no circuito no existe resistncia til(pr exemplo,
uma lmpada), o caso de curto-circuito entre condutores.
d) Curto-circuito a terra: defeito ou caminho condutor, que se
estabelece devido a um arco, entre um condutor de fase ou um neutro
isolado, com a terra ou partes ligadas a terra.
O curto-circuito dito pleno, quando a ligao que se estabelece no
apresenta resistncia, e dito incompleto quando alguma resistncia
existe.
4.5 Perigo no contato de partes vivas de uma instalao
eltrica.
No contato de duas partes vivas de uma instalao eltrica passa a
existir a tenso da rede sobre a pessoa. Atualmente em todas as
redes que possuem condutor neutro este ligado a terra tanto nas
subestaes quanto na prpria distribuio. Desta forma, a terra parte
do circuito ou rede. Quem est em contato com a terra precisa,
portanto, apenas entrar em contato com uma das partes vivas do
circuito (condutor de fase) para ficar sob a ao da tenso de
rede.
4.6 Perigo no contato de partes no condutoras de uma instalao
eltrica.
Quando ocorrem defeitos de isolao em instalaes eltricas partes
que no pertencem ao circuito condutor dessa instalao (pr exemplo, a
carcaa de motores eltricos ou as partes metlicas de um fogo
eltrico) podem se tornar condutores , aparecendo assim tenses e
correntes acidentais.
Correntes acidentais fluem, portanto, devido a falhas de
isolao.
A tenso acidental a tenso que aparece entre as partes em que se
apresenta o defeito de isolao, que esto em contato, dos quais uma
da rede, e a outra no pertence ao condutor, ou entre estas e a
terra ( sua determinao feita pr meio de um voltmetro com Ri = cerca
de 40 K().
Tenso de contato uma das partes da tenso acidental (ou de uma
tenso terra), que pode ser suportada pelas pessoas. Se, pr exemplo,
a carcaa de um motor est com defeito de isolao de um enrolamento
alimentado, ento aparece uma tenso acidentalente a carcaa do motor
e a terra de referncia. A tenso de contato existe entre a carcaa do
motor e o assoalho no isolante. Medio pr meio de um voltmetro com
Ri de cerca de 3k(:
A tenso de contato tambm pode aparecer, quando o assoalho est
isolado contra a terra. Se pr exemplo, partes metlicas de um forno
eltrico se tornarem condutoras, em virtude de defeitos na sua
isolao, ento aparece uma tenso de contato entre as panelas do fogo
e a canalizao de gua que se encontra prxima, e que possam ser
simultaneamente tocadas.
4.7 Quando e que tenses de contato se tornam perigosas?
As tenses de contato so mais perigosas entre mos e ps. Se
estivermos apoiados na terra e tocarmos com as mos partes que se
tornaram condutoras, ento circula uma corrente atravs das artrias e
veias do corpo e desta forma passar pelo corao. Em tal caso j 30 mA
so perigosos. Se este valor se eleva para 50mA, ento os msculos do
corao j trabalham irregularmente, provocando um fornecimento
irregular de sangue ao crebro e as conseqncias podem ser fatais.
Nos casos em que a corrente de 30 mA j perigosa, passa pela
resistncia do corpo, que em pessoas adulta varia de 2 a 5 K( (para
crianas o seu valor menor), uma tenso de contato de 60 V.
4.8 O que se entende pr isolao local?
A isolao local como medida de proteo, apenas permitida no caso
dos elementos de circuito que no mudarem a sua posio. Devem estar
protegidas todas as partes ao alcance da mo, assim como o assoalho,
ou outras partes condutoras em contato com a terra. Os
recobrimentos devem satisfazer as seguintes condies:
a) devem ser resistentes e de dimenses tais que o elemento do
circuito (chaves, motores, condutores)apenas possam ser tocados de
pontos isolados.
b) Devem ser fixos sobre as suas bases de montagem.
c) Se diversos elementos esto presentes, que possam ser
alcanados da posio isolada, ento as partes, que no pertencem ao
circuito de corrente,
devem ser interligados entre si pr meio de um condutor.
4.9 Onde se emprega a isolao protetora?
A isolao de proteo uma medida ideal de segurana, porm o seu
setor de aplicao muito limitado. Um motor de 15 cv ou um fogo
eltrico no podem ser isolados com uma isolao que os recubra
totalmente. O recobrimento isolante pode, pr isto, ser
empregado:
a) em pequenos aparelhos eltricos (pr exemplo, barbeadores
eltricos)
b) em aparelhos eltricos, que tem grandes superfcies contnuas
(pr exemplo, furadeiras eltricas).
c) No acionamento de mquinas eltricas.
d) Em luminrias destinadas a recintos midos e molhados.
