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03-06-2016

Sistemas de energia elétrica

Memoria descritiva

Instalação Elétrica

Luis Carlos Pereira Mendes 31875 ENGª ELECTROTÉCNICA E DE COMPUTADORES

Docente: Prof. Dr. Sílvio Mariano

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Índice 1-Generalidades .........................................................................................................................3

1.1-INTRODUÇÃO .......................................................................................................................3

1.4-QUANTO AO AMBIENTE ........................................................................................................4

2-Aspectos a considerar por Habitação ...................................................................................4

2.1-POTÊNCIA A CONSIDERAR POR HABITAÇÃO .............................................................................4

2.2-Circuitos de utilização e as suas proteções ............................................................................5

3-Condições de estabelecimento das instalações consoante o ambiente local ...................8

3.1-LOCAIS SRE .........................................................................................................................8

3.2-LOCAIS SER + AMI ..............................................................................................................8

3.3-LOCAIS THU ........................................................................................................................8

4-Protecção das pessoas ...........................................................................................................9

4.1-PROTECÇÃO CONTRA CONTACTOS DIRETOS .............................................................................9

4.1-PROTECÇÃO CONTRA CONTACTOS INDIRETOS ........................................................................10

5-Quadro de cada fração .........................................................................................................11

6-Entrada de cada fração ........................................................................................................12

7-Serviços comuns ....................................................................................................................12

7.1-GENERALIDADES .................................................................................................................12

7.1.1-CIRCUITOS DE ILUMINAÇÃO ..........................................................................................12

7.1.2-CIRCUITOS DE TOMADAS ..............................................................................................13

7.1.3-ELEVADOR ..................................................................................................................13

7.1.4-MOTOR GARAGEM ......................................................................................................13

7.2-POTÊNCIA INSTALADA NA CASA DAS MAQUINAS, QUADRO DO ELEVADOR E PROTEÇÕES ............13

7.3-QUADRO SERVIÇOS COMUNS ...............................................................................................14

8-Potencia total a contratar ...................................................................................................14

9-Quadro de colunas ................................................................................................................15

10-Colunas e ligação entre quadros .......................................................................................16

10.1-COLUNA QUE ALIMENTA AS FRAÇÕES HABITACIONAIS ..........................................................16

10.2-LIGAÇÃO QUADRO DE COLUNAS-QUADRO DOS SERVIÇOS COMUNS ........................................17

10.3-LIGAÇÃO QUADRO DOS SERVIÇOS COMUNS-QUADRO DOS ELEVADORES .................................18

NA COLUNA MONTANTE ............................................................................................................18

DA CAIXA MONTANTE AO APARTAMENTO ....................................................................................19

NO INTERIOR DOS APARTAMENTOS .............................................................................................19

12-Portinhola ............................................................................................................................19

13-Entrada quadro colunas .....................................................................................................20

14-Circuito proteção ................................................................................................................20

15-Considerações finais ...........................................................................................................20

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1-Generalidades

1.1-INTRODUÇÃO

A presente memória descritiva e justificativa refere-se ao projeto de instalações elétricas referente ao projeto de um Edifício de Habitação com Garagem e Arrumos.

Nesta memória descritiva são especificados os elementos e as condições técnicas necessárias à compreensão e justificação dos circuitos e aparelhagem que constituem as mencionadas instalações, as quais deverão ser executadas de acordo com as normas e regulamentos em vigor, nomeadamente as regras técnicas das instalações elétricas de baixa tensão (RTIEBT).

O Edifício em questão é constituído por 4 pisos habitáveis, cada um com 2 apartamentos, 1 piso de estacionamentos, e um piso de arrumos/sótão.

Os elementos constantes nas plantas e nos diagramas completam e esclarecem esta memória descritiva, fazendo assim parte integrante do projeto de instalações elétricas.

1.2-CLASSIFICAÇÃO DO EDIFÍCIO

O edifício proposto é um bloco habitacional com 6 pisos, constituído por 8

apartamentos T3, 8 locais de arrumos, uma garagem coletiva e um elevador coletivo

também.

Cada apartamento é constituído por:

1 hall;

1 sala de estar;

2 quartos simples;

1 casa de banho comum;

1 cozinha;

1 suite (quarto com casa de banho privativa).

