237060041 Apostila Dimensionamento Eletricidade PDF

INSTALAES ELTRICAS DIMENSIONAMENTOS 16/11/2009 UNIVERSIDADE ESTADUAL DE FEIRA DE SANTANA

Colbert So Paulo

UNIVERSIDADE ESTADUAL DE FEIRA DE SANTANA | Av. Transnordestina

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Contedo

Introduo ..................................................................................................................................... 7

Etapas do Projeto Eltrico ............................................................................................................. 8

Normas Relacionadas .................................................................................................................... 9

Previso de Cargas ...................................................................................................................... 10

Generalidades ......................................................................................................................... 10

Iluminao ............................................................................................................................... 10

Pontos de Tomadas ................................................................................................................. 12

Diviso das Cargas em Circuitos .............................................................................................. 13

Posicionamento da Caixa de Disjuntores .................................................................................... 15

Representao Multifilar e Unifilar ............................................................................................. 16

Tabelas de Smbolos .................................................................................................................... 18

Dimensionamento dos Condutores ............................................................................................ 25

Os Condutores ......................................................................................................................... 25

Seo dos condutores ............................................................................................................. 26

Mxima capacidade de conduo de corrente ....................................................................... 27

Temperatura ambiente ....................................................................................................... 33

Agrupamento de circuitos ................................................................................................... 34

Exemplos ............................................................................................................................. 36

Mxima queda de tenso ........................................................................................................ 39

Exemplos ............................................................................................................................. 40

Dimensionamento dos Eletrodutos ............................................................................................ 44

Aterramentos .............................................................................................................................. 45

Esquemas de Aterramentos .................................................................................................... 45

Esquema IT: ......................................................................................................................... 46

Esquema TT ......................................................................................................................... 47

Esquema TN ......................................................................................................................... 47

Dispositivos de Proteo e Segurana ........................................................................................ 51

Disjuntores Termomagnticos - DTM ..................................................................................... 51


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Dispositivo Diferencial Residual .............................................................................................. 54

Interruptor diferencial Residual IDR ................................................................................. 55

Disjuntor Diferencial Residual - DDR ................................................................................... 56

Dimensionamento ................................................................................................................... 56

Exemplo ............................................................................................................................... 57

Proteo Contra Sobretenses Transitrias ........................................................................... 57

Proteo Contra Quedas e Faltas de Tenso .......................................................................... 57

Exemplos ............................................................................................................................. 57

Proteo Contra Descargas Atmosfricas ............................................................................... 57

Caractersticas das Cargas ........................................................................................................... 58

Especificao da Carga ............................................................................................................ 58

Demanda ............................................................................................................................. 58

Demanda Mxima ............................................................................................................... 58

Fator de Demanda ............................................................................................................... 58

Fator de Utilizao .............................................................................................................. 58

Dimensionando o Alimentador ........................................................................................... 59

Exemplo ............................................................................................................................... 59

Dimensionamento dos Quadros ................................................................................................. 61

Elaborando um Projeto Eltrico .................................................................................................. 63

Informaes preliminares ....................................................................................................... 63

Quantificao do sistema ........................................................................................................ 64

Previso de iluminao ....................................................................................................... 64

Previso de tomadas ........................................................................................................... 64

Previso de cargas especiais ............................................................................................... 64

Marcao dos Pontos de Luz ................................................................................................... 65

Marcao dos Pontos de Tomadas ......................................................................................... 66

Marcao do Quadro de Disjuntores ...................................................................................... 67

Diviso das Cargas em Circuitos .............................................................................................. 68

Representao dos Eletrodutos Secos .................................................................................... 69

Indicao dos Circuitos Unifilares ........................................................................................... 70

Dimensionamentos ................................................................................................................. 72

Dimensionamento dos condutores ..................................................................................... 72

Dimensionamento das tubulaes ...................................................................................... 72

Dimensionamento dos Dispositivos de Proteo................................................................ 73


5

Dimensionamento dos Quadros ......................................................................................... 74

Bibliografia .................................................................................................................................. 75


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7

Introduo

Em uma instalao eltrica de baixa tenso, a partir da origem, desenvolvem-se os circuitos

eltricos que podem ser identificados como circuitos de distribuio e circuitos terminais.

Os circuitos de distribuio alimentam um ou mais quadros de

distribuio e os circuitos terminais alimentam

diretamente os equipamentos e/ou tomadas de

corrente.

A origem a que nos referimos acima pode

corresponder aos terminais de sada do dispositivo

geral de comando e proteo situado na caixa de

entrada, aps o medidor, ou os terminais de sada

do transformador, quando a instalao alimentada

por um transformador exclusivo ou por uma

subestao.

Os circuitos de distribuio tm como origem o Quadro de Distribuio. Este quadro compe

um conjunto que compreende um ou mais dispositivos de proteo e manobra, destinado

distribuio de energia eltrica aos circuitos terminais e/ou a outros quadros de distribuio.

Em um quadro de distribuio terminal os circuitos alimentam exclusivamente circuitos

terminais.

Mais tarde aprenderemos a dimensionar os quadros, sejam eles de distribuio ou terminal.

Os circuitos terminais podem ser:

1. De iluminao alimentam exclusivamente aparelhos de iluminao;

2. De tomadas alimentam tomadas de uso geral e especfico;

3. De motores alimentam equipamentos de utilizao a motor.


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Etapas do Projeto Eltrico

Fornecemos abaixo uma sequncia que no necessariamente deve ser seguida linearmente.

Um projeto possui muitas idas e vindas at que se encontre o ponto adequado. Por exemplo, a

seo de um condutor poder ser alterada conforme o tipo de clculo desenvolvido. Mesmo a

diviso de circuitos poder ser alterada para manter a seo dos condutores para iluminao

em 1,5 mm e tomadas em 2,5 mm que mais conveniente.

