apostila distribuição de energia - umctec.pdfedsonjosen.dominiotemporario.com/doc/apostila...

Redes Aéreas de Distribuição Prof. Abelardo

1

1 - SISTEMA ELÉTRICO DE POTÊNCIA (Noções)

1.1 - Introdução

O Sistema Elétrico de Potência (SEP) é um conjunto de todas as instalações e equipamentos destinados à geração, transmissão e distribuição de energia elétrica. (A.B.N.T. – NBR-5460 – Sistemas Elétricos de Potência – Terminologia).

Objetivo → Gerar, transmitir e distribuir energia elétrica atendendo a

determinados padrões de confiabilidade, disponibilidade, qualidade, segurança e custos, com o mínimo impacto ambiental.

Confiabilidade representa a probabilidade de componentes, partes e sistemas realizarem suas funções requeridas por um dado período de tempo sem falhar. Representa também o tempo que o componente, parte ou sistema levará para falhar (%).

Disponibilidade é definida como a probabilidade que o sistema esteja operando adequadamente quando requisitado para uso. Em outras palavras, é a probabilidade que um sistema não está indisponível quando requisitado seu uso (%).

Qualidade da energia é a condição de compatibilidade entre sistema supridor e carga atendendo critérios de conformidade senoidal (amplitude da tensão, frequência, desequilíbrios de tensão e corrente e forma de onda).

Segurança está relacionado com a habilidade do sistema de responder a distúrbios que possam ocorrer no sistema. Em geral os sistemas elétricos são construídos para continuar operando após ser submetido a uma contingência.


2

1.1.2 - Geração

Obtém-se energia elétrica, a partir da conversão de alguma outra forma de energia, utilizando-se máquinas elétricas rotativas (geradores), nas quais se utilizam turbinas hidráulicas ou a vapor para se obter o conjugado mecânico.

1.1.3 - Sistema de Transmissão

Transporta a energia elétrica dos centros de geração aos de consumo.

1.1.4 - Sistema de Distribuição

1.1.4.1 - Rede de Sub-Transmissão

Tem a função de transportar a energia elétrica das subestações de transmissão às subestações de distribuição e aos consumidores, operando em tensões de 34,5, 69, 88 e 138 kV.

1.1.4.2 - Subestações de distribuição

São supridas pela rede de subtransmissão e são responsáveis pela transformação da tensão de subtransmissão para a de distribuição primária (13,8 kV).


3

1.2 - Sistemas de distribuição primária

As redes de distribuição primária (média tensão) emergem das SEs de distribuição e operam, no caso da rede aérea, radialmente, com possibilidade de transferência de blocos de carga entre circuitos para o atendimento da operação em condições de contingência, devido à manutenção corretiva, preventiva e outras situações.

1.3 - Redes de Distribuição

As redes de distribuição alimentam consumidores residenciais e industriais de médio e pequeno porte, consumidores comerciais e de serviços.

a) Redes de Média Tensão Os troncos dos alimentadores empregam, usualmente, condutores de seção 336,4 MCM permitindo, na tensão de 13,8 kV, o transporte de 12MVA de potência máxima, que face a necessidade de transferência de blocos de carga entre alimentadores, fica limitada em torno de 8 MVA. Estas redes atendem os consumidores primários e aos transformadores de distribuição (estações transformadoras). Podem ser aéreas ou subterrâneas, sendo que as primeiras são mais difundidas devido ao seu custo menor, e, as segundas têm grande aplicação em áreas de maior densidade de carga (zona central de uma metrópole).

b) Redes em Baixa Tensão (BT)

O objetivo das redes em baixa tensão é transportar eletricidade das redes de média tensão para os consumidores de baixa tensão. A rede BT representa o nível final na estrutura de um sistema de potência. Um grande número de consumidores, setor residencial, é atendido pelas redes em BT. Tais redes são em geral operadas manualmente, nas tensões de 220/127 V ou 380/220 V.. A Tabela 1 mostra um diagrama com a representação dos vários segmentos de um sistema de potência com seus respectivos níveis de tensão.

Tensão (kV) Campo de aplicação

Área do sistema de potência Padronizada Existente

0,220/0,127 0,110 Distribuição secundária (BT)

Distribuição

0,380/0,220 0,230/0,115

13,8 11,9 Distribuição primária (MT) 34,5 22,5

34,5

88,0 Subtransmissão

(AT) 69,0

138,0

138,0

440,0 750,0

Transmissão Transmissão 230,0

345,0

500,0 Tabela 1 – Tensões usuais em sistemas de potência.


4

1.3.1 - Conceitos básicos da Distribuição

Rede de Distribuição Aérea Urbana → Parte integrante do Sistema de

Distribuição Aérea, localizada dentro de perímetro urbano de cada localidade.

Rede de distribuição aérea rural → Rede de Distribuição situada fora do

perímetro urbano de cidades.

Rede de Distribuição Primária → Parte de uma Rede de Distribuição que

alimenta transformadores de distribuição e / ou pontos de entrega sob uma mesma tensão primária nominal.

Alimentador de Distribuição → Parte da Rede de Distribuição Primária que

alimenta, diretamente ou por intermédio de seus ramais, os transformadores de distribuição da concessionária e/ou consumidores.

Tronco de Alimentador → Parte de um Alimentador de Distribuição que

transporta a parcela principal da carga total.

Ramal de Alimentador → Parte de um Alimentador de Distribuição que deriva

do Tronco de Alimentador e que alimenta diretamente os transformadores de distribuição e / ou pontos de entrega de consumidores em tensão primária.

Rede de Distribuição Secundária → Rede elétrica que leva energia dos

transformadores de distribuição aos pontos de entrega.

Ramal de Ligação → Conjunto de condutores e acessórios que ligam uma

Rede de Distribuição Secundária a uma ou mais unidades de consumo.

Carga Instalada → Soma das potências nominais (em kW) dos equipamentos

de uma unidade de consumo que, uma vez concluídos os trabalhos de instalação, estão em condições de entrar em funcionamento.

Demanda → Potência (kVA ou kW), requisitada por determinada carga

instalada, durante um intervalo de tempo especificado. Normalmente se considera a potência média de 15 minutos.

Demanda Máxima → Maior de todas as demandas registradas ou ocorridas

durante um intervalo de tempo especificado.

Demanda Simultânea → Soma das demandas verificadas num mesmo

intervalo de tempo especificado.

Demanda Simultânea Máxima → Maior das demandas simultâneas

registradas durante um intervalo de tempo especificado.

Fator de Demanda → Relação entre a demanda máxima de uma instalação,

verificada em um intervalo de tempo especificado e a correspondente carga instalada total.


5

Fator de Carga → Relação entre a demanda média obtida com base no

consumo e a demanda máxima no mesmo intervalo de tempo especificado.

Demanda Diversificada → Contribuição de um consumidor para a demanda

máxima do grupo a que pertence e que está alimentado pela mesma fonte de energia elétrica. É também a demanda resultante da carga, tomada em conjunto de um grupo de consumidores ligados em um mesmo circuito.

Queda de Tensão → Diferença entre as tensões elétricas existentes em dois

pontos distintos de um circuito, percorrido por corrente elétrica, observadas no mesmo instante.

Fator de Potência → Relação entre a potência ativa e a potência aparente.

Consumo → Quantidade de energia elétrica (kWh) absorvida em um dado

intervalo de tempo.

Consumidores Especiais → Consumidores cujas cargas ocasionam

flutuações de tensão na rede, necessitando, portanto, de uma análise específica para o dimensionamento elétrico da mesma.

kVA Térmico → Potência limite de carregamento do transformador,

estabelecida em função de suas características do tipo de curva de carga, adotando máximo de 130 %.

Chaves de Proteção → Chaves utilizadas com a finalidade básica de proteção

dos circuitos primários de distribuição ou de equipamentos neles instalados, desligando automaticamente os circuitos ou equipamentos que estejam sob condições de defeito ou sob tensão ou correntes anormais.

Chaves Fusíveis de Distribuição → Chaves com função principal de proteger

ou isolar automaticamente parte da rede, baseado em princípio térmico, através de sobreaquecimento e fusão de um elo condutor fusível quando atingido o limite de corrente pré-estabelecido.

Chaves Seccionadoras Tipo Faca → Chaves com função principal de permitir

conexão ou desconexão de parte da rede nas manobras por ocasião das operações de fluxo de carga, de manutenção, de reforma ou de construção, através de fechamento ou abertura de um componente em forma de barra metálica basculante condutora, e operado mecanicamente com auxílio de vara de manobra.


6

2- REDES AÉREAS DE DISTRIBUIÇÃO

2.1 – Introdução → São redes primárias e

secundárias, cujo transporte de energia elétrica das subestações aos consumidores é feito, através, de condutores, geralmente de alumínio nú, instalados em estruturas constituídas de postes, cruzetas, isoladores, ferragens e acessórios.

2.1.1 - Redes aéreas urbanas

São redes que atendem os consumidores residenciais, comerciais e industriais situados na área urbana dos municípios. Utilizam, geralmente, transformadores trifásicos para o abaixamento da tensão, para suprimento dos consumidores em BT, tanto residenciais, como comerciais e industriais de pequeno porte. Utilizam, também, poste de concreto do tipo circular ou duplo T.

2.1.2 - Redes aéreas rurais

São aquelas que suprem os consumidores situados na área rural dos municípios. Devido abaixa densidade de carga utilizam-se redes monofásicas (fase/neutro) e transformadores monofásicos. Os postes das estruturas são, geralmente, de madeira.


7

2.2 - MATERIAIS DE REDES DE DISTRIBUIÇÃO AÉREA

Figura 4 – Poste de concreto duplo T para distribuição e circular para

transmissão

2.2.1 - POSTES → São os elementos básicos das estruturas. São

especificados pelas suas dimensões geométricas (altura), material, forma e pela resistência à flexão (máximo esforço horizontal). Exemplo: Poste de concreto, seção circular, 11 m, 300 Kg. Podem ser de madeira, concreto e aço.

