Quando você dirige por praticamente qualquer rua nos EUA, é provável que veja transformadores montados em postes, seja de madeira ou concreto. O poste que suporta o transformador não é apenas um poste comum. Para começar, existem requisitos que determinam a resistência, altura e capacidades de carga do poste. Isso se deve ao fato de que, além de suportar os fios de distribuição, um transformador que pode pesar centenas de libras (junto com cortes, para-raios e fios secundários) também repousa sobre o poste. As concessionárias fabricam esses postes de acordo com o Código Nacional de Segurança Elétrica (NESC) e normas ANSI, e ao instalar serviço elétrico, atualizar o serviço ou instalar transformadores montados em postes, as concessionárias devem ter certeza de que não apenas o poste atende à classe do poste, mas também possui a altura necessária e não está danificado.
Esta publicação aborda quais tipos de postes suportam transformadores, os vários requisitos e normas, os tipos de transformadores usados em postes e o que é necessário durante a instalação e manutenção dos postes.
Em resumo, os transformadores são instalados em postes de distribuição, que são principalmente feitos de madeira. Os postes de aço, concreto e fibra de vidro são utilizados quando postes muito fortes ou muito atraentes são necessários. O poste deve ser do tamanho adequado para a carga, que consiste em todos os condutores, transformadores e hardware de acordo com o NESC, há uma necessidade de espaço livre: o que significa que o transformador e as partes energizadas devem ter uma distância do solo; o poste padrão de utilidade tem cerca de 12 a 15 pés; os postes que são classificados para diferentes classes definem a quantidade de carga de acordo com sua classificação de classe.
Que tipo de postes suportam transformadores?
Um transformador é montado em um poste de utilidade de distribuição que também abriga linhas de distribuição de média tensão, geralmente na faixa de 4-35 quilovolts (kV). Os postes de transmissão têm vigas de aço altas que abrigam linhas elétricas de alta tensão. A tensão será reduzida para a tensão de utilização no sistema de distribuição nos postes que suportarão o transformador e será feita entre os circuitos primário e secundário.
Três componentes são fixados ao poste ao redor do transformador. Eles formam uma única unidade ou montagem: o corte de fusível protege o transformador de falhas que ocorrem no mesmo circuito, o para-raios desvia a energia excessiva causada por um raio para o solo, e os fios secundários transportam 120/240V reduzidos para seu serviço após a redução da tensão. O poste, portanto, serve como uma estação de distribuição completa em miniatura, e tudo foi projetado para funcionar como um único sistema.
Requisitos: Padrões de Resistência, Classe e Altura
Existem dois padrões que afetam o lado do poste, e ambos têm a ver com como um transformador montado em um poste será especificado:
- ANSI (Instituto Nacional de Padrões Americanos) O5.1 — O padrão de postes de madeira especifica as dimensões, espécies e tratamento de um poste, atribuindo uma classe (Classe 1-Classe 7, com classes inferiores indicando tamanhos dimensionais menores) de modo que postes Classe 1 são capazes de suportar a maior carga na parte superior do poste. Isso significa que as categorias de postes receberão o maior peso.
- NESC (Código Nacional de Segurança Elétrica) — O código de segurança que especifica distâncias e critérios de carga. O poste de distribuição com o transformador recebe suas estipulações principais através da distância do solo dos fios e componentes energizados, pois eles devem estar acima da distância mínima permitida acima do solo (dependendo da voltagem – de aproximadamente 15 a 22 pés em áreas urbanas e 12 a 15 pés em áreas rurais).
O que isso significa para você? O poste que é usado na montagem do transformador deve ser dimensionado corretamente para suportar o peso do novo transformador que está sendo adicionado. Se você tem um poste existente e está passando de um transformador de 25 kva para um transformador de 100 kva, você deve primeiro verificar a classe do poste e determinar se ele ainda está em boas condições, uma vez que o peso do transformador de 100 kva é até 3 vezes o do transformador atual em uso.
Tipos de Postes Comparados: Madeira, Concreto, Aço, Composto
| Tipo de Poste | Uso Típico | Transporte de Transformador | Observações |
|---|---|---|---|
| Madeira (pinho/abeto tratado, ANSI O5.1) | Distribuição padrão, a maioria das concessionárias | Comum; classe selecionada para carga | Custo mais baixo; necessita de inspeção para deterioração; vida útil de 30-50 anos |
| Concreto | Áreas costeiras, de alta resistência ao vento e alta corrosão | Excelente resistência | Mais pesado, mais caro; longa vida; sem deterioração |
| Aço (cônico, galvanizado) | Alta carga urbana, transmissão para distribuição | Alta capacidade | Forte, longo vão; considerações de custo e aterramento |
| Composto de fibra de vidro (FRP) | Estético, costeiro, projetos de demonstração de utilidade | Suficiente para unidades pequenas/médias | Leve, não condutivo, à prova de corrosão; preço premium |
Os postes de madeira são, sem dúvida, o material preferido, pois são baratos, testados e comprovados, e funcionam plenamente quando devidamente classificados e mantidos. Postes de concreto e de aço são geralmente usados quando a exigência é específica para resistência ao vento, corrosividade ou carga; postes compostos são adequados apenas quando há uma necessidade específica de estética ou isolamento.
