desenvolvimento de equipamento de aterramento de alta...
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Curso de Engenharia Mecânica – Automação e Sistemas
DESENVOLVIMENTO DE EQUIPAMENTO DE ATERRAMENTO DE ALTA TENSÃO TIPO TC-15KV.
José Marcos Marusco
Campinas – São Paulo – Brasil Dezembro de 2008
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Curso de Engenharia Mecânica – Automação e Sistemas
DESENVOLVIMENTO DE EQUIPAMENTO DE ATERRAMENTO DE ALTA TENSÃO TIPO TC-15KV.
José Marcos Marusco
Monografia apresentada à disciplina: Trabalho de Conclusão de Curso, do Curso de Engenharia Mecânica – Automação e Sistemas da Universidade São Francisco, sob a orientação do Prof. Edson Roberto Cau, como exigência parcial para conclusão do curso de graduação. Orientador: Prof. Edson Roberto Cau
Campinas – São Paulo – Brasil Dezembro de 2008
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DESENVOLVIMENTO DE EQUIPAMENTO DE ATERRAMENTO DE ALTA TENSÃO TIPO TC-15KV.
José Marcos Marusco
Monografia defendida e aprovada em 11 de Dezembro 2008 pela Banca Examinadora assim
constituída:
Prof. (Orientador) Edson Roberto Cau
USF – Universidade São Francisco – Campinas – SP.
Prof. Claudio Umezu
USF – Universidade São Francisco – Campinas – SP.
Prof. Osmar Roberto Bagnato
USF – Universidade São Francisco – Campinas – SP.
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“A ciência fez de nós Deuses antes mesmo de
merecermos ser homens”.
(Jean Rostand)
5
A minha filha, Milena Rodrigues Marusco é a
quem principalmente dedico, na intenção de
compensar as horas de brincadeiras perdidas.
A minha esposa Andréa Juliana Rodrigues
Marusco, que muitas vezes teve que cumprir seu
papel de mãe e o meu de pai nos momentos que
estive ausente.
A meus pais José Dias Marusco e Edite Antonia
Marusco,que me ensinaram a ser persistente e
nunca deixaram que eu perdesse a fé em mim e
em Deus.
A meu irmão Marcio Marusco, parentes e amigos,
a quem tantas horas de convívio foram adiadas.
Sou eternamente grato a todos.
6
.Agradecimentos
Agradeço primeiramente ao Professor Edson Roberto Cau, meu orientador, que
acreditou em mim e incentivou-me para a conclusão deste trabalho, face aos inúmeros
percalços do trajeto.
Agradeço também ao Professor João Hermes Clerici, um companheiro de percurso e
de discussões profícuas, dentro e fora do contexto deste trabalho, agraciando-me incontáveis
vezes com sua paciência, conhecimento e amizade.
Agradeço a Empresa Laelc Reativos, especificamente ao Eng. Elétrico Marcelo
Fernandes ,que me auxiliou em todo o processo de desenvolvimento deste trabalho.
Eu agradeço fraternalmente a todos.
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Sumário
LISTA DE FIGURAS ........................................................................................................................................... 9
LISTA DE TABELAS......................................................................................................................................... 11
RESUMO ............................................................................................................................................................. 12
ABSTRACT ......................................................................................................................................................... 12
1 INTRODUÇÃO.......................................................................................................................................... 13
1.1 OBJETIVO ............................................................................................................................................ 13 1.2 JUSTIFICATIVA .................................................................................................................................... 13
2 REVISÃO BIBLIOGRAFICA.................................................................................................................. 14
2.1 O SETOR DA ENERGIA ELÉTRICA NO BRASIL ....................................................................................... 14 2.2 SISTEMA ELÉTRICO DE POTÊNCIA ....................................................................................................... 15
2.2.1 Rede de Transmissão ..................................................................................................................... 16 2.2.2 Rede de Sub-Transmissão.............................................................................................................. 16 2.2.3 Redes de Distribuição.................................................................................................................... 16
2.3 O SISTEMA ELÉTRICO BRASILEIRO ..................................................................................................... 17 2.3.1 Transmissão de Energia elétrica no Brasil ................................................................................... 18
3 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA ............................................................................................................ 20
3.1 CHAVE SECCIONADORA....................................................................................................................... 20 3.2 EQUIPAMENTOS DE MANOBRA ............................................................................................................ 20 3.3 CHAVE ................................................................................................................................................ 20 3.4 SECCIONADOR..................................................................................................................................... 21 3.5 CHAVE DE TERRA E DE ATERRAMENTO RÁPIDO................................................................................... 21 3.6 OPERAÇÃO E CONDIÇÕES DE OPERAÇÃO ............................................................................................. 22 3.7 CLASSIFICAÇÃO DAS CHAVES.............................................................................................................. 22 3.8 TIPOS CONSTRUTIVOS DE SECCIONADORES ......................................................................................... 22
4 PROCESSOS UTILIZADOS.................................................................................................................... 23
4.1 PROCESSO DE DOBRA .......................................................................................................................... 23 4.2 CORTE PLASMA DE ALTA DEFINIÇÃO................................................................................................... 24
4.2.1 Definição de Plasma...................................................................................................................... 24 4.3 RELAÇÃO COM OUTROS PROCESSOS DE CORTE.................................................................................... 27
8
4.4 PROJETO E ENGENHARIA AUXILIADOS POR COMPUTADOR ................................................................... 28
5 O PROTÓTIPO ......................................................................................................................................... 29
6 ESTUDOS REALIZADOS ....................................................................................................................... 32
6.1 VERIFICAÇÃO DAS DISTANCIAS DE ISOLAMENTO................................................................................. 33 6.2 SIMULAÇÃO DA FIXAÇÃO DA BASE...................................................................................................... 34 6.3 SIMULAÇÃO DOS ESFORÇOS NO SUPORTE DA FACA ............................................................................. 37 6.4 SIMULAÇÃO DE ESFORÇOS NO GRAMPO U ........................................................................................... 39 6.5 TORQUE NO TUBO DE ACIONAMENTO .................................................................................................. 42
7 ENSAIOS ELÉTRICOS E MECÂNICOS EXECUTADOS NO PROTÓTIPO .................................. 45