Figura 5 – Armação do suporte de ferro do poste de concreto circular


8

Figura 6 – Teste de esforço mecânico do poste de concreto circular

Figura 7 – Colocação da armação de ferro na forma do poste de concreto


9

2.2.1.1 - Poste de Madeira → Usado em linhas rurais, devido ao aspecto

estético. È mais barato, mais leve (cerca de 65% do peso do poste de concreto) e de fácil manuseio. São usadas as madeiras de pinho, eucalipto, etc. Com a proibição do uso da madeira de lei, ficou muito difundido o uso da madeira branca, porém, para seu uso a PB-45 da ABNT, determina que “todo poste que não for de madeira de lei, deverá ser tratado e levar bandagens com arame galvanizado no seu topo e no pé”. O tratamento é feito com a penetração de um produto a base de alcatrão, para evitar o apodrecimento, o aparecimento de fungos e de cupins.

2.2.1.2 - Poste de Concreto → Usado em todo tipo de redes aéreas. É mais

pesado, mais frágil em seu manuseio, e mais caro que o de madeira, porém, suporta esforços mecânicos maiores que o poste de madeira. Podem ser:

Circular;

Duplo T.

Os postes de concreto tipo duplo T têm maior resistência mecânica e por isto são usados em linhas de vãos maiores.

2.2.1.3 - Poste de aço → É mais utilizado para iluminação ornamental. São

mais leves, de fácil manuseio e mais caros que os postes de concreto e requerem manutenção constante (pintura).

Observação: Preferencialmente, deverão ser instalados em poste de concreto, equipamentos como: chave faca, chave fusível, banco de capacitores, estação transformadora, religador, seccionalizador, regulador de tensão, entrada primária.

Altura (m) Cód. da concessionária Esforço máximo (kgf)

10,5

14 300

15 600

18 1000

12

20 300

23 600

25 1000

Tabela 1 – Tipos de postes de concreto de uma concessionária de energia elétrica

Deve-se frisar que o esforço horizontal mostrado na Tabela 9.1 é suposto a 20 cm do topo do poste.


10

Locação dos postes

Definido o traçado da rede, deve-se partir para a determinação da localização dos postes. Para isto algumas regras básicas devem ser seguidas tais como:

As observações feitas no levantamento de campo, devidamente marcadas em planta, devem ser respeitadas;

Utilizar vão básico igual a 35 m melhorando desta maneira os níveis de iluminação pública. Para regiões rurais o vão básico poderá ser igual a 70 m, prevendo-se expansões futuras onde será locado um poste intermediário der tal modo que o vão básico seja reduzido a 35 m;

Nas vias públicas onde existam curvas, evidentemente a distância entre postes poderá ser menor, evitando-se que condutores atravessem propriedades particulares;

Prever para que a poste não se localize em frente as portas, janelas, sacadas , marquises, garagens, rebaixamentos de guias ou postos de gasolina. Para isto, devem-se observar os afastamentos mínimos impostos pelos manuais de padronização da concessionária local;

Os postes devem ser locados no lado onde houver menor arborização;

Em ruas onde a grande maioria dos consumidores se localizam em um certo lado, os postes devem ser colocados neste mesmo lado.

2.2.2 – CRUZETAS → Elemento onde são colocados os pinos para fixação dos

isoladores. Normalmente são de madeira, medindo de 2 a 2,4 m, podendo, também, ser de concreto, pouco usadas, de ferro, usadas em casos especiais tais como travessias de ferrovias, rodovias, etc. ou de fibra de vidro para atmosfera agressiva, com alto índice de poluição. Proporcionam o espaçamento entre os condutores da rede primária. Para sua fixação ao poste utiliza-se parafuso de cabeça quadrada, porcas e arruelas, também, quadradas. Para anular o balanço, usa-se mão francesa.

Figura 8 – Poste de rede de distribuição equipado com cruzetas


11

2.2.3 – ISOLADORES → Os isoladores são elementos sólidos dotados de

propriedades mecânicas capazes de suportar os esforços produzidos pelos condutores. Eletricamente, exercem a função de isolar os condutores, submetidos a uma diferença de potencial em relação à terra (estrutura do suporte) ou em relação a um outro condutor de fase. De maneira geral classificam-se em duas categorias: apoio e de suspensão.

2.2.3.1 - Isoladores de apoio → São aqueles nos quais se apóiam os

condutores. No caso de redes de distribuição, os condutores são fixados aos isoladores através de laços pré-formados, de forma a permitir um pequeno deslocamento devido ao trabalho durante o ciclo de carga.

2.2.3.2 - Isolador roldana → É utilizado predominantemente nas redes de

distribuição urbana e rural secundária (220 ou 380 V). Podem ser encontrados tanto em porcelana vitrificada, como em vidro recozido.

Figura 9 – Isolador tipo roldana para rede secundária (BT)

2.2.3.3 - Isolador de Pino → É utilizado geralmente em redes de distribuição

urbana e rural, primárias, até tensões de distribuição de 34,5 KV. Podem ser fabricados em porcelana vitrificada ou vidro temperado.

Figura 10 – Isoladores para redes de distribuição


12

2.2.3.4 - Isoladores de suspensão → São aqueles, quando fixados à

estrutura, permitem o livre deslocamento em relação à vertical, através da rotação do seu dispositivo de fixação. A fabricação dos isoladores, ainda, está restrita a utilização de três matérias básicas:

Cerâmica (porcelana marrom vitrificada)

Vidro (temperado ou recozido)

Fibra (epóxi, fibra de vidro ou resinas)

2.2.3.5 - Isolador de disco → Ou isolador de suspensão, são utilizados em

redes de distribuição urbana e rural primária, em estruturas de ancoragem e amarração. Podem ser construídos tanto em porcelana vitrificada, como em vidro temperado.

Figura 11 – Isolador de disco para redes primárias de distribuição (MT)

Figura 12 – Isoladores diversos para redes primárias de distribuição (MT)


13

2.2.3.6 - Isolador tipo castanha → É utilizado para separar mecanicamente o

circuito secundário (BT) ou ainda para isolar o cabo do estai. Normalmente é fabricado em porcelana vitrificada. Além do tipo, o isolador deve ser definido pele sua classe de isolação, por suas características mecânicas, geométricas e ensaios padronizados.

Figura 13 – Isolador tipo castanha para rede secundária (BT) e estai

Figura 14 – Alça pre-formada utilizada na amarração dos condutores de redes aéreas de distribuição


14

2.4 - FERRAGENS DE ESTRUTURAS BÁSICAS (Rede Convencional)

Segue abaixo uma descrição de algumas ferragens utilizadas na rede aérea de distribuição:

Afastador de armação secundária → ferragem instalada no poste na

qual é fixada uma armação secundária, para aumentar a distância desta ao poste.

Armação secundária → ferragem de que se fixa num poste e, na qual,

são fixados condutores de uma rede de BT em condutores tipo roldana.

Cinta → ferragem que se fixa em torno do poste para proporcionar um

apoio rígido para uma outra ferragem ou equipamento.


15

Mão francesa → ferragem de linha aérea que se impede a rotação de

uma cruzeta em torno de seu ponto de fixação num poste, segundo um plano vertical.

Pino de isolador → ferragem de linha aérea que se fixa numa

superfície, em geral a face superior de uma cruzeta, no qual é fixado um isolador de pino.

Sela para cruzeta → ferragem de linha aérea que se apóia uma cruzeta

num poste de concreto circular.


16

Suporte para transformador → ferragem utilizada para apoiar um

transformador de distribuição.

2.4 - FERRAGENS DE ESTRUTURAS BÁSICAS (Rede Compacta)

Braço Tipo “L” → ferragem, em formato “L”, presa ao poste, com a função de

sustentação do cabo mensageiro da rede compacta, em condição de tangência ou com ângulos de deflexão de até 6º.

Braço Tipo “C” → ferragem, em formato “C”, presa ao poste, com a finalidade

de sustentação das fases em condições de ângulo e de final de linha, derivações e conexão de equipamento à rede.


17

Suporte “Z” → ferragem, em formato “Z”, com a função de fixação de chave fusível

e/ou de pára-raios ao braço tipo “C”.

Cantoneira Auxiliar para Braço Tipo “C” → ferragem utilizada para encabeçamento das fases, na extremidade superior do braço tipo “C” ou para instalação de chaves fusíveis ou de pára-raios.

Estribo para Braço Tipo “L” → ferragem complementar ao braço tipo “L” cuja função

é a sustentação do espaçador junto ao braço.


18

2.5 – Condutores → O cabo de alumínio (CA) é um encordoado concêntrico de

condutores, composto de uma ou mais camadas helicoidais (coroas) de fios de alumínio, usualmente de mesmo diâmetro. As camadas helicoidais sucessivas são enroladas em sentidos opostos. A primeira camada (fio central) é constituída por um único fio, a segunda camada contará com 6 fios e a cada camada subsequente são adicionados 6 fios, de modo que se terá no total 7, 19, 37, 61 fios conforme o cabo disponha de 2, 3, 4 ou 5 camadas.

Para cabos de alumínio com alma de aço (CAA) a construção é similar exceto pelo fato que nas camadas iniciais utilizam-se fios de aço e nas mais externas, fios de alumínio.

Na figura 15, apresenta-se a seção reta de um cabo CA (a), com 19 fios de alumínio, e de um CAA (b), com 7 fios de aço e 30 fios de alumínio. Os cabos CAA são identificados, dentre outros elementos, pelo número de fios de alumínio e de aço, assim, para o caso da figura 21 (b) teremos cabo CAA 30 Al/7 Aço, ou, mais simplesmente, cabo CAA 30/7.

Figura 15 – Cabos CA (a) e CAA (b)

Os cabos CAA são utilizados, mais correntemente, em linhas de transmissão que apresentam os maiores vãos. Nas redes de distribuição em média tensão urbanas, estando o vão limitado a cerca de 30 a 40 m, utilizam-se cabos CA. Para as redes rurais podem-se utilizar os dois casos em função das características da área onde a rede se desenvolve. Finalmente, nas redes de baixa tensão utilizam-se cabos CA protegidos ou nus.