Quais Transformadores Vão em Postes?
Um transformador no poste de energia é geralmente um transformador monofásico que é instalado no poste, que é um tipo de transformador de distribuição imerso em óleo.
- Tamanhos típicos: 5, 10, 15, 25, 37,5, 50, 75 e 100 quilovolt-amperes, que são usados para fornecer energia a indivíduos em casas, pequenos estabelecimentos comerciais, em fazendas e em áreas residenciais.
- Nível de voltagem: As pessoas costumam usar um nível de voltagem de 7,2 quilovolts, 12,47 quilovolts, 13,2 quilovolts e 24,9 quilovolts, que é reduzido para um nível de voltagem monofásico de 120/240 volts.
- O serviço trifásico pode ser utilizado para fins comerciais ou industriais. Três transformadores podem ser instalados em um poste com capacidades monofásicas.
- Construção do transformador: O transformador é construído de tal forma que é preenchido com óleo e possui um revestimento de aço corrugado ou simples, bucha de baixa tensão e alta tensão, e resfriadores que fixam o transformador ao braço cruzado ou ao poste.
Comprar um transformador de poste significa combinar kVA com o estudo de carga, tensão primária com a linha, e tensão secundária com o serviço — a lógica completa de seleção está em nosso fundamentos do transformador de distribuição artigo, que também explica como a classe do poste e a classificação do transformador interagem.
Quão Pesados São os Transformadores de Poste?
O peso é um fator importante na determinação da classe do poste e do hardware necessário para instalar um transformador. Alguns pesos típicos para transformadores de óleo montados em postes monofásicos são:
| Classificação (monofásica) | Peso Total Típico |
|---|---|
| 10 kVA | ~200-300 lbs (90-135 kg) |
| 25 kVA | ~300-500 lbs (135-225 kg) |
| 50 kVA | ~600-900 lbs (270-410 kg) |
| 75 kVA | ~800-1,100 lbs (360-500 kg) |
| Tipo Seco (típico) | ~1,000-1,400 lbs (450-635 kg) |
Os números exatos variam com o fabricante, estilo do tanque e material do enrolamento (cobre adiciona peso) — nosso guia de peso de transformadores de poste lista pesos representativos por classificação. Se mais de um transformador for necessário, um banco trifásico de três transformadores simplesmente multiplica os pesos acima por três. Esses pesos são os pesos do poste, uma vez que o transformador é capaz de suportar seu próprio peso com os suportes de montagem. Portanto, o material do poste e do braço cruzado deve ser classificado de acordo. Se você estiver considerando um poste existente, esteja ciente de que a placa de identificação do transformador nem sempre lista o peso total do poste; no entanto, você pode obter essa informação na ficha técnica do fabricante ou na empresa de utilidade, uma vez que elas mantêm rotineiramente cálculos de carga do poste arquivados para referência futura.
Instalação: Como um Transformador é Montado em um Poste
A instalação de um transformador de poste é considerada um trabalho de utilidade. Como esse trabalho envolve trabalhar em alta altitude enquanto fios energizados estão em estreita proximidade, apenas equipes de linha treinadas estão autorizadas a realizá-lo usando guindastes ou caminhões de cesto e em uma situação de energia ativa ou planejada. Abaixo está a lista abreviada de etapas envolvidas neste processo:
- Verificando a classe e condição do poste: O poste deve estar em perfeitas condições. O poste deve ser apropriado para as cargas do transformador; caso contrário, ele deve ser substituído ou reforçado primeiro.
- Instalando o hardware: O braço cruzado ou suporte do transformador, corte e montagem do para-raios devem ser fixados na altura adequada, garantindo que as distâncias de segurança do NESC sejam mantidas.
- Levantando o transformador: O transformador é levantado pelo guindaste ou pelo guincho do caminhão de cesto usando suas garras de levantamento e é colocado no suporte. Em seguida, é fixado usando arruelas de travamento e parafusos de montagem.
- Fazendo as conexões: Fios primários conectados ao corte (fusível), para-raios no primário e aterramento, e fios secundários para a queda de serviço. Todos os aterramentos são interligados conforme o NESC.
- Testando e energizando: Testes de isolamento, verificação de relação e testes de fase são realizados antes que o fusível do transformador seja fechado para energização.
Se você encomendar um transformador para ser instalado por uma empresa de utilidade ou contratante, deve garantir que a mesma coordenação seja feita: especifique a unidade, confirme o poste e permita que a equipe faça o trabalho energizado. Nossa gama de produtos de transformadores de distribuição cobre as unidades, com as opções de montagem em poste e acessórios listados por modelo.
