CEMAR NORMA DE PROCEDIMENTOS
Função: Técnica
Área: Técnica
Processo: Especificação de Chaves Fusíveis de Distribuição
Código: NP 12.345.01
Especificação de Chaves Fusíveis de Distribuição
Versão Aprovação Entrada em Vigor
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Especificação de chave fusível, Notas de estudo de Engenharia Elétrica
Especificação de Chaves Fusíveis de Distribuição
Tipologia: Notas de estudo
2010
1 / 18
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CEMAR NORMA DE PROCEDIMENTOS
Função: Técnica
Área: Técnica
Processo: Especificação de Chaves Fusíveis de Distribuição
Código: NP 12.345.
Especificação de Chaves Fusíveis de Distribuição
Versão Aprovação Entrada em Vigor
ÍNDICE
- Assunto: Especificação de Chaves Fusíveis de Distribuição Página 2 de
- OBJETIVO Pág.
- RESPONSABILIDADES
- CONCEITUAÇÃO......................................................................................................................
- 3.1 Distribuidora
- 3.2 Base da Chave Fusível
- 3.3 Porta-fusível
- 3.4 Elo Fusível..........................................................................................................................
- CONCEITUAÇÃO......................................................................................................................
- DISPOSIÇÕES GERAIS
- 4.1 Escopo do Fornecimento....................................................................................................
- 4.2 Características Principais
- 4.2.1 Características Elétricas
- 4.3 Características de Produção
- 4.3.1 Base................................................................................................................................
- 4.3.2 Porta-fusível....................................................................................................................
- 4.4 Identificação
- 4.4.1 Isolador
- 4.4.2 Base................................................................................................................................
- 4.4.3 Porta-fusível....................................................................................................................
- 4.5 Ensaios...............................................................................................................................
- 4.5.1 Ensaios De Tipo..............................................................................................................
- 4.5.2 Ensaios de Aceitação
- 4.5.3 Relatórios de Ensaios
- 4.5.4 Formação da Amostra, Aceitação e Rejeição.................................................................
- 4.6 Exigências Adicionais.......................................................................................................
- 4.6.1 Informações Técnicas Requeridas com a Proposta
- 4.6.2 Embalagem e Transporte
- 4.6.3 Documentação..............................................................................................................
- DISPOSIÇÕES GERAIS
- REFERÊNCIAS
- APROVAÇÃO
- ANEXO A - INFORMAÇÕES TÉCNICAS GARANTIDAS PELO PROPONENTE..........................
- ANEXO B – REQUISITOS DA VULCANIZAÇÃO
- ANEXO C – EMBALAGEM PARA CHAVE FUSÍVEL 15 kV – BASE TIPO C
- ANEXO D – EMBALAGEM PARA CHAVE FUSÍVEL 38 kV – BASE TIPO C
- ANEXO E – EMBALAGEM PARA PORTA FUSÍVEL 15 kV – BASE TIPO C
- ANEXO F – EMBALAGEM PARA PORTA FUSÍVEL 38 kV – BASE TIPO C.................................
- ANEXO G – ESPECIFICAÇÃO SUCINTA E DETALHADA............................................................
Assunto: Especificação de Chaves Fusíveis de Distribuição Página 4 de 18
Tabela 1
Tensão Suportável Nominal
Impulso Atmosférico (kV Crista)
Freqüência Industrial a Seco e sob Chuva (kV Eficaz)
Tensão Máxima do Equipamento (kV Eficaz)
Corrente Nominal (A) A terra e entre pólos
Entre contatos abertos
A terra e entre pólos
Entre contatos abertos 15 300 95 110 34 38
38 300 150 165 50 55
4.2.1.2 Porta-fusível As características elétricas dos porta-fusíveis padronizados constam na tabela 2.
Tabela 2
Capacidade de Interrupção (A Eficaz)
Tensão Máxima do Equipamento (kV Eficaz)
Corrente Nominal (A) Simétrica Assimétrica
100 15 200
4.2.1.3 Limite de Funcionamento As temperaturas máximas de operação e elevações de temperatura permissíveis são especificadas na NBR 7282.
4.3 Características de Produção
As partes metálicas devem ser lisas, não apresentando arestas ou irregularidades que possam causar alta intensidade do campo elétrico ou possibilidade de acidentes no seu manuseio.
4.3.1 Base
O tipo construtivo das bases de chaves fusíveis de distribuição é sempre o tipo C. A base deve ser provida de ferragem apropriada que permita a sua instalação no suporte L. A figura 2, da NBR 8124, ilustra o desenho da base C e do suporte L.