Figura 16 – Características mecânicas de linhas aéreas

Seções da série métrica → as normas brasileiras definem que a identificação

dos condutores, quanto à área da seção transversal, é feita pela sua seção


19

nominal em mm2. Na Tabela 1 apresenta-se a série de seções nominais normalizadas.

Seções nominais normalizadas (mm2)

0,5 0,75 1 1,5 2,5 4 6 10 16

25 35 50 70 95 120 150 185 240

300 400 500 630 800 1000 1200 1600 2000

Tabela 1 – Seções nominais em mm2

Seções definidas pela American Wire Gage (AWG) → mesmo não sendo

aceita pelas normas brasileiras merece detalhamento, pois que seu uso é extremamente difundido em sistemas elétricos de potência.

Cada seção nominal é identificada por um código numérico seqüencial (bitola) que se estende desde o código 36 (seção de menor diâmetro) até o código 1.

Conta ainda com os códigos adicionais 0 (1/0), 00 (2/0), 000 (3/0) e 0000 (4/0).

Para cabos maiores do que o 4/0 AWG substitui-se a série AWG pela área de sua seção reta em MCM. Assim, define-se o “circular mil”, CM, que representa a área de um condutor circular cujo diâmetro é um milésimo de polegada, isto é:

ou

Sendo essa unidade muito pequena, define-se, seu múltiplo, o MCM, que corresponde a 1000 CM, isto é, 1 MCM = 0,506707 mm2.


20

Condutores padronizados para redes de distribuição → Os condutores

padronizados para uso nas redes primárias das concessionárias, em geral, são os seguintes:

Cabo de alumínio nú, sem alma de aço, nas bitolas 1/0 AWG, 3/0 AWG, e 336.4 MCM;

Cabo de alumínio nú, com alma de aço, nas bitolas 1/0 AWG, 3/0 AWG, e 336.4 MCM;

Cabo de alumínio, semi isolado através de capa de PVC, ou XLPE nas bitolas 1/0 AWG 3/0 AWG e 336.4 MCM;

Cabo pré-reunido de alumínio, isolado em XLPE ou EPR, formação triplex com cabo mensageiro, na bitola 240 mm²;

Cabo isolado, subterrâneo, de cobre, bitola 500 MCM (exclusivamente para as saídas de ETDs).

Cabo dotado de cobertura protetora extrudada (XLPE), nas bitolas 70 mm2 e 185 mm2;

Cabo Mensageiro, cordoalha composta por fios de aço zincado, diâmetro 9,54 mm (3/8”), utilizado para sustentação da Rede Compacta;

Cabo de Alumínio Multiplexado, auto sustentado, neutro nú em alumínio e fases em alumínio isolado, em XLPE 0,6/1 kV, nas bitolas 70 mm2 e 120 mm2.

Normalmente deverá ser utilizado o condutor nú de alumínio, sem alma de aço, sendo os demais aplicados em situações especiais:

Cabo de alumínio nú → com alma de aço: o aço confere maior

capacidade de serem suportados os esforços mecânicos que solicitam o condutor. Neste caso têm-se maior segurança contra o rompimento de condutores tornando-os adequados para travessias de rios, rodovias, ferrovias, etc. Ou sempre que for necessário uma tensão (mecânica) sobre os postes acima do limite indicado para o cabo sem alma de aço;

Cabo pré-reunido → deve ser utilizado nos casos em que haja

restrições ao uso de redes aéreas convencionais, tais como: Nas regiões arborizadas em que a continuidade de serviço seja

essencial. O cabo pré-reunido é um cabo isolado e portanto fornece melhor proteção do que o semi isolado Entretanto, devido ao custo relativamente elevado, nesta aplicação ele deve ser usado apenas em casos excepcionais, quando seja comprovadamente necessário;

Nas saídas de ETD ou em outras situações em que seja necessária a passagem de mais do que um circuito na mesma posteação;

Nos casos em que não seja possível garantir o afastamento mínimo entre fase e massa como, por exemplo, nos locais onde não se consegue o afastamento mínimo de sacadas ou marquises. A formação triplex deste cabo dispensa, é claro, o espaçamento entre fase e massa.


21

Por ser um cabo triplexado não deve se utilizado em trechos onde exista, ou seja previsível, a necessidade de derivação do circuito.

Cabo dotado de cobertura protetora extrudada (XLPE), nas bitolas 70 mm2 e 185 mm2 → Este padrão construtivo deve ser aplicado nas

seguintes ocasiões: Todas as redes de distribuição de empreendimentos particulares; Regiões densamente arborizadas; Regiões com altos índices de descargas atmosféricas, pois o cabo

mensageiro serve como elemento atenuante para as descargas atmosféricas;

Saída de ETD´s, viabilizando, de acordo com as necessidades, uma alternativa técnico econômica às redes isoladas multiplexadas e trechos de redes subterrâneas;

Para otimização do espaço disponível na estrutura física da rede aérea de distribuição.

Seção

AWG/MCM mm

2

Corrente (A)

Admissível Operação

336.4 170,6 430 292

3/0 85,0 275 206

1/0 53,5 200 150

Tabela 2 – Carregamentos máximos admissíveis para condutores

2.6 – Acessórios

2.6.1 – Rede Compacta

Figura 17 - Afastador losangular


22

Figura 18 - Afastador vertical

Figura 19 – Flying-Tap de Rede Compacta


23

2.6.2 - Conectores

Com alta condutibilidade elétrica, O conector tipo cunha é fabricado em liga de alumínio, para utilização nas conexões bimetálicas (Al/Cu) e de condutores Al/Al (com ou sem alma de aço), sólidos ou multifilares. A aplicação é realizada através de ferramenta apropriada, com a deflagração de cartuchos de pólvora, projetados de acordo com o dimensionamento do conector. Se houver necessidade, o conector poderá ser removido sem danificar os condutores.

Com a utilização de um dos dois modelos de ferramentas disponíveis, para cartucho plástico ou metálico, a aplicação do CADC é bastante simples, sendo a ferramenta escolhida carregada com o cartucho correspondente e fixada no conector.

Aplicação do conector tipo cunha

Com cartucho metálico Para a opção do cartucho metálico, a ferramenta utilizada possui um gatilho disparador, dispensando o uso do martelo.

Com cartucho plástico Na aplicação do conector com o cartucho plástico, é utilizado um martelo para acionamento do disparador da ferramenta.


24

Derivações e Ligações de Equipamentos Nas derivações, deverá ser utilizado conector tipo cunha alumínio com protetor de conector, inclusive no conector com estribo para ligação de equipamentos, onde deverá ser feita uma fenda no protetor de conector para instalação do estribo.

Figura - Aplicação do protetor de conector tipo cunha derivação


25

3 - EQUIPAMENTOS DE REDES AÉREAS

3.1 - Transformadores de Distribuição

Figura 21 – Transformador de distribuição trifásico

O transformador de distribuição (ou Estação Transformadora – E.T.) reduz a tensão primária, ou média tensão, para a de distribuição secundária, ou baixa tensão.

Contam com pára-raios para a proteção contra sobretensões, e elos fusíveis para a proteção contra sobrecorrentes, instalados no primário.

De seu secundário deriva-se sem proteção alguma, a rede secundária. Nas redes aéreas urbanas utilizam-se, transformadores trifásicos instalados diretamente nos postes.

Em geral, suas potências nominais são fixadas na série padronizada, isto é:

15 – 30 – 45 – 75 – 112,5 - 150 – 225 e 300 kVA.

No Brasil, a tensão de distribuição secundária está padronizada nos valores de 220/127 V e 380/220 V, havendo predomínio da primeira nos estados das regiões sul e sudeste e da segunda no restante do país.

O esquema mais usual consiste na utilização de transformadores trifásicos, com resfriamento a óleo, estando os enrolamentos do primário ligados em triângulo e os do secundário em estrela, com centro estrela aterrado.

Utilizam-se ainda, em alguns sistemas, transformadores monofásicos e bancos de transformadores monofásicos.

Na figura 22, ilustra-se uma montagem de estrutura de transformador trifásico em rede convencional.

Nas redes subterrâneas, a E.T., usualmente utilizando transformador trifásico, pode ser do tipo “pad mounted” (figura 23), quando o transformador é instalado


26

abrigado em estrutura em alvenaria ao nível do solo, ou em cubículo subterrâneo, “vault”, quando o transformador deve ser do tipo submersível.

Figura – 22 – Estação Transformadora Trifásica em poste de concreto

Figura – 23 – Transformador tipo “Pad Mounted”


27

Componentes construtivos

Os transformadores são constituídos basicamente de uma parte ativa e de acessórios complementares. I - Parte ativa

Compreende as bobinas (enrolamentos do primário e do secundário) e o núcleo ferromagnético. Para que haja um funcionamento eficaz, é necessário que seus componentes sejam prensados e devidamente calçados, a fim de suportarem as mais diferentes condições ambientais a que são submetidos. Os enrolamentos são constituídos de fios de cobre, de seção retangular ou circular, isolados com esmalte ou papel. Os enrolamentos de BT e AT (Figura 24) normalmente são concêntricos, onde a BT ocupa a parte interna e a AT a parte externa, sendo estes fracionados em bobinas de menor número de espiras, chamadas “panquecas”, por motivo de isolação, facilidade de manutenção e retirada das derivações para conexão ao comutador.

(a) (b)

Figura 24 – Enrolamentos de um transformador: (a) BT; (b) AT

Figura 25 – Disposição dos enrolamentos no núcleo do trafo.

O núcleo é constituído de lâminas de material ferromagnético, contendo em sua composição o silício, que possui excelentes características de magnetização e baixas perdas por histerese. O empilhamento das lâminas,


28

isoladas entre si e do núcleo, é feito para minimizar a ação das correntes parasitas provenientes da variação de fluxo ocorridos sobre o material, que é condutor.