1. Informaes Preliminares

2. Quantificao do Sistema

a. Previso de Cargas

i. Cargas de Iluminao

ii. Cargas de tomadas

1. Uso Geral (TUG)

2. Uso Especfico (TUE)

3. Localizao dos pontos de luz e tomadas

4. Localizao dos quadros terminais

5. Localizao dos quadros gerais e medidores

6. Diviso das cargas em circuitos terminais

7. Representao unifilar dos circuitos terminais

8. Dimensionamento dos condutores

a. Pela mxima capacidade de conduo de corrente

b. Pela mxima queda de tenso

9. Dimensionamento dos dispositivos de proteo

10. Determinao do padro de atendimento

a. Clculo da Demanda

b. Dimensionamento do alimentador

i. Pela mxima capacidade de conduo de corrente

ii. Pela mxima queda de tenso

iii. Dimensionamento do dispositivo de proteo

c. Medidor

11. Dimensionamento dos quadros

a. Diagramas unifilares

12. Elaborao de detalhes construtivos

13. Elaborao das especificaes tcnicas

14. Memorial descritivo e de clculo

15. Anlise e aprovao pela concessionria


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Normas Relacionadas

Toda execuo em eletricidade deve seguir a Portaria 598 TEM, de 07/12/2004, que modifica

as normas relativas segurana em Instalaes e Servios em Eletricidade. Altera a Norma

Regulamentadora 10, aprovada pela portaria 3214 de 8/6/1978.

A norma bsica em instalaes eltricas a NBR 5410 Instalaes Eltricas em Baixa

Tenso, verso atualizada em 2004, com validade a partir de 2005.

Relao de normas que atuam em conjunto com a NBR 5410

NBR 5111 Fios de cobre nu de seo circular para fins eltricos - Especificao NBR 5368 Fios de cobre mole estanhados para fins eltricos - Especificao NBR 5176 Segurana de aparelhos eletrnicos e aparelhos associados para uso domsticos ou geral ligados a um sistema eltrico - Procedimento NBR 5413 Iluminncia de interiores - Especificao NBR 5419 Proteo contra descargas atmosfricas - Procedimento NBR 5473 Instalao eltrica predial - Terminologia NBR 5444 Smbolos grficos para instalaes eltricas prediais NBR 5361 Disjuntor de baixa tenso NBR 5461 Iluminao NBR 5597 Eletroduto rgido de ao carbono com revestimento protetor, com rosca ANSI - Especificao NBR 5598 Eletroduto rgido de ao-carbono com revestimento protetor, com rosca NBR 5624 Eletroduto rgido de ao-carbono, com costura, com revestimento protetor e rosca NBR 8133 - Especificao NBR 6147 Plugues e tomadas para uso domstico e anlogo Especificao NBR 6150 Eletrodutos de PVC rgido - Especificao NBR 6252 Condutores de alumnio para cabos isolados - Padronizao NBR 6527 Interruptores para instalao eltrica fixa domstica e anloga Especificao NBR 6808 Conjuntos de manobra e controle de baixa tenso - Especificao NBR 6812 Fios e cabos eltricos - Queima vertical (fogueira) - mtodo de ensaio NBR 6880 Condutores de cobre para cabos isolados - Padronizao NBR 7094 Motores de induo - Especificao NBR 9122 Dispositivos fusveis de baixa tenso para uso domstico - Especificao NBR 9513 Emendas para cabos de potncia isolados para tenses at 750 V NBR 14136 Plugues e tomadas para uso domstico e anlogo at 20 A/250 V em corrente alternada Padronizao IEC 614 Specification for conduits for electrical Installations NBR NM 60898 Disjuntores para proteo de sobrecorrentes para instalaes domsticas e similares (IEC 60898:1995, MOD) IEC 61008-2-1 Residual current operated circuit-breakers without integral overcurrent protection for household and similar uses (RCCB's) Part 2-1: Applicability of the general rules to RCCB's functionally independent of line voltage.


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Previso de Cargas

Generalidades A determinao da potncia de alimentao essencial para a concepo econmica e segura de uma instalao nos limites adequados de temperatura e de queda de tenso. A previso de carga realizada sob os seguintes aspectos:

1. Iluminao; 2. Tomadas:

a. De uso geral TUG; b. De uso especfico TUE.

Quanto carga: a) Considerar para o equipamento de utilizao sua potncia nominal absorvida, dada

pelo fabricante ou calculada a partir da tenso nominal, da corrente nominal e do fator de potncia;

b) Nos casos em que for dada a potncia nominal fornecida pelo equipamento (potncia de sada), e no absorvida, devem ser considerados o rendimento e o fator de potncia.

A previso de carga de uma instalao deve ser feita obedecendo s prescries citadas a seguir de acordo com a NBR 5410/2004.

Iluminao A previso das cargas de iluminao deve ser determinada como resultado da aplicao da NBR 5413 Iluminncia de Interiores, mas como alternativa podemos considerar:

1. Em cada cmodo ou dependncia de unidades residenciais e nas acomodaes de hotis, motis e similares deve ser previsto pelo menos um ponto de luz fixo no teto:

a. Em cmodos ou dependncias com rea igual ou inferior a 6 m, deve ser prevista uma carga mnima de 100 VA;

b. Em cmodo ou dependncias com rea superior a 6 m, deve ser prevista uma carga mnima de 100 VA para os primeiros 6 m, acrescida de 60 VA para cada aumento de 4 m inteiros.

NOTAS:

1. Nas acomodaes de hotis, motis e similares pode-se substituir o ponto de luz fixo no teto por tomada de corrente, com potncia mnima de 100 VA, comandada por interruptor de parede;

2. Admite-se que o ponto de luz fixo no teto seja substitudo por ponto na parede sob escada, depsitos, despensas, lavabos e varandas, desde que de pequenas dimenses e onde a colocao do ponto no teto seja de difcil execuo ou no conveniente;

3. Sobre interruptores para uso domstico e anlogo, ver ABNT NBR 6527;


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4. Os valores apurados correspondem potncia destinada a iluminao para efeito de dimensionamento dos circuitos, e no necessariamente potncia nominal das lmpadas.

