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acionamentos elétricos

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  • MINISTRIO DA EDUCAO E DO DESPORTO

    UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA MARIA

    COLGIO TCNICO INDUSTRIAL

    CURSOS DE ELETROMECNICA E ELETROTCNICA

    ACIONAMENTOS ELTRICOS

    CHAVES DE PARTIDA

    Prof. Marcos Daniel Zancan 2008

  • Acionamentos Eltricos

    ____________________________________________________________________________________ Prof. Marcos Daniel Zancan

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    1. INTRODUO

    Neste mdulo iremos estudar de forma prtica e objetiva, contedos bsicos que auxiliaro

    na escolha, construo, instalao e manuteno de chaves de partida e seus equipamentos de

    acionamento e proteo. A escolha de um sistema de acionamento e proteo merece muita ateno,

    pois dela dependem a durabilidade do sistema e o funcionamento correto dos circuitos de motores e

    conseqentemente das mquinas a serem acionadas.

    2. IMPORTNCIA DA UTILIZAO

    2.1. Proteo:

    Do operador contra acidentes; Do motor contra:

    - Falta de fase;

    - Sobrecarga;

    - Curto-circuito;

    - Sobretenses e subtenses;

    - Ambientes quentes;

    - Danos na ventilao;

    - Queda no fornecimento de energia;

    Das instalaes contra avarias causadas por pico na ligao e comutao; De outros equipamentos e consumidores instalados prximo ao motor;

    2.2. Versatilidade:

    Ligao rpida e segura do motor; Utilizao de comando manual ou automtico com dispositivos como temporizadores,

    sensores, pressostatos, termostatos, chaves fim de curso, etc.

    Simplificao do sistema de operao e superviso da instalao.

    3. TERMINOLOGIA

    3.1. Acionamento Manual:

    Componente mecnico de acionamento de um equipamento. Exemplo: boto de comando,

    alavanca, etc.

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    3.2. Acionamento por corrente alternada (CA):

    Circuito de comando alimentado por corrente alternada.

    3.3. Acionamento por corrente continua (CC):

    Circuito de comando alimentado por corrente contnua.

    3.4. Boto:

    Designao dada a dispositivos de comando, aos quais pertencem os botes de comando de

    diversos tipos, que possibilitam o acionamento ou interrupo da corrente de comando. Podem ser

    do tipo pulsante ou travante, com contatos normalmente abertos ou normalmente fechados, ou

    ambos.

    3.5. Boto de comando de fim de curso:

    Boto acionado mecanicamente para sinalizao, comando e limitao de curso. O miolo da

    botoeira que contm os contatos e os terminais do dispositivo fim de curso.

    3.6. Boto Sinalizador:

    Botoeira com boto transparente de forma tal, que se obtenha, assim como no sinalizador

    luminoso, uma indicao tica dada por uma lmpada embutida no mesmo.

    3.7. Capacidade de Interrupo:

    Mxima corrente que um dispositivo de manobra ou proteo (contator, disjuntor, chave

    seccionadora, etc) pode interromper em condies definidas.

    3.8. Categoria de Emprego:

    Classificao dos dispositivos de comando de cargas de acordo com as finalidades para as

    quais so previstos.

    3.9. Chave:

    Dispositivo de manobra mecnico, capaz de ligar, conduzir e interromper correntes sob

    condies de sobrecarga previstas e, tambm, de conduzir por tempo especificado, correntes sob

    condies anormais pr-estabelecidas, tais como as de curto-circuito. Certos tipos de chaves podem

    ligar mas no interromper correntes de curto-circuito.

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    3.10. Chave Principal:

    Dispositivo que comanda o circuito principal de alimentao, ligado direto ao consumidor,

    passando atravs desse a corrente de operao.

    3.11. Chave Seccionadora:

    Dispositivo que na condio aberta, satisfaz as exigncias de distncia de isolao

    especificadas.

    3.12. Chave Seccionadora sob Carga:

    Dispositivo que permite operar o circuito com sua carga ligada.

    3.13. Circuito auxiliar ou de comando:

    Circuito por onde so acionados os dispositivos de manobra. Pode ser usado para fins de

    medio, comando, travamento e sinalizao.

    3.14. Circuito principal:

    Circuito formado pelas partes mais importantes, incluindo os contatos principais, destinados

    a conduzir a corrente de operao.

    3.15. Contato:

    Parte de um dispositivo de manobra, atravs da qual um circuito ligado ou interrompido:

    Contato NF (Normalmente Fechado): Contato que abre, quando do estabelecimento, e fecha quando da interrupo;

    Contato NA (Normalmente Aberto): Contato que fecha, quando do estabelecimento, e abre quando da interrupo;

    Contato auxiliar: - Contato de chave auxiliar;

    - Contato inserido em um circuito auxiliar e operado mecanicamente pelo contator.

    Contato de selo: um contato auxiliar do contator, que tem a finalidade de selar a alimentao da bobina do contator. Este contato ligado em paralelo com o boto de

    ligao do contator.

    Contato principal: - Contato no circuito principal de um dispositivo de manobra;

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    - Contato inserido no circuito principal de um contator, previsto para conduzir na

    posio fechada, a corrente desse circuito.

    3.16. Corrente de curto-circuito:

    Designao genrica para a corrente possvel de ocorrer no local de instalao de um

    dispositivo de manobra, quando os terminais esto curto-circuitados.

    3.17. Corrente nominal:

    Corrente de operao de um circuito, determinada pelas condies de emprego, em funo

    da qual so escolhidos os diversos dispositivos.

    3.18. Corrente de partida:

    Corrente que o motor consome quando ligado, porm ainda em repouso (na partida ou

    frenagem). Seu valor mdio de seis a nove vezes a corrente nominal dos motores.

    3.19. Sobrecarga:

    Quando ultrapassado o valor da corrente nominal de um equipamento eltrico. Pode ser

    por excesso de carga no eixo do motor ou defeito mecnico no motor ou acoplamentos.

    3.20. Nvel de Isolamento:

    Conjunto de valores de tenso suportveis nominais que caracterizam o isolamento de um

    equipamento eltrico em relao a sua capacidade de suportar solicitaes dieltricas.

    3.21. Partida lenta:

    So partidas em que a inrcia de carga alta, provocando um tempo de partida acima de:

    5s partida direta; 10s partida estrela-tringulo; 15s partida compensadora; 10s partida estrela srie-paralelo.

    3.22. Proteo do motor:

    Proteo contra efeitos de sobrecarga e curto-circuito sobre o motor, isto , proteo da

    instalao do enrolamento contra aquecimentos e esforos eletrodinmicos inadmissveis atravs de:

    Rel trmico de sobrecarga;

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    Sondas trmicas; Fusveis; Disjuntores.

    3.23. Seletividade:

    Operao conjunta dos dispositivos de proteo que atuam sobre os de manobra ligados em

    srie para a interrupo escalonada de correntes anormais (por exemplo, curto-circuito). O

    dispositivo de proteo deve interromper a parte do circuito de fora imediatamente anterior a falha.

    Os demais dispositivos de manobra devem permanecer ligados, a no ser que o dispositivo anterior

    tenha falhado e assim sucessivamente.

    3.24. Vida til mecnica:

    Caracterizada pela resistncia ao desgaste do equipamento, sendo determinado pelo nmero

    de manobras sem carga que o equipamento pode realizar sem defeitos mecnicos.