4.3.1.1 Isolador Os isoladores de porcelana utilizados nas chaves fusíveis devem ser em porcelana vitrificada isenta de bolhas, inclusões e outras imperfeições, devendo atender ao que determina a NBR 5032. A cor do isolador deve ser cinza claro, Munsell 5BG 7/1.
As extremidades do isolador devem ser vedadas e não devem apresentar aberturas que permitam a entrada e o acúmulo de água em seu interior, sendo a vedação da parte superior permanente.
4.3.1.2 Conectores Os conectores terminais devem ser do tipo paralelo, conforme a figura 2, do anexo A, da NBR 8124. Devem ser de cobre estanhado, conforme a NBR 5370. Os parafusos, porcas e arruelas de pressão devem ser em bronze ou aço inoxidável. Devem ser isentos de trincas e inclusões ou arestas vivas que possam danificar os condutores.
Assunto: Especificação de Chaves Fusíveis de Distribuição Página 5 de 18
4.3.1.3 Área de Contato As chaves fusíveis devem ter áreas de contatos da base prateadas com no mínimo 8 m de espessura.
4.3.1.4 Molas As molas devem ser em aço inoxidável ou material similar, desde que aprovado pela CEMAR.
4.3.1.5 Ganchos A base da chave fusível deve ser provida de dois ganchos para permitir a fixação de ferramenta de abertura em carga e devem ser de material não-ferroso. Os ganchos devem suportar tração mecânica de 200 daN, sem apresentar deformação. Após a operação com ferramenta de abertura em carga, a posição dos ganchos deve permitir a retirada da ferramenta sem a ocorrência de descarga disruptiva.
4.3.1.6 Fixação das Ferragens ao Isolador O processo de fixação das ferragens deve ser adequado às solicitações mecânicas decorrentes da operação da chave e à interrupção da corrente de curto-circuito, devendo suportar os ensaios de capacidade máxima de interrupção, choque térmico e operação mecânica.
4.3.1.7 Parafusos, Porcas e Arruelas: Os parafusos, porcas e arruelas de fixação dos contatos ao isolador devem ser confeccionados em aço-bronze ou aço inoxidável. Todos os parafusos e porcas devem ter rosca métrica conforme a NBR 9527.
4.3.1.8 As bases tipo C devem ser projetadas de modo a não submeter os elos fusíveis a trações superiores a 3 daN.
4.3.1.9 As partes ferrosas inclusive as ferragens de fixação à estrutura, com exceção daquelas de aço inoxidável, devem ser zincadas de acordo com a NBR 6323.
4.3.1.10 Todas as superfícies zincadas que ficam em contato com partes metálicas condutoras não ferrosas devem ser protegidas da ação galvânica ou eletrolítica através de pintura das superfícies de contato.
4.3.2 Porta-fusível
4.3.2.1 Tubo do Porta-fusível O tubo deve ser em fibra de vidro ou material similar, desde que aprovado pela CEMAR. O tubo de fibra deve apresentar as seguintes características:
a) Rigidez dielétrica mínima transversal: 6 kV/mm;
b) Tensão suportável mínima longitudinal: 1 kV/mm;
c) Absorção máxima de água em 24 h: 7%.
O revestimento interno do tubo deve ser em fibra vulcanizada, com características conforme a tabela do anexo B. As dimensões internas do tubo devem permitir uma fácil instalação do elo fusível. O tubo do porta-fusível deve ter na parte inferior uma redução progressiva da espessura da camada de fibra vulcanizada, conforme desenho e dimensões do anexo B, possibilitando uma redução da pressão neste local durante a interrupção da chave fusível.
4.3.2.2 Área de Contato Deve seguir o que recomenda o item 4.3.1.3.
4.3.2.3 Olhal O olhal do porta-fusível deve suportar tração mecânica de 200 daN, aplicada perpendicularmente ao eixo longitudinal do cartucho, no plano do olhal, sem apresentar deformação permanente.
Assunto: Especificação de Chaves Fusíveis de Distribuição Página 7 de 18
4.5.1 Ensaios De Tipo
Estes ensaios têm por finalidade a aprovação de um determinado tipo de chave fusível, ou somente a base ou o porta-fusível, devendo ser realizados durante o processo de pré-qualificação de fabricantes não cadastrados, para aqueles já cadastrados que tenham efetuado alterações parciais no protótipo aprovado pela CEMAR, ou que pretendam introduzir novos modelos.
Periodicamente, a CEMAR pode solicitar a repetição dos ensaios de tipo para verificar a conformidade do material com o protótipo aprovado pelas mesmas.