Um clculo mais apurado sobre a iluminao de um ambiente pode ser realizado fazendo uso da NBR 5413 e em seguida determinando-se a potncia eltrica para o dimensionamento dos condutores que alimentaro estas cargas. Por exemplo, esta norma considera para residncia, os seguintes valores de iluminncias, em lux:

1. Sala de estar: a. Geral 100 150 200; b. Local (leitura, escrita, bordado, etc.) 300 500 750;

2. Cozinhas a. Geral 100 150 200; b. Local (fogo, pia, mesa) 200 300 500;

3. Quartos de dormir a. Geral 100 150 200; b. Local (espelho, penteadeira, cama) 200 300 500;

4. Hall, escadas, despensas, garagens: a. Geral 75 100 150; b. Local 200 300 500;

5. Banheiros a. Geral 100 150 200; b. Local (espelhos) 200 300 500;

A escolha de um dos trs valores indicados acima determinada atravs da soma dos pesos fornecidos a cada uma das trs caractersticas da tarefa e do observador, indicados na tabela, seguindo os procedimentos indicados a seguir.

Caracterstica da tarefa e do observador

Peso

-1 0 +1

Idade Inferior a 40 anos 40 a 55 anos Superior a 55 anos

Velocidade e preciso Sem importncia Importante Crtica

Refletncia do fundo da tarefa Superior a 70% 30% a 70% Inferior a 30%

1. Analisar cada caracterstica para determinar o seu peso (-1, 0, +1); 2. Somar os trs valores encontrados, algebricamente, considerando o sinal; 3. Usar a iluminncia inferior do grupo, quando o valor total for igual a -2 ou -3; a

iluminncia superior, quando a soma for +2 ou +3; e a iluminncia mdia, nos outros casos.

A maioria das tarefas visuais apresenta pelo menos mdia preciso. Das trs iluminncias, considerar o valor do meio, devendo este ser utilizado em todos os casos; O valor mais alto, das trs iluminncias, deve ser utilizado quando:

a) A tarefa se apresenta com refletncias e contrastes bastante baixos; b) Erros so de difcil correo; c) O trabalho visual crtico; d) Alta produtividade ou preciso so de grande importncia; e) A capacidade visual do observador est abaixo da mdia.


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Como exemplo de preciso, pode-se mencionar a leitura simples de um jornal versus a leitura de uma receita mdica, sendo a primeira sem importncia e a segunda crtica. O valor mais baixo das trs iluminncias pode ser usado quando:

a) Refletncias ou contrastes so relativamente altos; b) A velocidade e/ou preciso no so importantes; c) A tarefa executada ocasionalmente

Para usarmos conscientemente a norma citada, precisamos entender alguns conceitos teis como iluminncia, fluxo luminoso, intensidade luminosa, refletncia, etc. e como estas afetam a iluminao de um ambiente. Este conhecimento adquirido no captulo Luminotcnica.

Pontos de Tomadas

1. Nmero de pontos de tomadas de uso geral. O nmero de pontos de tomada deve ser determinado em funo da destinao do local e dos equipamentos eltricos que podem ser utilizados, observando-se no mnimo os seguintes critrios:

a) Em banheiros, deve ser previsto pelo menos um ponto de tomada, prximo ao lavatrio, atendidas as restries de que no deve ser instalado nos volumes 0, 1 e 2;

b) Em cozinhas, copas, copas-cozinhas, reas de servio, cozinha-rea de servio lavanderias e locais anlogos, deve ser previsto no mnimo um ponto de tomada para cada 3,5 m, ou frao de permetro, sendo que acima da bancada da pia devem ser previstas no mnimo duas tomadas de corrente, no mesmo ponto ou em pontos distintos;

c) Em varandas, deve ser previsto pelo menos um ponto de tomada; Admite-se que o ponto de tomada no seja instalado na prpria varanda, mas prximo ao seu acesso, quando a varanda, por razes construtivas, no comporta o ponto de tomada, quando sua rea for inferior a 2 m ou ainda, quando sua profundidade for inferior a 0,80 m.

d) Em salas e dormitrios devem ser previstos pelo menos um ponto de tomada para cada 5 m, ou frao de permetro, devendo esses pontos ser espaados to uniformemente quanto possvel; Particularmente no caso de sala de estar, deve-se atentar para a possibilidade de que um ponto de tomada venha a ser usado para alimentao de mais de um equipamento, sendo recomendvel equip-lo, portanto, com a quantidade de tomadas julgada adequada.

e) Em cada um dos demais cmodos e dependncias de habitao devem ser previstos pelo menos:

1. Um ponto de tomada, se a rea do cmodo ou dependncia for igual ou inferior a 2,25 m. Admite-se que esse ponto seja posicionado externamente ao cmodo ou dependncia, a at 0,80 m no mximo de sua porta de acesso;

2. Um ponto de tomada, se a rea do cmodo ou dependncia for superior a 2,25 m e igual ou inferior a 6 m;


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3. Um ponto de tomada para cada 5 m, ou frao de permetro, se a rea do cmodo ou dependncia for superior a 6 m, devendo esses pontos ser espaados to uniformemente quanto possvel.

A potncia atribuvel a cada um dos pontos de tomada funo dos equipamentos que ele poder vir a alimentar e no deve ser inferior aos seguintes valores mnimos:

1. Em banheiros, cozinhas, copas, copas-cozinhas, reas de servio, lavanderias e locais anlogos, no mnimo 600 VA por ponto de tomada, at trs pontos, e 100 VA por ponto para os excedentes, considerando-se cada um desses ambientes separadamente. Quando o total de tomadas no conjunto desses ambientes for superior a seis pontos, admite-se que o critrio de atribuio de potncias seja de no mnimo 600 VA por ponto de tomada, at dois pontos, e 100 VA por ponto para os excedentes, sempre considerando cada um dos ambientes separadamente;

2. Nos demais cmodos ou dependncias, no mnimo 100 VA por ponto de tomada. A conexo do aquecedor eltrico de gua ao ponto de utilizao deve ser direta, sem uso de tomada de corrente.