4.10 O que deve ser observado em aparelhos com isolao de proteo?
Aparelhos com esta proteo, ao contrrio das determinaes normais, no
devem Ter um terminal para ligao de um condutor de aterramento.
O condutor mvel, que fixo ao aparelho, no deve Ter condutor de
proteo, entretanto, os pinos para tomada devem possuir um pino de
proteo.
4.11 O que se entende pr tenso reduzida?
A tenso reduzida, como medida de proteo, a utilizao nas
instalaes eltricas de uma tenso no superior a 42 V, e em motores
eltricos para brinquedos, um mximo de 24 V.
Como apenas em tenses de servio superiores a 65 V aparecem
correntes perigosas, a tenso reduzida seria a medida de proteo mais
adequada. Entretanto, este baixo valor daria origem correntes muito
elevadas no caso de potncias elevadas da maquinaria, e, em
conseqncia, enormes sees transversais de condutores e pesados
equipamentos. Desta forma, uma potncia mais elevada exige tenses de
servio mais elevadas, fazendo com que a tenso reduzida se aplique
instalaes de pequena potncia, onde a periculosidade mais
elevada.
4.12 Onde deve a tenso reduzida ser empregada?
As normas prescrevem a tenso mxima de 42 v para:
a) Ferramentas usadas para a manuteno, limpeza e demais servios
em tanques, tubos e outros, onde o espao disponvel pequeno ou
empregam isolao de proteo at 250 v.
b) Luminrias instaladas em tanques, tubos e similares, de
material condutor.
c) Luminrias em tonis e fornos
d) Luminrias destinadas manuteno e limpeza de recipientes
condutores, nos quais so montadas, ou seno, usar isolao de proteo
ou equivalente.
e) Misturadores de concreto, afiadores com meio lquido e mquinas
de idnticas condies ou seno com uma tenso superior, se forem
tomadas precaues de proteo com um transformador de isolao.
f) Motores eltricos de brinquedos.
g) Aparelhos com acionamento eletromotriz, para tratamento de
animais, devem Ter uma tenso inferior a 24 vou as partes metlicas
devem estar separadas das demais partes condutoras pr meio de uma
isolao de proteo, a qual, em caso de defeito, se comporte
convenientemente perante a tenso.
Quando o solo pedregulhoso mido, esta resistncia se eleva de 5
vezes, em areia seca e pedregulhosa de 10 vezes, e, em cho de
pedra, ao valor de 30 vezes os valores relacionados no quadro.
5 COMPONENTES ELTRICOS
A medida que as mquinas executam suas funes dentro do setor
produtivo, suas caractersticas eltricas e mecnicas sofrem alteraes,
que esto ligadas diretamente ao tratamento recebido ao longo de sua
vida til, tanto do setor de operao quanto de manuteno. O
acompanhamento das mquinas deve ser encarado como prioridade pr
todos que esto ligados a mesma, pois s assim atingiremos a quebra
zero do equipamento.
Na maioria dos casos de parada das linhas de produo, poderemos
intervir antes da parada em emergncia. Os equipamentos apresentam
sintomas que antecedem a quebra, e caso estejamos acompanhando
estes sinais poderemos intervir evitando assim a parada ou
poderemos amenizar o tempo de parada da linha
.
Os equipamentos eltricos tais como motores, transformadores,
disjuntores e sistemas de proteo podem ser acompanhados de maneira
simples e eficiente, bastando para isso, conhecer alguns ensaios
eltricos e utilizar uma ferramenta para acompanhar graficamente as
alteraes verificadas durante os ensaios
Fig. 02
Para analisarmos os grficos que iro surgir dos dados levantados
conforme observamos na fig.02, devemos observar as alteraes ao
longo do tempo das grandezas analisadas, e ficar atento a alteraes
bruscas de valores, pois poder indicar que o equipamento em anlise,
est entrando em um ponto crtico, podendo comprometer a continuidade
de operao do processo.
5.1 Motores eltricos
Como qualquer equipamento, os motores esto sujeitos a alteraes
em suas caractersticas. Possuindo em sua construo vrios
componentes, temos dois pontos que devem ser controlados de maneira
eficiente, os rolamentos ou mancais e as bobinas. Vejamos a fig. 04
onde esto representados os componentes bsicos de um motor
eltrico.
Na figura acima podemos observar que a ateno que damos aos
rolamentos ou mancais realmente importante, pois trata-se da parte
onde todos os esforos esto concentrados, sendo assim, rodando vinte
e quatro horas os desgastes vo surgir e caso no seja empregado um
sistema eficiente de inspeo, onde haja o acompanhamento no caso de
vibraes, poder quebrar, e gerar uma emergncia.