    3.25. Grau de proteo:

    As normas definem o grau de proteo dos equipamentos eltricos por meio das

    caractersticas IP seguida por dois algarismos:

    1 Algarismo Indica o grau de proteo contra penetrao de corpos slidos estranhos e contato artificial;

    2 Algarismo Indica o grau de proteo contra a penetrao de lquidos. 1 ALGARISMO

    0 Sem Proteo 1 Corpos estranhos de dimenses acima de 50mm 2 Corpos estranhos de dimenses acima de 12mm 3 Corpos estranhos de dimenses acima de 2,5mm 4 Corpos estranhos de dimenses acima de 1,0mm 5 Proteo contra acmulos de poeiras prejudiciais ao motor 6 Totalmente protegido contra poeira

    2 ALGARISMO

    0 Sem Proteo 1 Pingos de gua na vertical 2 Pingos de gua at a inclinao 15 com a vertical 3 gua de chuva at a inclinao de 60 com a vertical 4 Respingos de todas as direes 5 Jatos dgua de todas as direes 6 gua de vagalhes 7 Imerso temporria 8 Imerso permanente

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    3.25.1. Tipos Usuais de Proteo

    Embora os algarismos indicativos de grau de proteo possam ser combinados de muitas

    maneiras, somente alguns tipos de proteo so empregados nos casos normais. So eles IP21, IP22,

    IP23 e IP44. Os trs primeiros so motores abertos e o ltimo motor totalmente fechado. Para

    aplicaes especiais mais rigorosas, so comuns tambm os graus de proteo IP54 (ambientes

    muito empoeirados) e IP55 (caso em que os motores so lavados periodicamente com mangueiras,

    como em fbricas de papel).

    Outros graus de proteo para motores so raramente fabricados, mesmo porque, qualquer

    grau de proteo satisfaz plenamente os graus de proteo inferiores (algarismos mais baixos).

    Assim, por exemplo, um motor IP44 substitui com vantagem os IP12, IP22 e IP23,

    apresentando maior segurana contra exposio acidental a poeiras e gua. Isto permite

    padronizao da produo em um nico tipo que atende a todos os casos, com vantagem adicional

    para o comprador nos casos de ambientes menos exigentes.

    4. COMPONENTES

    4.1. Contator

    4.1.1. Definies

    Chave de operao no manual, eletromagntica, que tem uma nica posio de repouso e

    capaz de estabelecer, conduzir e interromper correntes em condies normais do circuito, inclusive

    sobrecargas no funcionamento.

    Os principais elementos construtivos de um contator so:

    Contatos; Ncleo; Bobina; Molas; Carcaa.

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    4.1.2. Contato principal

    aquele componente de ligao que, em estado fechado, conduz a corrente do circuito

    principal.

    Os contatos principais de um contator so dimensionados com o objetivo principal de

    estabelecer e interromper correntes de motores, podendo ainda, acionar cargas resistivas,

    capacitivas e outras.

    4.1.3. Contatos auxiliares

    So dimensionados para a comutao de circuitos auxiliares para comando, sinalizao e

    intertravamento eltrico, entre outras aplicaes.

    O formato dos contatos auxiliares est de acordo com a funo: normalmente aberto (NA)

    ou normalmente fechado (NF), podendo ser ainda adiantados ou retardados, dependendo da linha e

    modelo do contator utilizado.

    4.1.4. Sistema de Acionamento

    O acionamento dos contatores WEG pode ser realizado com corrente alternada (CA) ou

    contnua (CC), por serem dotados de sistemas especficos (bobina, ncleo) para cada tipo de

    corrente.

    4.1.4.1. Acionamento CA

    O campo magntico produzido atravs da bobina, atraindo a parte mvel dos contatos,

    fazendo assim a movimentao dos contatos principais e auxiliares.

    Para este sistema de acionamento, existem os anis de curto-circuito, que situam-se sobre o

    ncleo fixo do contator e evitam o rudo devido passagem da corrente alternada por zero.

    Um entreferro reduz a remanncia aps a interrupo da tenso de comando e evita o

    colamento do ncleo. Aps a desenergizao da bobina de acionamento, o retorno dos contatos

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    principais (bem como dos auxiliares) para a posio original de repouso, garantido atravs de

    molas (de compresso).

    4.1.4.2. Acionamento CC

    Este sistema de acionamento difere do CA na constituio do circuito magntico, devido a

    ausncia dos anis de curto circuito, alm de possuir uma bobina de enrolamento com derivao

    (uma parte para atracamento e outra para manuteno), sendo inserido no circuito desta um contato

    NF retardado na abertura, que curto-circuita parte do enrolamento durante a etapa de atracamento.

    O enrolamento com derivao tem funo de reduzir a potncia absorvida pela bobina aps o

    fechamento do contator, evitando com isto o sobreaquecimento ou a queima da bobina. O ncleo

    macio, pois sendo corrente constante, o fluxo magntico tambm ser. Com isto, no haver fora

    eletromotriz no ncleo e, portanto, no existir circulao de corrente parasita, no sendo necessrio

    a utilizao de ncleo laminado.

    4.1.1. Nomenclatura de contatos

    A identificao de terminais de contatores e rels associados tem por finalidade fornecer

    informaes a respeito da funo de cada terminal ou sua localizao com respeito a outros

    terminais ou para outras aplicaes:

    Bobinas: So identificadas de forma alfanumrica com A1 e A2. Terminais do circuito principal (fora): So identificados por nmeros unitrios e por um sistema alfanumrico.

    A1Z1 Z2

    A2

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    Os terminais 1L1, 3L2 e 5L3 voltam-se para a rede (fonte) e os terminais 2T1, 4T2 e 6T3

    para a carga.

    Terminais de contatos auxiliares: Os terminais dos circuitos auxiliares devem ser marcados ou identificados nos diagramas, atravs de figura com dois nmeros, a saber:

    - a unidade representa a funo do contato;

    - a dezena representa a seqncia de numerao.

    O exemplo abaixo ilustra este sistema de marcao:

    Nmero de funo: Os nmeros de funo 1,2 so prprios de contatos normalmente fechados e 3,4 prprios de contatos normalmente abertos.

    Os traos antes dos nmeros indicam a seqncia. Os nmeros de funo 5,6 so prprios de

    contatos NF retardados na abertura, enquanto os nmeros de funo 7,8 so prprios de contatos

    NA adiantados no fechamento.

    5 Contato normalmente fechado, atrasado na abertura. 6 7 Contato normalmente aberto, adiantado no fechamento.

    8 Nmero de seqncia: Os terminais pertencentes a um mesmo elemento de contato devem ser marcado com o mesmo nmero de seqncia. Logo, todos os contatos de mesma funo

    devem ter nmero de seqncia diferentes.

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    4.2. Fusveis

    So os elementos mais tradicionais para proteo contra curto-circuito de sistemas eltricos.

    Sua operao baseada na fuso do elemento fusvel, contido no seu interior. O elemento

    fusvel um condutor de pequena seo transversal, que sofre, devido a sua alta resistncia, um

    aquecimento maior que o dos outros condutores, passagem da corrente.

    O elemento fusvel um fio ou uma lmina, geralmente, prata, estanho, chumbo ou liga,

    colocado no interior de um corpo, em geral de porcelana, hermeticamente fechado. Possuem um

    indicador, que permite verificar se operou ou no; ele um fio ligado em paralelo com o elemento

    fusvel e que libera uma mola que atua sobre uma plaqueta ou boto, ou mesmo um parafuso, preso

    na tampa do corpo. Os fusveis contm em seu interior, envolvendo por completo o elemento,

    material granulado extintor; para isso utiliza-se, em geral, areia de quartzo de granulometria

    conveniente. A figura abaixo mostra a composio de um fusvel (no caso mais geral).

    O elemento fusvel pode ter diversas formas. Em funo da corrente nominal do fusvel, ele

    compe-se de um ou mais fios ou lminas em paralelo, com trecho(s) de seo reduzida. Nele existe

    ainda um ponto de solda, cuja temperatura de fuso bem menor que a do elemento e que atua por

    sobrecargas de longa durao.

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    4.2.1. Fusveis de fora (tipo D ou NH)

    So dispositivos de proteo que quando usados em circuitos alimentadores de motores,

    protegem-nos contra correntes de curto-circuito e de forma seletiva (em combinao com rels)

    contra sobrecargas de longa durao.

    4.2.1.1. Classificao

    Os fusveis podem ser classificados de acordo com diversos critrios. Destes critrios os

    mais usados so:

    a) Tenso de alimentao: alta tenso ou baixa tenso;

    b) Caractersticas de interrupo: ultra-rpidos ou retardados.