2. Nmero de pontos de tomada de uso especfico e potncia atribuvel

a. O nmero de tomadas de uso especfico s dependera do nmero de

equipamentos previstos. Sero assim considerados quando sua corrente nominal for superior a 10 A;

b. A potncia a ser considerada a potncia nominal absorvida pelo equipamento ligado no ponto de tomada.

Diviso das Cargas em Circuitos

Segundo a NBR 5410 a instalao eltrica deve ser dividida em tantos circuitos quantos necessrios, devendo cada circuito ser concebido de forma a poder se secionado sem risco de realimentao inadvertida. Esta diviso tem como objetivo alcanar as seguintes exigncias:

1. Segurana evitando que a falha em um circuito prive de alimentao toda uma rea; 2. Conservao da energia possibilitando que cargas de iluminao e/ou climatizao

sejam acionadas na justa medida das necessidades; 3. Funcionais viabilizando a criao de diferentes ambientes, como os necessrios em

auditrios, salas de reunies, espaos de demonstrao, recintos de lazer, etc.; 4. De Produo minimizando as paralisaes resultantes de uma ocorrncia; 5. De manuteno facilitando ou possibilitando aes de inspeo e de reparo.

Considera-se tambm que a diviso em circuitos tenha em considerao as necessidades futuras. Isto significa que para as ampliaes previsveis devem refletir no s na potncia de alimentao, mas tambm na taxa de ocupao dos condutos e dos quadros de distribuio. Os pontos de iluminao e tomadas devem pertencer a circuitos distintos e qualquer carga que solicite mais de 10 A deve ser dimensionada em circuito nico. Uma prtica interessante na diviso dos circuitos faz-lo de acordo com as reas da residncia quando esta apresentar muitas cargas: rea social, rea ntima e rea de servio. Em geral, uma residncia dever apresentar pelo menos dois circuitos: um de tomada de uso geral (TUG) e um circuito de iluminao. Havendo cargas exclusivas, ento o nmero mnimo ser de trs circuitos bsicos. Considerando o tipo de carga e as reas:


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1. Circuito de iluminao: a. Iluminao da rea ntima; b. Iluminao da rea social; c. Iluminao da rea de servio.

2. Circuito de TUG a. Circuito que alimenta a cozinha; b. Circuito que alimenta a rea de servio; c. Circuito da rea ntima; d. Circuito da rea social;

3. Circuito de TUE a. Circuito do chuveiro eltrico; b. Circuito do ar condicionado; c. Circuito da mquina de lavar roupas; d. Circuito do microondas.


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Posicionamento da Caixa de Disjuntores

Centro de cargas

Aps determinar as cargas mnimas e concluir a respeito do acrscimo das cargas, distribumos

estas na planta utilizando os smbolos adequados. Em seguida, realizamos o clculo para

determinar o posicionamento do quadro terminal. Este clculo realizado indicando

inicialmente na planta um ponto de referncia. A partir deste ponto de referncia,

identificamos as cargas e suas distncias a ele, multiplicando a potncia da carga instalada em

determinada posio pela distncia x (horizontal) e y (vertical). Depois somamos todas as

multiplicaes em x e todas as multiplicaes em y e dividimos pela soma total das cargas.

=

=0 .

=0

=

=0 .

=0

Os valores de x e y encontrados apenas sinalizam a melhor posio para o quadro terminal e

no sua posio absoluta (isto porque, muitas vezes, ele cair fora de uma das paredes). Uma

vez determinado os valores x e y verifica-se qual o melhor local para ser colocado o quadro, o

mais perto possvel dos valores calculados.

Uma vez realizado este procedimento, possumos todos os elementos representados em

planta. Observando a distribuio dos pontos estuda-se a opo para dividir as cargas em

circuitos.

Com as cargas divididas em circuitos, dimensionam-se os condutores que alimentam cada um

deles.

Falta completar.


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Representao Multifilar e Unifilar

Esta etapa do projeto eltrico tem como objetivo a distribuio das cargas assim como a

localizao em planta dos pontos eltricos.

A representao unifilar em planta exige o conhecimento da representao multifilar. Esta

representao significa como as cargas devem ser ligadas no circuito e o ponto de incio para

a representao unifilar.

1. Representao do circuito que interliga um interruptor a uma lmpada.

1a) Circuito Multifilar:

Multifilar: representa o sistema eltrico em seus detalhes.

F condutor fase; N condutor neutro; R condutor retorno.

Denomina-se condutor de retorno aquele que interliga dois componentes do circuito como,

por exemplo, um interruptor e uma lmpada. Exceo ocorre entre a ligao de dois

disjuntores.

1b) Circuito Unifilar

Unifilar: representa um sistema eltrico simplificado.

O pequeno crculo na parte de baixo do desenho representa o interruptor e est indicado qual

o ponto de luz que ele aciona atravs da letra colocada logo acima (a). Nele chega a fase (que


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est desenhada na cor vermelha) e sai o retorno (em azul) para ser ligado lmpada. O crculo

maior o ponto de luz no teto. Nele esto indicados: a potncia (2x100W), o circuito ao qual

pertence o ponto (-1-) e qual o interruptor que aciona a lmpada a ser colocada neste ponto

(a).

2. Representao de um circuito com um interruptor simples e dois interruptores paralelos.

2a) Representao multifilar:

2b) Representao unifilar.

Os interruptores paralelos so os pequenos crculos pintados de azul identificados com a letra

a.


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Tabelas de Smbolos

A seguir apresentamos os principais smbolos utilizados em uma instalao eltrica

residencial.