A falha mais comum em rolamentos e mancais gerada pr alguma
deficincia no sistema de lubrificao.
Os motores esto sujeitos a variaes de temperatura, a contaminao
dos enrolamentos com materiais diversos provenientes do meio onde
est instalado, a sobrecargas entre outras formas de agresso ao seu
bobinado. Analisando os efeitos causados, verificaremos que estamos
atuando diretamente sobre o material isolante.
Alterao das caractersticas de isolao.
Para que possamos melhorar nossos conhecimentos sobre a alterao
da isolao de motores, vamos analisar os efeitos fsicos causados
pela alterao de temperatura.
As perdas:
A potncia til fornecida pelo motor na ponta do eixo menor que a
potncia que o motor absorve da linha de alimentao, isto , o
rendimento do motor sempre inferior a 100%. A diferena entre as
duas potncias representa as perdas que so transformadas em calor, o
qual deve ser dissipado para fora do motor para evitar que a elevao
de temperatura possa causar danos a isolao. Este efeito acontece em
todos os motores. Nos motores de automveis, pr exemplo, o calor
gerado pelas perdas internas tem que ser retirado do bloco pela
circulao de gua pelo radiador sendo este refrigerado pela ventoinha
e pelo ar que conduzido atravs das aletas quando o carro est em
movimento.
Dissipao do calor:
O calor gerado pelas perdas no interior do motor dissipado para
o ar ambiente atravs da superfcie externa da carcaa. Em motores
fechados essa dissipao normalmente auxiliada pelo ventilador
montado no prprio eixo do motor. Uma boa dissipao depende :
da eficincia do sistema de ventilao;
da rea de dissipao da carcaa;
da diferena de temperatura entre a superfcie externa da carcaa e
do ar ambiente (t ext. t amb.).
a) O sistema de ventilao bem projetado, alm de ter ventilador
eficiente, capaz de movimentar grande volume de ar, deve dirigir
esse ar de modo a varrer toda a superfcie da carcaa, onde se d a
troca de calor. De nada adianta um grande volume de ar se ele se
espalha sem retirar o calor do motor.
b) A rea total de dissipao deve ser a maior possvel. Entretanto,
um motor com uma carcaa muito grande, para obter maior rea, seria
muito caro e pesado, alm de ocupar muito espao. Pr isso, a rea de
dissipao disponvel limitada pela necessidade de fabricar motores
pequenos e leves. Isso e compensado em parte, aumentando-se a rea
disponvel pr meio de aletas de resfriamento, fundidas com a
carcaa.
c) Um sistema de resfriamento eficiente aquele que consegue
dissipar a maior quantidade de calor disponvel, atravs de menor rea
de dissipao. Para isso necessrio que a queda interna de
temperatura, mostrada na figura 05, seja minimizada. Isto quer
dizer que deve haver uma boa transferncia de calor do interior do
motor at a superfcie externa.
O que realmente queremos limitar a elevao da temperatura no
enrolamento sobre a temperatura do ar ambiente. Esta diferena total
((t) comumente chamada elevao de temperatura do motor, e como
indicado na Figura abaixo, vale a soma da queda interna com a queda
externa.
Fig. 05
Como vimos, interessa reduzir a queda interna (melhorar a
transferncia de calor) para poder ter uma queda externa maior
possvel, pois esta que realmente ajuda a dissipar o calor. A queda
interna de temperatura depende de diversos fatores como indica a
figura 05, onde as temperaturas de certos pontos importantes do
motor esto representantes do motor esto representadas e explicadas
a seguir:
A - Ponto mais quente do enrolamento, no interior da ranhura,
onde gerado o calor proveniente das perdas nos condutores.
AB - Queda de temperatura na transferncia de calor do ponto mais
quente at os fios externos. Como o ar um pssimo condutor de calor,
importante que no haja vazios no interior da ranhura , isto , as
bobinas devem ser compactas e a impregnao com verniz deve ser
perfeita.
B - Queda atravs do isolamento da ranhura e no contato deste com
os condutores de um lado, e com as chapas do ncleo, do outro. O
emprego de materiais modernos melhora a transmisso de calor atravs
do isolante; a impregnao perfeita, melhora o contato do lado
interno, eliminando espaos vazios; o bom alinhamento das chapas
estampadas, melhora o contato do lado externo, eliminando camadas
de ar que prejudicam a transferncia de calor.
BC - Queda de temperatura pr transmisso atravs do material das
chapas do ncleo.