    Os fusveis usados na proteo de circuitos de motores so da classe funcional (gL),

    indicando que so fusveis com funo de proteo geral. A caracterstica de interrupo destes

    fusveis de efeito retardado (gG), pois os motores (cargas indutivas) no instante de partida,

    solicitam uma corrente diversas vezes superior nominal e que deve ser tolerada.

    Caso fossem utilizados fusveis com caractersticas de interrupo ultra-rpida estes

    fundiriam (queimariam), em funo da corrente de partida do motor, o que no estaria de acordo

    com a funo do fusvel, pois a corrente de partida no representa nenhuma condio anormal.

    c) Forma construtiva dos Fusveis retardados:

    Classificam-se basicamente em fusveis tipo D e do tipo NH.

    Os fusveis do tipo D (Diametral ou Diazed) so recomendados para uso tanto residencial

    quanto industrial. So produzidos para correntes normalizadas de 2 a 63A, capacidade de ruptura de

    50kA e tenso mxima de 500V.

    Os fusveis do tipo NH (alta capacidade, baixa tenso) so recomendados para uso

    industrial e devem ser manuseados apenas por pessoal qualificado. So fabricados para correntes

    normalizadas de 4 a 630A, capacidade de ruptura de 120kA e tenso mxima de 500V.

    Na prtica (por questes econmicas), costuma-se utilizar fusveis do tipo D at 63A e

    acima deste valor fusveis do tipo NH.

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    4.3. Disjuntor

    O disjuntor um dispositivo eletromecnico que, alm de executar a mesma funo do

    fusvel, age como dispositivo de manobra. Nessas condies, pode substituir as chaves com

    fusveis, protegendo e desligando circuitos.

    Seu funcionamento pode ser trmico, magntico ou uma combinao de ambos, dependendo

    do tipo. A ao trmica difere da do fusvel, sendo anloga de um termostato. O calor gerado pela

    passagem de uma sobrecorrente faz com que um elemento se mova e solte um mecanismo de

    travamento, abrindo os contatos e, por conseguinte, o circuito. A ao magntica exercida por uma

    bobina de ncleo mvel faz o papel do fusvel; com a passagem de uma elevada corrente, as foras

    magnticas agem sobre o ncleo da bobina que, movendo-se, solta o mecanismo de travamento.

    Ambas as aes, trmica e magntica, so tanto mais rpidas quanto maior a corrente que a

    originou.

    Neste ponto bom relembrar a diferena entre sobrecarga e curto-circuito:

    Sobrecarga: uma corrente eltrica acima da capacidade de conduo dos fios e cabos,

    diminuindo a vida til desses componentes. Uma sobrecarga pode provocar um

    aquecimento, danificando a isolao dos fios.

    Curto-circuito: uma corrente eltrica muito superior a capacidade de conduo dos fios e

    cabos. Se o disjuntor no atuar instantaneamente, coloca em risco pessoas e o patrimnio,

    que podero at mesmo provocar incndios.

    Os disjuntores so caracterizados pela corrente nominal, pela tenso nominal e pela

    capacidade de ruptura. Podem ser definidos, de acordo com a sua aplicao, em:

    Disjuntor para manobra e proteo de motores; Disjuntor para manobra e proteo de circuitos de distribuio e de entrada industrial, comercial ou residencial.

    Aqueles utilizados para manobra e proteo de motores devem admitir a partida e a manobra

    de motores (dependendo do motor e da carga a ser acionada, este valor pode ser de 6 a 8 vezes a

    corrente nominal durante o tempo de partida), assim como ter a capacidade de ligar e interromper

    correntes de sobrecarga e de curto-circuito.

    4.3.1. Disjuntor-Motor

    O disjuntor-motor oferece a proteo adequada em

    aplicaes industriais onde se requer um equipamento compacto e

    de grande desempenho. Ele segue as normas tcnicas no que diz

    respeito a manobra e proteo de motores.

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    O disjuntor-motor tem como principais caractersticas:

    Sensibilidade contra falta de fase e compensao de temperatura; Possibilidade de elevao da capacidade de interrupo atravs de mdulos;

    Admite montagem sobre trilho DIN de 35mm ou fixao por parafusos para todas as faixas de ajuste.

    4.4. Protetores trmicos (sondas trmicas) para motores eltricos

    Protegem os motores diretamente contra elevaes de temperaturas acima das

    especificaes. Normalmente aplicados em motores:

    prova de exploso (sem ventilador); Com freqncia de manobras elevadas; Com tempo de partida muito elevado (partida lenta); Em ambientes quentes. So determinados em funo da classe de isolamento dos motores.

    4.4.1. Termostatos

    Seu princpio de funcionamento baseia-se na deformao de lminas bimetlicas com o

    calor. Possuem contatos auxiliares NF que se abrem quando o elemento atinge determinada

    temperatura (por exemplo classe de isolamento de motores).

    Os termostatos so colocados entre as espiras, nas cabeas de bobina do motor, sempre do

    lado oposto ao ventilador. So ligados em srie com a bobina do contator principal.

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    Para temperaturas acima da classe de isolamento do motor, os termostatos desligam a bobina

    do contator que alimenta o motor. O religamento ser possvel to logo o motor retorne

    temperatura inicial.

    Em motores trifsicos utiliza-se um termostato por fase, podendo ser utilizado dois

    termostatos por fase para operar em alarme e desligamento. Neste caso, os termostatos de alarme

    devero ser apropriados para atuao de temperatura prevista do motor e os termostatos de

    desligamento devero atuar na temperatura da classe de isolamento do motor.

    4.4.2. Termistores PTC

    So dispositivos feitos de material semicondutor que, para um determinado valor de

    temperatura sofrem uma variao brusca no valor da sua resistncia.

    A utilizao de PTCs exige a instalao de um rel externo, que recebe o sinal das sondas,

    atuando com base nele, interrompendo a alimentao dos contatores.

    O PTC (positive temperature coeficient) um termistor cuja resistncia aumenta

    bruscamente para um valor bem definido de temperatura.

    A instalao dos PTCs feita entre as espiras, nas cabeas de bobinas do motor, sempre do

    lado oposto ao ventilador. Normalmente utiliza-se um PTC por fase, sendo estes esto ligados em

    srie.

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    Para temperaturas acima da classe de isolamento do motor, o PTC atravs de sua variao

    brusca de resistncia, sensibiliza o rel que desliga a bobina do contator, protegendo assim o motor.

    O religamento do motor ser possvel to logo o enrolamento volte temperatura normal.

    Esta temperatura est 5C abaixo da temperatura nominal de atuao.

    Podem ser ligados vrios PTC em srie, de modo que a soma de suas resistncias a frio no

    ultrapasse 550 (aproximadamente 6 PTCs). Caso seja desejvel um comando de alarme antes que o motor atinja a temperatura limite,

    deve-se utilizar dois protetores por fase. O primeiro deles dimensionado para a temperatura de

    alarme, que deve ser abaixo da classe de isolao do motor. O segundo dever ser dimensionado

    para atuar quando a temperatura alcanar o valor mximo permitido pela classe de isolamento do

    motor.

    4.4.3. Termoresistncias PT100

    So elementos que tem sua operao baseada na caracterstica de variao linear de

    resistncia com a temperatura intrnseca a alguns materiais. Os elementos mais utilizados nesta rea

    so a platina e o nquel, que possuem uma resistncia de 100 a 0C e o cobre com 10 a 0C. Esses elementos possuem resistncia calibrada que varia linearmente com a temperatura,

    possibilitando um acompanhamento contnuo do processo de aquecimento do motor, pelo display

    do controlador. Esse sistema de proteo permite ainda a sinalizao de advertncia com sinais

    luminosos ou sonoros, antes da temperatura alcanar limites proibitivos. E por isso, o sistema de

    custo mais elevado, havendo a necessidade de um controlador (rel para PT100).