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EXEMPLO DE UTILIZAO DOS SMBOLOS GRFICOS


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Dimensionamento dos Condutores

Os condutores eltricos por possurem resistncia, ao circular corrente eltrica por eles,

sofrem aquecimento devido ao efeito Joule. No caso dos condutores que possuem isolao a

temperatura assumida pela superfcie do condutor em contato com a isolao decisiva para a

vida til do condutor. Os materiais isolantes utilizados nestes condutores possuem limitaes

de temperatura. Quando a temperatura ultrapassa seus limites eles sofrem danos o que

diminui a vida til do condutor.

Por outro lado, devido a impedncia apresentada pelo condutor,

principalmente em forma de resistncia, existir uma queda de tenso.

Quedas de tenses no podem ser eliminadas, mas podem ser

minimizadas. Quedas de tenses implicam em funcionamento inadequado

do equipamento eltrico. Quanto maior for a queda de tenso menor ser

a potncia de trabalho. Esta diminuio da potncia implicar no aumento

do tempo de funcionamento para certos equipamentos, para outros

implicar em fornecer menos trabalho como, por exemplo, a lmpada

eltrica que diminuir o brilho. No caso do chuveiro eltrico, haver uma

necessidade em se diminuir o fluxo da gua para obter o aquecimento

necessrio.

Os Condutores

Ao lado temos dois tipos de condutores:

1 Fio slido de cobre eletroltico;

2 Cabo.

Os condutores utilizados nos circuitos eltricos em edificaes possuem isolao da parte

metlica (3). Em funo desta isolao, as normas de fios e cabos caracterizam para eles trs

temperaturas:

1. Temperatura mxima para servio contnuo;

2. Temperatura de sobrecarga;

3. Temperatura de curto-circuito.

O conhecimento destes valores fundamental no dimensionamento dos circuitos.

A temperatura mxima de servio contnuo a maior temperatura que pode ser mantida em

condies de funcionamento contnuo. a alcanada pela superfcie do condutor quando a

corrente que circula igual capacidade de conduo de corrente do fio ou cabo. Esta

temperatura indicada por .


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A capacidade de conduo de corrente do condutor para determinada condio de instalao

e temperatura ambiente indicada por . Estes valores so tabelados e fornecidos pela

NBR5410 como veremos mais adiante.

A temperatura de sobrecarga a maior temperatura que pode ser mantida na superfcie do

condutor por um tempo fixado em 100 horas, durante doze meses consecutivos, com um

mximo de 500 horas ao longo da vida do condutor (geralmente estimada em 20 anos). Esta

temperatura ser alcanada quando pelo condutor circular uma corrente aproximadamente

igual a 1,45. Esta temperatura identificada por .

A temperatura de curto-circuito a maior temperatura que pode ser mantida por um tempo

mximo de 5 segundos, sendo designada por .

A isolao dos condutores pode ser de PVC (cloreto de polivinila), EPR (barracha etileno-

propileno) e XLPE (polietileno reticulado).

Os condutores mais utilizados em edificaes so os que possuem isolao de PVC. Eles so

facilmente coloridos em cores vivas, mas possuem limitao de emprego para tenses de at

15 kV. Estes condutores devem atender ABNT NBR 7288 ou ABNT NBR 8661

As temperaturas caractersticas das isolaes so:

ISOLAO TEMPERATURA MXIMA DE SERVIO

CONTNUO (oC)

TEMPERATURA DE SOBRECARGA (oC)

TEMPERATURA DE CURTO-CIRCUITO (oC)

PVC 70 100 160

EPR 90 130 250

XLPE 90 130 250

Manual de Instalaes Eltricas Pirelli.

Seo dos condutores

A seo dos condutores de fase, em circuitos de corrente alternada no deve ser inferior aos

seguintes valores:

1. Circuitos de iluminao 1,5 mm, cobre;

2. Circuitos de fora 2,5 mm, cobre

3. Circuitos de sinalizao e de controle 0,5 mm, cobre.

Alm desta informao a NBR 5410 considera que a seo dos condutores deve ser

determinada de forma a que sejam atendidos, no mnimo, todos os seguintes critrios:

1. A capacidade de conduo de corrente dos condutores deve ser igual ou superior

corrente de projeto do circuito, incluindo as componentes harmnicas, afetada dos

fatores de correo aplicveis;

2. A proteo contra sobrecargas;

3. A proteo contra curtos-circuitos;


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4. A proteo contra choques eltricos por seccionamento automtico da alimentao

em esquemas TN e IT, quando pertinente;

5. Os limites de queda de tenso;

6. As sees mnimas indicadas

Mxima capacidade de conduo de corrente

A capacidade de conduo de corrente, devido aos problemas j citados, depende da maneira

de instalar, da temperatura ambiente bem como da quantidade de condutores no local. Para

adequar estes conhecimentos, a NBR 5410 fornece os dados dos condutores em tabelas.

O primeiro passo no dimensionamento a seleo da linha eltrica. Os tipos de linhas eltricas

so fornecidos pela tabela 33 , segundo NBR5410/2004. Abaixo temos esta tabela:


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32

Por exemplo, o mtodo de instalao nmero 7 faz a descrio do tipo de linha como sendo

para Condutores isolados ou cabos unipolares em eletroduto de seo circular embutido em

alvenaria fazendo referncia ao mtodo B1, que ser utilizado na determinao da

capacidade de conduo de corrente.


33

Com o valor indicado para o mtodo de referncia, verifica-se uma das tabelas de capacidade

de conduo de corrente. As tabelas de capacidade de conduo de correntes esto

numeradas de 36 a 39.

Estas tabelas trazem indicados os tipos de condutores, a isolao, a temperatura no condutor

com a mxima capacidade de conduo de corrente, a temperatura de referncia do

ambiente, para o ar e para o solo, e a quantidade de condutores carregados para um circuito.

Abaixo temos a Tabela 36, indicando os valores das correntes para condutores de cobre.