II - Acessórios complementares

a) Tanque → Serve de invólucro da parte ativa e do líquido isolante.

Nele encontramos os suportes para fixação em postes, ganchos olhais de suspensão, tampa de inspeção, conector de aterramento, fios de passagem das buchas, placa de identificação, radiadores, dispositivos de drenagem do líquido isolante, visor de nível do óleo, etc.

b) Buchas → São dispositivos que permitem a passagem dos

condutores constituintes dos enrolamentos para o meio externo (redes elétricas). São constituídos de corpo isolante (porcelana), condutor passante (cobre ou latão), terminal (bronze ou latão) e vedações (borracha e papelão).

c) Radiadores → O calor gerado na parte ativa se propaga pelo óleo,

sendo dissipado na tampa e laterais do tanque (Figura 26). Em casos especiais (potência elevada e ventilação insuficiente) os transformadores são munidos de radiadores, que aumentam a área de dissipação, ou adaptados com ventilação forçada.

d) Comutador → É um dispositivo mecânico que permite variar o

número de espiras dos enrolamentos de alta tensão, como mostra a Figura 27. Sua finalidade é corrigir o desnível de tensão existente nas redes de distribuição, devido à queda de tensão ocorrida ao longo das mesmas.

Figura 26 – Radiador Figura 27 - Comutador

e) Placa de identificação → Construída em alumínio ou aço inoxidável,

onde constam todas as informações construtivas resumidas e normatizadas do aparelho, conforme exemplo da Figura 28.


29

Entre as informações fornecidas pela placa encontram-se:

nome e dados do fabricante;

numeração da placa;

indicação das NBRs;

potência (kVA);

impedância equivalente (%);

tensões nominais (AT e BT);

tipo de óleo isolante;

diagramas de ligações;

diagrama fasorial;

massa total (kg);

volume total do líquido (l).

Figura 28 – Exemplo de placa de identificação de transformador.


30

3.2 - Banco de Capacitores

Figura 29 – Banco de Capacitores de rede de distribuição

Introdução

Fluxo de reativos indesejável na rede pode ser detectado pelo fator de potência. Um circuito pode, então, apresentar problemas por queda de tensão, por fator de potência baixo, ou ambos.

As soluções em tais casos são buscadas na seguinte ordem:

a) Circuito com fator de potência baixo:

aplicação de banco capacitores.

b) Circuitos com fator de potência baixo e queda de tensão fora dos limites aceitáveis:

aplicação de banco de capacitores;

aplicação de reguladores de tensão, caso ainda necessário.

c) Circuitos com fator de potência acima do limite mínimo aceitável e queda de tensão fora dos limites aceitáveis:

aplicação de regulador de tensão;

divisão de circuito.

Tipos de Bancos de Capacitores

De acordo com a forma de ligação e operação, os bancos podem ser classificados como:

Diretos ou fixos → são ligados diretamente no circuito primário através

de equipamento de proteção e manobra (chave fusível). São também chamados de fixos porque funcionam permanentemente na rede.

Automáticos → são acionados através de equipamento automático

acoplado à chave a óleo. O acionamento pode ser feito em horário pré-estabelecido (relé de tempo) ou numa determinada referência de tensão (relé conjugado).

Esses bancos encontram-se instalados em circuitos primários 13,8 kV.


31

Exemplo de Aplicação: processo de determinação das potências dos bancos de capacitores a serem instalados e da sua localização preliminar no circuito primário, cujos perfis de carga são mostrados para as condições de carga mínima (Figura 30 – Perfil a) e carga máxima (Figura 31 – Perfil a’).

Figura 30 – Compensação reativa na condição de mínima carga (perfil a)

Figura 31 – Compensação reativa na condição de máxima carga (perfil a’)


32

Inicialmente são locados os bancos do tipo direto, procurando-se compensar todo perfil de carga relativa na condição mínima carga (Figura 30).

O total a ser compensado é 2.500 kVAr.

O perfil “a” mostra que existe carga reativa concentrada de 700 kVAr no final do circuito. Instala-se então um banco direto de 600 kVAr no ponto A, obtendo-se o perfil compensado “b”.

A seguir, como há um trecho do circuito com carga distribuída de maneira aproximada uniforme, pode-se instalar um banco direto de 1.200 kVAr no ponto B conforme mostrado na Figura 30, obtendo-se o perfil c. Finalmente, instala-se outro banco direto de 600 kVAr no ponto C, resultando o perfil d. Conforme pode ser observado no perfil d, o efeito final resistivo foi conseguido. O passo seguinte é a instalação dos bancos automáticos a partir do perfil de carga reativa na condição de máxima carga. (Figura 31). O perfil a’ refere-se à carga reativa sem os bancos diretos. Com a instalação dos bancos diretos obteve-se o perfil b’. O critério atual da empresa é buscar o fator de potência unitário também para a carga máxima. Por isso, neste exemplo, o total a ser compensado por meio de bancos automáticos é 2460 kVAr. A instalação de dois bancos automáticos de 1200 kVAr nos pontos D e E permite a obtenção do perfil c’, com efeito final resistivo.

Os bancos de capacitores trazem os seguintes benefícios para a rede.

Diminuição das perdas no alimentador

Melhoria no fator de potência

Aumento da disponibilidade de carga do sistema

Elevação do nível de tensão

Os bancos automáticos provocam um benefício adicional que é a regulação de tensão. Os automáticos com comando de tempo só podem ser usados em circuitos com ciclo de carga bem definido. E os automáticos com comando de tempo x tensão (relé conjugado) permitem faixas de regularização diferentes nos períodos de carga leve e pesada.


33

3.3 – Pára-raios

Figura – 30 – Pára-raios polimérico de rede de distribuição

Introdução

As linhas de transmissão e redes aéreas de distribuição urbanas e rurais são extremamente vulneráveis às descargas atmosféricas que, em determinadas condições podem provocar sobretensões elevadas no sistema (sobretensões de origem externa), ocasionando a queima de equipamentos, tanto da concessionária, quanto do consumidor de energia elétrica.

Para que se protejam os sistemas elétricos dos surtos de tensão, que também podem ter origem durante manobras de chaves seccionadoras e disjuntores (sobretensão de origem interna) são instalados os pára-raios que devem reduzir essa sobretensão para valores compatíveis com a suportabilidade desses sistemas.

Partes componentes dos pára-raios

Os pára-raios utilizam as propriedades de não-linearidade dos elementos de que são fabricados para conduzir as correntes de descarga associadas às tensões induzidas nas redes e em seguida interromper as correntes subseqüentes, isto é, aquelas que se sucedem às correntes de descarga após a sua condução à terra.

Atualmente temos 2 tipos de elementos de características não-lineares que são: carboneto de silício (SiC) e óxido de zinco.

Pára-raios de carboneto de silício (SiC)

Utilizam como resistor não-linear o carboneto de silício (conduz alta corrente de descarga com baixa tensão residual, mas oferece impedância à corrente subseqüente do sistema) e tem em série com este um centelhador formado por vários gaps (espaços vazios).


34

Partes

A) Resistor não-linear → conseguida dos fabricantes de peça de esmerilhamento (carborundo), centelhadores de liga de cobre, nitrogênio sobre pressão (estanqueidade);

B) Corpo de porcelana → porcelana vitrificada de alta resistência mecânica e dielétrica, quando submetido a uma descarga aumenta-se a sua temperatura;

C) Centelhador série → um ou mais espaçadores entre eletrodos em série com o resistor com a finalidade de assegurar uma rápida extinção de corrente subseqüente fornecida pelo sistema;

D) Desligador automático → elemento resistivo em série com uma cápsula explosiva protegida por um corpo de baquelite. É projetado para não operar na descarga e sim desligar o pára-raio defeituoso através de sua auto-explosão (indicador visual de defeito);

E) Protetor contra sobre-pressão → destinado a aliviar pressão interna devido a falhas ocasionais e permite o escape dos gases antes que haja o rompimento da porcelana e cause acidentes.

Figura 31 - detalhes construtivos dos pára-raios

F) Mola de compressão → fio de aço de alta resistência mecânica, tem a função de reduzir a resistência de contato entre os blocos cerâmicos.


35

Pára-raios de óxido de zinco (ZnO)

Figura 32 – Detalhes de montagem de pára-raios

Ao contrário do Carboneto de silício, não possuem centelhadores série.

Partes A) Resistor não-linear → óxido de zinco possui excelentes caracterísiticas

de não-linearidade e não necessita de centelhadores;

Vantagens

Não existe corrente subseqüente;

Maior capacidade de absorção de energia;

Por não possuir centelhadores, a curva de atuação dos pára-raios à óxido de zinco não apresentam transitórios;

B) Corpo de porcelana → porcelana vitrificada de alta resistência mecânica e dielétrica, quando submetido a uma descarga aumenta-se a sua temperatura;

C) Corpo polimérico → borracha de silicone (não possuem vazios interiores como os de porcelana) sendo que o risco de liberação de fragmentos no caso de uma explosão é muito menor;

D) Desligador automático → alguns não possuem desligador (identificação à olho nu praticamente impossível), para evitar esse transtorno os mais modernos são dotados de indicador de falta;


36

Figura 33 – Pára-raios de corpo polimérico


37

3.4 - Reguladores de Tensão

Figura 32 – Reguladores de Tensão de rede de distribuição

O regulador de tensão é um equipamento destinado a manter um determinado nível de tensão em um sistema elétrico, quando submetido a uma variação de tensão fora dos limites especificados. É um autotransformador dotado de certo número de derivações no enrolamento série.

As faixas de tensão adequadas, precárias e críticas no ponto de entrega devem atender à Resolução 505 da ANEEL, conforme Tabela abaixo. Para a execução do projeto, deve ser observada a faixa adequada.

Tabela 3 – Faixa de tensões admissíveis para consumidores atendidos em M.T.


38

Tabela 4 – Faixa de tensões admissíveis para consumidores atendidos em B.T.



