Proteção de Sistemas Elétricos

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PROTEÇÃO DE SISTEMAS ELÉTRICOS DE POTÊNCIA
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DIAGRAMA UNIFILAR DE UMA REDE DE DISTRIBUIÇÃO PRIMÁRIA, 13,8 kV 
(ALIMENTADOR) COM SEUS EQUIPAMENTOS DE PROTEÇÃO TÍPICOS
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Chave-fusível de Distribuição (tipo expulsão): seu princípio de funcionamento se baseia na expulsão de gases, formados no 
interior do porta-fusível, quando o elo-fusível funde por sobrecorrente. Os gases são originados pela queima do próprio elo e das 
paredes internas do porta-fusível, pela ação do arco voltaico, quando o elo rompe.
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Componentes da chave:
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Principais elementos de uma chave-fusível: porta-fusível (tubo-fusível) e elo-fusível.
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Porta-fusível
Elos-fusíveis: bitolas ou 
amperagem diferentes
Especificação de uma chave-fusível: É
especificada por sua corrente nominal,
capacidade de interrupção e tensão
nominal (classe de tensão e o
correspondente NBI - Nivel Básico de
Isolamento ao Impulso).
Elo-fusível: É instalado no interior do porta-
fusível (Tubo fusível). O conjunto participa
ativamente do funcionamento chave.
Existem elos de diferentes bitolas (1 A, 2 A,
....6 A, 8 A,....25 A, 40 A, 100 A....) e/ou
tipos (distribuição: K, T e H).
Obs.: Num mesmo porta-fusível pode ser
instalado elos de tipos diferentes e/ou
bitolas diferentes, ou seja, os elos são
intercambiáveis, a depender da aplicação.
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Curvas de elo-fusível (tempo x corrente): para cada tipo e bitola de elo, o fabricante define 2 curvas:
• Curva de MÍNIMOS TEMPOS DE FUSÃO;
• Curva de MÁXIMOS TEMPOS DE INTERRUPÇÃO
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As curvas mostradas ao lado são para os elos tipo K:
6K, 10K, 15K, 25K, 40K, 65K, 100K, 140K e 200K.
São curvas Normalizadas, obtidas em ensaios de
laboratório. São traçadas em papel com escala loglog.
Nomenclatura, p.e, 25K: Elo tipo K (é um elo rápido, usado
em distribuição); Inom = 25 A (bitola), e assim para os
demais elos.
No gráfico, cada elo possui 2 curvas: a mais baixa
(vermelha) é a Curva de MÍNIMOS TEMPOS DE FUSÃO
(curva de fusão); a mais alta (verde) é a Curva de MÁXIMOS
TEMPOS DE INTERRUPÇÃO (curva de interrupção).
Para uma dada corrente, que faz um elo a fundir, obtém-se,
na curva de fusão, o TEMPO DE FUSÃO e na curva
interrupção, o TEMPO DE INTERRUPÇÃO. A diferença entre
os dois, é o TEMPO DE ARCO.
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Exemplo de aplicação das curvas
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Ex. : Considere o elo 6K e uma
corrente passante de 150 A, pede-se
determinar os tempos de fusão e
interrupção do elo para esta
corrente.
De acordo com as curvas do elo 6K, uma
corrente de 150 A, através do elo, leva o
elo a fundir e interromper o circuito nos
seguintes tempos:
Tempo de fusão (Tf) = 0,02 s 
(aproximadamente)
Tempo de interrupção (Ti) = 0,03 s 
(aproximadamente)
Tempo de arco = Ti - Tf = 0,01 s (tempo
que o arco elétrico permanece no interior
do porta-fusível, até a sua extinção).
Vale a pena salientar que o circuito
será interrompido quando o arco for
extinto. 150 A
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Emprego de chave-fusível
1) Proteção de transformador de distribuição;
2) Proteção de ramal (derivação).
Proteção de transformador de distribuição:
Na proteção de transformador de distribuição, o elo-fusível deverá satisfazer aos seguintes 
requisitos:
a) Operar para curtos-circuitos no transformador e na rede secundária;
b) Suportar, sem fundir, a sobrecarga permissível no transformador. Para transformador de 
distribuição, admite-se uma sobrecarga de até 2 x I n_trafo (não permanentemente); 
c) Não deverá fundir para a corrente transitória de energização do transformador (corrente de 
inrush), estimada em 8 a 12 x I n_trafo, durante um tempo de 0,1 s (6 ciclos de 60 Hz), 
aproximadamente;
d) Deve coordenar com as proteções a montante; 
e) Enfim, a curva de interrupção do elo deverá estar abaixo da curva térmica do transformador.
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Tabela de elo-fusível de transformador de distribuição (tabela prática)
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Uso da tabela: por exemplo, considere um transformador trifásico de 112,5 kVA, 13,8 kV, então,
deverá ser usada uma chave fusível (uma por fase), com elo 6K.
Informação prática: na prática, é comum dimensionar o elo pela corrente nominal do
transformador (lado em que será instalada a chave - comumente, no lado de AT). Usa-se a
expressão: I n elo ≥ k x I n_trafo ( 1