Guia de Recloser: Como Funciona e Por Que as Empresas de Serviços Públicos o Utilizam

1. O que é um Recloser?
Um recloser é um interruptor elétrico de alta tensão automatizado. Semelhante a um disjuntor em sistemas elétricos residenciais, ele interrompe o fornecimento de energia quando ocorre uma falha, como um curto-circuito. No entanto, diferentemente de um disjuntor residencial que requer redefinição manual, o recloser monitora automaticamente a linha e determina se a falha foi resolvida. Se a falha for temporária, o recloser fechará automaticamente e restaurará a energia.

Os reclosers são amplamente utilizados em sistemas de distribuição, desde subestações até postes de utilidade em áreas residenciais. Eles vêm em vários tipos, incluindo reclosers monofásicos compactos para linhas monofásicas e reclosers trifásicos maiores para subestações e linhas de distribuição de alta tensão de até 38 kV.

O design e o desempenho dos reclosers são regidos por padrões internacionais, como ANSI/IEEE C37.60 e IEC 62271-111.

2. Por que usar Reclosers?

Reclosers automáticos são considerados por empresas de eletricidade em todo o mundo como dispositivos essenciais para atingir seu objetivo principal: fornecer o suprimento de energia mais contínuo e confiável aos clientes de forma simples e econômica.

Os reclosers podem detectar e interromper correntes de falha, então restaurar automaticamente a energia uma vez que a falha temporária tenha sido resolvida. Essencialmente, um recloser é um dispositivo inteligente autocontido capaz de detectar sobrecorrente, cronometrar, interromper a corrente de falha e fechar automaticamente para reenergizar a linha.

Se a falha for permanente, o recloser bloqueará após um número pré-determinado de operações, geralmente três a quatro tentativas, isolando assim a seção com falha do restante do sistema. Essa capacidade economiza tempo e custos operacionais significativos para as empresas de eletricidade, pois a energia é frequentemente restaurada após apenas um ou dois breves piscamentos de tensão, sem necessidade de intervenção no campo.

Em casos em que o despacho de equipes é inevitável, os reclosers ajudam a minimizar a área afetada pela interrupção e auxiliam o pessoal de manutenção a localizar rapidamente a falha e restaurar o serviço. Clientes residenciais, comerciais, industriais e institucionais todos se beneficiam da redução de interrupções e dos custos associados. Sem esse alto nível de confiabilidade no fornecimento, muitas cargas modernas críticas, como computadores, bombas d'água e linhas de produção automatizadas, teriam dificuldade em operar de maneira confiável.

3. Como opera um Recloser?

Quando ocorre uma falha na linha, o recloser a detecta e interrompe automaticamente a energia. Após um intervalo muito curto, geralmente tão breve que causa apenas um piscamento momentâneo das luzes, o recloser tenta fechar e restaurar a energia. Se a falha persistir, ele interrompe novamente.

Após geralmente três tentativas malsucedidas, o recloser classifica a falha como permanente e permanece aberto (bloqueado). Nesse ponto, as equipes de utilidade devem visitar o local para reparar a infraestrutura danificada e redefinir manualmente o recloser para restaurar a energia.

Falhas permanentes típicas incluem:

• Danos causados por raios em condutores ou equipamentos

• Ramos de árvores caindo e danificando linhas

• Colisões de veículos com postes ou equipamentos

4. O que são Falhas Temporárias?

A maioria das falhas em linhas de distribuição aéreas é temporária. Exemplos incluem descargas atmosféricas, condutores agitados pelo vento ou contato momentâneo causado por pássaros ou pequenos animais. Essas falhas geralmente se resolvem sozinhas uma vez que a energia é interrompida e não causam danos duradouros à linha.

Tipos comuns de falhas temporárias:

• Choque de condutores induzido pelo vento

• Flashover ao longo de superfícies de isoladores devido a sobretensão induzida por raios

• Ponteamento momentâneo entre condutores vivos e partes aterradas por pássaros, roedores ou outros animais

• Ramos de árvores entrando em contato brevemente com linhas energizadas

• Surtos de comutação causando flashover em isoladores

Dados operacionais de longo prazo e experiência em campo demonstram claramente a importância da função "interromper e fechar". Se a linha for desenergizada momentaneamente, a fonte da falha frequentemente desaparece, tornando o fechamento bem-sucedido altamente provável. Assim, os reclosers automáticos praticamente eliminam interrupções prolongadas causadas por falhas temporárias ou sobrecorrentes transitórias em sistemas de distribuição.

5. Tipos de Reclosers

5.1 Reclosers monofásicos

Reclosers monofásicos são usados para proteger circuitos monofásicos, como linhas de ramificação ou derivações de alimentadores trifásicos. Eles também podem ser implantados em circuitos trifásicos onde a maioria da carga é monofásica.

Em caso de falha permanente fase-terra, apenas a fase afetada é bloqueada, enquanto os dois terços restantes do sistema continuam a fornecer energia, melhorando a continuidade geral do serviço.

Devido ao seu peso mais leve em comparação com grandes reclosers trifásicos, as unidades monofásicas são geralmente montadas diretamente em postes de utilidade ou estruturas de aço de subestação usando seus suportes integrados, eliminando a necessidade de estruturas de suporte adicionais.

Dependendo do design, os religadores monofásicos podem apresentar controle hidráulico (integrado no tanque de óleo do religador) ou controle eletrônico (alojado em um gabinete de controle separado).

Notavelmente, os religadores monofásicos estão agora disponíveis também em um formato de corte, representando um alto nível de integração entre componentes primários e secundários. Estes podem ser instalados diretamente em bases de montagem de fusíveis padrão e são comumente usados para proteção de circuitos de ramificação, com correntes nominal típicas de até 200 A.