1 corredor

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1.3-QUANTO À UTILIZAÇÃO

De acordo com o Art.º 83º alínea b) e Art.º 97º do R.S.I.U.E.E., o edifício enquadra-se

na categoria de Locais Residenciais.

1.4-QUANTO AO AMBIENTE

Locais de Utilização Classificação Índice de Proteção

Hall ,quartos, Sala, corredor

AA4 AB4 IP20 e IK04

Cozinha AA4 AB4 AD1 IP25 e IK04

Casa de Banho AA4 AB4 AD2 BB2 BC3 IP25 e IK04

Garagem AA4 AB4 BC2 AG3 IP54 e IK08 Arrumos AA4 AB4 IP21 e IK04

2-Aspectos a considerar por Habitação

2.1-POTÊNCIA A CONSIDERAR POR HABITAÇÃO

Para dimensionar as potências contratadas por habitação foram tomados em conta al-guns aspetos importantes, tais como eletrodomésticos a trabalhar em simultâneo na cozinha e aquecimento.

- Na sala, a lareira está equipada com um recuperador de calor. Este está encarregue de manter a temperatura ambiente por toda a casa;

- A cozinha está equipada com um forno elétrico e uma placa de indução;

- Ainda na cozinha além dos pequenos eletrodomésticos, foi considerada a possibili-dade de equipar ainda uma máquina de lavar roupa e uma máquina de lavar louça.

- O aquecimento da água é feito por um esquentador a gás durante todo o ano;

-Para sala e quartos é disponibilizado também ligação para ar condicionado

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Considerando isto e usando o simulador da EDP, foi possível calcular a potência mí-nima a contratar por habitação, obtendo um valor 10.35KVA.

Segundo o site da EDP, é possível com esta potencia ter em funcionamento:

1 -Arca congeladora

1 -Frigorifico

1 -Placa

2 -televisão

2 -computadores

1 -Maquina lavar roupa

1 -Maquina lavar louça

Iluminação

Com isto é obvio que tem de haver um bom uso da potencia como tal não ter ligado ao mesmo tempo aparelhos domésticos de alto consumo.

2.2-Circuitos de utilização e as suas proteções

Fração Pontos de Utilização

Quarto simples 1 ponto de luz

Suite 1 ponto de luz

Cozinha 2 pontos de luz

Sala 2 pontos de luz

Casa de Banho 1 ponto de luz

Hall 1 ponto de luz

corredor 2 pontos de luz

arrumos 1 ponto de luz

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Fração Pontos de Utilização

Quarto simples 4 tomadas de uso geral

Suite 4 tomadas de uso geral

Cozinha

6 tomadas uso geral

1 tomada maquina lavar roupa

1 tomada maquina lavar louça

1 tomada para placa

1 tomada para forno

Sala

7 tomadas uso geral

1 ponto para recuperador de calor

Casa de Banho 1 tomada

Hall 1 tomada

corredor 2 tomadas uso geral

arrumos 1 tomada de uso geral

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Será usado na iluminação 1.5𝑚𝑚2 com proteção de 10ª e o tipo de cabos a usar para

as tomadas será semelhante diferindo apenas na secção (em vez de 1.5𝑚𝑚2 10A será

uma secção de 2.5𝑚𝑚2 16A.

Para o forno será de 4𝑚𝑚2 com 32A.

Para placa de indução será de 4𝑚𝑚2 com 32A.

Segundo o art.º361, em locais SRE poderão ser utilizadas quaisquer tipos de

canalizações consideradas no RSIUEE.

Segundo o art.º440, no entanto, em locais residenciais ou de uso profissional não

poderão ser utilizadas canalizações fixas à vista constituídas por condutores nus ou por

condutores isolados estabelecidos sobre isoladores ou condutores nus protegidos por

condutas.

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3-Condições de estabelecimento das instalações consoante o ambiente local

A classificação seguinte foi retirada e adaptada do Quadro I (artº 359) do Regulamento

de Segurança de Instalações e Utilização de Energia Elétrica (RSIUEE) e deve ser se-

guida para efeitos de projeto e execução de Instalações da Rede de Assinante.