4.5.1.1 Inspeção Geral e Verificação Dimensional Devem ser realizadas antes dos ensaios, observando se a chave possui todos os componentes e acessórios requeridos e verificando as características de acabamento dos mesmos. Também deve ser verificada a identificação correta e o acondicionamento. Durante a inspeção geral, o acionamento mecânico deve ser verificado conforme indica o item 6.7. da NBR 8124.
4.5.1.2 Tensão Suportável Nominal de Impulso Atmosférico O ensaio deve ser realizado conforme condições, metodologia e critérios de aprovação das NBR 7282 e NBR 6936. A tensão de ensaio deve estar de acordo com os valores da tabela 1 desta especificação.
4.5.1.3 Tensão Suportável à Freqüência Industrial a Seco e sob Chuva O ensaio deve ser realizado conforme condições, metodologia e critérios de aprovação da NBR
- A tensão de ensaio deve estar de acordo com os valores da tabela 1 desta especificação.
4.5.1.4 Impacto no Suporte de Fixação da Chave A base do suporte deve ser fixada num dispositivo rígido, conforme a figura 8 do anexo A da NBR
- Com um braço de alavanca, de 300 mm de comprimento, como extensão do suporte da chave, aplica-se um esforço dinâmico de 20 Nm, perpendicular à extremidade livre do braço da alavanca. Caso não ocorra ruptura ou deformação permanente do suporte de fixação, a chave é considerada aprovada.
4.5.1.5 Elevação de Temperatura A chave fusível deve conduzir continuamente a sua corrente nominal nas condições prescritas na NBR 7282, sem que a elevação de temperatura, de suas diversas partes, exceda os valores estabelecidos na tabela 3 do anexo B da mesma norma.
4.5.1.6 Medição de Resistência Ôhmica dos Contatos A resistência dos contatos deve ser medida entre cada terminal da base e a parte metálica do porta- fusível acessível, devendo ser mais próxima após o contato. O valor da resistência deve ser a média aritmética de três medidas independentes.
Os resultados obtidos devem ser considerados como referência para a execução dos ensaios de operação mecânica e de elevação de temperatura, nesta ordem.
4.5.1.7 Capacidade de Interrupção Deve ser realizado conforme descrito nos itens 7 e 8.6 da NBR 7282 e no item 6.7.8 da NBR 8124. O projeto da chave fusível deve assegurar que na interrupção a cordoalha arremessada não atinja a ferragem da fixação e o contato superior.
4.5.1.8 Análise Química da Liga de Cobre Deve ser executada de acordo com a NBR 6366. As partes em liga de cobre não devem ter porcentagem de zinco superior a 6 %.
4.5.1.9 Choques Térmicos O ensaio deve ser realizado conforme o item 6.7.10 da NBR 8124. A chave é considerada aprovada neste ensaio se não apresentar trincas nos isoladores, quaisquer alterações nas ferragens,
Assunto: Especificação de Chaves Fusíveis de Distribuição Página 8 de 18
parafusos, contatos, molas, e se não ocorrer descarga disruptiva no ensaio de tensão suportável de freqüência nominal a seco.
4.5.1.10 Resistência Mecânica do Isolador Deve ser executado conforme o item 6.7.11 da NBR 8124, sendo aprovado caso não surjam trincas, fissuras ou não se romper após a aplicação da força.
4.5.1.11 Operação Mecânica O ensaio deve ser executado conforme descrito no item 6.7.12 da NBR 8124, não sendo permitido qualquer ajuste durante a realização do ensaio. A chave é considerada aprovada se não aparecer nenhum defeito em qualquer parte da chave e, também, no que diz respeito à intensidade da tração aplicada para a abertura, não devendo esta ser inferior a 8 daN e nem superior a 17 daN.
4.5.1.12 Zincagem Os ensaio deve ser executado conforme descrito no item 6.7.13 da NBR 8124, sendo aplicado às partes ferrosas, com exceção das peças em aço inoxidável. Para a aprovação deve atender aos requisitos prescritos na NBR 6323.
4.5.1.13 Absorção de Água pelo Tubo do Porta-fusível Realizado conforme a NBR 5310, com duração de imersão de 24 horas, sendo considerado satisfatório se a absorção máxima for de 7 %.
4.5.1.14 Porosidade do Isolador O ensaio deve ser executado conforme método descrito no item 6.3.5 da NBR 5049, não podendo apresentar penetração de corante no isolador da base.