7.1 DESCRIÇÃO DOS ENSAIOS REALIZADOS ............................................................................................... 46 7.1.1 Ensaios dielétricos......................................................................................................................... 46 7.1.2 Ensaios de rotina........................................................................................................................... 46 7.1.3 Ensaios de tipo .............................................................................................................................. 48
8 RESULTADOS DOS ENSAIOS REALIZADOS EM LABORATÓRIOS........................................... 49
8.1 ENSAIO DE RESISTÊNCIA MECÂNICA.................................................................................................... 49 8.2 ENSAIO DE TENSÃO SUPORTÁVEL DE IMPULSO ATMOSFÉRICO............................................................. 49 8.3 ENSAIO DE TENSÃO SUPORTÁVEL A SECO EM 60HZ............................................................................. 50 8.4 ENSAIO DE TENSÃO SUPORTÁVEL SOB CHUVA EM 60HZ...................................................................... 50 8.5 ENSAIO DE CORRENTE SUPORTÁVEL NOMINAL DE CURTA DURAÇÃO E DO VALOR DE CRISTA NOMINAL
DA CORRENTE SUPORTÁVEL .............................................................................................................................. 50
9 CONSIDERAÇÕES FINAIS .................................................................................................................... 52
9.1 CONTRIBUIÇÕES.................................................................................................................................. 52
10 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS..................................................................................................... 53
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Lista de Figuras
FIGURA 1.1-ESTRUTURA ORGANIZACIONAL DO SETOR ELÉTRICO BRASILEIRO. (FONTE:ANEEL).......................... 14 FIGURA 1.2 - ESTRUTURA TRADICIONAL DE UMA REDE DE ENERGIA ELÉTRICA. (FONTE: ANEEL). ....................... 15 FIGURA 2.1- INTEGRAÇÃO ELETROENERGÉTICA NO BRASIL. .................................................................................. 17 FIGURA 2.2 - SISTEMA DE TRANSMISSÃO BRASILEIRO (FONTE: ANEEL). .............................................................. 19 FIGURA 4.1 – EXEMPLO DE MECANISMO DE DOBRA. ............................................................................................. 23 FIGURA 4.2.1 – PROCESSO DE CORTE PLASMA....................................................................................................... 24 FIGURA 4.2.2 – DEFINIÇÃO DO PLASMA. ................................................................................................................ 24 FIGURA 4.2.3 – TOCHA DUPLA CONVENCIONAL E TOCHA DE ALTA DEFINIÇÃO. ..................................................... 25 FIGURA 4.2.4 – EXEMPLO DE MÁQUINA DE CORTE A PLASMA DE ALTA DEFINIÇÃO.............................................. 26 FIGURA 4.2.5 – EXEMPLO DE PEÇAS FRABRICADAS PELO PROCESSO. ..................................................................... 27 FIGURA 4.3 – PROCESSOS DE CORTE. ..................................................................................................................... 27 FIGURA 4.4 – SOFTWARE UTILIZADO PARA SIMULAÇÕES (SOLIDWORKS/COSMOS). ............................................... 28 FIGURA 5.1 – DETALHAMENTO DO PROTÓTIPO....................................................................................................... 29 FIGURA 5.2 – BASE DO PÓLO.................................................................................................................................. 30 FIGURA 5.4 – ESPAÇADOR DO SUPORTE DA CORDOALHA. ...................................................................................... 30 FIGURA 5.6 – ESPAÇADOR DA FACA. ...................................................................................................................... 31 FIGURA 5.8 – SUPORTE DA CORDOALHA................................................................................................................. 31 FIGURA 6.1 – ESTUDOS DAS DISTANCIAS DE ISOLAMENTO..................................................................................... 33 FIGURA 6.2.1 - DEFORMAÇÃO DA BASE APÓS APLICAÇÃO DO TORQUE NOS FIXADORES......................................... 34 FIGURA 6.2.2 - ESFORÇOS ESTÁTICOS NA BASE APÓS APLICAÇÃO DO TORQUE NOS FIXADORES. ........................... 35 FIGURA 6.2.3 - TENSÕES PRINCIPAIS (VON MISES) NA BASE APÓS APLICAÇÃO DO TORQUE. ................................. 36 FIGURA 6.3.1 - DEFORMAÇÃO DO SUPORTE DA FACA. ........................................................................................... 37 FIGURA 6.3.2 - ESFORÇOS ESTÁTICOS NO SUPORTE DA FACA. ............................................................................... 38 FIGURA 6.3.3 - TENSÕES PRINCIPAIS (VON MISES) NO SUPORTE DA FACA. ........................................................... 38 FIGURA 6.4.1 - DEFORMAÇÃO DO GRAMPO U. ....................................................................................................... 39 FIGURA 6.4.2 - ESFORÇOS ESTÁTICOS NO GRAMPO U. ........................................................................................... 40 FIGURA 6.4.3 - TENSÕES PRINCIPAIS (VON MISES) NO GRAMPO U. ....................................................................... 41 FIGURA 6.5.1 – MONTAGEM DA FACA. ................................................................................................................... 42 FIGURA 6.5.5 – PROTÓTIPO E BRAÇO PARA SIMULAÇÃO DO TORQUE NO TUBO ....................................................... 43 FIGURA 6.5.6 – BRAÇO........................................................................................................................................... 43 FIGURA 6.5.8 – MONTAGEM DO EXPERIMENTO ...................................................................................................... 44
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FIGURA 6.5.9 – COMPROVAÇÃO DE MOVIMENTO DO TUBO EM RELAÇÃO AO SUPORTE DA FACA. ........................... 44 FIGURA 8.1 – MONTAGEM ANTES DA EXECUÇÃO DOS ENSAIOS. ............................................................................. 50 FIGURA 8.2 – DETALHE DO PROTÓTIPO ANTES DO ENSAIO. .................................................................................... 51 FIGURA 8.3 – DETALHE DO PROTÓTIPO DURANTE O ENSAIO................................................................................... 51 FIGURA 8.4 – DETALHE DA DEFORMAÇÃO DAS LAMINAS DURANTE O ENSAIO........................................................ 51
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Lista de Tabelas
TABELA 1.1 – MAIORES AGENTES DE GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA NO BRASIL. ......................................18
TABELA 4.1 - NÍVEIS DE QUALIDADE DE SUPERFÍCIE DE CORTE CONFORME NORMA ISO 9013......................26
TABELA 8.1 – RESISTÊNCIAS ÔHMICAS MEDIDAS ANTES E DEPOIS DAS OPERAÇÕES. .....................................49
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Resumo
O Presente trabalho apresenta os fundamentos teóricos de alguns dos principais
equipamentos de manobra de sistemas elétricos de potência. Também tem como objetivo
descrever o desenvolvimento do equipamento de aterramento para alta tensão denominado
Chave de Aterramento tipo TC-15kV desde os estudos necessários para a fabricação do
protótipo até a sua concepção, são descritos detalhes da construção do protótipo, estudos,
processos de fabricação utilizados, testes, ensaios e seus resultados.
Palavras – Chave: Chaves de aterramento de alta tensão, Processos de fabricação, Ensaios.
Abstract
The current study presents the theoretical foundations of some key equipment for
maneuver of electric power systems. It also aims to describe the development of ground
equipment for high voltage called Key Grounding type TC-15KV since the studies needed for
the manufacture of the prototype up to its design, are described details of the construction of
the prototype studies, the fabrication processes used, tests, tests and results.