C - Queda no contato entre o ncleo e a carcaa. A conduo de calor
ser tanto melhor quanto melhor for o contato entre as partes,
dependendo do bom alinhamento das chapas, e preciso da usinagem da
carcaa. Superfcies irregulares deixam espaos vazios entre elas,
resultando em mau contato e, portanto, m conduo do calor e elevada
queda de temperatura neste ponto.
CD Queda de temperatura pr transmisso atravs da espessura da
carcaa.
De acordo com a qualidade de fabricao do motor a transferncia de
calor ser executada com uma melhor eficincia, eliminando assim
provveis pontos quentes no enrolamento, aumentando assim a
perspectiva de vida til do motor.
Temperatura externa do motor.
Era comum, antigamente, verificar o aquecimento do motor,
medindo com a mo, a temperatura externa da carcaa. Em motores
modernos, este mtodo primitivo e completamente errado. Como vimos
anteriormente, os critrios modernos de projeto, procuram aprimorar
a transmisso de calor internamente de modo que a temperatura do
enrolamento fique pouco acima da temperatura externa da carcaa,
onde ela realmente contribui para dissipar as perdas.
Em resumo a temperatura da carcaa no d indicao do aquecimento
interno do motor, nem de sua qualidade. Um motor frio pr fora pode
Ter perdas maiores e temperatura mais alta no enrolamento do que um
motor exteriormente quente.
Sendo o motor de induo, uma mquina robusta e de construo
simples, a sua vida til depende quase exclusivamente da vida til da
isolao dos enrolamentos. Est afetada pr muitos fatores, como
umidade, vibraes, ambientes corrosivos e outros. Dentre todos os
fatores, o mais importante , sem dvida a temperatura de trabalho
dos materiais isolantes empregados. Um aumento de 8 a 10 graus na
temperatura da isolao reduz sua vida til pela metade.
Quando falamos em diminuio da vida til do motor, no nos
referimos s temperaturas elevadas, quando o isolante se queima e o
enrolamento destrudo de repente. Vida til da isolao (em termos de
temperatura de trabalho, bem abaixo daquela em que o material se
queima), refere-se ao envelhecimento gradual do isolante, que vai
se tornando ressecado, perdendo o poder isolante, at que no suporte
mais a tenso aplicada e produza o curto-circuito.
A experincia mostra que a isolao tem uma durao praticamente
ilimitada, se a sua temperatura for mantida abaixo de um certo
limite. Acima deste valor, a vida til da isolao vai se tornando
cada vez mais curta, medida que a temperatura de trabalho mais
alta. Este limite de temperatura muito mais baixo que a temperatura
de queima do isolante e depende do tipo de material empregado.
Esta limitao de temperatura se refere ao ponto mais quente da
isolao e no necessariamente ao enrolamento todo. Evidentemente,
basta um ponto fraco no interior da bobina para que o enrolamento
fique inutilizado.
Classes de isolamento.
Como foi visto anteriormente, o limite de temperatura depende do
tipo de material empregado. Para fins de normalizao, os materiais
isolante e os sistemas de isolamento (cada um formado pela combinao
de vrios materiais) so agrupados em classe de isolamento cada qual
definida pelo respectivo limite de temperatura, ou seja, pela maior
temperatura que o material pode suportar continuamente sem que seja
afetada sua vida til. As classes de isolamento utilizadas em
mquinas eltricas e os respectivos limites de temperatura conforme
NBR 7094, so as seguintes:
CLASSE A105 C
CLASSE E120 C
CLASSE B130 C
CLASSE F155 C
CLASSE H180 C
Analisando o efeito joule sobre a isolao de motores.
Conforme foi visto anteriormente, a medida que submetemos os
motores a trabalharem com temperaturas elevadas, diminumos
drasticamente a vida til do equipamento, pois estamos extressando
os materiais isolantes que fazem parte do pacote.
Para que possamos melhorar as condies do dieltrico, em contra
partida, a medida que aumentamos a temperatura de maneira
controlada obteremos uma melhora do mesmo.
A medida que temos que controlar as condies eltricas dos
motores, necessrio que seja acompanhado de perto o valor de isolao
das bobinas. Se o ensaio for feito em temperatura diferente, ser
necessrio corrigir a temperatura para 40 C, utilizando-se de uma
temperatura , levantada com a prpria mquina. Se no se dispe desta
curva , pode-se empregar a correo aproximada fornecida pela curva
da figura 06, nota-se aqui que a resistncia praticamente dobra a
cada 10 C que se diminui a temperatura de isolao. Em mquinas novas,
muitas vezes podem ser obtidos valores inferiores, devido a presena
de solvente nos vernizes isolantes que posteriormente se
volatilizam durante a operao normal. Isto no significa
necessariamente que a mquina est sem condies para a operao, uma vez
que a resistncia de isolamento se elevar depois de um tempo em
servio.