39

No mercado há dois tipos de equipamentos destinados à correção de tensão nas redes de distribuição, ou seja:

Regulador de tensão autobooster;

Regulador de tensão de 32 degraus.

Figura 33 – Detalhe do Regulador de Tensão


40

4 - DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO E MANOBRA

4.1 - Religadores automáticos

Figura 34 – Religador Automático (Cooper)

Dispositivo autocontrolado automático que interrompe e religa um circuito de corrente alternada com uma sequência pré-determinada de abertura e fechamento seguido por uma reinicialização, permanecendo fechado ou bloqueado de acordo com as suas instruções operativas.

Na ocorrência de faltas os religadores são sensibilizados por sobrecorrentes iniciando o ciclo de operação. Caso a sobrecorrente persista a sequência de abertura e fechamento dos contatos é repetida até três vezes consecutivas e, após a quarta abertura, os contatos ficam abertos e bloqueados, isolando a parte defeituosa do sistema. Caso o defeito desapareça após o primeiro, segundo ou terceiro intervalo de religamento, e decorrido o tempo de reinicialização, o mecanismo rearma-se automaticamente tornando o religador apto a realizar novamente a sequência completa de operações ajustadas no religador.

4.2 - Chave fusível indicadora unipolar Introdução Chave fusível é um equipamento destinado à proteção de sobrecorrentes do circuito primário, utilizada em redes aéreas de distribuição urbana e rural e em pequenas subestações de consumidor e concessionárias. É dotada de um elemento fusível que responde pelas características básicas de sua operação. São também denominadas corta-circuitos e são fabricadas em diversos modelos para diferentes níveis de tensão e corrente.


41

Figura 35 - Chave fusível de isolador de corpo único

A figura abaixo mostra um tipo de chave fusível de construção especial. Denominada chave fusível religadora, é destinada à proteção de redes aéreas de distribuição contra curtos-circuitos transitórios.

Principalmente indicadas para aplicação nas derivações importantes do tronco. A troca de um simples elo fusível em locais de difícil acesso, devido às grandes distâncias ou estradas intransitáveis ou ainda de equipes de manutenção não disponíveis no momento necessário, faz elevar o tempo de interrupção e conseqüentemente o custo da mesma. A chave reduz o tempo de retorno do fornecimento de energia elétrica. É composta de três chaves fusíveis tipo C na qual a corrente do sistema flui apenas pela primeira chave do conjunto. No caso de um curto-circuito, o fusível da primeira chave funde-se, ocasionando a queda do porta fusível que aciona o mecanismo de transferência da corrente para a chave central. Permanecendo o defeito, o processo se repete, transferindo o fluxo da corrente para a terceira chave. .


42

Figura 36 - Chave fusível religadora de abertura monopolar

As chaves fusíveis unipolares são normalmente operadas através de varas de manobra. As partes internas da vara de manobra são preenchidas com poliuretano expandido, para aumentar a estabilidade e impedir o acúmulo de umidade. São constituídas de seções com encaixe preciso e travamento através pinos elásticos, com cabeçote móvel.

Figura 37 - Vara de manobra de fibra de vidro

Gancho da ferramenta de abertura em carga (load buster)

As chaves fusíveis não devem ser operadas em carga, devido à inexistência de um sistema de extinção de arco. No entanto, com a utilização da ferramenta de abertura em carga (load buster) pode-se operar a chave fusível.


43

Figura 38 – Ferramenta de abertura em carga na posição fechada


44

Figura 39 - Ferramenta de abertura em carga na posição de operação

Figura 40 - Expulsão dos gases do interior do cartucho

Figura 41 – Porta fusível


45

Figura 42 - Chave fusível de base tipo C

4.3 - Elo fusível

É um elemento metálico no qual é inserida uma parte sensível à correntes elétricas elevadas, fundindo-se e rompendo-se num intervalo de tempo inversamente proporcional à grandeza da referida corrente. O elo fusível é utilizado no interior do cartucho ou porta fusível, preso nas suas próprias extremidades.

Elo fusível de botão → são aqueles que possuem na extremidade superior um botão metálico que deve ser preso na parte superior do porta fusível, mostrado na figura a seguir, para elos de corrente entre 1 a 50 A.


46

Figura 43 – Tipos de elos fusíveis: botão e argola

Elemento fusível → é constituído de uma liga de estanho e representa a parte fundamental do elo fusível.

Tubinho → é constituído de material isolante e se destina à proteção do elemento fusível.

Rabicho → é constituído de um condutor estanhado composto de vários fios de pequeno diâmetro, devendo ser altamente flexível para não interferir no funcionamento da chave fusível. Características elétricas Os elos fusíveis são caracterizados pelas curvas de atuação tempo x corrente que permitem classificá-los em vários tipos: Elo fusível do tipo H → utilizado na proteção primária do transformador de distribuição e fabricados para correntes de até 5 A. São considerados elos fusíveis de alto surto, isto é, apresentam um tempo de atuação lento para altas correntes. Elo fusível do tipo K

É largamente utilizado na proteção de redes aéreas de distribuição urbanas e rurais. Estes elos são considerados fusíveis de atuação rápida e têm família de curva x corrente apresentada na figura.


47

Figura 44 – Curva tempo x corrente dos elos fusíveis tipo H

Para que se escolha adequadamente o elo fusível destinado à proteção de um determinado transformador, basta consultar a Tabela 1. Elo fusível do tipo H → utilizado na proteção primária do transformador de distribuição e fabricados para correntes de até 5 A. São considerados elos fusíveis de atuação lenta e sua principal finalidade é proteger ramais primários de distribuição. Para que possa utilizar com boa técnica os elos fusíveis nas redes de distribuição aéreas, deve-se proceder a coordenação de vários elementos instalados ao longo do alimentador.

Figura 45 – Posições dos elos fusíveis protegidos e protetores


48

Potência do transformador (kVA) 13,8 kV

15 1 H

30 2 H

45 3 H

75 5 H

112,5 6 K

150 8 K

225 10 K

300 15 K

Tabela 3 – Escolha dos elos fusíveis K e H

Elo Fusível Protegido (tipo K)

Elo

Fu

sív

el

pro

teto

r (t

ipo

K)

12 15 20 25 30 40 50 65 80 100 140 200

6 350 510 650 840 1060 1340 1700 2200 2800 3900 5800 9200

8 210 440 650 840 1060 1340 1700 2200 2800 3900 5800 9200

10 300 540 840 1060 1340 1700 2200 2800 3900 5800 9200

12 320 710 1050 1340 1700 2200 2800 3900 5800 9200

15 430 870 1340 1700 2200 2800 3900 5800 9200

20 500 1100 1700 2200 2800 3900 5800 9200

25 660 1350 2200 2800 3900 5800 9200

30 850 1700 2800 3900 5800 9200

40 1100 2200 3900 5800 9200

50 1450 3500 5800 9200

65 2400 5800 9200

80 4500 9200

100 2000 9100

140 4000 Tabela 4 – Coordenação entre elos fusíveis K


49

5 - PROJETOS DE REDES DE DISTRIBUIÇÃO AÉREA URBANAS 5.1 - Roteiro para elaboração de projetos

5.1.1 – Obtenção dos dados preliminares → Consiste na obtenção dos

dados necessários à elaboração do projeto, tais como:

a) Objetivo do projeto a ser elaborado → Consiste em determinar o tipo

de projeto a ser elaborado e sua finalidade (expansão, reforma ou reforço).

b) Obtenção da planta da área, com arruamento, etc. → devem ser

obtidas as características do circuito, arruamento, edificações, além de áreas ambientais da área a ser atendida.

No caso de atendimento a novas áreas, por exemplo, um novo loteamento, deve ser obtida uma planta georeferenciada, em escala adequada (normalmente 1:1000), junto ao responsável pelo empreendimento.

c) Estudo básico da área → Para novas áreas devem ser feito um

estudo básico considerando as condições do local, o grau e tipo de urbanização, tipo de arborização, dimensões dos lotes e características da área a ser atendida.

d) Planos e projetos previamente existentes para a área → Devem ser

levantados prováveis projetos anteriormente elaborados para a área abrangida, ainda não construídos ou em construção, e que possam ser considerados no projeto em elaboração.

5.1.2 – Levantamento da carga e determinação de demandas → Consiste

no levantamento da carga a ser atendida e na determinação da demanda total.

5.1.3 - Locação dos postes → Consiste na locação física dos postes,

observando-se os requisitos de espaçamento, de segurança, de iluminação pública desejável, etc.

5.1.4 - Dimensionamento elétrico → Refere-se à definição da configuração do

circuito, carregamento e seção transversal dos condutores da rede primária e secundária, localização e dimensionamento de transformadores e proteção contra sobretensão.

5.1.5 - Dimensionamento mecânico → Refere-se ao dimensionamento de

postes e tipos de estruturas.

5.1.6 - Relação de material e orçamento → Relação dos materiais

necessários à construção da rede e elaboração do orçamento correspondente.

5.1.7 - Apresentação do projeto → Consiste do conjunto de desenhos,

cálculos, formulários, etc., que compõem o projeto.


50

5.2 - TIPOS DE PROJETOS

Os projetos de Redes de Distribuição Aéreas Urbanas devem ser dos seguintes tipos:

1) CONEXÃO (atendimento ao mercado)

São projetos para atendimento a novos consumidores:

Extensão de redes: envolve o prolongamento da rede existente;

Modificação: não envolve extensão, mas exige mudanças na rede.

2) REFORMA (melhoria)

São considerados projetos de reforma os que envolvem obras relacionadas a:

Aspectos de segurança (ex: afastamento de redes);

Melhoria dos indicadores de desempenho DEC/FEC:

Flexibilidade operativa (ex: interligação de alimentadores e by-pass de localidades);

Redução de interrupções (ex: substituição de rede nua para protegida em local com algum tipo de interferência na rede como, por exemplo, arborização);

Balanceamento de fases;

Melhoria do nível de tensão;

Adequação do nível de carregamento dos transformadores.