Words - Key: Keys ground high voltage, manufacturing processes, testing.
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1 INTRODUÇÃO
A energia elétrica, sempre teve lugar de destaque na sociedade, pois depende dela a nossa
qualidade de vida e o progresso econômico. Ela proporciona à sociedade
trabalho,produtividade e desenvolvimento,e a nós, seus cidadãos comodidade, praticidade,
conforto, bem estar,o que nos torna cada vês mais dependentes de seu fornecimento e assim
mais sensíveis ás falhas do sistema elétrico.Com o aumento contínuo do crescimento da
malha das redes de transmissão e distribuição de Energia Elétrica para atender a demanda das
indústrias e da população e o aumento de sua complexidade constantemente solicitado pelas
indústrias de ponta, traduzindo em exigências por equipamentos cada vez mais
complexos,inovadores e com baixo custo,baixo índice de manutenção, exigindo assim cada
vez mais dos recursos disponíveis humanos de operação, análise,processos e manutenção
desses sistemas.
1.1 Objetivo
Nesta proposta de trabalho tem-se como objetivo o desenvolvimento de um equipamento
denominado chave de aterramento tipo TC-15kV que possa ser utilizado na substituição de
um equipamento similar.
O desenvolvimento deste equipamento está baseado na aplicação de novos processos de
fabricação e materiais. Também tem objetivo de descrever os estudos, ensaios em
laboratórios, ensaios em campo e verificação da sua viabilidade.
1.2 Justificativa
Com a construção deste equipamento será possível efetuar a substituição de um
equipamento similar existente por este equipamento desenvolvido. Com a aplicação de novos
materiais e novos processos de fabricação obtemos um equipamento mais enxuto, mais leve,
resultando em um equipamento que ofereça menor custo, maior facilidade de fabricação,
maior facilidade de montagem, robustez, baixo índice de manutenção e que ofereça
segurança. O objetivo principal é a redução de custo de fabricação e diminuição no tempo de
montagem e regulagem.
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2 REVISÃO BIBLIOGRAFICA
2.1 O Setor da energia elétrica no Brasil
O setor elétrico mundial tem passado por um grande processo de re-estruturação
organizacional. Atualmente os sistemas elétricos são divididos em segmentos como: geração,
transmissão, distribuição, e comercialização.
No Brasil, este processo de re-estruturação foi provocado pelo surgimento de um novo
marco regulatório, a desestatização das empresas do setor elétrico, e a abertura de mercado de
energia.
Como mecanismo de gerenciamento deste novo setor elétrico, o Governo Federal criou
uma estrutura organizacional conforme a figura 1.1.
Figura 1.1-Estrutura organizacional do setor elétrico brasileiro. (Fonte:ANEEL)
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2.2 Sistema Elétrico de Potência
O objetivo de um sistema elétrico de potência é gerar, transmitir e distribuir energia
elétrica atendendo a determinados padrões de confiabilidade, disponibilidade, qualidade,
segurança e custos, com o mínimo impacto ambiental e o máximo de segurança pessoal.
A estrutura do sistema elétrico de potência compreende os sistemas de geração,
transmissão, distribuição e subestações de energia elétrica, em geral cobrindo uma grande
área geográfica.
Na geração de energia elétrica uma tensão alternada é produzida, a qual é expressa por
uma onda senoidal, com freqüência fixa e amplitude que varia conforme a modalidade do
atendimento em baixa, média ou alta tensão. Essa onda senoidal propaga-se pelo sistema
elétrico mantendo a freqüência constante e modificando a amplitude à medida que trafegue
por transformadores. Os consumidores conectam-se ao sistema elétrico e recebem o produto e
o serviço de energia elétrica.
O sistema atual de energia elétrica é baseado em grandes usinas de geração que
transmitem energia através de sistemas de transmissão de alta tensão, que é então distribuída
para sistemas de distribuição de média e baixa tensão. Em geral o fluxo de energia é
unidirecional e a energia é despachada e controlada por centro(s) de despacho com base em
requisitos pré-definidos (figura 1.2).
Normalmente os sistemas de transmissão e de distribuição são gerenciados por
monopólios empresariais, nacional ou regional, enquanto o setor de geração apresenta certa
competitividade.
Figura 1.2 - Estrutura tradicional de uma rede de energia elétrica. (Fonte: ANEEL).
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2.2.1 Rede de Transmissão
A rede de transmissão liga as grandes usinas de geração ás áreas de consumo elevado.
Em geral apenas uma minoria de consumidores que possuem um elevado consumo de energia
elétrica são ligados ás redes de transmissão. As redes de transmissão em sua maioria são
formadas por estruturas de linhas aéreas. O nível de tensão estabelecido está entre 220kV e
765kV.
2.2.2 Rede de Sub-Transmissão
A rede de sub-transmissão recebe energia da rede de transmissão com a finalidade de
transportar energia elétrica para pequenas cidades ou grandes consumidores industriais. O
nível de tensão estabelecido está entre 35kV e 160kV. Na sua maioria são arranjadas em anel
para aumentar a segurança do sistema.Suas estruturas são formadas por estruturas de linhas
aéreas, mas existem cabos subterrâneos próximos aos centros urbanos.
2.2.3 Redes de Distribuição
As redes de distribuição alimentam consumidores residenciais e consumidores industriais
de médio e pequeno porte. Os níveis de tensões estão entre 4 à 35kV para média tensão e
algumas centenas de volts para a baixa tensão (440/220/110V).
De acordo com a Resolução No456/2000 da ANEEL, a tensão de fornecimento para a
unidade consumidora se dará de acordo com a potência instalada:
− Tensão secundária de distribuição: quando a carga instalada na unidade consumidora
for igual ou inferior a 75 kW;
− Tensão primária de distribuição inferior a 69 kV: quando a carga instalada na unidade
consumidora for superior a 75 kW e a demanda contratada ou estimada pelo interessado, para
o fornecimento, for igual ou inferior a 2.500 kW;
− Tensão primária de distribuição igual ou superior a 69 kV: quando a demanda
contratada ou estimada pelo interessado, para o fornecimento, for superior a 2.500 kW.
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2.3 O Sistema Elétrico Brasileiro
O sistema de produção e transmissão de energia elétrica do Brasil pode ser classificado
como hidrotérmico de grande porte, com forte predominância de usinas hidrelétricas e com
múltiplos proprietários.
A maior parte da capacidade instalada é composta por usinas hidrelétricas, que se
distribuem em 12 diferentes bacias hidrográficas nas diferentes regiões do país (figura 2.1).
[Fonte: http://www.ons.com.br/conheca_sistema/mapas_sin.aspx#]
Figura 2.1- Integração eletroenergética no Brasil.