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    4.4.4. Protetores bimetlicos de disco

    Usualmente aplicados em motores monofsicos; Normalmente se utiliza protetores bimetlicos de disco com dois contatos NF ligados em srie com a alimentao do motor;

    Instalados na tampa do motor, do lado oposto da ventilao; A corrente solicitada pelo motor circula pelo disco metlico aquecendo-o e quando a temperatura limite atingida, os contatos se abrem desligando o motor. Aps resfriado o

    bimetal, os contatos se fecham automaticamente ou ainda manualmente, dependendo do

    sistema de rearme escolhido. Este tipo de bimetlico tem caracterstica de retardo para

    suportar a corrente de partida dos motores monofsicos;

    Especificado em funo da classe de isolamento e da corrente nominal onde estiver inserido.

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    4.5. Rels de Sobrecarga

    So dispositivos baseados no princpio da dilatao de partes termoeltricas (bimetlicos). A

    operao de um rel est baseado nas diferentes dilataes que os metais apresentam, quando

    submetidos a uma variao de temperatura.

    Rels de sobrecarga so usados para proteger equipamentos eltricos, como motores e

    transformadores, de um possvel superaquecimento.

    O superaquecimento de um motor pode, por exemplo, ser causado por:

    Sobrecarga mecnica na ponta do eixo; Tempo de partida muito alto; Rotor bloqueado; Falta de uma fase; Desvios excessivos de tenso e freqncia da rede. Em todos estes casos citados acima, o incremento de corrente (sobrecorrente) no motor

    monitorado em todas as fases pelo rel de sobrecarga.

    45.1. Circuito principal ou de potncia

    composto por uma carcaa de material isolante, trs bimetais de aquecimento, alavanca de

    desarme, terminais de entrada (1, 3 e 5) e terminais de sada (2, 4 e 6).

    4.5.2. Circuito auxiliar ou de comando

    Consiste basicamente dos contatos auxiliares (NA e NF) por onde circula a corrente de

    comando, boto de regulagem, boto de rearme (reset), boto de seleo (manual e automtico) e

    bimetal de compensao de temperatura (d ao rel condies de operar na faixa de 20C a 50C

    sem modificao da curva de desarme).

    Com a circulao da corrente nominal do motor (para o qual o rel est regulado), os

    bimetais curvam-se. Isto porque o bimetal uma liga de dois materiais com coeficientes de

    dilatao diferentes. A curvatura do bimetal se d para o lado do material de menor coeficiente.

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    Quando a corrente que est circulando a nominal do motor, a curvatura dos bimetais

    ocorre, mas no suficiente para o desarme.

    No caso de uma sobrecarga, os bimetais apresentaro uma curvatura maior. Com isso

    ocorrer o deslocamento da alavanca de desarme. Este deslocamento transferido ao circuito

    auxiliar, provocando, mecanicamente, o desarme do mesmo. A temperatura ambiente no afeta a

    atuao do rel, pois o bimetal de compensao sofrer o mesmo deslocamento, mantendo assim a

    relao inicialmente definida.

    O rel permite que seu ponto de atuao, ou seja, a curvatura das lminas, e o conseqente

    desligamento, possa ser ajustado manualmente. Isto possibilita ajustar o valor de corrente que

    provocar a atuao do rel.

    4.5.3. Terminais do rel de sobrecarga

    Os terminais do circuito principal dos rels de sobrecarga so marcados da mesma forma

    que os terminais de potncia dos contatores.

    Os rels tripolares tambm podem ser utilizados para proteo de cargas monofsicas e

    bifsicas, ligando-os como se estivessem carregados para carga trifsica:

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    Os terminais dos circuitos auxiliares do rel so marcados da mesma forma que os de

    contatores, com funes especficas, conforme exemplos a seguir.

    O nmero de seqncia deve ser o 9 e, se uma segunda seqncia existir, ser identificada

    com o zero.

    4.5.4. Tecla multifuno

    4.6. Rels de tempo (temporizador)

    So temporizadores para controle de tempos de curta durao. Utilizados na automao de

    mquinas e processos industriais, especialmente em sequenciamento, interrupes de comandos e

    em chaves de partida.

    4.6.1. Rels de tempo com retardo na energizao

    Aplicados no sequenciamento de comandos e interrupes, painis de comando e chaves

    compensadoras.

    4.6.1.1. Eletrnico

    O rel comuta seus contatos de sada, aps transcorrido o tempo selecionado na escala,

    sendo o incio da temporizao dado quando da energizao dos terminais de alimentao A1 e A2.

    Pode possuir um ou dois contatos reversores.

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    4.6.1.1. Bloco temporizador pneumtico

    Usado diretamente na parte frontal dos contatores. Funciona como temporizador com retardo

    na energizao e desenergizao, possuindo uma faixa de ajuste de 0,1 a 30 segundos. Tem a

    possibilidade de combinao com blocos de contatos auxiliares frontais e laterais.

    4.6.2. Rels de tempo com retardo na desenergizao

    Diferencia-se do anterior pela existncia dos terminais de acesso ao comando de pulso (1,2);

    comando este executado por contatos externos ao rel (contatos auxiliares de contatores, botes

    pulsadores, etc.) que cumprem funo de ponte entre dois pontos do circuito eletrnico.

    importante salientar que por se tratarem de bornes de acesso ao circuito eletrnico, os terminais 1

    e 2 jamais podero receber qualquer sinal externo de tenso, sob o risco de se danificar. Os

    terminais A1 e A2 devem ficar energizados durante todo o ciclo de funcionamento do rel. So

    utilizados em sequenciamento de comando e interrupo e painis de comando.

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    4.6.2.1. Funcionamento

    Quando fechado o contato que executa a conexo entre os bornes 1 e 2, os contatos de sada

    comutam e somente aps a abertura do contato que mantm a conexo entre os bornes 1 e 2 que

    inicia a temporizao, sendo que aps transcorrida a mesma, os contatos de sada retornam a

    posio de repouso.

    4.6.3. Rel de tempo estrela-tringulo

    Especialmente fabricado para utilizao em chaves de partida estrela-tringulo. Este rel

    possui dois contatos reversores e dois circuitos de temporizao em separado, sendo um de tempo

    varivel para controle do contator que executa a conexo estrela, e outro, com tempo pr-

    estabelecido e fixo (100ms) para controle do contator que executa a conexo tringulo.

    4.6.3.1. Funcionamento

    Aps aplicada tenso nominal aos terminais A1 e A2, o contato de sada da etapa de

    temporizao estrela comuta (1518). Aps decorrida a temporizao selecionada (0 a 30s), o

    contato de sada da etapa estrela retorna ao repouso (1516), principiando ento a contagem do

    tempo fixo (100ms), ao fim do qual atuado o contato de sada da etapa tringulo (2528).

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    4.7. Rel de seqncia de fase

    Devido ao seu baixo custo e simplicidade de aplicao, o elemento ideal para monitorao

    e controle de seqncia de fase em sistemas trifsicos, com uso na proteo de motores trifsicos,

    painis de comando, acionamento CA, detectando qualquer inverso na seqncia de fases R, S , T.

    No caso de inverso de fases, o contato de sada no comuta, bloqueando desta forma

    comando do sistema no qual se encontra inserido.

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    4.8. Rel de proteo PTC

    Este rel utilizado para proteo trmica de motores que utilizam sondas tipo PTC como

    sensor, podendo ser aplicado tambm com outros sensores que tenham variao de resistncia maior

    que 3500, levando o contato de sada a abrir, e s ocorre o retorno operao quando o valor resistivo do PTC diminuir para cerca de 2300.

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    4.9. Rel de falta de falta de fase

    4.9.1. Com neutro na instalao

    O controle de proteo contra falta de fase com neutro supervisiona redes trifsicas nas quais

    as fases R, S e T esto defasada entre si de 120 eltricos. Detecta a falta de uma ou mais fases e

    do neutro e opera o desligamento da carga quando a falta ocorre. O neutro deve ser ligado

    ao aparelho. Normalmente fornecido com retardo para desligamento de at 5s para que no opere

    desnecessariamente durante a partida do motor que, muitas vezes, pode provocar na rede quedas de

    tenso maiores que a programada do aparelho para atuao. dotado de um contato reversor.

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    4.9.2. Sem neutro na instalao

    Este supervisiona redes trifsicas com defasagens eltricas tambm de 120 e tem as demais

    caractersticas do anterior, porm no sendo necessria a ligao do neutro ao aparelho.