3) AMPLIAÇÃO

São considerados de ampliação os projetos ligados a obras de:

Alterações vinculadas à alta tensão ou subestações (ex.:novas subestações e/ou aumento do número de alimentadores);

4) MANUTENÇÃO

Recuperação física da rede (ex: substituição de cabo recozido);

Poda de árvores;

Substituição de materiais com defeito (ex: isolador quebrado, cruzeta podre, equipamento com “ponto quente”, etc);

Substituição de condutores (ex: subst. de cabo de cobre x alumínio);


51

5.3 - TIPOS DE REDES E CRITÉRIOS DE APLICAÇÃO

1) Tipos de redes

São os seguintes os tipos de redes em uso nas concessionárias:

1.1) Redes primárias:

Redes de Distribuição Protegidas (compactas);

A concepção da Rede Compacta é uma solução tecnológica que possibilita melhorar o nível de qualidade da energia distribuída, aumentando a confiabilidade do sistema;

A sustentação da rede compacta é através do cabo mensageiro, fixado aos postes por meio de braços metálicos e espaçadores losangulares poliméricos instalados em intervalos ao longo do vão;

Os espaçadores, por sua vez, exercem a função de compactação e separação elétrica dos cabos cobertos, que ficam dispostos em formato triangular.

Desta forma todo o esforço mecânico aplicado sobre as estruturas provém do cabo mensageiro, considerando que devido à pequena distância entre os espaçadores, os cabos cobertos requerem trações de montagem reduzidas se comparadas às do cabo mensageiro.

Poderão ser instalados dois ou mais circuitos em rede protegida compacta numa mesma posteação, de acordo com as necessidades de espaço físico de cada local;

Outros exemplos de locais para instalação da rede de distribuição aérea protegida compacta são:

Todas as redes de distribuição de empreendimentos particulares;

Regiões densamente arborizadas;

Regiões com altos índices de descargas atmosféricas, pois o cabo mensageiro serve como elemento atenuante para as descargas atmosféricas;

Saída de ETD´s, viabilizando, de acordo com as necessidades, uma alternativa técnico econômica às redes isoladas multiplexadas, trechos


52

de redes subterrâneas e otimização do espaço disponível na estrutura física da rede.

5.4 - ESTRUTURAS

CE1 → instalação em vãos retos

CE1A → instalação a cada 250 m (aprox. 7 vãos) e em vãos com α ≤ 6º.

CE2 → instalação em vãos com α ≤ 30º.


53

CE3 → finais de linha.

CE4 → instalação para redução de tensão mecânica ou mudança de bitola com

α ≤ 60º.

Redes de Distribuição Multiplexada de Média Tensão (pré-reunido);

As redes de distribuição aérea com cabos multiplexados devem ser instaladas como alternativa econômica à utilização de cabos subterrâneos nos seguintes casos:

Saídas de subestações, a fim de evitar congestionamento de estruturas com circuitos aéreos convencionais;

Travessias sob viadutos e linhas de transmissão;

Travessias sobre rios, através de pontes, como alternativa técnica em relação ao circuito aéreo convencional em estruturas especiais.


54

É permitida a colocação de no máximo 4 circuitos multiplexados em cada poste, obedecendo a distância de 30 cm entre circuitos.

ESTRUTURAS PARA CABOS PRÉ-REUNIDOS

PMS (suporte simples)

PMSD (suporte duplo) → 10o < α ≤ 30o


55

PMA → 45o < α ≤ 90o

PMF (fim de linha)


56

Redes de Distribuição Aéreas Convencionais.

Redes secundárias:

Redes Convencionais de Baixa Tensão → Rede secundária com

cabos de alumínio nus em disposição vertical, equipamentos, iluminação pública (IP), ramal de ligação e medição.

Redes Isoladas de Baixa Tensão → Rede secundária com cabos

isolados multiplexados, equipamentos, iluminação pública (IP), ramal de ligação e medição.

Locação de postes → A locação dos postes ao longo das ruas e avenidas

deve ser iniciada pelos pontos forçados (por ex: futuras derivações, esquinas, etc.), levando-se em conta os seguintes aspectos:

a) Evitar desmate de árvores e demais formas de vegetação, em áreas de preservação;

b) Procurar locar, sempre que possível, na divisa dos lotes;

c) Quando o eixo da rua estiver no sentido Norte-Sul, locar a rede no lado Oeste;

d) Quando o eixo da rua estiver no sentido Leste-Oeste, locar a rede no lado Norte;


57

Figura 46 - Posicionamento da Rede em Áreas Novas

e) Cruzamentos aéreos → existindo desnível acentuado no terreno em

cruzamento de ruas/avenidas, os postes devem ser locados, preferencialmente, nas esquinas. Não sendo possível, a distância máxima entre o eixo do poste e o ponto de cruzamento da rede não deve ser superior a 15 m. Deve ser avaliado, pelo projetista, o nivelamento do ponto de conexão. O ponto de cruzamento deve estar eqüidistante em relação aos postes. Ver Figura 46.

Cruzamento de redes aéreas convencionais de média tensão → os

postes de um mesmo alinhamento devem ter a mesma altura. No entanto, a distância entre as redes no ponto de cruzamento deve estar entre 0,80m e 1,2m, para 15 kV. Postes de alinhamentos diferentes devem ter alturas diferentes. Ver Figura 47.

Figura 47 – Cruzamento Aéreo – Rede Convencional


58

Cruzamento de redes de distribuição protegidas → Os postes do

cruzamento devem ter a mesma altura. Excepcionalmente, as alturas dos postes de um mesmo alinhamento podem ser diferentes, desde que seja assegurado o nivelamento no ponto de conexão.

Exemplos:

H1 e H4 = 10 m e H2 e H3 = 12 m.

Figura 48 – Cruzamento Aéreo – Rede Protegida

2) Disposição → A posteação pode ser unilateral, bilateral alternada ou

bilateral frente a frente.

A disposição escolhida deve permitir atender os consumidores dentro das exigências previstas nas normas das concessionárias, e os requisitos de iluminação pública.

3) Vão → O vão médio deve ser de 35 m para redes convencionais e

protegidas. Para redes primárias isoladas o vão máximo deve ser de 40 m;


59

6 - DIMENSIONAMENTO ELÉTRICO DOS CONDUTORES DE B. T.

6.1 - Introdução

Este cálculo permite dimensionar as bitolas (seções) dos condutores da rede secundária dos diversos circuitos da rede de distribuição aérea, levando-se em consideração as demandas diurnas e noturnas dos consumidores endereçados em cada poste, bem como a potência nominal do transformador de cada circuito.

As demandas dos consumidores residenciais serão tomadas em função da faixa de consumo mensal de cada tipo de consumidor (ver tabelas 1 e 2).

Tipos de consumidores

(em função do consumo) Faixa de consumo mensal em kWh

Baixo (P) De 0 a 75

Médio (M) De 76 a 150

Alto (G) De 151 a 300

Altíssimo (GA) Acima de 300

Tabela 1 – Demanda de consumidores

Para esta tabela considerar 100% para a demanda residencial noturna e 50% para a demanda residencial diurna.

Número de consumidores residenciais no circuito

Demanda noturna de consumidores residenciais por faixa de consumo

P M G GA

01 a 05 0,35 0,70 1,38 4,62

06 a 10 0,33 0,62 1,28 4,04

11 a 15 0,31 0,54 1,17 3,47

16 a 20 0,29 0,49 1,07 2,90

21 a 25 0,28 0,45 0,97 2,50

26 a 30 0,27 0,42 0,87 2,13

31 a 40 0,26 0,39 0,78 1,75

Acima de 40 0,25 0,36 0,71 1,39

Tabela 2 – Demanda de consumidores residenciais.


60

Para a demanda noturna acrescentar a demanda da iluminação pública contida na tabela 3.

Tipo de lâmpada Demanda (kVA)

VM – 80 (vapor de mercúrio 80 W) 0,10




VSO – 70 (vapor de sódio ovóide 70 W) 0,10



VSA – 400 (vapor de sódio tubular 400 W) 0,48

Tabela 3 – Demanda de iluminação pública.

Rede

(mm2)

Sistema 220/127 V

FP = 0,92 FP = 1,00

3P12 (70) 0,0635 0,067

3P70 (70) 0,1156 0,1174

3P50 (50) 0,1503 0,1537

2 (CA) 0,2051 -

3A10(10) 0,1412 0,1249

3A30(10) 0,0918 0,0720

3A33(30) 0,0582 0,0361

2/0 (CA) 0,1183 -

4/0 (CA) 0,0851 -

Tabela 4 – Coeficiente de queda de tensão (% / kVA x hm) condutores de alumínio isolados multiplexados e nús.


61

Cabo XLPE Coeficiente de queda de tensão

(%/kVA x hm)

3 x 10 mm2 0,313

3 x 16 mm2 0,200

3 x 25 mm2 0,130

3 x 35 mm2 0,096

2 x 10 mm2 0,323

2 x 16 mm2 0,210

2 x 25 mm2 0,139

2 x 35 mm2 0,105

Tabela 5 – Coeficiente de queda de tensão (% / kVA x hm) condutores de cobre isolados multiplexados.

Cálculos:

1) Num circuito secundário, determinar o valor da sua demanda noturna, diurna e total de acordo com os valores abaixo fornecidos:

14 consumidores tipo M;

9 consumidores tipo P;

8 consumidores tipo G;

2 consumidores tipo GA;

19 luminárias de vapor de mercúrio de 125 W.

Consumidor tipo M: Demanda diurna = 14 x 0,27 = 3,78 kW

Demanda noturna = 14 x 0,54 = 7,56 kW

Consumidor tipo P: Demanda diurna = 9 x 0,165 = 1,485 kW


Consumidor tipo G: Demanda diurna = 8 x 0,64 = 5,12 kW


Consumidor tipo GA: Demanda diurna = 2 x 2,31 = 4,62 kW


Iluminação Pública: 19 lum. de 125 W: Demanda noturna = 19 x 0,15 = 2,85 kW

Demanda diurna total = 15,005 kVA

Demanda noturna total = 32,86 kVA

Demanda total do circuito = 32,86 kVA (considera-se a maior demanda)


62

6.2 - Níveis de tensão

A tensão nominal da rede secundária alimentada por transformadores trifásicos é de 220/127V. A rede alimentada por transformadores monofásicos tem tensão secundária de 240/120V.