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A capacidade de geração do Brasil em 2008 é de 101.520.426 kW de potência, com um
total de total 1.728 empreendimentos em operação.
Os dez agentes de maior capacidade instalada no país estão distribuídos conforme
Tabela1. 1.
Nº Agentes do Setor Potência Instalada (kW)
1º Companhia Hidro Elétrica do São Francisco CHESF 10.615.131,00 2º Furnas Centrais Elétricas S/A FURNAS 9.656.900,00
3º Centrais Elétricas do Norte do Brasil S/A ELETRONORTE 9.256.933,10
4º Companhia Energética de São Paulo CESP 7.455.300,00 5º Itaipu Binacional ITAIPU 7.000.000,00 6º CEMIG Geração e Transmissão S/A CEMIG-GT 6.782.574,00 7º Tractebel Energia S/A TRACTEBEL 6.515.350,00 8º Copel Geração e Transmissão S/A COPEL-GT 4.542.104,00 9º Petróleo Brasileiro S/A PETROBRÁS 4.464.356,60 10º AES Tietê S/A AES TIETÊ 2.651.350,00
Fonte: ANEEL
Tabela 1.1 – Maiores agentes de geração de energia elétrica no Brasil.
2.3.1 Transmissão de Energia elétrica no Brasil
As linhas de transmissão no Brasil costumam ser extensas, porque as grandes usinas
hidrelétricas geralmente estão situadas a distâncias consideráveis dos centros consumidores de
energia. Hoje o País está quase que totalmente interligado, de norte a sul (figura 2.2).
Alguns estados ainda não fazem parte do sistema integrado de eletrificação. Nestes
Estados, o abastecimento é feito por pequenas usinas termelétricas ou por usinas hidrelétricas
situadas próximas às suas capitais.
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[Fonte: http://www.ons.com.br/conheca_sistema/mapas_sin.aspx#]
Figura 2.2 - Sistema de transmissão brasileiro (Fonte: ANEEL).
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3 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
Agora inicia uma fundamentação teórica sobre alguns temas essenciais para o
entendimento dos equipamentos conhecidos como: Chave seccionadora, seccionador, chave
de terra e seus principais componentes.
3.1 Chave seccionadora
Esse equipamento de manobra conhecido como chave seccionadora teve sua designação
normalizada pela ABNT, na NBR IEC 62271-102/2006. É um dispositivo destinado a fechar,
abrir ou transferir as ligações de um circuito elétrico em que o meio isolante é o ar.
3.2 Equipamentos de manobra
Equipamentos de manobra são componentes do sistema elétrico de potência que têm não
somente a função de estabelecer a união entre geradores, transformadores, consumidores e
linhas de transmissão e separá-los ou secioná-los de acordo com as exigências desse serviço,
como também são utilizados praticamente para proteção de todos os componentes elétricos
contra a atuação perigosa de sobrecargas, correntes de curto-circuito e contatos a terra.
As chaves seccionadoras são equipamentos que fazem parte do grupo denominado
Equipamento de Manobra.
3.3 Chave
As chaves são dispositivos mecânicos de manobra, que na posição aberta assegura uma
distância de isolamento e na posição fechada mantêm a continuidade do circuito elétrico, nas
condições especificadas.
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3.4 Seccionador
O seccionador é um dispositivo mecânico de manobra capaz de abrir e fechar o circuito
quando uma corrente de intensidade desprezível é interrompida ou restabelecida ou quando
não ocorre variação de tensão significativa através dos terminais de cada pólo do seccionador.
É também capaz de conduzir correntes sob condições normais do circuito e, durante os
tempos especificados, correntes sob condições anormais, tais como curto-circuito.
A expressão “corrente de intensidade desprezível” significa corrente tais como corrente
capacitiva de buchas, barramentos, conexões, cabos muito curtos, correntes de impedâncias
equalizadoras permanentemente ligadas ao disjuntor e correntes de transformadores de
potencial e divisores de tensão.
Para tensões nominais iguais ou menores que 420 kV, uma corrente não superior a 0,5 A
é considerada como “intensidade desprezível” dentro desta definição; para tensões nominais
superiores a 420 kV o fabricante deve ser consultado. Para interromper correntes de valor
superior à “intensidade desprezível” acima citada, desde que especificado pelo comprador e
acordado com o fabricante, pode ser adaptado à chave um dispositivo de extinção de arco.
A expressão “variação não significativa de tensão” refere-se a aplicações tais como:
derivação sobre regulador de tensão indutivo ou disjuntor.
3.5 Chave de terra e de aterramento rápido
A chave de terra é um dispositivo mecânico de manobra destinado a aterrar partes do
circuito e capazes de suportar, por tempo especificado, correntes sob condições anormais, tais
como curto-circuito, mas não previstas para conduzir correntes sob condições normais do
circuito.
Quando a coluna isolante usada como suporte da chave de terra, é a própria coluna
isolante do seccionador com o qual ela está associada, usa-se a denominação “lâmina de
terra”.
A chave de aterramento rápido, de operação automática, possui capacidade de
estabelecimento nominal de curto-circuito. Normalmente essas chaves são monopolares.
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3.6 Operação e condições de operação
a) Posição fechada
Posição na qual é assegurada a continuidade predeterminada do circuito principal.
b) Posição aberta
Posição na qual é assegurada a distância de isolamento predeterminada entre os contatos
abertos, no circuito principal.
c) Operação
Passagem do(s) contato(s) móvel (eis) de uma determinada posição para posição
adjacente. A operação de uma chave pode ser considerada, ou sob o ponto de vista elétrico
(para estabelecer ou interromper corrente), ou sob o ponto de vista mecânico (para fechar ou
abrir contatos).
d) Ciclo de operação
Sucessão de operações, passando de uma posição à outra, com retorno à inicial, passando
por todas as outras posições, quando existirem.
3.7 Classificação das chaves
As chaves podem ser classificadas quanto:
• Número de pólos: unipolar, bipolar, tripolar etc.
• Função do circuito: isoladora, de desvio, seletora de barramentos e de aterramento.
• Acionamento: manual ou motorizado.
• Forma de operação: direta ou indireta, simultânea ou por pólo.
3.8 Tipos construtivos de seccionadores
Os diversos tipos de chaves existentes no mercado estão normalizados, iremos citar
alguns:
LA - Seccionador de abertura vertical
LB - Seccionador de dupla abertura lateral
LAV - Seccionador de abertura vertical reversa
HE - Seccionador de abertura central
TCL - Chave de aterramento
TC - Chave de aterramento
TSM - Chave de aterramento rápido
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4 PROCESSOS UTILIZADOS
Para a confecção de algumas das principais peças do equipamento em questão, utilizamos
os processos de dobra e corte a plasma de alta definição.