    4.9. Rel de mnima e mxima tenso

    So utilizados na superviso de redes de alimentao monofsicas e trifsicas. Permitem o

    acionamento de alarme ou o desligamento de circuitos de modo a proteger equipamentos contra

    variao da tenso da rede alm dos limites pr-fixados.

    O ajuste dos valores mximos e mnimo de tenso admissveis para o equipamento a ser

    protegido, pode ser feito atravs de dois potencimetros independentes.

    O rel de sada estar energizado para tenses de alimentao dentro da faixa ajustada e

    desenergizado acima ou abaixo desta. Estes rels tambm atuam por falta de fase sem neutro e

    tambm podem ser dotados de retardos no desligamento de at 5s para evitar que ocorram

    desligamentos dos sistemas durante o tempo de partida no caso de instalao de motores de grandes

    potncias.

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    5. CHAVES DE PARTIDA

    5.1. Partida direta

    o mtodo mais simples, em que no so empregados dispositivos especiais de

    acionamento. A chave de comando direto existe em grande nmero de modelos e diversas

    capacidades de corrente, onde as principais so:

    - chave tipo faca;

    - interruptor simples;

    - chave rotativa tipo tambor;

    - chave simples para montagem em quadros, o contactor. CHAVE FACA SEM FUSVEL

    CHAVE FACA COM FUSVEL

    Os motores somente podem partir diretamente desde que sejam satisfeitas as seguintes

    condies:

    - a corrente nominal da rede to elevada que a corrente de partida do motor no relevante;

    - a corrente de partida do motor de baixo valor porque sua potncia pequena;

    - a partida do motor feita sem ou com mnima carga, o que reduz a corrente de partida.

    Nas concessionrias de fornecimento de energia eltrica permite-se partida direta de motores

    trifsicos at 5 CV em 220V e de 7,5CV em 380V.

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    5.2. Partida atravs de chave estrela-tringulo

    Consiste na alimentao do motor com reduo de tenso nas bobinas durante a partida. Na

    partida as bobinas do motor recebem 58% (1/ 3) da tenso que deveriam receber. A chave estrela-

    tringulo um dispositivo que liga as trs fases do motor em estrela durante a partida at uma

    rotao prxima da nominal (90%), quando comuta a ligao para tringulo. Isto significa que a

    tenso por fase na ligao estrela ser 3 vezes menor que a tenso de alimentao,

    conseqentemente, a corrente de linha na partida ser 3 vezes menor, assim como o seu conjugado

    motor. fundamental para esta chave de partida que o motor tenha possibilidade de ligao em

    dupla tenso, (220/380V, 380/660 V, 440/760V) e que a menor tenso coincida com a tenso de

    linha da rede e os motores tenham no mnimo 6 terminais.

    Vantagens:

    - muito utilizada, devido ao seu custo reduzido;

    - no tem limites quanto ao seu nmero de manobras;

    - os componentes ocupam pouco espao;

    - a corrente de partida fica reduzida para aproximadamente 1/3 da nominal.

    Desvantagens:

    - a chave s pode ser aplicada em motores com no mnimo seis terminais acessveis;

    - a tenso de linha da rede deve coincidir com a tenso da ligao tringulo do motor;

    - reduzindo a corrente de partida em 1/3 reduz-se tambm o momento de partida em 1/3;

    - se o motor no atingir 90% da velocidade nominal no momento da troca de ligao, o pico

    de corrente na comutao ser quase como se fosse uma partida direta.

    5.3. Partida atravs de chave compensadora

    Este sistema consiste na utilizao de um autotransformador, ligado em srie com as

    bobinas, que reduz a corrente absorvida da linha devido a reduo de tenso, onde a corrente sofre

    uma reduo proporcional a queda de tenso. Este mtodo possui um alto custo inicial, mas

    possibilita um melhor ajuste da corrente, cujo este ajuste feito simplesmente mudando a tenso

    fornecida ao motor atravs dos taps ou regulador do autotransformador. Normalmente este

    autotransformador de partida vem equipado com taps ou bornes de 65% e 80%. A reduo da

    corrente de partida depende do Tap em que estiver ligado o autotransformador. Esta chave pode ser

    usada para motores que partem com carga, onde o conjugado resistente de partida da carga deve ser

    inferior metade do conjugado de partida do motor e o motor que vai utilizar a partida

    compensadora pode ser de tenso nica, com apenas trs terminais. Normalmente, este tipo de

    partida empregado em motores de potncia elevada, acionando cargas com alto ndice de atrito

    tais como britadores, mquinas acionadas por correias, calandras e semelhantes.

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    Vantagens:

    - a comutao da derivao de tenso reduzida para a tenso de suprimento no acarreta

    elevao da corrente, j que o autotransformador comporta-se, neste instante,

    semelhantemente a uma reatncia que impede o crescimento da mesma;

    - a variao gradativa dos taps.

    Desvantagens:

    - custo elevado em relao a chave Y-; - volumosa e pesada.

    Comparativo entre a chave estrela-tringulo e a compensadora:

    ESTRELA-TRINGULO COMPENSADORA

    Custo menor Custo maior

    Menores dimenses Tipo de chave com maiores dimenses

    Deve partir praticamente a vazio Admite partidas com carga, pois pode variar o tap conforme

    exigncia da carga, como ex. as partidas longas

    A corrente de partida reduzida para 33% A corrente de partida reduzida para 64% no tap de 80% e 42%

    no tap de 65%

    5.4. Partida atravs de chave srie-paralela

    Este sistema permite o motor partir com tenso reduzida em suas bobinas, proporcionando

    uma reduo de corrente para 25% do seu valor para partida direta. Ela apropriada para cargas

    com partida necessariamente em vazio, pois o conjugado de partida fica reduzido a 1/4 de seu valor

    para tenso nominal, sendo utilizada para motores de 4 tenses e no mnimo 9 terminais, sendo

    dividida em dois tipos:

    a - Tringulo srie-paralelo - (-) - chave de partida prpria para motor com a execuo dos enrolamentos em 220/380/440/660 ou 220/440, onde a tenso da rede, nesta especificao, deve

    ser necessariamente 220 V. Na partida executa-se a ligao tringulo srie (), apto a receber 440 V e aplica-se a tenso de 220 V. Aps a partida o motor deve ser ligado em tringulo paralelo () assim as bobinas passam a receber tenso nominal de 220 V.

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    b - Estrela srie-paralelo (Y-YY) - chave de partida prpria para motor com execuo dos

    enrolamentos em 220/380/440/760 ou 380/760, onde a tenso da rede, nesta especificao, deve ser

    necessariamente 380 volts. Na partida executa-se a ligao estrela srie, apto a receber 760 volts e

    aplica-se tenso de estrela-paralelo 380 volts. Aps a partida o motor deve ser ligado em estrela

    paralelo (YY), assim as bobinas passam a receber a tenso nominal. Os desenhos a seguir mostram

    os dois momentos de funcionamento deste sistema:

    O quadro a seguir mostra as chaves que podem ser utilizadas para a respectiva execuo de

    enrolamento, nmero de cabos e tenso da rede:

    MOTOR TIPO DE CHAVE DE PARTIDA

    Execuo dos

    enrolamentos

    Nmero

    de cabos

    Tenso de

    linha

    Direta Estrela -

    Tringulo

    Compen-

    sadora

    Tringulo

    Srie-Paralelo

    Estrela Srie-

    Paralelo

    220 3 220 X X

    380 3 380 X X

    440 3 440 X X

    220 X X X

    220/380 6 380 X X

    220 X X X

    220/440 6 440 X X

    380/660 6 380 X X X

    380/760 6 380 X X X

    440/760 6 440 X X X

    220 X X X X

    220/380/440/660 9/12 380 X X X

    440 X X

    220 X X X

    220/380/440/760 9/12 380 X X X

    440 X X X

    A seguir esto relacionados e desenhados alguns sistemas ou chaves de partida para motores

    eltricos, com o circuito funcional de comando e o circuito multifilar de fora.