4.5.1.15 Poluição Artificial Deve ser realizado conforme o item 6.7.16 da NBR 8124.
4.5.1.16 Verificação da Rigidez Dielétrica Transversal do Revestimento Externo do Tubo do Porta- fusível O ensaio deve ser realizado conforme a NBR 5405, sendo aprovado se apresentar rigidez dielétrica transversal mínima de 6 kV/mm.
4.5.1.17 Tensão Suportável Longitudinal do Revestimento Externo do Tubo do Porta-fusível O ensaio deve ser realizado conforme a NBR 5405, sendo aprovado se apresentar tensão mínima suportável longitudinal de 1 kV/mm na freqüência de 60 Hz.
4.5.1.18 Resistência Mecânica do Gancho e do Olhal do Porta-fusível O gancho para fixação da ferramenta de abertura em carga deve ser submetido à tração mecânica de 200 daN, aplicada no plano do gancho, na direção perpendicular ao eixo do isolador, de modo que os esforços não sejam transmitidos para outros componentes da base. Para aprovação no ensaio, não deve aparecer quaisquer indícios de trincas ou deformações permanentes.
O olhal do porta-fusível, não necessariamente montado sobre o mesmo, deve ser submetido a tração mecânica de 200 daN, aplicado no plano do olhal na direção perpendicular ao eixo do porta-fusível. Para aprovação no ensaio, não deve apresentar trincas ou deformações permanentes.
4.5.1.19 Verificação da Espessura do Prateamento A verificação deve ser feita por medição com aparelhagem apropriada. A medição é dispensada caso, imediatamente após o ensaio de operação mecânica, uma camada de prata permaneça nas áreas de contato. Caso a medida seja feita, é aprovado se apresentar uma espessura de camada de prata superior a 8 m.
4.5.2 Ensaios de Aceitação
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Até 150
151 a 1º^13 0 (^500) 2º 13 1 2
501 a 1º^20 0 3 1º^32 0 2 1º^20 0 (^1200) 2º 20 3 4 2º 32 1 2 2º 20 1 2
1201 a 1º^32 1 4 1º^32 0 2 1º^20 0 (^3200) 2º 32 4 5 2º 32 1 2 2º 20 1 2
1 - Ac = Aceitação. 2 - Re = Rejeição. 3 - NQA = Nível de qualidade aceitável.
A amostragem apresentada na tabela 3 não é aplicada para a aceitação nos ensaios de operação mecânica, de elevação de temperatura, de choque térmico e de verificação do prateamento, devendo todas as chaves submetidas a estes ensaios, obter resultado satisfatório. Para estes ensaios a amostragem é realizada da seguinte forma:
No ensaio de choque térmico são retiradas três amostras, selecionadas aleatoriamente, do lote sob inspeção;
Para o ensaio de verificação da espessura de prateamento são escolhidas as três chaves que apresentaram os maiores valores na medição da resistência ôhmica;
Nas mesmas chaves onde foi realizada a verificação do prateamento, devem ser realizados em seguida os ensaios de operação mecânica e elevação de temperatura.
4.6 Exigências Adicionais
Além das exigências contidas na NP-12.352.01 - Condições Técnicas Gerais, devem ser consideradas como complementares as apresentadas nos itens a seguir.
4.6.1 Informações Técnicas Requeridas com a Proposta
Na parte técnica desta Proposta devem obrigatoriamente ser apresentada, no mínimo, as informações a seguir relacionadas, sob pena de desclassificação:
a) Características técnicas do produto ofertado, conforme modelo anexo desta Norma. Salienta-se que os dados da referida lista são indispensáveis ao julgamento técnico da oferta e deve ser apresentado independentemente dos mesmos constarem nos catálogos e/ou folhetos técnicos anexados a Proposta;
b) Prazos de entrega e garantia ofertado. A garantia deve ser de no mínimo 18 meses, a partir da data da entrada em operação, ou 24 meses a contar da data de aceitação do material no local da entrega, o que ocorrer primeiro;
c) Declaração de exceção às Especificações com as Condições Técnicas Gerais;
d) Informação sobre as condições para a realização dos ensaios de tipo referidos nesta Norma, discriminando os ensaios que podem ser realizados em laboratório do próprio fabricante, relação dos laboratórios onde devem ser realizados os demais ensaios;
e) Desenhos com as dimensões da base da chave fusível e do porta-fusível. No desenho do tubo da porta-fusível deve ser informado o diâmetro interno;
f) Outras informações, tais como catálogos, esquema elétrico, folhetos técnicos, relatórios de ensaios de tipo, lista de fornecimentos similares, etc, considerados relevantes pelo Proponente para o julgamento técnico de sua oferta.