A codificação do tipo de local quanto ao ambiente é a seguinte:

Sem Riscos Especiais Húmidos Molhados Poeirentos Corrosivos Ações Mecânicas Intensas Risco de Incêndio Risco de Explosão

SRE HUM MOL POE ACO AMI RIM REI

3.1-LOCAIS SRE

(Sem riscos especiais) locais sem riscos especiais, quarto, sala, corredor, hall entrada. Estes locais não oferecem qualquer problema a instalações elétricas, pois não estão sujeitas a grandes quantidades de humidades ou materiais explosivos.

3.2-LOCAIS SER + AMI

(Sem riscos especiais+ Ações mecânicas intensas) locais com ações mecânicas intensas, neste caso particular, a casa das maquinas, devido ao seu apetrecho de maquinas.

3.3-LOCAIS THU

(Temporariamente húmidos) locais presentes de humidade, não constantemente, mas temporariamente, neste caso particular, casas de banho, cozinha e garagem.

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4-Protecção das pessoas

4.1-PROTECÇÃO CONTRA CONTACTOS DIRETOS

O contacto direto pode ocorrer quando uma pessoa entra em contacto

acidentalmente com uma parte em tensão da instalação que não esteja ligada a um

elétrodo de terra. Nesta situação, a pessoa torna-se parte do circuito elétrico por

intermédio da resistência do corpo e da resistência da terra.

Para proteção contra contactos diretos, normalmente as medidas a tomar

consistem no isolamento das partes ativas, isto é devem ser instaladas barreiras ou

invólucros com características adequadas nestas mesmas partes ativas, (afastamento

para assegurar a criação de uma distancia de segurança).

De modo a evitar qualquer acidente, por contacto direto, é necessário colocar

as seguintes proteções:

Caixas de derivação devem possuir tampas com parafusos ou outros meios

seguros;

Os ligadores devem ter IP2X, para evitar contactos acidentais;

Os apliques de parede devem terminar em caixas de aplique com ligadores

de IP2X;

Isolar os condutores com materiais apropriados;

Utilizar barreiras ou invólucros com um IP adequado;

Conceção da instalação tendo em conta distâncias de segurança adequadas;

Proteção complementar através da utilização de interruptores diferenciais

com sensibilidade ≤30mA;

Para a garagem e sótão é de salientar as seguintes proteções:

Tomadas com tampa (Sótão: IP5X; Garagem: IPX1, IK06);

Acesso à canalização somente com recurso a escada;

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4.1-PROTECÇÃO CONTRA CONTACTOS INDIRETOS

A instalação do sistema Terra-Terra assegura uma proteção no qual serão ligadas todas as massas.

Contacto indireto ocorre quando uma pessoa toca numa parte metálica da

carga, estando essa parte ligada à terra, e acidentalmente há um contacto com um

condutor elétrico devido a um defeito de isolamento.

A proteção contra contactos indiretos, consiste na ligação das massas e de

alguns aparelhos à terra e também na utilização de dispositivos de corte automático

de alimentação.

Isto é, para o esquema TT, a proteção que na prática mais se utiliza é a que se

baseia no corte automático de alimentação, por recurso a um aparelho sensível à

corrente diferencial residual associado a um adequado sistema de terras de proteção.

A sensibilidade do aparelho de corte automático (ID – interruptor diferencial ou DDR –

disjuntor diferencial) deve ser selecionada em função do valor da resistência de terra

do circuito de proteção, para que se garanta uma tensão limite convencional de

contacto UL ≤ Volt.

100Ω. 𝑹𝑻 ∗ 𝑰𝜟𝒏 ≤ 𝑼𝒍 100 ∗ 0,5 = 50V

Para 300mA a resistência de terra deve cumprir R< 166.6Ω.

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5-Quadro de cada fração

O quadro de cada fração é composto por um disjuntor pertencente a empresa fornecedora de energia, e um disjuntor diferencial de 300mA. Os disjuntores de proteção dos circuitos a jusante são todos contra sobreintensidade.

É importante fazer referencia também ao circuito que tem saída também no quadro de cada fração e que tem como destino o respetivo arrumo, este também portador de um quadro elétrico.