4.1 Processo de dobra
A dobra é um processo de fabricação em que uma ferramenta composta por um conjunto
de duas ou mais peças exerce uma força sobre uma superfície, alterando-a.
A figura 4.1 apresenta um conjunto de dobra. A chapa, plana, é alterada, obtendo-se a
mesma forma encontrada tanto no punção quanto na matriz. As operações de dobra são
utilizadas para dar forma a peças e a perfis.
Figura 4.1 – Exemplo de Mecanismo de Dobra.
24
4.2 Corte plasma de alta definição
O Processo de Corte Plasma foi desenvolvido desde os anos 50 para cortar metais
condutores, principalmente o aço inoxidável e o alumínio. Hoje é o processo com maior
crescimento na indústria, nas instalações industriais e nas oficinas em geral como excelente
ferramenta para o corte de metais, em virtude da velocidade e precisão do corte(figura 4.2.1).
Fonte: www.hypertherm.com
Figura 4.2.1 – Processo de Corte Plasma.
4.2.1 Definição de Plasma
Os três estados da matéria são sólido, líquido e gasoso. Para a substância mais conhecida,
a água, temos o gelo, água e vapor. Se adicionarmos energia em forma de calor ao sólido
(gelo), teremos a mudança de estado para o líquido (água) e se mais calor for adicionado
teremos o gás (vapor). Quando uma quantidade substancial de calor for adicionado ao gás,
este se transforma em plasma.
Fonte: www.hypertherm.com
Figura 4.2.2 – Definição do Plasma.
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Plasma é um gás eletricamente condutor. A ionização dos gases gera a criação de elétrons
livres e de íons positivos junto com os átomos de gás.
Quando isso ocorre, o gás torna-se eletricamente condutor, com a característica de
transportar corrente, tornando-se assim o plasma.
Um exemplo de plasma, como aparece na natureza é o relâmpago. Como a tocha plasma,
o relâmpago conduz eletricidade de um lugar a outro. No relâmpago, os gases do ar são gases
ionizados.
Como todos os processos a plasma, o plasma de alta definição produz melhores
resultados dentro de uma certa faixa de espessura e tipo de material. Atualmente estão
disponíveis sistemas de corte a plasma de alta definição para espessuras entre 1 e 32 mm, em
aço carbono.
Quando se usam plasmas convencionais obtém-se melhor qualidade nas faixas de
correntes mais baixas. Por exemplo, pode se cortar uma chapa de 3 mm utilizando corrente de
30A a uma velocidade de 2 m/min com boa qualidade de corte, com angularidade entre 1 e 3
graus. Porém, caso se corte esta mesma chapa com corrente de 15 A, a uma velocidade de 1,6
m/min, a angularidade será consideravelmente mais baixa, entre 0 e 1,5 graus. Se o trabalho
não requer uma tolerância tão apertada em relação à angularidade, pode-se elevar a corrente
para 70 A e cortar a uma velocidade de 6 m/min. O processo de alta definição corta aço
carbono de até 32 mm com angularidade entre 0 e 3 graus, mesmo com corrente elevada –
260 A – e a altas velocidades de corte.
Fonte: www.hypertherm.com
Figura 4.2.3 – Tocha dupla convencional e Tocha de alta definição.
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A figura 4.2.4 demonstra um tipo de maquina de corte a plasma. A definição ou
qualidade de corte é caracterizada pelo desvio e angular idade da superfície de corte. A norma
ISO 9013 estabelece critérios de avaliação com base na espessura do material conforme
mostrado na tabela 4.1. Os níveis vão de 1 a 5, sendo o 1 de maior qualidade.
Fonte: www.hypertherm.com
Figura 4.2.4 – Exemplo de Máquina de Corte a Plasma de Alta Definição.
Fonte: www.hypertherm.com
Tabela 4.1 - Níveis de qualidade de superfície de corte conforme norma ISO 9013.
O processo plasma de alta definição foi criado com o objetivo de produzir cortes com
qualidade nível 3. Porém em produção, com as constantes variações de pressão e vazão nos
gases de plasma e proteção, aliado ao desgastes da tocha e dos consumíveis, o processo se
mantinha com nível de qualidade entre o 4 e 5 e uma vida útil do bico e eletrodo de
aproximadamente 2 horas. Por este fato o processo não dava bom resultados na sua utilização
para a indústria devido ao alto custo operacional e baixa consistência.
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Fonte: www.hypertherm.com
Figura 4.2.5 – Exemplo de peças frabricadas pelo processo.
Em 2003 foram investidas elevadas quantias em pesquisa e desenvolvimento para
resolver a inconsistência e aprimorar o processo de alta definição. O resultado foi o
desenvolvimento de duas novas tecnologias que revolucionaram o plasma de alta definição.
Um controle sinérgico para o gás e um novo desenho de tocha que permite a flutuação do tubo
de refrigeração dentro do eletrodo proporcionou a consistência do processo, ou seja, produção
de cortes com qualidade nível 3 por um longo período de vida dos consumíveis bico e
eletrodo. O processo que foi batizado de Hyperformance, ou plasma de Alto Desempenho, já
é comercializado desde 2004 e os resultados médios comprovam a qualidade nível 3 em uma
vida útil de eletrodo e bico em média de 6 horas.
4.3 Relação com outros processos de corte
O processo de corte a plasma de alta definição apresentou se muito mais eficiente quando
comparado com outros processos de cortes industrializados. Como sua aplicação foi para
corte de chapas de baixa espessura (4,762mm) apresentou ótimos resultados levando em conta
qualidade custo.
Fonte: www.hypertherm.com
Figura 4.3 – Processos de Corte.
28
4.4 Projeto e engenharia auxiliados por computador
Para a criação do protótipo foi utilizado um software 3D. Este sistema de modelo sólido
oferece interface para um ou mais programas de análise de elementos finitos.Foram utilizados
os softwares Solid Works ,Cosmos e AutoCAD.
Desta forma foi possível efetuar a criação diversos de tipos de opções de peças e diversas
otimizações antes de decidir construir o protótipo. Assim foi possível desenvolver em um
pequeno espaço de tempo uma grande diversidade de peças e simulá-las antes de decidir qual
peça fabricar.Também foi possível efetuar diversos tipos de simulações:variações de tipos
materiais,espessuras,formatos de dobras e etc.
Algumas simulações, análises de tensões mecânicas puderam ser realizadas com o auxilio
dos softwares, os resultados auxiliaram nas decisões da determinação e concepção do
protótipo.
Figura 4.4 – Software utilizado para simulações (Solidworks/Cosmos).
29
5 O PROTÓTIPO
Chave de aterramento tripolar tipo TC-15 classe E0(figura 5.1); conforme norma NBR
IEC 62271-102/06 com características de:
Tensão nominal 15 kV;
Tensão de impulso atmosférico 110 kV;
Freqüência 60 Hz;
Corrente nominal de curta duração (1s) 25KA;
Corrente de crista 65KA,
Com acionamento manual, projetada para instalação ao ar livre.