Em mquinas velhas, em servio, podem ser obtidas freqentemente
valores muito maiores. A comparao com valores obtidos em ensaios
anteriores na mesma mquina, em condies similares de carga,
temperatura e umidade, servem como uma melhor indicao das condies
da isolao do que o valor obtido num nico ensaio, sendo considerado
suspeita qualquer reduo grande ou brusca.
Geralmente a resistncia do isolamento medida com a ajuda de um
megmetro (fig.06). Se a resistncia de isolamento for menor que os
valores obtidos pela frmula, para determinar isolao mnima, o motor
ter que ser submetido a um processo de secagem. Recomenda-se o uso
de uma estufa como fonte externa para a desumidificao, onde a taxa
de incremento de temperatura no deve exceder 5 C pr hora at atingir
a temperatura final de 110 C.
Tabela para converso do valor da isolao do pacote em processo de
secagem para temperatura de 40 C.
Como observamos anteriormente a medida que a temperatura diminui
em 10 C o valor da isolao dobra. Temos ento dois referenciais, o
motor em operao e a condio de motor parado.
5.2 Mquinas de corrente contnua
As mquinas de corrente contnua podem funcionar como geradores ou
motores, Os geradores de C.C. so utilizados para transformar a
energia mecnica em energia unidirecional. Os motores de CC so
utilizados para a transformao da energia eltrica em energia
mecnica.
As mquinas de corrente contnua so compostas por um estator ou
carcaa, onde esto localizadas as sapatas polares, as bobinas de
campo e um rotor induzido, construdo de chapas de ao-silcio
isoladas e superpostas, que formam um cilindro com ranhuras em sua
periferia, onde so alojadas as bobinas que esto ligadas s lminas do
coletor. Em uma das tampas est fixado o porta-escova e em seu
interior colocada a escova. Observe os componentes da mquina de
corrente continua nas figuras abaixo
Estator Rotor
Porta-escova
5.3 Transformadores de potncia.
Alterao das caractersticas de isolao.
Como j vimos anteriormente todo equipamento est sujeito a
alterao de suas caractersticas fundamentais, o transformador tambm
est relacionado nesta lista de equipamentos, porm pr no possuir
partes mveis (eventualmente comutador sobre carga), no estar
sujeito a desgastes mecnicos, como os demais. Na figura abaixo
poderemos observa o detalhes de um transformador de fora.
As alteraes de isolao nos transformadores normalmente podem ser
acompanhadas ao longo de sua vida til, pois normalmente no so
alteraes rpidas, esto diretamente ligadas ao carregamento da
unidade. Alteraes bruscas ou de grande valor indicam possveis
falhas na unidade, que podem estar ligadas a alguns fatores, que,
podem na maioria dos casos, ser detectados antes de proporcionar
danos ao transformador. O carregamento da unidade determina sua
vida til. A medida que trabalhamos com o mximo que a unidade foi
projetada para suportar diretamente estamos afetando o material
isolante empregado na fabricao das bobinas, podemos observar estes
efeitos na figura a seguir:
Devemos ento, como podemos observar na figura acima trabalhar
com o transformador com temperaturas abaixo de 95C para que
possamos atingir a meta de vida til esperada para a unidade.
importante citar que transformadores no devem ser sobre
dimensionados, pois, trabalhando desta forma consome a mesma
potncia reativa que consumiria com uma carga em torno de 70 % da
nominal.
Um dos itens de maior importncia a ser considerado quando da
instalao e inspeo do transformador so as condies de ventilao das
unidades. Para melhorar a troca de calor, so projetados
dispositivos para executar a troca denominados de radiadores.
Sendo assim, como podemos observar, a condio de temperatura do
transformador interfere diretamente na vida do dieltrico.
Existem fatores gerados pela quebra da selagem do sistema
(tanque). Quando isso ocorre passamos a contaminar o lquido
isolante.
Hoje o mercado cada vez mais est se dedicando a compra de
transformadores do tipo seco, onde as bobinas so revestidas com
resinas capazes de garantir a isolao do potencial a qual esto
submetidas e dissipar o calor gerado durante seu funcionamento.
Anlise do efeito joule nos transformadores.
Podemos observar que extremamente importante a troca de calor,
pois com isso todos os materiais envolvidos em garantir a isolao do
transformador, tero sua vida til assegurada pr um tempo maior.