As suas entradas serão feitas por condutores do tipo H07V-R3G16 revestidos por tubo do tipo VD40.

Na iluminação terá disjuntores de 16A onde passarão condutores H07V-U3G1.5 por tubo VD16.

Nas tomadas terá disjuntores de 16A onde passarão condutores H07V-U3G2.5 por tubo VD16.

Na placa de indução e no forno terá disjuntores de 32A onde passarão condutores de H07V-U3G4 por tubo VD20.

Nota: o esquema de quadros em anexo descreve e justifica ilustradamente os

constituintes do mesmo.

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6-Entrada de cada fração

A entrada de cada fração habitacional está dimensionada para suportar uma potência máxima de 13.8 KVA sendo que se estabelecem, portanto, os seguintes parâmetros:

Para entradas de instalações coletivas deve considerar-se 0.5% da tensão da rede como máxima queda de tensão, assim esta queda de tensão deve ser:

𝑣 = 0.005 ∗ 230 = 1.15𝑉

Cálculo da corrente de Serviço:

𝐼𝑆 =1000 × 10.35

230= 45𝐴

Tendo em conta os dados obtidos anteriormente e sabendo já que a potência contratada por fração será de 10.35KVA podemos afirmar que teremos uma corrente máxima de 40A Concluímos assim que, terão de ser usados condutores com uma secção mínima de 16mm2 (H07V-R3G4).

e tubos de proteção com 40mm de diâmetro. Com estas condições a proteção diferencial será de 63A com corrente residual estipulada de 500 mA.

7-Serviços comuns

7.1-GENERALIDADES

Os serviços comuns garantem a alimentação de todos os equipamentos comuns a todos os habitantes do edifício, elevador, iluminação de patamares e garagem, portão automático de garagem, etc. É alimentado em corrente trifásica, e a potência a contratar é de 10.35kVA.

7.1.1-CIRCUITOS DE ILUMINAÇÃO

Bloco de escadas de serviço

Entrada prédio

Garagem

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7.1.2-CIRCUITOS DE TOMADAS Bloco de escadas

7.1.3-ELEVADOR

Shindler 3300

(Especificações técnicas em anexo)

7.1.4-MOTOR GARAGEM

G401 100 - BERNAL Motor de 24V

Binário/Impulso: 1000N Capacidade: 150W Velocidade máx. (sem carga): 14cm/seg Iluminação: 40W/230V - E27

7.2-POTÊNCIA INSTALADA NA CASA DAS MAQUINAS, QUADRO DO ELEVADOR E PROTEÇÕES

A casa das máquinas será equipada com um quadro elétrico individual. Nela encontra-se todo o equipamento referente ao bom funcionamento e manutenção do elevador e ainda uma tomada para futuras manutenções. Este quadro requer outro tipo de prote-ções, como proteção contra sobreaquecimentos. Assim deverá conter um dispositivo de disparo térmico de proteção e um sistema de contra sobreintensidades.

Descrição Potência

Iluminação 0.8 KVA

Tomadas 1.5 KVA

Elevador 3.6 KVA

Total 5.9 KVA

No entanto, como o elevador previsto requer uma corrente de arranque de 27A, somos obrigados a considerar uma potência de 9.8 KVA que nos disponibiliza uma corrente de 45A.

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7.3-QUADRO SERVIÇOS COMUNS

A potência contratada para o quadro de serviços comuns poderá ser ou não trifásica para satisfazer as necessidades do elevador, pois o elevador possui a possibilidade de ser ligado a trifásico ou monofásico, sendo que em trifásico as correntes baixam subs-tancialmente. Neste caso podemos considerar o fator de simultaneidade igual a um ( Ks=1 ), porque a potencia contratada garante uma margem suficiente para que toda a carga possa ser utilizada.