O equipamento desenvolvido será dividido em partes para melhor entendimento,
conforme lista de peças e figura:
Figura 5.1 – Detalhamento do protótipo.
30
Componentes:
Base do Pólo – Base de chapa dobrada e cortada com olhal, confeccionada em aço
carbono SAE1020, espessura de 3/16”, galvanizado (figura 5.2).
Suporte do Isolador – Suporte de chapa dobrada e cortada de aço carbono SAE1020,
espessura de 3/16”, galvanizado (figura 5.3).
Espaçador do suporte da cordoalha – Tubo de latão, espessura 3/16”e diâmetro de 5/8”
(figura 5.4).
Grampo M10 – Grampo M10 confeccionado em aço carbono galvanizado (figura 5.5).
Espaçador da faca – Tubo de latão, espessura 3/16” e diâmetro de 5/8”(figura 5.6).
Suporte da faca – Suporte de aço carbono SAE1020, galvanizado (figura 5.7).
Suporte da cordoalha – Suporte de cobre dobrado, espessura de 1/8”, estanhado (figura
5.8).
Cordoalha de aterramento – Cordoalha chata de cobre estanhada, terminais de tubo de
cobre eletrolítico diâmetro 1”e espessura de 1/16”.
Parafusos, porcas e arruelas – Parafusos sextavados M10, classe 5.8, porcas e arruelas de
aço galvanizado.
Parafusos, porcas e arruelas – Parafusos sextavados M12, classe 5.8, porcas e arruelas de
aço galvanizado.
Figura 5.2 – Base do Pólo. Figura 5.3 – Suporte do Isolador.
Figura 5.4 – Espaçador do suporte da cordoalha. Figura 5.5 – Grampo M10.
31
Figura 5.6 – Espaçador da faca. Figura 5.7 – Suporte da faca.
Figura 5.8 – Suporte da cordoalha.
32
6 ESTUDOS REALIZADOS
Foram executados vários tipos de estudos antes e após a concepção do protótipo:
- Verificação das distancias elétricas de isolamento.
- Simulação da fixação da base na estrutura.
- Simulação de esforços no suporte da faca.
- Simulação de esforços no grampo U.
- Simulação do torque no tubo de acionamento.
33
6.1 Verificação das distancias de isolamento
Distancia de isolamento é a distancia existente entre contatos de um pólo ou quaisquer
partes energizadas a eles ligadas, esta distancia pode ser verificada quando o equipamento
está na posição aberta.
Para uma aplicação com montagem de isolador tipo TR 205(fabricante Santana) com NBI
110 kV, temos que respeitar a mínima altura de 254mm +-1 , a figura abaixo comprova que
quando a chave de aterramento estiver aberta terá uma distancia maior que a distancia de
isolação do isolador (255mm). Desta forma respeitando a distancia mínima de 254mm no
projeto,estaremos preservando o NBI (Nível Básico de interferência) de 110kV,garantindo
que não ocorra descarga disruptiva ou perfuração da isolação quando o protótipo for
submetido aos ensaios elétricos ou mesmo quando estiver em uso (figura 6.1).
Figura 6.1 – Estudos das distancias de Isolamento.
34
6.2 Simulação da fixação da base
Para a montagem da base da chave de aterramento na estrutura metálica foi utilizados 4
fixadores tipo Parafuso sextavado M12, galvanizado, classe 5.8, com rosca grossa.
A Base da chave de aterramento foi fixada a uma chapa de aço 1020 de espessura 3/16”
por intermédio dos fixadores.
Dados para cálculos:
- Torque: 8,00 kgf.m
- Foi utilizado um software de elementos finitos para cálculos e simulação.
Figura 6.2.1 - Deformação da Base após aplicação do torque nos fixadores.
35
Figura 6.2.2 - Esforços Estáticos na Base após aplicação do torque nos fixadores.
36
Figura 6.2.3 - Tensões Principais (Von Mises) na Base após aplicação do torque.
As figuras 6.2.1, 6.2.2 e 6.2.3 fornecem informações sobre as tensões aplicadas na Base.
Fica fácil de visualizar que não há pontos críticos consideráveis. Foram executadas
simulações,montagens e testes com o protótipo para comprovação dos resultados positivos
obtidos nas simulações feitas com o auxilio do software de elementos finitos.
37
6.3 Simulação dos esforços no suporte da faca
Para esta simulação foi aplicada uma força normal de 100kg distribuída nos quatro furos
laterais da peça e fixa pelos seus dois meio diâmetros conforme ilustração.
Figura 6.3.1 - Deformação do Suporte da Faca.
38
Figura 6.3.2 - Esforços Estáticos no Suporte da Faca.
Figura 6.3.3 - Tensões Principais (Von Mises) no Suporte da Faca.
39
As figuras 6.3.1, 6.3.2 e 6.3.3 fornecem informações sobre as tensões aplicadas no
Suporte da Faca. Fica fácil de visualizar que não há pontos críticos consideráveis. Foram
executadas simulações,montagens e testes com o protótipo para comprovação dos resultados
positivos obtidos nas simulações feitas com o auxilio do software de elementos finitos.
6.4 Simulação de esforços no grampo U
Foi utilizado um grampo U tipo M10, galvanizado.
Na simulação foi aplicado um torque de 8,00 kgf.m em suas extremidades. A peça foi
fixada pela sua curvatura conforme ilustração.
Figura 6.4.1 - Deformação do Grampo U.
40
Figura 6.4.2 - Esforços Estáticos no Grampo U.
41
Figura 6.4.3 - Tensões Principais (Von Mises) no Grampo U.
As figuras 6.4.1, 6.4.2 e 6.4.3 fornecem informações sobre as tensões aplicadas no
Grampo U. Fica fácil de visualizar que não há pontos críticos consideráveis. Foram
executadas simulações,montagens e testes com o protótipo para comprovação dos resultados
positivos obtidos nas simulações feitas com o auxilio do software de elementos finitos.
42
6.5 Torque no tubo de acionamento
Foi preparado um tubo de acionamento especial (em uma de suas extremidades do tubo
foi soldado um sextavado de metal para de colocarmos um torquimetro e efetuar medições), e
foi efetuada a montagem do tubo especial com o suporte da faca e o grampo U (figura 6.5.1).
Figura 6.5.1 – Montagem da faca.
Na montagem do suporte da faca com o tubo foi aplicado um torque de 6,00 kgf.m
gradualmente nas duas extremidades roscadas do grampo U (figura 6.5.2).
Figura 6.5.2 – Aplicação do torque no grampo U.