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    1) Chave de partida direta de um motor trifsico.

    CIRCUITO DE COMANDO

    CIRCUITO DE FORA

    Obs.: O contato NA de C1 executa a funo de reteno eltrica da contatora. A lmpada L1

    sinaliza que a bobina da contatora C1 esta energizada.

    2) Chave de partida de um motor trifsico, com reverso manual rpida.

    CIRCUITO DE COMANDO

    CIRCUITO DE FORA

    Obs.: Os contatos NA de C1 e de C2 executam a funo de reteno eltrica da contatora e os

    contatos NF de C1 e C2 executam a funo de intertravamento eltrico, alm de se ter a segurana

    pelos botes. No lugar da lmpada L3 podemos colocar um sistema de alarme para o rel de

    sobrecarga. As lmpadas L1 e L2 sinalizam a energizao das bobinas das contatoras C1 e C2

    respectivamente.

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    3) Chave de partida de um motor trifsico, com reverso manual lenta.

    CIRCUITO DE COMANDO

    CIRCUITO DE FORA

    Obs.: Os contatos NA de C1 e de C2 executam a funo de reteno eltrica da contatora e os

    contatos NF de C1 e C2 executam a funo de intertravamento eltrico, alm de se ter a segurana

    pelos botes. No lugar da lmpada L3 podemos colocar um sistema de alarme para o rel de

    sobrecarga. As lmpadas L1 e L2 sinalizam a energizao das bobinas das contatoras C1 e C2

    respectivamente.

    4) Chave de partida de um motor trifsico, com comando de parada por chave fim de

    curso e reverso manual rpida.

    CIRCUITO DE COMANDO

    CIRCUITO DE FORA

    Obs.: As chaves fim de curso servem para desligar o motor.

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    5) Chave de partida de um motor trifsico, com comando de reverso instantnea por

    chave fim de curso.

    CIRCUITO DE COMANDO

    CIRCUITO DE FORA

    Obs.: As chaves fim de curso servem para fazer a reverso instantnea do sentido de rotao do

    motor.

    6) Chave de partida de vrios motores trifsicos, com comando seqencial manual lento.

    CIRCUITO DE COMANDO

    CIRCUITO DE FORA

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    7) Chave de partida de vrios motores trifsicos, com comando seqencial automtico.

    CIRCUITO DE COMANDO

    CIRCUITO DE FORA

    CIRCUITO DE COMANDO

    CIRCUITO DE FORA

    8) Chave de partida para um motor trifsico, com sistema estrela-tringulo.

    CIRCUITO DE COMANDO

    CIRCUITO DE FORA

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    9) Chave de partida para um motor trifsico, com sistema estrela-tringulo automtica,

    com reverso por botes.

    CIRCUITO DE COMANDO

    CIRCUITO DE FORA

    10) Chave de partida para um motor trifsico, com sistema compensador automtico.

    CIRCUITO DE COMANDO

    CIRCUITO DE FORA

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    11) Chave de partida para um motor trifsico, com sistema compensador automtico, com

    reverso manual rpida.

    CIRCUITO DE COMANDO

    CIRCUITO DE FORA

    12) Chave de partida direta para um motor monofsico.

    CIRCUITO DE COMANDO

    CIRCUITO DE FORA

    Obs.: O retorno para a contatora aps o rel em funo da vida til da contatora.

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    5.5. Condies de servio das chaves

    Algumas caractersticas devem ser analisadas para colocar em servio as chaves de partida.

    Vejamos:

    5.5.1.Queda de tenso

    um dos principais problemas operacionais de circuitos eltricos. Conforme a NBR

    5410, a queda de tenso entre a origem da instalao e os terminais do motor deve ser igual ou

    inferior aos valores a seguir:

    5% - instalaes alimentadas diretamente por ramal de BT a partir de uma rede de distribuio

    de distribuio.

    8% - instalaes alimentadas diretamente por uma subestao de transformao a partir de uma

    instalao de AT ou que possua fonte prpria.

    Obs.: em qualquer dos dois casos, a queda de tenso parcial nos circuitos terminais, isto ,

    da chave at o motor deve ser no mximo 2%.

    NBR 7094 - esta norma descreve que o motor deve funcionar satisfatoriamente com 10% da

    variao de tenso, na freqncia nominal.

    A queda de tenso admissvel pela VDE 0100 de 5% no circuito de comando. Os

    componentes de comando devem obedecer as quedas de tenso mostradas no quadro a seguir: COMPONENTES QUEDA DE TENSO SOBRETENSO

    Bobinas das contatoras 15% 10%

    Bobinas especiais 25% 10%

    Rels eletrnicos 15% 10%

    Transformadores de comando 5% 5%

    Caso a queda de tenso ultrapassar os valores acima, acarretar instabilidade de comando,

    que provoca ricochete e arco eltrico, assim podemos afirmar que a queda de tenso excessiva o

    principal causador de colamento de contatos e queima de bobinas de contatores.

    Os principais causadores de queda de tenso so: corrente de partida muito elevada; partidas

    longas de motores; condutores e transformadores subdimensionados; linhas muito extensas.

    5.5.2. Limites de temperatura

    A VDE 0670 descreve que chaves de partida e CCM's deve trabalhar com limites de

    temperaturas ambiente entre -5C e 40C, mas para temperaturas fora desta faixa deve-se adotar

    solues especficas como utilizao de ventiladores ou aquecedores e aumento das dimenses

    fsicas da chave.

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    5.5.3. Limites de altitude

    Com o limite de altitude, h uma diminuio da densidade do ar, isto influi na tenso

    desruptiva e conseqentemente, na tenso, corrente de servio e na dissipao do calor. Segundo a

    IEC 158 a altitude mxima para a instalao, deve ser de 2000m. J a NBR6808 limita para 1000m

    a altitude mxima, para a instalao e em seguida apresenta uma tabela de correo para altitudes

    superiores. Os valores intermedirios podem ser obtidos por interpolao linear. Fatores de Correo

    Altitude Mxima (m) Tenso Nominal Corrente Nominal Elevao de

    Temperatura

    1000 1.0 1.0 1.0

    1500 0.95 0.99 0.98

    3000 0.80 0.96 0.92

    5.5.4. Posio de Montagem

    Os painis devem ser instalados na vertical sendo que os componentes normalmente

    admitem inclinaes limites com a vertical. Inclinaes diferentes das especificadas pelo

    componente causam reduo da vida til, principalmente de contatores.

    5.5.5. Vibraes

    Sob vibraes ou impacto violentos, os componentes da chave podem apresentar

    modificaes em seus estados de operao, devendo ser instalado sobre superfcie rgida (devem ser

    rigidamente chumbados a paredes).

    5.5.6. Distncia mnima entre componentes

    A distncia deve obedecer o que consta nos quadros a seguir:

    - distncia de isolao entre dispositivos de controle, comando e proteo

    montados dentro de um painel.

    Tenso Nominal

    (V)

    Entre partes vivas de polaridades diferentes

    ou entre partes vivas e terra (mm)

    Entre partes vivas e partes moveis metlicas

    externas (mm)

    at 125 4 12

    126 a 250 7 12

    251 a 600 10 12

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    - distncia de isolao dos barramentos, segue o diz no quadro abaixo:

    Tenso Nominal

    (V)

    Entre partes vivas de polaridades diferentes (mm) Entre partes vivas e terra(mm)

    at 125 12 12

    126 a 250 19 12

    251 a 600 25 25

    5.6. Instalao e manuteno das chaves de partida

    A instalao e manuteno das chaves de partida deve ter alguns itens a considerar.

    5.6.1. Transporte

    O levantamento e transporte deve ser suave, sem choques, sob pena de danificar os

    componentes internos. Deve-se verificar a posio correta de transporte e armazenamento. Sempre

    aps o transporte necessrio reapertar todas as conexes.