Verificando que os materiais isolantes so quem mais sofrem com o
calor, podemos atravs destes determinar a expectativa de vida til
da unidade. Para tanto em transformadores de fora com leo isolante,
basta executar anlise do teor de furfural, que procura verificar o
grau de contaminao da celulose empregada na isolao do trafo
(degradao do papel), e com esses dados procura determinar a vida
til restante da unidade.
Com o ensaio acima, podemos nos planejar, para troca ou
rejuvenescimento quando possvel da unidade antes que venha a
falhar. Existem ensaios que devem ser executados anualmente nos
transformadores sendo de extrema importncia o seu acompanhamento
veremos a seguir.
Efeitos fsicos qumicos em mquinas isoladas a leo.
Um dos materiais isolantes mais conhecido no ramo eltrico o leo
mineral, que apresenta entre suas principais funes resfriar e
isolar.
Resfriar: Para dissipar o calor proveniente da operao do
equipamento, requer baixa viscosidade do leo, a fim de facilitar a
circulao do mesmo.3
Isolar: No permitir a formao de arco eltrico entre dois
condutores com diferenas de potencial.
O leo atualmente um derivado de petrleo. Aps sofrer
processamento industrial especfico para tal fim, apresenta uma
variada gama de hidrocarbonetos chamando a ateno para trs
tipos:
hidrocarbonetos parafnicos: so aqueles que apresentam carbonos
saturados, em cadeias abertas, podendo ser essas cadeias ramificas
ou lineares.
hidrocarbonetos naftnicos: so de carbonos saturados de cadeias
fechadas chamados ciclos alcanos.
hidrocarbonetos aromticos: so cadeias fechadas que apresentam
carbonos insaturados de formao benznica.
Evidentemente, a conjuno desses trs tipos de hidrocarbonetos
transmite ao leo isolante caractersticas bem definidas de
comportamento fsico-qumico como densidade, estabilidade oxidao,
ponto de fluidez etc; essas particularidades fsico-qumicas fizeram
com que aparecessem no mercado brasileiro dois tipos de leo
isolante bem distintos: leo mineral isolante tipo A e leo isolante
tipo B.
leo mineral tipo A: apresenta predominncia de cadeia naftnica
(ciclo alcano) ou caractersticas fsico-qumicas dos ciclos alcanos,
e pr isso so chamados naftnicos, cujo tipo vem desaparecendo do
mercado pela sua escassez, devido falta de novas fontes de leo com
tais caractersticas.
leo mineral tipo B: apresenta predominncia de cadeia parafnica
(alcanos) com caractersticas fsico-qumicas dos alcanos e pr isso so
chamados leos parafnicos.
O emprego do tipo A ou B est vinculado a classe de tenso do
transformador.
leo mineral isolante Tipo A: equipamentos para tenso menor que
138 Kv.
leo mineral isolante Tipo B: equipamentos para tenso maior que
138 Kv.
A medida que analisamos os profissionais envolvidos no dia a dia
com o acompanhamento de equipamentos isolados com fludos (leos
isolantes), observamos a falta de conhecimento sobre o significado
dos ensaios fsicos qumicos e o que os mesmos representam para o
equipamento. Abaixo daremos uma idia genrica dos conceitos e
ensaios mais freqentes realizados.
Teor de gua:
Relaciona: isolao trmica/eltrica e contaminao.
Detecta: gua
Indica : contaminao, comprometendo as propriedades dieltricas e
tendncias a oxidao.
Influncia no leo: se maior que o recomendado: reduo das
caractersticas dieltricas e tendncias oxidao.
Influncia no trafo: se maior que o recomendado: reduo das
caractersticas dieltricas.
Rigidez dieltrica:
Relaciona: com isolao trmica/eltrica, composio qumica, processo
usado na refrigerao, contaminao e deteriorao (Fig. 11).
Detecta: contaminantes, partculas em suspenso e umidade.
Indica: contaminao ou grau de tratamento deficiente.
Influncia no leo: valor menor: propriedades dieltricas
prejudicadas.
Influncia no trafo: o mesmo para o leo.
Tenso interfacial:
Relaciona: Isolao trmica/eltrica, refrigerao, processo de
refino, contaminao, deteriorao.
Detecta: contaminantes polares solveis em gua e produtos de
oxidao.
Indica: processo de refino deficiente, contaminao de/ ou
deteriorao do leo.
Influncia no leo: valores abaixo do limite indicam possibilidade
de reduo das carctersticas dieltricas.
Influncia no trafo: valores abaixo do limite indicam
possibilidade de reduo das caractersticas dieltricas. Quando muito
baixo, < 20 dinas/cm, iminente formao ou presena de borra.
