Resposta direta: sim, a saturação do transformador de corrente (TC) de proteção pode aumentar a energia incidente. O TC saturado entrega ao relé uma corrente menor que a real; o instantâneo (50) pode não atuar, a falta fica para o temporizado (51) e o tempo de eliminação, que multiplica a energia, cresce. No caso de 4,16 kV do trabalho aprovado no CONTECC 2026, trocar o TC adequado por um subdimensionado levou a energia incidente de 2,42 para 16,65 cal/cm² e a vestimenta da Tabela 11 para a Tabela 12 da NBR 17227:2025.
Por Eng. Eletricista Alessandro da Paixão Pereira Júnior, CREA-MG 134340, com o Eng. Eletricista Gustavo Silva Salge, coautor do trabalho · versão para o site do trabalho aprovado no CONTECC 2026, do Confea · outubro de 2026
O elo que faltava entre proteção e segurança
No método da IEEE 1584:2018, adotado pela NBR 17227:2025, a energia incidente é proporcional ao tempo de exposição: dobrar o tempo de eliminação da falta dobra a energia e, com ela, o ATPV mínimo da vestimenta. Esse tempo costuma entrar no estudo como dado confiável, tirado da coordenação. O item 11.2.2 da NBR 17227 pede tempos “mais próximos possível do real”, mas não diz como conferir a cadeia de medição que produz esse tempo.
Há uma razão para o vazio. No Brasil, saturação de TC é assunto de proteção e energia incidente é assunto de segurança do trabalho. A literatura internacional mostra bem a primeira metade da cadeia (o TC satura, o relé vê menos corrente e atrasa), mas mede a consequência no desempenho da proteção ou no dano ao equipamento. O trabalho fecha a cadeia até a grandeza que protege a pessoa: a energia incidente e a vestimenta.
A cadeia em três normas
A verificação liga três passos, nenhum novo isoladamente: a carga secundária real do TC e o fator-limite efetivo (IEC 61869-2); a maior corrente primária reproduzida com fidelidade, comparada com o ajuste do instantâneo (IEC 60255-151); e o tempo de eliminação resultante, que entra no cálculo da energia incidente (IEEE 1584:2018 / NBR 17227:2025).
O fator-limite de placa (ALF) vale para a carga nominal. Com a carga realmente ligada, relé e fiação, o fator efetivo sai da própria definição:
ALF′ = ALF · (RCT + Zb,nom) / (RCT + Zb,real)
em que RCT é a resistência do enrolamento secundário. Para não saturar em regime, o TC precisa de ALF′ ≥ Icc/Ip. Se o critério falha, a maior corrente reproduzida fica na ordem de ALF′·Ip, uma estimativa de triagem: a onda distorcida reduz a componente fundamental que o relé mede. A carga da fiação conta ida e volta, como na prática para TC em estrela com relés no painel.
O caso: um painel de 4,16 kV
Painel de manobra de 4,16 kV de uma instalação industrial real, anonimizada: curto-circuito de 24,4 kA, X/R de 13,76, eletrodos verticais em invólucro fechado (VCB) de 660 × 660 × 660 mm, espaçamento de 104 mm e distância de trabalho de 914,4 mm. A corrente de arco calculada é de 20,92 kA, 85,7 % da falta franca, e é ela que a proteção precisa enxergar. Dois TCs da mesma classe (10 VA, 5P20, secundário de 5 A): o TC A, 1200/5 A, com 15 m de cabo de 4 mm²; o TC B, 300/5 A, com 60 m de cabo de 2,5 mm². O instantâneo parte em 4 kA.
| Grandeza | TC A (1200/5) | TC B (300/5) |
|---|---|---|
| Carga secundária real | 0,216 Ω | 1,114 Ω |
| Fator-limite efetivo ALF′ | 24,6 | 8,8 |
| Exigência em regime (Icc/Ip) | 20,3 | 81,3 |
| Critério de regime | atende | satura |
| Corrente máxima reproduzida | 29,5 kA | 2,65 kA |
| Corrente vista pelo relé | 20,92 kA | 2,65 kA |
| Elemento que atua | instantâneo (50) | temporizado (51) |
| Tempo de eliminação | 90 ms | 620 ms |
| Energia incidente | 2,42 cal/cm² | 16,65 cal/cm² |
| Limite de aproximação segura | 1.429 mm | 4.888 mm |
| Vestimenta exigida | Tabela 11 da NBR 17227 | Tabela 12 da NBR 17227 |
Do transformador de corrente à energia incidente. Fonte: o trabalho publicado no CONTECC 2026.
Saturação em regime: o relé cego
O TC B satura com folga: o fator efetivo de 8,8 fica cerca de nove vezes abaixo da exigência de 81,3. E a causa não é só a relação menor: os 60 m de cabo de 2,5 mm² dão uma carga secundária cinco vezes maior que a do TC A. O relé enxerga 2,65 kA no lugar dos 20,92 kA reais, o instantâneo ajustado em 4 kA não sensibiliza e a falta só é eliminada pelo temporizado. A energia incidente sobe 6,9 vezes, de 2,42 para 16,65 cal/cm², e o limite de aproximação segura vai de 1,43 m para 4,89 m.