Considerando o mtodo de instalao 7, que faz referncia coluna B1, a capacidade de

conduo de corrente do condutor de seo nominal 1,5 mm, para um circuito instalado,

teremos:

no caso de dois condutores carregados no mesmo eletroduto = 17,5 ,

e para trs condutores carregados no mesmo eletroduto = 15,5 .

Temperatura ambiente

O valor da temperatura ambiente a utilizar o da temperatura do meio circundante quando o

condutor considerado no estiver carregado.


34

Como os valores de capacidade de conduo de corrente fornecidos pelas tabelas 36 a 39 so

referidos a uma temperatura ambiente de 30oC para todas as maneiras de instalar, exceto as

linhas enterradas, cuja capacidade so referidas a uma temperatura (no solo) de 20oC, os

condutores a serem instalados, em ambientes cuja temperatura difira destes valores, suas

capacidades de conduo de corrente devem ser determinadas com a aplicao dos fatores de

correo dados na tabela 40.

Considerando que nosso circuito anterior tenha sido projetado para um local com temperatura

ambiente igual a 40oC, o condutor de seo 1,5 mm ter uma nova capacidade de conduo

de corrente. O fator de correo para esta nova temperatura de 0,87:

= 0,8717,5 = 15,23 , para dois condutores carregados;

= 0,8715,5 = 13,49 , para trs condutores carregados.

Agrupamento de circuitos

De acordo com a NBR 5410, os valores de capacidade de conduo de corrente fornecidos

pelas Tabelas 36 a 39 so vlidos para circuito nico com um nmero de condutores

carregados que se encontra indicado em cada uma de suas colunas (2 condutores ou 3

condutores carregados) para cada tipo de instalao. Para as linhas eltricas contendo um

nmero maior de circuitos no mesmo eletroduto, a capacidade de conduo de corrente dos


35

condutores dever ser determinada usando-se os fatores de correo fornecidos pelas Tabelas

42 a 45.

Abaixo reproduzimos a Tabela 42.

Tomando como exemplo o condutor de seo 1,5 mm, caso ele esteja no interior de um

eletroduto com trs circuitos, em local de temperatura ambiente igual a 30oC, sua capacidade

de corrente dever ser corrigida pelo fator 0,70 (trs circuitos agrupados) e a capacidade do

condutor de 1,5 mm neste arranjo passar a ser:

= 0,7017,5 = 12,25 , para dois condutores carregados;

= 0,7015,5 = 10,85 , para trs condutores carregados.

Alerta a norma que os fatores de agrupamento das tabelas 42 a 45 so aplicveis a condutores

com a mesma temperatura mxima para servio contnuo. Para grupos contendo condutores

com diferentes temperaturas mximas para servio contnuo, a determinao da capacidade

de conduo de corrente dos condutores, para todos os circuitos do grupo, deve ser baseada

no na temperatura mxima para servio contnuo do condutor considerado, mas na menor

temperatura mxima admissvel em servio contnuo encontrada entre os condutores do

grupo, acompanhada da aplicao do fator de agrupamento incorrido.

Tambm considera que, os condutores para os quais se prev uma corrente de projeto no

superior a 30% de sua capacidade de conduo de corrente, j determinada observando-se o

fator de agrupamento incorrido, podem ser desconsiderados para efeito de clculo do fator de

correo aplicvel ao restante do grupo.


36

preciso estar atento que os fatores de agrupamentos foram calculados admitindo-se todos

os condutores vivos permanentemente carregados com 100% de sua carga. Caso o

carregamento seja inferior a 100%, os fatores de correo podem ser aumentados.

Os fatores de agrupamentos indicados nas tabelas 42 a 45 so vlidos para grupos de

condutores semelhantes, igualmente carregados. So considerados condutores semelhantes

aqueles cuja capacidade de conduo de corrente baseia-se na mesma temperatura para

servio contnuo e cujas sees nominais esto contidas no intervalo de trs sees

normalizadas sucessivas. Quando os condutores de um grupo no preencherem essa condio,

os fatores de agrupamento aplicveis devem ser obtidos recorrendo-se a qualquer das duas

alternativas seguintes:

1. Clculo caso a caso, utilizando, por exemplo, a ABNT NBR 11301;

2. Caso no seja vivel um clculo mais especfico, adoo do fator F da expresso:

= 1

,

sendo n o nmero de circuitos ou de cabos multipolares.

Exemplos

1. Considere a seguinte situao indicada abaixo que representa um trecho da instalao

eltrica residencial, cuja temperatura ambiente a ser considerada de 40oC:

Circuitos de tomadas:

Circuito 1: 1800 VA, 127 V

Circuito 2: 1500 VA, 127 V

Circuito 3: 2200 VA, 220 V.

Resoluo

Clculo das correntes de projeto:

1 = 2000

127= 15,74

2 = 1500

127= 11,81


37

3 = 2200

220= 10,00

Em princpio, de acordo com os clculos realizados, os condutores a serem utilizados nos

trs circuitos seriam de seo 1,5 mm, porm a Norma estabelece a seo mnima para

condutores que alimentam tomadas no valor de 2,5 mm. Mas no podemos nos

contentar apenas com os clculos realizados anteriormente porque eles no foram

avaliados levando em considerao os fatores de agrupamentos e de temperatura.

Precisamos verificar se o condutor com esta seo suporta as corrente indicadas acima

nas novas condies.

A tabela 36 nos fornece a capacidade mxima do condutor 2,5 mm como sendo

= 24 , para circuito nico em eletroduto embutido em alvenaria, com dois

condutores carregados e em uma temperatura ambiente de 30oC;

A tabela 40 fornece o fator de correo de temperatura, para t = 40oC, = 0,87;

A tabela 42 fornece o fator de correo de agrupamento para trs circuitos agrupados

como = 0,70.

A nova corrente suportada pelo condutor de 2,5 mm ser:

= 240,870,70 = 14,62

Com este resultado, comparando as correntes de projeto calculadas, conclumos que o

circuito 1 no poder utilizar o condutor de 2,5 mm. Os circuitos 2 e 3 podem utilizar.