Acidez:
Relaciona: isolao termo/eltrica, refrigerao, processo usado no
refino, deteriorao
Detecta: compostos cidos e polares.
Indica: deteriorao do leo, refino deficiente.
Influncia no leo: valores acima do limite prejudicam as
propriedades dieltricas facilitando a formao de borra.
Influncia no trafo: valores abaixo do limite podem destruir os
materiais isolantes, atacar os metais.
Tangente delta a 90 C:
Relaciona: isolao termo /eltrica, processo usado no refino,
contaminao, deteriorao.
Detecta: contaminantes, produtos de oxidao, sabes metlicos,
interao qumica entre materiais isolantes.
Indica: deteriorao ou contaminao prejudicando as propriedades
dieltricas.
Influncia no leo: se maior: propriedades prejudicadas.
Influncia no trafo: para equipamentos novos: incompatibilidade
de materiais poder de solvncia sobre os materiais construtivos.
Viscosidade:
Relaciona: com refrigerao, composio qumica, processo usado no
refino.
Indica: o tipo de leo cru bsico para a mesma frao de destilao
para o ndice de viscosidade.
Influncia para o trafo: valor acima do recomendado prejudica a
refrigerao.
Cor:
Relaciona: composio qumica, processo usado no refino,
contaminao, deteriorao.
Detecta: compostos qumicos.
Indica: grau e processo de refino deficiente, contaminantes,
e/ou deteriorao.
Influncia para o leo: valor acima do recomendado: isoladamente
sem significao. Sua interpretao deve ser associado a outros
ensaios, acidez, viscosidade, tangente etc.
Influncia para o trafo: valor acima do recomendado:
isoladamente, sem significao. Sua interpretao deve ser associada a
outros ensaios.
Ponto de fulgor:
Relaciona: composio qumica, processo usado no refino,
contaminao.
Detecta: hidrocarbonetos leves de baixo ponto de inflamao.
Indica: grau de segurana e contaminao com fraes leves.
Influncia para o leo: valor menor recomendado: diminuio do grau
de segurana.
Influncia para o trafo: valor menor ao recomendado: diminuio do
grau de segurana.
Estabilidade da oxidao:
Relaciona: isolao trmica/eltrica, processo de refino, contaminao
e deteriorao.
Detecta: gua livre e partculas em suspenso.
Indica: processo de refino deficiente, contaminao ou deteriorao
do leo.
Influncia para o leo: propriedades dieltricas prejudicadas.
Influncia para o trafo: as propriedades dieltricas podem ser
prejudicadas porque a gua e partculas slidas favorecem a
condutibilidade eltrica.
Efeitos causados pr curto entre espiras.
Quando da existncia de curto entre espiras no transformador,
existir alteraes de comportamento como o que veremos abaixo:
Alterao de temperatura.
Alterao de corrente (diferena entre fases).
No caso de transformadores protegidos pr rels diferenciais,
poder atuar a unidade.
Alterao de rudo emitido pelo mesmo.
Alterao da relao de transformao.
As alteraes acima indicam uma possvel falha entre espiras, sendo
assim, poderemos verificar o problema utilizando o T.T.R
(Transformer Turn Ratio, fig. 11). Neste teste, no podemos ter uma
diferena maior que 0,5 % entre o calculado, e o encontrado no
ensaio. de fundamental importncia comparar os valores encontrados
com os valores de histrico. No caso dos ensaios determinar a
existncia de problemas internos teremos que enviar a unidade para
reparo em empresa especializada.
5.4 DISJUNTORES
Introduo
Para uma melhor compreenso dos fenmenos ligados interrupo de
correntes conveniente fazer uma reviso do histrico da disrupo dos
dieltricos gasosos.
Conceito de rigidez dieltrica
Foi introduzido por Maxwell em 1873 como sendo a relao entre a
tenso que produz a disrupo entre dois eletrodos e a distncia entre
eles e que vlida para campos uniformes:
Onde: e a rigidez dieltrica em KV/cm, Vd a tenso que provocou a
disrupo em KV a distncia entre os eletrodos em cm.
E = Vd / e
Lei de Paschen
Foi enunciada em 1889: a tenso disruptiva de um gs, a
temperatura constante, funo do produto presso x distncia entre os
eletrodos. A curva que exprime a lei de Paschen tem o aspecto geral
mostrado abaixo, com um mnimo bem definido para cada gs.
Por essa lei, se multiplicarmos a presso por um fator k e
dividirmos a distncia pelo mesmo fator k, a tenso disruptiva
continua a mesma.