O que importa não é o número, e sim a mudança de faixa: o ponto sai da Tabela 11 e vai para a Tabela 12 da NBR 17227:2025, com vestimenta de maior desempenho e proteção de cabeça e face. Um estudo feito com o tempo de projeto especificaria a faixa de baixo: formalmente correto, materialmente insuficiente.
O paradoxo da proteção rápida
O TC A passa em regime, mas não no critério transitório da IEEE C37.110, que pede ALF′ ≥ (Icc/Ip)·(1 + X/R): com X/R de 13,76, seria preciso um ALF′ da ordem de 300, contra 24,6. Em TC de classe P, saturar no transitório de uma falta assimétrica é esperado e não reprova o TC sozinho; o efeito dura pouco. Com Ks = 1,21 e Tp = 36,5 ms, a saturação começa em 0,6 ms e o TC recupera em cerca de 73 ms, duas constantes de tempo.
Com atuação em 90 ms, não há impacto: o TC já recuperou. Mas com 40 ms, tempo típico de um esquema de bloqueio lógico, a atuação só se completa depois da recuperação, e a energia incidente sobe de 1,07 para 1,96 cal/cm². Quanto mais rápida a proteção, maior a exposição à saturação transitória. Reduzir o tempo de eliminação é a mitigação mais recomendada, e é justamente ela que pode jogar a atuação para dentro da janela em que o TC ainda não recuperou. O ponto não é evitar toda saturação: é conferir se a janela coincide com o tempo de que a proteção precisa.
Maior relação não é escolha segura
Para a mesma corrente primária, a corrente secundária é inversamente proporcional à relação. Passar de 600/1 A para 800/1 A reduz em 25 % a corrente que chega ao relé e, para a mesma partida secundária, exige 33 % mais corrente primária. A relação precisa ser compatível com a corrente nominal do equipamento, os níveis de falta, a carga secundária real e os ajustes; relação excessiva afasta a operação normal e as faltas menores da faixa de maior sensibilidade.
O critério proposto para o estudo
Para cada ponto do estudo de energia incidente:
- registrar a carga secundária real e o fator-limite efetivo do TC que alimenta a proteção;
- verificar ALF′ ≥ Icc/Ip e, se reprovar, determinar a corrente vista pelo relé e o elemento que de fato atua;
- fazer a verificação transitória da IEEE C37.110 sempre que o tempo de eliminação for menor que duas constantes de tempo primárias;
- registrar o tempo resultante como premissa rastreável do memorial, atendendo ao item 11.2.2 da NBR 17227:2025.
Limitações declaradas no trabalho: a corrente reproduzida foi estimada por ALF′·Ip, uma triagem; o cálculo rigoroso pede a curva de excitação e a simulação da onda distorcida. A janela de duas constantes de tempo é um modelo de primeira ordem, otimista quando Ks é pouco maior que 1, e o fluxo remanescente não foi considerado. Todas essas simplificações subestimam o efeito, e nenhuma muda o sentido do resultado.
A carga secundária, o fator-limite efetivo e a janela de saturação transitória podem ser calculados na calculadora de TC de proteção (IEC 61869-2).
Ler o trabalho completo
Alessandro da Paixão Pereira Júnior e Gustavo Silva Salge. Saturação de transformador de corrente como fator de energia incidente em estudos de arco elétrico. CONTECC 2026, modalidade Eletricista, Confea, 5 páginas. Os resumos dos três trabalhos estão em Publicações e mídia.
Seu estudo conferiu os TCs?
Mande o unifilar e os dados dos TCs e relés pelo WhatsApp: eu verifico a cadeia do TC ao tempo de eliminação em cada painel.
Falar com o engenheiro Eng. Eletricista Alessandro da Paixão Pereira Júnior, CREA-MG 134340 · Estudos Elétricos EngenhariaPerguntas frequentes
Todo TC que satura aumenta a energia incidente?
Não. A saturação transitória nos primeiros ciclos é esperada em TC de classe P e é aceitável quando o TC recupera antes do instante em que a proteção precisa atuar. A saturação em regime, quando o fator-limite efetivo é menor que Icc/Ip, é a que faz o relé enxergar corrente reduzida durante toda a falta.
Que dados do TC preciso levantar?
Relação, classe e fator-limite de exatidão, potência nominal, resistência do enrolamento secundário, comprimento e seção da fiação até o relé, a carga do relé e os ajustes das funções 50 e 51. Com eles se calcula a carga secundária real e o fator-limite efetivo.
A NBR 17227 exige verificar o TC?
Não de forma explícita. O item 11.2.2 pede tempos de eliminação tão próximos do real quanto possível, e o trabalho propõe registrar a verificação do TC como premissa rastreável do memorial, para atender a esse item.
Escolher a maior relação de TC resolve?
Não. A corrente secundária cai na proporção da relação: de 600/1 para 800/1, o relé recebe 25 % menos corrente e precisa de 33 % mais corrente primária para a mesma partida. Relação excessiva tira sensibilidade.