    5.6.2. Armazenagem e longas paradas das chaves

    Todas as chaves devem ser armazenadas em local seco, isento de poeira e gases corrosivos,

    sempre na posio vertical. Elas podem sofrer reduo da resistncia de isolamento quando

    armazenados em ambientes midos, principalmente em transformadores de comando e

    autotransformadores. Para preveno destes problemas pode-se instalar no interior dos painis

    calefatores, que so resistncias desumidificadoras, com ou sem termostato, evitando-se assim que

    ocorra a condensao e conseqente aparecimento de umidade. Aps a armazenagem ou longas

    paradas deve-se tomar as seguintes providncias: limpeza e secagem geral, manter boa ventilao

    no interior e o calor da desumidificao pode ser de fontes externas como estufas, fazer medio da

    resistncia de isolamento que deve ser no mnimo de 0,5 megaohms para valores de at 500 volts e

    por ltimo energizar o painel sem carga e verificar o seu funcionamento.

    5.6.3. Recomendaes para a primeira partida de motores

    Na primeira utilizao devemos ter os seguintes itens:

    - remover de todo o equipamento travas e proteo que venham no transporte, verificar se o

    motor gira livremente;

    - verificar se o motor esta corretamente fixado e seus elementos de acoplamento esto

    corretamente montados e alinhados;

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    - certifique-se de que a tenso e a freqncia esto de acordo com o indicado na placa de

    identificao;

    - observar se as ligaes esto de acordo com a placa, se todos parafusos e porcas esto

    devidamente apertados;

    - verificar o aterramento, o sentido de rotao e fazer a medio de isolamento do motor.

    5.6.4. Aterramento

    Todas as instalaes devem ser aterradas, providencial que se aterre as seguintes partes de

    uma instalao: neutro da instalao, carcaa metlica de motores, autotransformadores,

    transformadores de comando e medio, capacitores e as estruturas da chave (painel);

    5.6.5. Conexes eltricas

    As conexes devem proporcionar um bom contato para que sejam evitados aquecimentos,

    perdas de energia e instabilidade no circuito de comando.

    5.7. Manuteno em chaves de partida

    Ela pode ser preventiva ou corretiva.

    Preventiva: toda a instalao deve ser periodicamente verificada por pessoas qualificadas, devendo

    o intervalo entre as verificaes ser compatvel com a importncia da instalao. Deve ser dada

    especial ateno aos seguintes pontos:

    - o estado dos condutores e suas ligaes;

    - verificar se os eletrodutos esto corretamente conectados ao painel, protegendo

    mecanicamente os cabos;

    - nunca lixar ou limar os contatos e sim substitu-los;

    - verificar se as entradas e sadas de cabos esto vedadas, evitando a entrada de pequenos

    animais;

    - o ajuste dos dispositivos de proteo e a correta utilizao dos fusveis;

    - o valor da resistncia de isolamento em relao a terra;

    - toda a instalao ou parte que parea perigosa deve ser imediatamente desenergizada e s

    recolocada em servio aps reparao satisfatria.

    Corretiva: na manuteno corretiva, toda falha ou anomalia constatada no equipamento eltrico

    ou em seu funcionamento, deve ser comunicada a um elemento qualificado para fins de reparao.

    Isto deve ser feito principalmente quando os dispositivos de proteo contra as sobrecorrentes ou

    contra os choques eltricos atuarem sem causa conhecida.

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    Substituio de fusveis de fora - aqui ocorre a manuteno corretiva e no caso de motores

    trifsicos, em caso de queima de um dos fusveis de uma das trs fases devido a corrente de curto-

    circuito, recomendado a substituio dos outros dois, pois sem dvida estes outros dois sofreram

    um processo de envelhecimento precoce e tero, necessariamente, alteradas as suas caractersticas

    funcionais, o que pode vir a comprometer seriamente a segurana da instalao. Para substituio

    dos fusveis de comando valem as mesmas consideraes.

    Substituio de contatos de contatores - aqui tambm ocorre a manuteno corretiva, onde

    esta prtica comum apenas para contatos de fora, j que o desgaste dos contatos auxiliares

    considerado desprezvel. Os contatos de fora devem ser substitudos quando o seu desgaste for

    superior a 2/3 da espessura inicial e devemos substituir os trs contatos simultaneamente. Sempre

    que ocorrer esta troca muito importante verificar o estado da cmara de extino de arco.

    Ajuste em rels de sobrecarga e de tempo - os rels mais utilizados em chaves de partida

    so estes dois. Para que o rel de sobrecarga oferea uma proteo eficaz contra falta de fase

    necessrio que seja ajustado para corrente de trabalho, que medida no funcionamento e no para a

    corrente nominal que tem na placa do motor. O rel de tempo deve ser ajustado para o tempo de

    partida, que o tempo necessrio para o motor atingir no mnimo 90% da rotao sncrona.

    Para determinao do tempo de partida, teoricamente ele calculado em funo do conjugado e

    inrcia da carga e do motor. Na prtica este tempo cronometrado, onde atravs de um tacmetro

    verifica-se quando o motor atingir 90% da rotao nominal o momento ideal para comutao. Se

    no tivermos um tacmetro, a partida pode ser observada com um alicate ampermetro, onde o

    motor estar apto a comutar quando a corrente atingir valores em torno da nominal.

    6. PROBLEMAS OPERACIONAIS, CAUSAS E CORREO

    CONTATOR NO LIGA

    DEFEITO 1: CIRCUITO INTERROMPIDO

    Queima do fusvel: Situao: Ocorre a queima do fusvel de comando ou de fora do circuito.

    Causa: Um curto ou sobrecarga no circuito.

    Orientao: Trocar o fusvel aps a localizao da falha ocorrida.

    Atuao do rel de sobrecarga: Situao: O rel desarma.

    Causa: Sobrecarga no circuito.

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    Orientao: Inspecionar o circuito em busca da possvel falha. Rearmar o rel, Aps

    seu resfriamento.

    Circuito de controle aberto: Situao: O contator no consegue atracar.

    Causa: Cabos partidos ou perda de conexo.

    Orientao: Seguir o diagrama do circuito, eliminar a descontinuidade.

    DEFEITO2: BOBINA QUEIMADA

    Sub-tenso: Situao: A bobina queima sofrendo perceptvel dilatao do conjunto bobinado. O

    corpo de bobina deforma-se (dilatao dos cantos), impedindo o encaixe normal de

    ncleo e corpo de bobina.

    Causa: Tenses inferiores a 0,8 x Uc, causadas por oscilaes na rede: sobrecargas,

    fins de linha, problemas de distribuio.

    Orientao: Garantir estabilidade na tenso de alimentao: 0,8 < Uc < 1,1.

    Sobre-tenso: Situao: Ocorre o escurecimento do isolante e leves deformaes no corpo de

    bobina.

    Causa: Tenses acima de 1,1 x Uc, causadas por oscilaes na rede.

    Orientao: Garantir estabilidade na tenso de alimentao:0,8 < Uc < 1,1.

    Surto de tenso: Situao: Ocorre o rompimento de uma ou mais espiras de bobina.

    Causa: Descargas atmosfricas.

    Orientao: Avaliar proteo contra descargas atmosfricas.

    DEFEITO 3: CONTATOS DE FORA DANIFICADOS ( QUEIMADOS )

    Sub-tenso: Situao: A permanncia de sub-tenses no contator pode provocar a queima de seus

    contatos de fora, juntamente ou no com o cabeote.

    Causa: Tenses inferiores a 0,8 x Uc, causadas por oscilaes na rede; Sobrecargas,

    fins de linha, problemas de distribuio.

    Orientao: Manter a tenso de alimentao estvel.

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    Erro de dimensionamento: Situao: Ocorre a queima e/ou o desgaste dos contatos de fora do contator.

    Causa: O mal dimensionamento do regime de operao do contator, definido pela

    categoria de emprego: AC-1, AC-3,AC-4. O nmero de manobras/hora do contator

    est acima do limite.

    Orientao: Redimensionar o contator para seu regime correto de operao,

    conforme ciclo de carga (aplicao).

    Falta de fase: Situao: Ocorre a queima de dois pares de contatos de fora.

    Causa: No possui proteo contra falta de fase.

    Orientao: Em acionamentos de motores utilizar sempre rels trmicos de

    sobrecarga. Em aplicaes mais crticas rel eletrnico de falta de fase.