Para o circuito 1 devemos usar um condutor de seo maior. Fazendo uso do condutor de

seo 4 mm, sua capacidade de conduo de corrente = 32 , em ambiente de

temperatura 30oC e circuito nico.

Nas novas condies: = 320,870,70 = 19,49 .

Este condutor satisfaz s condies, pois 19,49 A < 15,74 A.

Resultado dos clculos:

Circuito 1: condutor de 4 mm;

Circuito 2: condutor de 2,5 mm;

Circuito 3: condutor de 2,5 mm.

2. Em local de temperatura ambiente igual a 30oC, circuito em eletroduto embutido em

alvenaria (7).

Circuito 1: iluminao, 500 VA, 127 V;

Circuito 2: iluminao, 600 VA, 127 V;

Circuito 3: TUG, 2000 VA, 127 V.

Clculo das correntes de projeto:


38

1 = 400

127= 3,15 ;

2 = 600

127= 4,72 ;

3 = 2200

127= 17,32 .

De acordo com a tabela de mxima capacidade de conduo de corrente os condutores a

serem utilizados so:

Para o circuito 1: 1,5 mm, em funo do

agrupamento = 17,50,70 = 12,25 ;


agrupamento = 17,50,70 = 12,25 ;


agrupamento = 240,70 = 16,8 .

Em princpio parece que precisamos alterar o

condutor do circuito 3 para uma seo maior.

Porm, o valor de corrente solicitado pelos

outros circuitos pequeno e precisamos

verificar se caem nas condies dos 30%.

Vamos rever o circuito 1. Verificamos que 30%

da corrente a ser suportada pelo condutor de

1,5 mm, nas condies de instalao, vale

0,30x12,25 = 3,68 A. Como a corrente

solicitada pelo circuito 1 menor que este

valor, devemos descartar este circuito do

agrupamento.

Nosso agrupamento passa a ser com apenas 2 circuitos.

Para o circuito 2: 1,5 mm, em funo do agrupamento = 17,50,80 = 14 , satisfaz;

30% da capacidade deste condutor 0,3x14 = 4,2 A. A corrente solicitada pelo circuito

superior. Mantemos o condutor e no o descartamos do agrupamento.

Para o circuito 3: 2,5 mm, em funo do agrupamento = 240,8 = 19,2 , satisfaz.

Finalizando:

Circuito 1: condutor de seo 1,5 mm;

Circuito 2: condutor de seo 1,5 mm;

Circuito 3: condutor de seo 2,5 mm.

ATENO:

Neste exemplo, inicialmente o

circuito 3 deveria ser dimensionado

com um condutor de seo 4 mm,

entretanto, como o circuito 1

apresentava uma capacidade de

conduo de corrente que era

menor que 30% da capacidade do

condutor, ele no foi considerado

agrupado com os outros dois

circuitos contribuindo para que o

circuito 3 ficasse com um condutor

de seo nominal 2,5 mm, mesmo

estando projetado com uma carga

elevada.


39

Mxima queda de tenso

A passagem de corrente eltricas por condutores provoca queda de tenso. Esta queda de

tenso deve estar dentro de limites pr-fixados para que os equipamentos possam funcionar

de maneira adequada.

A NBR 5410 considera que em qualquer ponto de utilizao da instalao eltrica, a queda de

tenso verificada no deve exceder aos seguintes valores, dados em relao ao valor da tenso

nominal da instalao:

a. 7%, calculados a partir dos terminais secundrios do transformador MT/BT, no

caso de transformador de propriedade da(s) unidade(s) consumidora(s);

b. 7%, calculados a partir dos terminais secundrios do transformador MT/BT da

empresa distribuidora de eletricidade, quando o ponto de entrega for a

localizado;

c. 5%, calculados a partir do ponto de entrega, nos demais casos de ponto de

entrega com fornecimento em tenso secundria de distribuio;

d. 7%, calculados a partir dos terminais de sada do gerador, no caso de grupo

gerador prprio.

Estes limites de queda de tenso so vlidos quando a tenso nominal dos equipamentos de

utilizao previstos for coincidente com a tenso nominal da instalao.

Em nenhum dos casos indicados acima a queda de tenso nos circuitos terminais pode ser

superior a 4%.

considerado Ponto de Entrega o ponto de conexo do sistema eltrico da empresa

distribuidora de eletricidade com a instalao eltrica da(s) unidade(s) consumidora(s) e que

delimita as responsabilidades da distribuidora, definidas pela autoridade reguladora.

As tabelas usuais do as quedas de tenso nos condutores a partir da expresso simplificada:

= . . . + /

um fator que vale 3 para os circuitos trifsicos e 2 para os circuitos monofsicos.

A seguir temos a tabela para o clculo da queda de tenso fornecido pelo fabricante de

condutores Pirelli.


40

Seo Nominal mm

Eletroduto, calha fechada, bloco alveolado (material no magntico)

Pirastic AF, Pirastic-flex AF, Sintenax AF

Circuito Monofsico Circuito Trifsico

Fp = 0,8 Fp = 0,95 Fp = 0,8 Fp = 0,95

1,5 23,30 27,60 20,20 23,90

2,5 14,30 16,90 12,40 14,70

4 8,96 10,60 7,79 9,15

6 6,03 7,07 5,25 6,14

10 3,63 4,23 3,17 3,67

16 2,32 2,68 2,03 2,33

25 1,51 1,71 1,33 1,49

35 1,12 1,25 0,98 1,09

50 0,85 0,94 0,76 0,82

70 0,62 0,67 0,55 0,59

95 0,48 0,50 0,43 0,44

120 0,40 0,41 0,36 0,36

150 0,35 0,34 0,31 0,30

185 0,30 0,29 0,27 0,25

240 0,26 0,24 0,23 0,21

300 0,23 0,20 0,21 0,18

400 0,21 0,17 0,19 0,15

Manual de Instalaes Eltricas Ademaro Cotrim

Esta tabela nos fornece o valor da queda de tenso unitria em V/A.km. O clculo da queda de

tenso proporcionada pelo condutor ao circular por ele uma corrente I fornecida por:

= . .

representa a queda de tenso no condutor;

. queda de tenso unitria, lida em tabela do fabricante;

corrente de projeto;

comprimento do circuito em km.