Admite-se 5% como a máxima queda de tensão na rede secundária (entre a bucha de BT do transformador e a última estrutura da rede de BT), em condições normais de operação.

Este valor máximo é fixado para verificação da possibilidade de ligação de novos consumidores sem necessidade de modificação de rede, dentro do horizonte de planejamento considerado (cinco anos).

As faixas de tensão adequadas, precárias e críticas no ponto de entrega devem atender à Resolução 505 da ANEEL, conforme Tabela abaixo.

Para a execução do projeto, deve ser observada a faixa adequada.

Classificação da Tensão de Atendimento (TA) Faixa de variação da Tensão de Leitura (TL)

em relação à Tensão Contratada (TC)

Adequada 0,93 TC ≤ TL ≤ 1,05 TC

Precária 0,90 TC ≤ TL ≤ 0,93 TC

Crítica TL < 0,90 TC ou TL > 1,05 TC

Tabela 3 – Pontos de entrega ou conexão em 1 kV < VN < 69 kV



63

6.3 - CÁLCULO DE QUEDA DE TENSÃO

Para calcular a queda de tensão, adota-se a seguinte sequência:

a) Definir o posicionamento dos postes na planta em função da largura da rua ou avenida;

b) Desenhar os postes na planta observando a distância dos cruzamentos aéreos e dos vãos dos postes;

c) Endereçar as cargas dos consumidores nos postes (ver item 12), observando o limite máximo de ramais de ligação por poste, e a distância máxima permitida do ramal de ligação do consumidor;

d) Somar as cargas endereçadas em cada poste, noturna e diurna separadamente (ver item 6), não esquecendo de somar a demanda noturna da luminária de cada poste. Depois, somar as cargas noturnas e diurnas de vários postes determinando, pela maior demanda, a potência do transformador que atenderá este circuito;

e) Posicionar o transformador, sempre que possível, no centro das cargas do circuito. Desenhar os cabos de BT e determinar as suas bitolas em função da potência do transformador;

f) Antes de fazer o cálculo de queda de tensão do circuito para confirmar ou não as bitolas estimadas no item anterior, faz-se necessário desenhar o esquema unifilar do circuito, representando cada poste por meio de um ponto e colocando em cada um as demandas noturnas (N) e diurnas (D) endereçadas neste poste. Depois, colocar letras nos pontos principais do circuito: transformador (início do cálculo), cruzamentos aéreos, mudança de bitolas e finais de circuitos. Deve-se representar a distância dos vãos, e os postes dos cruzamentos aéreos deverão estar mais próximos entre si no esquema unifilar.


64

Para concluir, faz-se o cálculo de queda de tensão baseado no diagrama unifilar do circuito:

Figura – Planilha de cálculo de queda de tensão.

Legenda explicativa da planilha de cálculo de queda de tensão.

Ítem 1 → Designação: corresponde ao início e ao fim do trecho do qual será

calculada a queda de tensão.

exemplo T-A

Ítem 2 → hm: corresponde ao comprimento do trecho designado, em

hectômetro (m/100).

exemplo 0,35 hm


65

Ítem 3 → Distribuida (D): corresponde à carga existente entre os extremos do

trecho designado.

exemplo 0 kVA

Ítem 4 → Concentrada (C): corresponde à carga existente fora do trecho

designado, incluindo o ponto.

exemplo 25 kVA

Ítem 5 → Total: corresponde ao valor total da carga no trecho designado. É

determinado pela fórmula: (D/2) + C.

exemplo (0/2) + 25 = 25 kVA

Ítem 6 → Condutores: corresponde à bitola dos condutores que farão a

alimentação do trecho designado.

exemplo 3 x 20 (20)

Ítem 7 → kVA x hm: corresponde à multiplicação do valor da carga total

(definido no item 5) com o valor do hm (definido no item 2).

exemplo 25 x 0,35 = 8,75 kVA x hm

Ítem 8 → Queda unitária: coeficiente determinado em função da bitola do cabo

e do fator de potência do circuito. Os coeficientes de queda de tensão unitária encontram-se nas tabelas de coeficiente de queda de tensão no início deste capítulo.

exemplo 0,1183 (coeficiente unitário para bitola 2/0 do trecho T-A)

Ítem 9 → Queda parcial: corresponde à multiplicação do valor do kVA x hm

(definido no item 7) com o valor da queda de tensão unitária (item 8).

Ex. 8,75 x 0,1183 = 1,035% (é o valor da queda parcial no ponto A)

Ítem 10 → Total: corresponde à soma das quedas de tensão nos trechos

designados. No exemplo, a queda de tensão total é igual à parcial (1,035% para o trecho T-A), pois este foi o primeiro trecho calculado, sendo necessário continuar o cálculo para determinar as quedas de tensão nos outros trechos (A-C, A-B e A-D), e determinar as quedas de tensão do transformador até os fins de circuito. Se fosse o trecho A-B, o valor da queda de tensão parcial no ponto B somaria com a queda de tensão total no ponto A para se ter a queda a queda de tensão total do ponto B. Agora, se a queda de tensão total no final do circuito for maior que 5% ou de um valor predefinido, troca-se a bitola do trecho para uma imediatamente superior, refazendo novamente o cálculo. Por exemplo, se no ponto H ocorre uma queda de tensão total maior que 5%, troca-se a rede secundária de 3x 20(20), para 3 x 40(40) e refaz-se os cálculos dos trechos E-H e E-G para verificar se ficaram menores ou iguais a 5%. Há casos em que é necessária a troca da posição do transformador para um poste mais próximo do ponto onde ocorreu a queda de tensão.

Ítem 11 → Carga diurna: corresponde à soma de todas as demandas diurnas

dos consumidores (ver item 16).

32,5 kVA


66

Item 12 → Iluminação Pública: corresponde à soma de todas as demandas

das lâmpadas de cada poste (ver tabela 3 no item demandas dos circuitos de baixa tensão).

Exemplo 0,10 x 8 = 0,8 kVA.

Item 13 → Carga Noturna: corresponde à soma de todas as demandas

noturnas dos consumidores (ver item 16).

Exemplo 40 kVA.

Item 14 → Aproveitamento diurno: é quanto do transformador está sendo

solicitado no período diurno.

Exemplo 72,2 %.

Item 15 → Aproveitamento noturno: é quanto do transformador está sendo

solicitado no período noturno (somatório das cargas noturnas com a iluminação pública).

Exemplo 90,66 %.

Item 16 → Desenho do esquema unifilar do circuito.

Legenda:

(D) = Demanda diurna em kVA;

(N) = Demanda noturna em kVA.


67

Calcule a queda de tensão do circuito secundário representado abaixo em que o local foi considerado como demandas residenciais os valores:

G = 1,38 kVA;

M = 0,62 kVA (ver tabela 2);

Demandas das lâmpadas:

VMC-125W = 0,15 kVA (ver tabela 3).

A queda de tensão máxima considerada é de 5%.


68

No esquema unifilar deve-se representar os postes números (9 e 2) e (12 e 5) o mais próximos entre si, pois representam dois postes que estão a 5 metros da esquina. Exemplo: (9 e 2)

Representação do circuito secundário de um transformador com a indicação das demandas dos consumidores.


69

Alerta:

Para melhor identificação do circuito secundário da página com o esquema unifilar desta planilha, a letra “B” mostra o poste no 7, e a letra “F” o poste no 13.


70

Quando colocamos o asterisco ao final de uma queda de tensão total queremos dizer que se trata de um final de rede secundária, em que é mostrado se ela ficou ou não abaixo de 5% (máximo admitido).

Faça o cálculo de queda de tensão do circuito abaixo, determinando antes a potência do transformador e as bitolas da rede secundária.


71

Alerta:

Se em algum ponto a queda de tensão for maior que 5% (queda máxima utilizada nos exercícios do livro), troca-se a bitola por uma imediatamente superior, tendo como limite a bitola do tronco do transformador.

Primeiramente some as demandas e determine a potência nominal do transformador. Depois, indique as bitolas do tronco e dos ramais secundários (ver tabela da página 54). Como não foi definido se é carga noturna ou diurna, utilizar todas as linhas disponíveis na planilha.

6.4 - CÁLCULOS DE ESFORÇOS MECÂNICOS NOS POSTES

Para dimensionamento correto de um poste é necessário conhecer a sua resistência nominal, sua altura e determinar os esforços externos que atuam nele, como o esforço de flexão que é devido ao tracionamento dos cabos. Este esforço atua nos suportes (isoladores) e nas amarrações fixadas no poste, podendo incliná-lo ou flambá-lo.

Um poste mal-dimensionado poderá sofrer inclinação (fora do prumo) por ultrapassar o limite de resistência do engastamento, mas se o engastamento suportar esse esforço, o poste poderá flambar (entortar) por ter excedido o seu limite de resistência nominal.

Quando o poste possui flexão e inclinação (poste flambado e fora do prumo) tem ambos os limites excedidos, ou seja, o do poste e do seu engastamento. Para se evitar esses inconvenientes é necessário calcular os esforços mecânicos que atuam no poste para poder determiná-lo corretamente. Para esse cálculo será necessário conhecer a altura do poste a ser aplicado em função da rede de distribuição aérea (RDA), o tipo, a bitola e o número de condutores usados nessa rede, além da profundidade do engastamento. O poste seção circular como é simétrico tem sua resistência nominal igual em toda a sua periferia. Portanto, trabalharemos com o poste seção duplo T por ter duas faces (lisa e cavada) que requer algumas técnicas quanto ao seu posicionamento.