4.6.2 Embalagem e Transporte
O acondicionamento deve ser efetuado de modo a garantir um transporte seguro em qualquer situação de percurso a ser encontrada, da origem ao local da entrega, por meio rodoviário,
Assunto: Especificação de Chaves Fusíveis de Distribuição Página 11 de 18
ferroviário, ou aéreo. A embalagem deve proteger o produto contra quebras, danos e perdas por ruptura da embalagem, até sua chegada ao local de destino.
O fornecedor deve atender ao que especifica a NP-12.352.01 - Condições Técnicas Gerais, devendo atender aos desenhos dos anexos C à E desta especificação. A embalagem é considerada satisfatória se o equipamento estiver em perfeito estado na chegada ao destino.
4.6.3 Documentação
Os fornecedores devem apresentar obrigatoriamente quando da inspeção, ou a qualquer tempo, mediante solicitação da CEMAR, os documentos e informações a seguir:
a) Número do lote da matéria-prima.
b) Laudo técnico do lote de matéria-prima, expedido pelo fornecedor da mesma.
c) Copia da nota fiscal expedida pelo fornecedor da matéria-prima, referente ao lote citado nos itens anteriores.
5. REFERÊNCIAS
Para fins de projeto, matéria-prima, qualidade e ensaios, o equipamento a ser fornecido deve satisfazer as exigências desta Especificação e no que não contrarie a mesma as seguintes normas nas suas últimas revisões:
NBR 7282 Dispositivos fusíveis, tipo expulsão NBR 8124 Chaves fusíveis de distribuição (classe 2) NBR 5359 Elos fusíveis de distribuição NBR 5032 Isoladores de porcelana ou vidro para linhas aéreas e subestações de alta tensão NBR 5370 Conectores de cobre para condutores elétricos em sistemas de potência
NBR 5426 Planos de Amostragem e procedimento da inspeção por atributos – Procedimento. NBR 6936 Técnicas de ensaios elétricos de alta-tensão NBR 9527 Rosca métrica ISO NBR 6366 Ligas de cobre - Análise química NBR 6323 Produto de aço ou ferro fundido revestido de zinco por imersão a quente NBR 5310 Materiais plásticos para fins elétricos - Determinação da absorção de água
NBR 5049
Isoladores de porcelana ou vidro para linhas aéreas e subestações de alta tensão
- Ensaios
NBR 5405 Materiais isolantes sólidos - Determinação da rigidez dielétrica sob freqüência industrial
As normas mencionadas não excluem outras que assegurem qualidade igual ou superior às indicadas. De qualquer forma o proponente deve indicar na sua proposta, as normas ou suas partes aplicáveis, fornecendo cópias das normas adotadas por este.
Em caso de dúvida ou contradição tem primazia esta especificação, em seguida as normas recomendadas e, finalmente as normas apresentadas pelo Proponente.
O projeto, a matéria-prima, a mão-de-obra e a fabricação devem incorporar tanto quanto possível os melhoramentos tecnológicos mais recentes, mesmo quando não mencionadas nesta especificação.
6. APROVAÇÃO
Nilson Romanelli Júnior Gerência de Expansão do Sistema Elétrico - GEPEX
Assunto: Especificação de Chaves Fusíveis de Distribuição Página 13 de 18
ANEXO B – REQUISITOS DA VULCANIZAÇÃO
Características da Fibra de Vulcanização
Propriedade Espessura da Amostra para Ensaio (pol.) Valor
Densidade ASTM D- 1/16 1,2 g/cm³
Volume Específico ASTM D- 1/16 23,0 lb/in³
Força Compressão ASTM D- 1/16 35.000 psi
Rigidez Dielétrica ASTM D-
1/64 400 V/mil (kV/mm)
Resistência ao arco, ASTM D- 1/16 125 s
Absorção de água (24 horas)
Dureza Rockwell, R ASTM D- 1/16 70 (divisão)
Detalhes da Espessura da Vulcanização na Ponta do Tubo
Porta fusível A (mm)
15 kV 60 ± 10
38 kV 110 ± 10
Tubo em Fibra de Vidro
Camada em Fibra Vulcanizada
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ANEXO C – EMBALAGEM PARA CHAVE FUSÍVEL 15 kV – BASE TIPO C
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ANEXO E – EMBALAGEM PARA PORTA FUSÍVEL 15 kV – BASE TIPO C
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ANEXO F – EMBALAGEM PARA PORTA FUSÍVEL 38 kV – BASE TIPO C