Um fabricante representativo é a S&C Electric Company (EUA), cujo produto TripSaver® II exemplifica este tipo, conforme mostrado abaixo:

5.2 Religadores Trifásicos

Religadores trifásicos são utilizados em linhas de distribuição trifásicas para aumentar a confiabilidade do sistema. Em caso de qualquer falha permanente, as três fases são bloqueadas simultaneamente, evitando o risco de funcionamento monofásico para cargas críticas trifásicas — como grandes motores trifásicos — que poderiam ser danificados por fornecimento de tensão desequilibrado ou incompleto.

A seleção de um religador trifásico baseia-se nas classificações elétricas necessárias, meio de interrupção e isolamento (por exemplo, óleo, vácuo ou gases ambientalmente amigáveis) e a escolha entre controle hidráulico (integrado na unidade) ou controle eletrônico (alojado em um gabinete de controle separado).

5.3 Modo de Operação: Interrupção Trifásica e Bloqueio Trifásico

Este é o modo de operação padrão para religadores maiores. Independentemente de a falha ser uma falha de fase-terra, fase-fase ou trifásica, todas as três polas disparam simultaneamente durante cada operação. A interrupção e religação de todas as três fases estão mecanicamente ligadas e impulsionadas por um único mecanismo de operação, garantindo desempenho sincronizado.

Os religadores trifásicos suportam várias configurações de montagem, incluindo:

• Quadros montados em postes (para instalações de linhas aéreas)

• Quadros de montagem em subestação (para aplicações em subestações ou pad-mounted)

5.4 Religadores Triplo-Simples

Religadores triplo-simples são controlados eletronicamente e oferecem três modos de operação:

• Interrupção trifásica e bloqueio trifásico
  Todas as três fases disparam simultaneamente devido a sobrecorrente, religam simultaneamente e operam na mesma sequência.

• Interrupção monofásica e bloqueio trifásico
  Cada fase realiza independentemente a interrupção de sobrecorrente e religação. Se qualquer fase entrar na sequência de bloqueio devido a uma falha permanente, ou se for emitido um comando de "bloqueio" local/remoto, as outras duas fases também dispararão e entrarão em bloqueio, evitando o prolongamento de funcionamento monofásico de cargas trifásicas.

• Interrupção monofásica e bloqueio monofásico
  Cada fase dispara e bloqueia independentemente, sem afetar as outras. Este modo é principalmente usado para cargas residenciais, ou em cenários onde as cargas trifásicas já estão protegidas contra funcionamento monofásico por outros meios.

Os religadores triplo-simples podem ser montados em postes usando um quadro de montagem em poste, ou instalados em quadros de subestação ou diretamente em estruturas de aço de subestação.

6. Tipos de Controle de Religadores

A "inteligência" que permite ao religador detectar sobrecorrente, selecionar características de tempo-corrente, realizar operações de interrupção e religação, e, finalmente, bloquear, vem de seu sistema de controle. Existem dois tipos principais de controle: controle hidráulico integrado e controle eletrônico alojado em um gabinete de controle separado.

Controle hidráulico

O controle hidráulico é amplamente utilizado na maioria dos religadores monofásicos e alguns religadores trifásicos. Ele existe como parte integrante do próprio religador. Com este método de controle, a sobrecorrente é detectada por uma bobina de disparo conectada em série com a linha. Quando a sobrecorrente flui através da bobina de disparo, a bobina puxa um êmbolo, fazendo com que os contatos do religador abram.

As operações de tempo e sequência são alcançadas pelo óleo hidráulico fluindo através de diferentes câmaras hidráulicas ou orifícios. Em religadores menores, a energia necessária para a religação é fornecida por molas, que são carregadas pelo êmbolo da bobina de disparo em série durante a operação de proteção de sobrecorrente. Em religadores maiores, a fechadura é realizada por um solenoide de fechamento separado alimentado pela tensão da linha do lado da fonte do religador.

7. Controle baseado em microprocessador ou controle eletrônico

Sistemas de controle de religadores baseados em microprocessador ou controle eletrônico são tipicamente instalados em gabinetes de controle separados, permitindo que os parâmetros de operação sejam ajustados a qualquer momento. Eles podem ser combinados com diversos acessórios para personalizar funções básicas para atender a uma ampla gama de requisitos de aplicação. Comparados ao controle hidráulico, esses métodos de controle oferecem maior flexibilidade, programação e personalização de parâmetros mais fáceis, e capacidades avançadas de proteção, medição e automação.

O controle baseado em microprocessador geralmente é usado em conjunto com software de interface baseado em PC para configurar as configurações de controle, registrar dados de medição e definir parâmetros de comunicação. O sistema de controle também fornece múltiplas ferramentas analíticas, incluindo localização de falhas, gravação de eventos e funções de oscilografia. O controle eletrônico tem sido amplamente aplicado na maioria dos religadores trifásicos desde meados da década de 1980, e muitos desses equipamentos permanecem em operação confiável até hoje.

8. Meios de interrupção de religadores

8.1 Interrupção por óleo
Religadores que usam óleo para interromper a corrente empregam o mesmo óleo como meio de isolamento primário. Alguns religadores com controle hidráulico também usam esse mesmo óleo para realizar funções de temporização e contagem.

8.2 Interrupção por vácuo
Os interrupções por vácuo permitem a interrupção rápida e de baixa energia do arco, oferecendo vantagens como longa vida útil dos contatos e do interrupção, baixo estresse mecânico e alta segurança operacional. Como o arco é extinto no vácuo, a vida útil dos contatos e do interrupção supera significativamente a de outros meios de interrupção. Dependendo do modelo, o meio de isolamento para religadores de vácuo pode ser óleo, ar ou epóxi.