Assim temos uma corrente de serviço IB por fase é igual a,

𝐼𝐵 =1000 × 𝑆𝐷

√3 × 400=

1000 × 10.35

√3 × 400= 15𝐴

𝐼𝐵 𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙 = 15 × 3 = 45𝐴

8-Potencia total a contratar

Potência da coluna principal

Tal como referido anteriormente temos um edifício de quatro blocos habitacionais com dois apartamentos em cada um, que nos dá 8 instalações, fazendo assim com que a potencia seja de:

𝑆𝑇𝑂𝑇𝐴𝐿 = 13.8 × 8 = 110.4 𝐾𝑉𝐴

Visto que temos um fator de simultaneidade, KS=0.75 temos que:

𝑆𝑑 = 110.4 × 0.75 = 82.2𝐾𝑉𝐴

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Potência dos serviços comuns

10.35 KVA

Potência a contratar

A potência a contratar será então a soma das duas potências calculadas nos dois pon-tos anteriores:

𝑆𝐷𝑓 = 82.2 + 10.35 = 92.55KVA

9-Quadro de colunas

O quadro e colunas deverá ficar situado no interior e na entrada principal do bloco ha-bitacional, para que isso tenha fácil acesso.

A sua construção deve obedecer à norma NP-1271 e à EN 60 439.

O quadro será constituído por

-Caixa corte geral

Deve cumprir:

- Ser de corte simultâneo em todos os condutores ativos (interruptor tetra polar)

-Possuir uma corrente estipulada in superior à corrente de serviço (Ib) prevista (In>Ib)

-Deve ter dimensão mínima de 350x500x150(mm)

IB<IN<IZ I2<1.5<IZ

Para os serviços comuns 𝐼𝐵=10 350/(√3 × 400)=14.94 𝐴 → 𝐼𝑁=𝟏𝟔 𝑨 → 𝐼𝑍=25 𝐴 ↓ 1.45×𝐼𝑍=36.25 𝐴 ← 𝐼2=23 𝐴

Para as habitações 𝐼𝐵=88.2/(√3×400)≈ 127𝐴 → 𝐼𝑁=𝟏𝟐5 𝑨 → 𝐼𝑍=130 𝐴 ↓ 1.45×𝐼𝑍=188.5 𝐴 ← 𝐼2=181 𝐴

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-Caixa de barramento

- Constituído por barras de cobre

- Devem ser marcadas de acordo á sua função

-Fases com L1, L2,L3

-Neutro com N

-Proteção com PE

Tipo de barramento do tipo BBD com dimensões mínimas 700x250x170

-Caixa de proteção de saídas

-Tipo PA com fusíveis de tamanho 00 e outra do tipo PB com fusíveis 00 com di-mensões mínimas de 150x200x908(mm) e 220x500x170(mm) respetivamente.

- A marcação das caixas de proteção deverá ser realizada de acordo com o Decreto-Lei 139/95 e a Norma NP EN 60439-2, devendo conter os seguintes elementos:

- Marca CE, de conformidade; - Indicação do IP e do IK (mínimo de IP41 e IK 07); - Tipo de quadro e marca do fabricante; - Identificação dos circuitos de entrada e saída.

10-Colunas e ligação entre quadros

10.1-COLUNA QUE ALIMENTA AS FRAÇÕES HABITACIONAIS

A coluna montante será composta por uma alimentação trifásica feita por condutores de cobre isolados em calhas embebidas nos pavimentos e paredes. Cada fase terá um fusível gG (fusível de Acão lenta) que protege contra sobrecargas e curto-circuitos de 125A.

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𝐼𝑏 =1000 ∗ 82.2

√3 ∗ 400= 118𝐴

Corrente de Serviço (IB) 118 A

Corrente estipulada (IN) 125 A

Corrente máxima admissível (IZ) 130 A

Corrente Convencional de funciona-mento (I2) 1.6*125

200 A

Iz x 1.45 188.5 A

Condições de funcionamento:

𝑰𝑵 ≤ 𝑰𝑩 ≤ 𝑰𝒁 ≤ 𝑰2 ≤ 1.45 × 𝑰𝒁

↔

100 ≤ 118 ≤ 130 ≤ 160 ≤ 𝟏𝟖𝟖. 𝟓

Secção do condutor:

𝑰𝒁 = 134𝑨 → 50𝒎𝒎2

10.2-LIGAÇÃO QUADRO DE COLUNAS-QUADRO DOS SERVIÇOS COMUNS

Corrente de serviço:

𝑰𝑩 =1000 × 10.35

√3 × 400= 15𝑨

Corrente de Serviço (IB) 20 A

Corrente estipulada (IN) 25 A

Corrente máxima admissível (IZ) 25 A

Corrente Convencional de funciona-mento (I2)