O suporte da faca foi preso em uma morsa de forma que durante a aplicação do torque no
tubo pelo torquimetro ele se mantivesse estático (figura 6.5.3).
Figura 6.5.3 – Aplicação do torque no tubo de acionamento.
43
Figura 6.5.4 – Ausência de movimento do tubo em relação ao suporte da faca.
O torque aplicado foi de 14 kgf.m(limite do torquimetro utilizado). Conforme a figura
6.5.4 ,neste caso não ocorreu movimentação das peças (tubo e suporte da faca).
Para a verificação do movimento do suporte da faca em relação ao tubo foi necessária a
criação de um dispositivo que fosse capaz de aplicar uma força maior que o torquimetro
utilizada no caso anterior, foi necessário então à utilização do mecanismo conforme figura
6.5.5, composto de um braço figura 6.5.6 (tubo de aço galvanizado de 1” SCH80 com
1000mm de comprimento) e de um peso de 30kg conforme figura 6.5.7.
Figura 6.5.5 – Protótipo e braço para simulação do torque no tubo.
Figura 6.5.6 – Braço. Figura 6.5.7 – Peso.
44
Efetuamos alguns tipos de montagens, onde variamos a posição do peso sobre o braço
conforme figura 6.5.8 para determinar o torque máximo.
Figura 6.5.8 – Montagem do experimento.
Com a variação do peso em relação ao braço (tubo), conseguimos determinar o ponto
máximo (+-16kgf. m),quando foi verificado o movimento do tubo em relação ao suporte da
faca (figura 6.5.9).
Figura 6.5.9 – Comprovação de movimento do tubo em relação ao suporte da faca.
45
7 ENSAIOS ELÉTRICOS E MECÂNICOS EXECUTADOS NO PROTÓTIPO
O objetivo dos ensaios é demonstrar se os equipamentos estão aptos a atender aos
requisitos específicos. Desta forma, o usuário tem garantia de que os equipamentos deverão
operar satisfatoriamente sob as condições reais do sistema. Os ensaios executados em um
seccionador dividem-se em ensaios de tipo e ensaios de rotina.
Ensaios de rotina: são os ensaios que devem ser realizados em todos os equipamentos
comprados, ou em determinada amostragem da quantidade total, a fim de se verificar a
qualidade e a uniformidade da mão de obra e dos materiais utilizados na fabricação destes
equipamentos.
Ensaios de tipo: são os ensaios realizados apenas em um dos equipamentos comprados,
ou tipo semelhante ao comprado, a fim de se verificar, se a sua operação é adequada sob as
condições normais e anormais de serviço e a sua conformidade com as características
especificadas.
Foram realizados os seguintes ensaios no protótipo:
- Ensaio de resistência mecânica.
- Tensão suportável a freqüência industrial a seco e sob chuva.
- Tensão suportável de impulso atmosférico.
- Corrente suportável de curta duração e valor de crista.
46
7.1 Descrição dos ensaios realizados
7.1.1 Ensaios dielétricos
O isolamento externo dos equipamentos apresenta uma suportabilidade dielétrica variável
com as condições atmosféricas: chuva, temperatura, pressão, umidade e densidade relativa do
ar. Esta variação da suportabilidade tem característica estatística que normalmente é
aproximada a uma distribuição normal.
Geralmente a suportabilidade de um “gap” em ar aumenta pela elevação da densidade
relativa do ar, bem como pela elevação da umidade. Entretanto a suportabilidade de “gap”
com porcelana torna-se bastante irregular quando a umidade relativa é superior a 80 %. As
normas definem condições atmosféricas de referência (condições padronizadas) para a
realização destes ensaios. Mesmo sendo os ensaios realizados em condições controladas de
laboratório, muitas vezes não é possível atingir as condições padronizadas de norma sendo
necessário, portanto, corrigir os valores de tensão nominal do ensaio.
7.1.2 Ensaios de rotina
7.1.2.1 Ensaio de tensão aplicada de freqüência industrial,a seco:
Este ensaio é realizado em seccionadores e chave de terra completa (3 pólos) ou em pólos
separados. Geralmente o ensaio no seccionador completo é exigido em seccionadores que têm
os três pólos montados em uma mesma base, enquanto o ensaio em pólos separados é
permitido nos seccionadores em que os pólos não são montados em uma mesma base. Para
realização deste ensaio é necessária apenas uma fonte monofásica de corrente alternada.
A tensão de freqüência industrial é aplicada ao equipamento, elevando-se o seu valor até
atingir a tensão nominal especificada para o equipamento, a qual deverá ser mantida durante o
período de 1 minuto. O equipamento passará no ensaio se não apresentar nenhuma descarga
(neste período de tempo) para terra ou entre pólos com a chave fechada,e,para a terra ou entre
pólos ou entre terminais com a chave aberta.
47
7.1.2.2 Ensaio de medição da resistência do circuito principal:
Este ensaio deve ser feito nas mesmas condições que o ensaio de tipo correspondente
(ensaio de elevação de temperatura), e a resistência medida não devem ser superiores a 1,2 Rt
(Rt = resistência medida no ensaio de tipo).
7.1.2.3 Ensaio de funcionamento mecânico:
Este ensaio tem por objetivo verificar se as lâminas principais e de terra fecham e abrem
corretamente quando comandados por seus mecanismos de operação, sem que se verifique
nenhuma danificação da chave. Os números de operações de abertura e fechamento são:
• 50 operações sob as condições nominais de alimentação do mecanismo de operação.
• 10 operações sob condições de valores mínimos de alimentação.
Durante esses ensaios, nenhum ajuste deve ser efetuado e a operação deve ser realizada
sem falhas. As posições de “fechamento” e “abertura” devem ser atingidas durante cada ciclo
de operação.
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7.1.3 Ensaios de tipo
7.1.3.1 Ensaio de tensão aplicada de freqüência industrial:
O procedimento para este ensaio é semelhante ao procedimento para o ensaio de rotina,
exceto que nos ensaios de tipo são introduzidos os ensaios sob chuva e que em alguns dos
ensaios são necessárias duas fontes independentes de corrente alternada.
7.1.3.2 Ensaio de tensão suportável de impulso atmosférico:
Os seccionadores de chaves devem ser submetidos ao ensaio de tensão de impulso
atmosférico a seco. O ensaio deve ser realizado com ambas as polaridades positiva e negativa,
com impulso de 1,2/50 µs. São aplicados 15 impulsos consecutivos à tensão suportável
nominal para terra e para cada condição de ensaio. A chave é considerada aprovada se o
número de descargas disruptivas para a terra ou entre pólos, não exceder a 2 para cada
condição de ensaio.
7.1.3.3 Ensaio de elevação de temperatura :
Este ensaio é executado com a corrente nominal, não devendo haver elevação de
temperatura superior aos valores prescritos pela Norma ABNT IEC 62271-102/2006.