    M conexo: Situao: Ocorre a queima de um ou mais terminais do contator.

    Causa: Parafusos mal apertados, com torque abaixo do especificado ou a utilizao

    de cabos de seco incorreta. Terminais mal crimpados ou prensados.

    Orientao: Manutenes preventivas, com o simples reaperto dos terminais, evitam

    este problema. Garantir correta crimpagem / prensagem do terminal.

    CONTATOR NO DESLIGA:

    Curto- circuito: Situao: Contatos colados (fundidos) ou destrudos prematuramente.

    Causa: Erros de ligao ou projeto, falhas na instalao ou carga, corpos estranhos

    no painel, ou ainda mal dimensionamento de proteo.

    Orientao: Dimensionar adequadamente os equipamentos de proteo contra curto-

    -circuito.

    Fim da Vida til: Situao: Os contatos de fora soldam-se impedindo a abertura do circuito , ou se

    no adequadamente protegido ocorre a destruio das fases.

    Causa: Este problema conseqncia das pastilhas de prata dos contatos.

    Orientao: As pastilhas de prata entram em estado crtico, quando seu volume

    reduzido a 25% do inicial. , ento, recomendvel sua troca.

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    Comando distante do circuito de fora: Situao: Aps o desligamento do comando, o contator permanece fechado ou sofre

    um atraso na sua abertura.

    Causa: O dispositivo de comando encontra-ser longe do contator.

    Orientao: Usar o comando mais prximo do circuito de fora. Outra soluo o

    uso de contatores CC, ou ainda a conexo de um resistor em paralelo com a bobina

    do contator.

    Repique de contatos: Situao: Ocorre a queima dos contatos de fora do componente ou, em casos piores,

    colamento de contato.

    Causa: Repique do sinal do sinal de comando (repetidos fechamentos/aberturas) do

    contator.

    Orientao: Garantir um bom sinal de comando (uso de chaves de estado nico). Em

    partidas estrela-tringulo, certificar-se de uma correta comutao nos contatos

    (tempo adequado). Verificar o dimensionamento conforme aplicao e regime de

    aplicao.

    ABERTURA INADVERTIDA DO CONTATOR:

    Quedas de tenso/transientes: Situao: o contator desliga involuntariamente.

    Causa: quedas de tenso que excedem os limites normalizados, devido a problemas

    na rede ou a partidas de grandes motores (cargas pesadas).

    Orientao: reapertar os terminais periodicamente com torque especificado no

    folheto de instrues do rel.

    RUDO NO CONTATOR:

    Corpo estranho no contator: Situao: O contator trabalha com o rudo anormal.

    Causa: A presena de sujeira , ferrugem, limalha, anel de curto-circuito quebrado ou

    qualquer outro corpo entranho no ncleo.

    Orientao: Limpar, remover corpos estranhos do interior do contator.

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    Variao na tenso do contator: Situao: O contator trabalha com rudo normal.

    Causa: Ajuste incorreto da tenso ou freqncia de trabalho. Tenso de controle

    instvel.

    Orientao: Manter estvel a tenso de comando.

    RELS TRMICOS DE SOBRECARGA:

    DEFEITO 1: INTERRUPO DO CIRCUITO DE FORA:

    Curto Circuito: Situao: Interrupo da tira de aquecimento do bimetal. Em alguns casos, pode

    ocorrer a danificao do conjunto bimetlico, ou ainda, em situaes mais graves:

    Total destruio do rel.

    Causas: Erros de ligao ou projeto, falhas na instalao ou carga, corpos estranhos

    no painel ou ainda dispositivos de proteo mal dimensionados.

    Orientao: Dimensionar adequadamente os equipamentos de proteo contra curto-

    circuito.

    DEFEITO 2: QUEIMA DOS CONTATOS DE FORA:

    M conexo: Situao: Danificao dos terminais de fora do rel.

    Causa: Parafusos mal apertados, com torque abaixo do especificado, ou conexes

    mau feitas.

    Orientao: Reapertar os terminais periodicamente, com torque especificado no

    folheto de instrues do rel.

    DEFEITO 4: M COMUTAO DOS CONTATOS AUXILIARES:

    Curto-circuito: Situao: a comutao e/ou continuidade no circuito auxiliar encontra-se em

    condies anormais.

    Causa: erros de ligao ou projeto, falhas na instalao ou carga, corpos estranhos no

    painel ou ainda mau dimensionamento dos dispositivos de proteo.

    Orientao: dimensionar adequadamente os equipamentos de proteo contra curto-

    circuito.

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    CAPACITORES:

    DEFEITO 1: EXPANSO DE GOLA:

    Sobretenso: Situao: expanso da gola do capacitor.

    Causa: aplicao de tenso acima do limite de:

    - 1,1 . Un por mais de 8hs contnuas a cada 24hs;

    - 1,15 . Un por mais de 30min a cada 24hs;

    - 1,2 . Un por mais de 5min;

    - 1,3 . Un por mais de 1min.

    Orientao: respeitar as especificaes das tenses mximas e seus tempos

    determinados e sobredimensionar os capacitores em caso de redes muito oscilantes.

    Situao: expanso da gola do capacitor.

    Causa: reenergizao do capacitor antes do seu tempo de descarga.

    Orientao: respeitar tempo mnimo de descarga do capacitor:

    - MCW e BCW = 30s UCW-T = 3min

    Situao: expanso da gola do capacitor.

    Causa: no utilizao de resistores de descargas no capacitor.

    Orientao: utilizar resistores de descarga. Recomenda-se o uso de resistores com

    descarga para 30s.

    Situao: expanso da gola do capacitor.

    Causa: excesso de harmnicas na rede.

    Orientao: eliminar as harmnicas da rede.

    Situao: expanso da gola do capacitor.

    Causa: fator de potncia unitrio.

    Orientao: corrigir o FP para valores compreendidos entre 0,92 e 0,98.

    evitar o uso de capacitores fixos para correo do FP.

    Situao: expanso da gola do capacitor.

    Causa: repique (abre-fecha cclico) do sinal de comando do capacitor.

    Orientao: uso de controladores de correo de FP confiveis.

    verificao da instalao (continuidade do circuito).

    Situao: expanso da gola do capacitor.

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    Causa: subtenso no circuito de comando.

    Orientao: estabilizao da tenso do comando.

    Sobrecorrente: Situao: expanso da gola do capacitor.

    Causa: corrente de energizao superiores a 100xIn.

    Orientao: uso de resistncias em srie com o capacitor ou indutores anti-surto.

    Se no for possvel, dividir a correo em estgios.

    Situao: expanso da gola do capacitor.

    Causa: descargas atmosfricas.

    Orientao: utilizar pra-raios para proteo e aterramento de carcaas. Conforme

    norma, pra-raios industriais devem ter resistncia de terra de at 10.

    DEFEITO 2: SUPERAQUECIMENTO DOS CONDUTORES DE ALIMENTAO:

    Situao: os cabos de ligao do banco aquecem demasiadamente.

    Causa: subdimensionamento dos cabos; sobrecorrentes harmnicas;

    m conexo / crimpagem dos terminais.

    Orientao: redimensionar cabos de alimentao; eliminar as harmnicas da rede;

    realizao de uma boa crimpagem dos terminais.

    DEFEITO 3: EXPLOSO DA CLULA CAPACITIVA: Situao: o capacitor explode.

    Causa: descargas atmosfricas.

    Orientao: utilizar pra-raios e aterramento de carcaas.

    EFEITO 4: VAZAMENTO DE RESINA:

    M conexo: Situao: ocorrem vazamentos de resina.

    Causa: m crimpagem dos terminais; subdimensionamento dos cabos de

    alimentao.

    Orientao: uso dos terminais de boa qualidade, realizao de uma boa crimpagem

    dos terminais; redimensionar os cabos de alimentao.

    Elevao de temperatura: Situao: ocorrem vazamentos de resina.

    Causa: temperatura ambiente do capacitor superior a 50C.

    Orientao: manter a temperatura ambiente at no mximo 50C.