40 A

Iz x 1.45 36.25 A Condições de funcionamento:

𝑰𝑩 ≤ 𝑰𝑵 ≤ 𝑰𝒁 ≤ 𝑰2 ≤ 1.45 × 𝑰𝒁

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↔

20 ≤ 25 ≤ 25 ≤ 29 ≤ 36.25

Secção do condutor:

𝑰𝒁 = 36𝑨 → 6𝒎𝒎2

10.3-LIGAÇÃO QUADRO DOS SERVIÇOS COMUNS-QUADRO DOS ELEVADORES

O quadro dos serviços comuns está equipado com um disjuntor diferencial trifásico de 15A por fase que corresponde à proteção de todo o quadro da casa das máquinas que tem as proteções referentes ao elevador e à iluminação do terraço e da casa das má-quinas. A ligação desde disjuntor é feita com um condutor H07V-U5G4 e um tubo VD32 em PCV.

11-Queda de tensão A queda de tensão admissível na entrada é de 0,5%

NA COLUNA MONTANTE

A coluna montante terá um comprimento máximo de 15 metros (estimando o pé di-reito dos apartamentos com 2.70m), com um condutor de 50mm2. Estes parâmetros permitem-nos calcular a queda de tensão associada, relembrando que tem que estar num valor abaixo de 0.5% que é o permitido por lei.

𝒖 =𝒑𝒍

𝒔× 𝑰𝑩 =

0.0225 × 15

50× 89.6 = 0.6

∆𝒖 =𝒖

𝒗× 100 =

0.6

230× 100 = 0.26%

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DA CAIXA MONTANTE AO APARTAMENTO

O comprimento máximo dos condutores entre as caixas de coluna e os quadros dos apartamentos irá rondar os 5m obtendo assim uma queda de tensão de 0.13%.

NO INTERIOR DOS APARTAMENTOS

Condutor Comprimento máximo (fase + neutro)

Queda de tensão máxima

1,5 (mm2) 40m 2,61%

2,5 (mm2) 44m 2,75%

4 (mm2) 20m 1,22%

12-Portinhola

A portinhola deve ser de material isolante, estar de acordo com a norma EN60439, ter uma classe de isolamento II e índices de proteção IP44 e IK09.

A portinhola deve ser do tipo P400, de derivação subterrânea, sendo, os cabos a usar no ramal do tipo LSVAV 4x95, com 3 fusíveis de tamanho 2 de corrente nominal 200A. O cabo deve ser passado por um tubo PEAD/PEBD de 125mm de diâmetro.

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13-Entrada quadro colunas

Da portinhola para o quadro de colunas são utilizados condutores do tipo H07V-R4x50 em tudo VD50 e da caixa de ligação de terra amovível é utilizado condutor do tipo H07V-R1G50 em tudo VD32

14-Circuito proteção

O circuito de proteção deve ser constituído recorrendo a um elétrodo de terra do tipo vareta de cobre. Deve estar enterrado na vertical a uma profundidade mínima de 0,8m abaixo da superfície do solo (topo superior do elétrodo).

Desde o elétrodo até a caixa de ligação de terra amovível segue um cabo do tipo VV 0,6/1 kV, 1G50. Da caixa de ligação amovível segue um condutor do tipo H07V-R1G50 em tubo VD32 até ao quadro de colunas.

15-Considerações finais

Com a realização deste projeto, permitiu-me perceber que existem diferentes abordagens relativamente à execução de projetos eletrotécnicos. A concretização deste projeto revelou-se uma tarefa complexa e difícil uma vez que foi necessário atender a diversos aspetos em simultâneo. Antes de mais foi necessário analisar toda a legislação vigente.

Atendendo ao facto de a legislação ser muito rigorosa no que respeita a este tipo de edifícios, a sua analise revelou-se muito produtiva em termos de aprendizagem relativa a vários aspetos como a segurança da instalação elétrica.

Para este mesmo trabalho recorri ao livro “Guia técnico das instalações elétricas) da Certiel e recorri também a alguns trabalhos de anos anteriores para me poder apoiar e tirar duvidas.