Considerações de Manutenção e Inspeção
Uma vez instalado, o conjunto do transformador de poste é um ativo de baixa manutenção — mas “baixo” não é “nenhum”. As verificações de rotina — que espelham o mais amplo checklist de manutenção de transformadores escalado para o dever do poste:
- Os níveis de óleo e vazamentos devem ser verificados visualmente observando o tanque, as buchas e o solo, sabendo que o baixo nível de óleo devido a vazamentos é uma das falhas mais frequentes que podem ser evitadas.
- Os isoladores e recortes são inspecionados quanto a trincas/ rastreamentos de porcelana e verificação das classificações e condições do fusível.
- Verifique os para-raios quanto a danos (para-raios queimados terão o cabo de aterramento rompido ou alteração de cor).
- A condição dos postes também deve ser verificada quanto a madeira apodrecida, danificada por insetos ou inclinação.
- O crescimento de árvores e a limpeza da vegetação manterão as árvores afastadas dos condutores primários e transformadores para minimizar problemas de arco elétrico.
- Os testes elétricos incluirão testes de alta isolação e óleo para peças críticas de equipamento, que devem ser agendados de acordo com outros testes de óleo.
A termografia do tanque e das conexões em carga garante que conexões soltas e sobrecargas sejam detectadas precocemente, e investigar um transformador que tenha operações recorrentes de recorte em vez de apenas re-fusar. O poste e o transformador devem ser inspecionados ao mesmo tempo porque falham juntos; a condição do poste determina, em última análise, quanto tempo o transformador pode operar com segurança.
Perguntas Frequentes
Como é chamado um transformador em um poste?
Um transformador montado em um poste de utilidade é conhecido como transformador montado em poste ou transformador de topo de poste (também chamado de “porquinho de poste” por profissionais da área). Este transformador é um transformador monofásico ou trifásico mantido por óleo; ele transforma a voltagem de uma linha de distribuição elétrica para a voltagem utilizada em residências de 120/240V.
Como são chamados os postes que transportam eletricidade?
Postes de utilidade ou postes elétricos também são chamados de postes de distribuição ou postes telefônicos; o nome original veio da ideia de que esses postes eram destinados a transmitir tanto sinais telefônicos quanto energia elétrica. Linhas de transmissão de alta tensão usam torres de transmissão ou postes de transmissão, enquanto postes de utilidade distribuem energia em baixa tensão.
Qual é o peso de um transformador em um poste?
Para um transformador monofásico de topo de poste, ele pesa cerca de 200 a 1.400 lbs (90 a 635 kg), dependendo de sua capacidade: para um transformador de 10 kVA, seu peso é em torno de 200-300 lbs, para 25 kVA pesa 300-500 lbs, para 50 kVA pesa 600-900 lbs, e para 100 kVA pesa 1.000-1.400 lbs. Um transformador trifásico pesará três vezes essa quantidade. Portanto, o poste deve ser classificado para suportar o peso do transformador junto com a carga nos condutores.
Por que existem transformadores em postes de energia?
Isso ocorre porque as linhas de distribuição transportam cerca de 7,2 a 24,9 kV de energia de média tensão para transmissão eficaz, enquanto o uso doméstico e comercial de eletricidade é de 120/240V. O transformador de poste reduz a tensão de média tensão para a tensão necessária em cada local, o que é muito mais econômico do que reduzir o fornecimento para linhas de baixa tensão a longas distâncias.
Referências
- ANSI O5.1 — Especificações e classes de postes de madeira
- IEEE — Normas de transformadores de distribuição (série C57.12)
- NFPA 70 — Código Elétrico Nacional (serviço e distribuição)
- OSHA 1910.269 — Geração, transmissão e distribuição de energia elétrica segurança
- US DOE — Normas de eficiência de transformadores de distribuição
Conclusão
Este é um poste especificamente construído para suportar um transformador, e foi projetado de forma adequada e intencional, em vez de ser uma medida corretiva. O poste de madeira ANSI O5.1, poste de concreto, poste de aço e poste composto foram fabricados na altura e dimensões corretas de acordo com os regulamentos de carga e requisitos de afastamento do NESC. Este poste suporta um transformador montado no próprio poste, bem como o corte necessário, o para-raios e a fiação secundária. O transformador padrão é uma fonte confiável de energia; um transformador de óleo imerso que pode ser monofásico e ter uma capacidade variando entre 5kVA e 100kVA ou um transformador de distribuição trifásico, principalmente utilizado para fins comerciais, com um peso total variando de centenas de libras a uma tonelada. Assim, a classe e a condição do poste serão determinadas antes da instalação do poste. Quando se trata de comprar; atualizar e manter o transformador do poste, uma lista de verificação apropriada é seguida, que: — apresenta o nível de kVA de acordo com o estudo de carga, bem como a redução na tensão da linha.