7.1.3.4 Ensaios de corrente de curto-circuito:
Este ensaio deve ser realizado com as correntes de curto-circuito e duração especificados.
No caso do laboratório não possuir capacidade suficiente, é possível reduzir a corrente
aumentando-se o tempo de duração do curto circuito: I2 t = constante.
7.1.3.5 Ensaio de durabilidade mecânica:
Este ensaio consiste na realização de 1000 operações de fechamento e abertura sem
corrente e sem esforços terminais aplicados na chave. Após a realização do ensaio todas as
partes da chave, inclusive os contatos, devem estar em boas condições.
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8 RESULTADOS DOS ENSAIOS REALIZADOS EM LABORATÓRIOS.
Todos os ensaios foram realizados conforme as recomendações da norma NBR IEC
62271-102/2006 e realizados no Laboratório de Alta Tensão do Instituto de Eletrotécnica e
Energia – IEE.
Os ensaios foram realizados com a chave de aterramento foi montada na posição vertical.
8.1 Ensaio de resistência mecânica
Após a montagem do equipamento tripolar na estrutura de fixação,utilizando uma
distancia de montagem entre pólos de 600mm,foram realizadas 1000 operações.
Foram efetuadas medições de resistências ôhmicas antes das operações e após as
operações.Foram constatados os seguintes resultados conforme tabela 8.1:
MEDIÇÃO POLO 1 POLO 2 POLO 3
Inicial (µΩ) 82 84 79
Final (µΩ) 88 88 85
Tabela 8.1 – Resistências ôhmicas medidas antes e depois das operações.
Após as operações,todas as partes do protótipo,incluindo contatos,foram inspecionadas
apresentando-se em boas condições e sem desgastes excessivos e com valores dentro do
especificado pela norma.
8.2 Ensaio de tensão suportável de impulso atmosférico
Com a chave de aterramento aberta,a alimentação pelo terminal do contato
fixo,mantendo-se a base aterrada,não foi constatada a ocorrência de descargas disruptiva ou
perfuração,quando da aplicação dos quinze impulsos de 106kV de tensão em ambas as
polaridades.
50
8.3 Ensaio de tensão suportável a seco em 60Hz
Com a chave de aterramento na mesma posição de ensaio do item 8.2,não foi constatada a
ocorrência de descarga disruptiva ou perfuração,quando da aplicação da tensão de 50kV e
mantida durante um minuto.
8.4 Ensaio de tensão suportável sob chuva em 60Hz
Com a chave de aterramento na mesma posição do item 8.2,não foi constatada a
ocorrência de carga disruptiva ou perfuração,quando da aplicação da tensão de 45kV e
mantida durante um minuto.
8.5 Ensaio de corrente suportável nominal de curta duração e do valor de crista nominal da corrente suportável
O ensaio foi realizado seguindo o item 6.6 da norma IEC-62271-102 de 2001.
As aplicações de corrente nos protótipos foram realizadas conforme montagem trifásica
da figura 8.1 e 8.2.
Figura 8.1 – Montagem antes da execução dos ensaios.
51
Figura 8.2 – Detalhe do protótipo antes do ensaio.
O protótipo após o ensaio foi examinado por inspeção visual á olho nu ,sendo constatadas
deformações nas laminas das facas,conforme exibido nas fotos 8.3 e 8.4.Os contatos fixos e
moveis apresentaram o estado final exemplificado nas fotografias.
Figura 8.3 – Detalhe do protótipo durante o ensaio.
Figura 8.4 – Detalhe da deformação das laminas durante o ensaio.
O protótipo foi capaz de realizar algumas operações manuais sem ajustes ou manutenção.
52
9 CONSIDERAÇÕES FINAIS
A pesquisa desenvolvida e a realização do protótipo comprovam que o objetivo foi
alcançado,superando todas as dificuldades desde a pesquisa até a finalização do
protótipo,sendo o mais importante,a comprovação por intermédio dos ensaios da viabilidade
do protótipo.
Foi computada uma redução no custo da fabricação de 29%,redução de R$651,68 para
R$465,16,levando em conta o custo de fabricação de um equipamento similar que poderá ser
substituído sem alterações pelo protótipo.
Também foi verificada outra grande contribuição,a redução de tempo de montagem e
regulagem.
A redução de tempo de montagem e regulagem do equipamento comparado com um
equipamento similar que necessitava aproximadamente de 6:00hs com um determinado
número de montadores para finalização de sua montagem e regulagem.
O protótipo utilizou aproximadamente 2:00hs para a sua montagem e regulagem com o
mesmo numero de montadores.Vale a pena salientar que neste processo de montagem o
protótipo foi encarado como um produto novo,aumentando ainda mais a dificuldade de
montagem.Podemos prever então ainda uma possível redução do tempo de montagem e
regulagem do protótipo,quando os montadores adquirirem maior experiência na montagem
deste equipamento.
9.1 Contribuições
Redução do custo de fabricação em 29% em comparação com um similar.
Redução significativa no tempo do processo de montagem e regulagem do equipamento
em comparação com um similar.
Aplicações de processos de fabricação mais atuais e confiáveis.
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10 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
ABNT – NBR IEC 62271-102/2006 –.Equipamentos de alta tensão - Seccionadores e chaves de aterramento.
ANEEL - Agência Nacional de Energia Elétrica .Disponível em: http://www.aneel.gov.br (Acessado em 01/2007).
BALDAM,Roquemar de Lima;COSTA,Lourenço.AutoCAD 2004:Utilizando Totalmente.São Paulo:Érica,2003.486p.
CORTES DE METAIS -Destinado a pesquisa na área de Materiais e Processos.Disponivel em: http://materiaiseprocessos.blogspot.com (Acessado em 11/2008).
FURNAS - Centrais Elétricas.Disponível em: http://www.furnas.com.br (Acessado em 09/2008).
HYPERTHERM - Fabricante de equipamentos para solda .Disponivel em: http://www.hypertherm.com (Acessado em 11/2008).
IAFA -Manual de Instruções de Seccionadores.
INFOSOLDA - O Portal brasileiro da soldagem .Disponível em: http://www.infosolda.com.br
LAELC – INDUCON-Manual de Instruções de Seccionadores.
ONS – Operador Nacional do Sistema Elétrico .Disponível em: http://www.ons.com.br/conheca_sistema/mapas_sin.aspx# (Acessado em 06/2008).
NORTON,Robert.L; Projeto de Maquinas:Uma Abordagem Integrada. 2ªed.Porto Alegre:Bookman,2004.931p.
PREDABON,Edilar.Paulo;BOCCHESE;Cassio.SolidiWorks 2004:Projeto e Desenvolvimento. 3ªed.São Paulo:Érica.2006.406p.