Esta lei tem uma importncia tecnolgica fundamental pois a partir
dela podemos efetuar:
(correo das distncias de isolao com a variao da altitude.
Sabendo-se que a medida que aumenta a altitude diminui a presso
atmosfrica a distncia de isolao deve ser aumentada para continuar
apresentando a mesma tenso suportvel (sob a mesma temperatura).
Levando em conta a temperatura a correo para a distncia se faz
aproximadamente com a densidade do ar dada por:
(= O,386p
273+ t
onde p a presso atmosfrica em mmHg e t a temperatura em C,
adotando-se como valores de referncia po = 76OmmHg e to = 20C. Para
outras unidades a frmula a seguinte:
onde p a presso em uma nova altitude, po a presso ao nvel do mar
adotada como referncia To a temperatura de referncia em Kelvin e T
a nova temperatura em Kelvin
(uso de disjuntores de ar comprimido: para estes disjuntores as
distncia entre os contatos na posio aberta pode ser muito menor,
proporcionalmente presso utilizada.
(uso de instalaes encapsuladas e disjuntores em SF6 : este gs
melhor dieltrico que o ar e sob presses relativamente baixas
apresenta rigidez dieltrica equivalente ao ar sob altas presses e
as dimenses desses equipamentos e instalaes ficam mais atrativas
construtiva e economicamente.
Corrente atravs de gs ionizado
No ar, na superfcie da Terra, h uma certa quantidade de ons
(cerca de 2.000 a 3.0001cm3) causados pelo bombardeamento por raios
csmicos e por radiao emitida pelo solo (que varia de regio para
regio da crosta terrestre).
Por ocasio das tempestades essa quantidade aumenta muito, cerca
de 10 vezes.
5.5 Cargas Lineares
Resistores
Se o circuito for resistivo, a corrente e a tenso se anulam
simultaneamente e a interrupo ser mais fcil. Em outras palavras a
interrupo depende do fator de potncia como ser visto abaixo.
V-se assim que a interrupo em C.A. mais fcil que em 0.0. e um
interruptor projetado para CA. s pode ser capaz de interromper
correntes contnuas se os parmetros tenso e corrente forem
reduzidos. costume dizer que um disjuntor ou contator para CA.
desclassificado para funcionar em C.C. Isto quer dizer que le ser
capaz de interromper correntes continuas se o valor da corrente, da
tenso ou de ambas forem reduzidos.
Capacitores
Num circuito capacitivo a corrente esta adiantada de 90 em relao
tenso na separao dos contatos a tenso estar no seu valor de curto
dificultar a interrupo.
Indutores
A situao anloga anterior, pois aqui a tenso est adiantada de
900em relao a corrente.
Cargas formadas por resistores, indutores e capacitores.
No caso de uma impedncia constituda por uma associao srie ou
paralela de indutores, resistores e capacitores a tenso de
recuperao assume uma forma senoidal mas como uma sobretenso
sobreposta (overshoot).
Esta tenso de recuperao at alguns anos atrs no era levada em
considerao nos ensaios de disjuntores de baixa tenso mas as normas
mais recentes passaram a exigir a sua medio.
A inteno que o disjuntor no seja favorecido (montando-se um
circuito com uma tenso de recuperao com subidas suaves e sem
sobretenso) ou prejudicado quando, ao contrrio os componentes de
circuito provocam uma tenso de recuperao rspida e com sobretenso
elevada, a forma da tenso de recuperao do tipo apresentado.
possvel, dependendo do modo de associao dos componentes que
interrupo de uma carga com fator de potncia mais favorvel d uma
interrupo mais difcil.
5.6 Cargas no lineares
Se o disjuntor alimentar uma carga no linear, quando ocorrer um
curto-circuito possvel que ele tenha mais dificuldade para
interromper ou venha mesmo a falhar.
Um exemplo um curto-circuito durante a energizao de um
transformador em vazio que esteve desligado por um longo
perodo.
Na energizao h uma alta corrente com uma elevada taxa de
harmnicas que frequentemente interpretada pelo sistema de proteo
como corrente de curto-circuito.
Quando a corrente interrompida gerada uma sobretenso que pode
provocar uma reignio ou um reacendimento do arco e se o contato
mvel j estiver prximo do final do percurso ele provavelmente ir
falhar. necessrio confirmar com o fabricante a capacidade do
disjuntor atuar corretamente nestes casos especiais. Nas baixas
tenses este caso ocorre quando h ansformadores de isolamento ou de
adaptao das diferentes tenses.
A altitude
A tenso disruptiva pare um par de eletrodos funo do produto
p