Poste de concreto seção duplo T

Para este tipo de poste, o fabricante garante a 15 cm do topo (início da furação para fixação das estruturas primárias) conforme a posição da sua montagem (face lisa ou cavada), quanto da sua resistência nominal ele suporta, conforme descrito abaixo:

Face cavada: o poste suporta um esforço mecânico não superior à metade da sua resistência nominal.

Exemplo: o poste B/300 kgf/10,5 m suporta, a 15 cm do topo na face cavada, 150 kgf.

Face lisa: o poste suporta um esforço mecânico até 40% maior que a sua resistência nominal.


72

Exemplo: o poste B/300 kgf/10,5 m suporta, a 15 cm do topo na face lisa, 420 kgf.

Rn = Resistência nominal.

Para iniciar o cálculo de esforços mecânicos nos postes precisaremos, antes, conhecer o que sejam e como atuam numa estrutura instalada no poste. Para isso, lembrar o que foi mencionado no início deste livro sobre o posteamento e as estruturas da rede primária e secundária, pois ficará mais fácil a compreensão sobre a atuação dos cabos na estrutura fixada ao poste.

Duas situações que devemos entender quanto aos esforços mecânicos na estrutura do poste:

1) Momento no poste: é a força de tração (tensionamento) que os cabos exercem no poste multiplicada pela distância do braço (primário ou secundário). A Física diz que momento é a força aplicada pela sua distância do ponto de fixação. Fórmula: M = F x d;

2) Tração dos cabos: o tensionamento dado em cada cabo depende de sua bitola, conforme as tabelas 1 e 2 deste item. No momento da instalação dos cabos na rede de distribuição aérea exige-se que a empreiteira possua um equipamento chamado dinamômetro, para que o valor unitário de tensionamento de cada cabo possa ser respeitado.

Tabela 1 – Tensionamento unitário dos cabos de alumínio

Tabela 2 – Resistência unitária dos cabos de aço.


73

Para iniciar os cálculos devemos lembrar que “momento é a força aplicada no poste (tracionamento dos cabos), multiplicada pela distância do solo ao ponto de sua fixação”. O ponto de fixação do poste depende do seu engastamento, como já vimos anteriormente, e a partir dessa diferença é que determinamos o braço primário, já que o braço secundário é fixado em 7,0 metros.

No desenho a seguir, vemos que o braço do primário é de 8,70 metros descontados o engastamento (1,65 m) e os 15 cm do topo (onde se encontra o primeiro furo de fixação de uma estrutura). O valor do braço do secundário é fixado em 7,00 m e dos cabos de telecomunicações em 5,00 m. Veja o esquema representativo do poste de 10,50 m.

Alerta

Não esquecer da fórmula do engastamento que se encontra no capítulo 3: C = (l/10) + 0,60 m.


74

Rede primária e rede secundária

Na rede primária o esforço já se encontra fixado a 15 cm do topo, portanto, para saber o tensionamento da rede primária basta multiplicar a quantidade de cabos primários pelo seu tensionamento unitário (tabela 1) conforme abaixo:

Ep = 3 x tcp

Onde:

Ep = esforço dos cabos da rede primária (kgf)

tcp = tensionamento dos cabos da rede primária (kgf)

O fator de multiplicação “3” representa a quantidade de cabos primários (circuito trifásico).

Para o cálculo na rede secundária, multiplicamos a quantidade de cabos secundários pelo seu tensionamento unitário e esse pela distância do braço secundário, dividindo tudo pela distância do braço primário, conforme a fórmula a seguir:

ES = 4 x tcs x ds

ES = esforço dos cabos da rede secundária (kgf)

tcs = tensionamento dos cabos da rede secundária (kgf)

ds = distância do braço da rede secundária (m)

dp = distância do braço da rede primária (m)

O fator de multiplicação “4” representa a quantidade de cabos secundários (circuito trifásico + neutro).

O esforço total resultante dos cabos das redes primária e secundária no poste é o somatório de seus esforços, e a resistência nominal da face usada do poste escolhido deve ser superior ao esforço total resultante:

Et = Ep + Es

Et = esforço total dos cabos no poste (kgf)

Na abertura de circuito secundário com cabos de mesma bitola não há necessidade de efetuar o cálculo já que a resultante é nula.

Vejam o exemplo abaixo:

Se a abertura dos circuitos secundários for com cabos 3 x 02(02) ou 3 x 20(20), o cabo de aço do estai de poste a poste deve ser de bitola 6 mm. A bitola 9 mm somente é utilizada quando a abertura de circuitos for de cabos 3 x 40 (40)


75

devido ao esforço resultante desses cabos (901 kgf) ser superior à resistência do cabo de aço 6 mm (715 kgf), conforme as tabelas 1 e 2.

Para abertura de circuito com bitolas diferentes, deve-se deixar de topo o poste do lado do esforço maior e que a resistência desse poste anule a diferença dos esforços mecânicos.

A diferença entre os circuitos é (901 – 566 = 335 kgf), onde colocamos do lado de maior esforço um poste cuja resistência nominal seja superior a essa diferença, ou seja, um B/300 kgf/10,5 m de topo que suporta 420 kgf (40% a mais na resistência nominal).

Para a abertura de circuito secundário no mesmo poste, o critério a ser seguido é o mesmo, conforme o desenho abaixo:

Cálculo de esforços mecânicos em postes com estruturas em ângulo

Para que possamos iniciar um cálculo de esforços mecânicos dos cabos numa estrutura em ângulo num poste devemos lembrar algumas regras básicas:

a) Adição de vetores de mesma direção

b) Adição de vetores de direções diferentes

c) Decomposição de forças em componentes ortogonais (90º)

d) Para ângulos diferentes de 90º


76

Cálculo da resistência do estai de contraposte

Considerando:

Poste → B/600 kgf/5 m

Face lisa → Rn (600 kgf) + 40% = 840 kgf

Restai → 840 kgf x cos 30o = 727,5 kgf

Restai → resistência do estai no contraposte (B/600 kgf/5 m)


77

Veja um cálculo do dimensionamento de estruturas em ângulo num poste de 10,5 m, no qual devemos sempre deixar a face lisa, que é a de maior resistência, voltada para a resultante dos esforços mecânicos:

Composição de forças


78

Solução: projetar um poste seção duplo T do tipo B-1,5/1000 kgf/10,5 m para suportar a resultante de 1070 kgf.

Exercícios

1) Calcular o esforço mecânico dos cabos das redes primária e secundária que terminam num poste de 10,5 m de altura. As redes são trifásicas de bitola 2 AWG para o primário e 4/0 AWG para o secundário. Determinar o tipo de poste a ser usado para suportar o esforço total (Et) das redes e em que posição (normal ou topo) deve ficar em relação a elas.

2) Determinar quais postes de 10,5 m e 12,0 m a serem utilizados para suportar os esforços mecânicos representados no desenho, numa abertura de circuito secundário trifásico no mesmo poste. Desenhe a posição que deve ficar o poste.

3) Uma rede primária trifásica de cabos 336,4 MCM termina num poste de 12, 0 m que está na posição de topo. Qual a resistência nominal deste poste para que suporte esse esforço mecânico?


79

4) Observando os desenhos da rede de distribuição aérea, calcule os esforços mecânicos dos cabos e determine quais postes devem ser usados:


80


81

7 - Desenho de redes de distribuição

7.1 - Introdução

Neste capítulo abordaremos a maneira como deve ser representado o desenho do projeto de rede de distribuição aérea, sua simbologia e a localização das especificações do mesmo. Também faremos alguns exercícios direcionados de projetos de redes de distribuição aérea urbana e de iluminação pública, que podem ser usados como parâmetro para o desenvolvimento do aprendizado do aluno.

Exemplo de um projeto de redes de distribuição urbana.


82

Exemplo de um projeto de iluminação pública.


83

Segue a simbologia de redes de distribuição adotada:


84


85


86

Simbologia de redes de distribuição.

No projeto, os equipamentos e as bitolas das redes podem ser representados de três maneiras: existente, projetado e a ser retirado.


87

7.2 - Representação da simbologia

Quando a rede de distribuição e os equipamentos forem existentes no local, a sua simbologia é representada normalmente do jeito que é desenhada. Veja alguns exemplos:

Simbologia de redes de distribuição.


88

Quando a rede de distribuição e os equipamentos não existem no local, ou seja, estão sendo projetados na planta para serem futuramente instalados, são representados como vemos a seguir:

Alerta: Se o poste for projetado, coloca-se o círculo somente nele, dispensando-se o círculo nos demais elementos a instalar no mesmo.

Todos os demais elementos projetados são colocados dentro de um retângulo, como vemos a seguir:


89

Nas redes de distribuição e nos equipamentos a serem retirados, colocar um “x” em cima dos mesmos.

Exemplos:

Quando a rede de distribuição e os equipamentos forem substituídos por outros, adotar os procedimentos a seguir:

Exemplos:


90

Simbologia invertida

É adotada quando a quantidade de postes projetados for superior à quantidade de postes existentes. A regra é representar no projeto tudo o que for projetado como sendo existente e vice-e-versa. Se for adotada esta forma de representação deve-se indicar no desenho, sobre a legenda o texto, no projeto foi adotado a simbologia invertida.

Localização das especificações no projeto

Nomes das ruas ou avenidas

Estas especificações devem ser colocadas dentro da quadra, afastadas das representações dos consumidores e de acordo com o esquema representado a seguir:

Bitolas dos condutores

Devem ser colocadas conforme o esquema abaixo, porém, próximas aos traços que representam os condutores. Observar a inclinação da rua para posicionar a escrita, conforme quadro abaixo:


91

Equipamentos e/ou postes especiais (não possuem simbologia própria)

As especificações devem ser colocadas junto ao equipamento ou poste especial e paralelas à rede primária.

Exemplo:


92

8 - Bibliografia

Cezar Piedade Jr., Eletrificação Rural, Editora Cobel;

Romildo Alves dos Prazeres, Redes de Distribuição de Energia Elétrica e Subestações, Editora Base;

apostila distribuição de energia - umctec.pdfedsonjosen.dominiotemporario.com/doc/apostila...

Documents