Exemplos

1. Um circuito terminal possui 10 m de comprimento de condutor 2,5 mm e corrente de

projeto igual a 20 A. Verificar a queda de tenso. Fator de potncia 0,8.

= 14,32010103 = 2,86 /

Executando a regra de trs determinamos a porcentagem da queda:

% = 1002,86

127= 2,25 %

Esta uma queda maior que a permitida. Neste caso, o condutor deve ser alterado para 4

mm.


41

2. Considere uma instalao com os circuitos contidos em eletrodutos embutidos em

alvenaria em temperatura ambiente 40oC:

Circuito 1 2000 VA, 127 V, TUE, 15 m;

Circuito 2 800 VA, 127, Iluminao.

1 Mxima capacidade de conduo de corrente

1 = 2000

127= 15,75

2 = 800

127= 6,30

Corrigindo as correntes:

1 =

15,75

0,870,8= 22,63

2 =

6,30

0,870,8= 9,05

De acordo com a tabela teremos os condutores:

1 = 2,5 2

2 = 1,5 2

Verificando a queda de tenso para o primeiro circuito:

= 14,3015,7515103 = 3,34 /

Percentual de:

% = 3,34100

127= 2,63%

Este um valor superior ao permitido de 2% para circuito terminal. O condutor a ser utilizado

ser de seo maior: 4 mm.


42

3. Circuito com carga distribuda em tenso de 127 V

Determinando a seo do condutor pela mxima capacidade de conduo de corrente:

= 500

127= 3,94

Condutor a ser utilizado: S = 1,5 mm.

Calculando as correntes em cada trecho:

1 trecho: 1 = 500

127= 3,94 ;

2 trecho: 2 = 400

127= 3,15 ;

3 trecho: 3 = 300

127= 2,36 ;

4 trecho: 4 = 200

127= 1,57 ;

5 trecho: 5 = 100

127= 0,79 ;

Verificando a queda de tenso em cada trecho:

1 trecho: = 27,63,943,50103 = 0,38 ;

2 trecho: = 27,63,153,00103 = 0,26 ;

3 trecho: = 27,62,364,00103 = 0,26 ;

4 trecho: = 27,61,573,50103 = 0,15 ;

5 trecho: = 27,60,792,50103 = 0,05 ;

Queda de tenso at a ltima carga: = 1,10 .


43

Queda percentual: % = 1,10100

127= 0,87 %.

Valor menor que 2%.


44

Dimensionamento dos Eletrodutos

A NBR 5410/04 considera que as dimenses internas dos eletrodutos e de suas conexes

devam permitir, aps montagem das linhas, que os condutores possam ser instalados ou

retirados com facilidade. Por isto admite que a taxa de ocupao do eletroduto, dada pelo

quociente entre a soma das reas das sees transversais dos condutores previstos, calculadas

com base no dimetro externo, e a rea til da seo transversal do eletroduto, no deva ser

superior a:

- 53% no caso de um condutor;

- 31% no caso de dois condutores;

- 40% no caso de trs ou mais condutores.

Em relao aos trechos de tubulao, caso seja contnuo, para linhas internas s edificaes

elas no devem exceder a 15 m e para linhas areas externas s edificaes, 30 m; em caso de

existirem curvas, os valores fornecidos anteriormente devem ser reduzidos em 3 m para cada

curva de 90o.

Dar continuidade.


45

Aterramentos

Em uma instalao, existem dois tipos bsicos de aterramento:

1. O aterramento funcional;

2. O aterramento de proteo.

O primeiro visa garantir a utilizao correta e confivel da instalao.

O segundo destinado proteo contra choques eltricos provocados por contatos indiretos.

Um aterramento constitudo por:

a) Eletrodo de aterramento: condutor ou conjunto de condutores em contato direto

com o solo;

b) Condutor de proteo: tambm conhecido como PE, destinado a ligar massas,

elementos condutores estranhos instalao, terminal de aterramento principal,

eletrodos de aterramento, pontos de alimentao ligados terra ou ao ponto neutro

artificial.

c) Condutor PEN: condutor que garante ao mesmo tempo as funes de proteo e

neutro.

Esquemas de Aterramentos

A NBR 5410 classifica os sistemas de aterramentos de acordo com a seguinte simbologia,

constituda por 2 ou 3 ou, eventualmente 4 letras.

1) A primeira letra indica a situao da alimentao em relao terra:

T um ponto diretamente aterrado;

I isolao de todas as partes vivas ou aterramento atravs da impedncia.

2) A segunda letra indica a situao das massas em relao terra:

T massas diretamente aterradas, independentemente do aterramento

eventual de um ponto de alimentao;

N massas ligadas diretamente ao ponto de alimentao aterrado, geralmente

o ponto neutro.

3) As outras letras indicam a disposio do condutor neutro e do condutor de

proteo:

S funes de neutro e de proteo asseguradas por condutores distintos;

C funes de neutro e de proteo combinadas em um nico condutor (PEN).


46

Os condutores neutro (N), proteo (PE) e aquele que combina as duas funes (PEN)

so representados em circuito unifilar por:

Esquema IT:

Existem dois casos:

Em A o sistema sem aterramento da alimentao;

Em B o sistema com aterramento da alimentao atravs de uma impedncia. Este esquema

comporta trs variantes:


47

Em B1 temos as massas so aterradas em eletrodos separados e independentes do eletrodo de

aterramento da alimentao;

Em B2 as massas so coletivamente aterradas em eletrodos independentes do eletrodo de

aterramento da alimentao;

Em B3 as massas so coletivamente aterradas no mesmo eletrodo da alimentao.

Esquema TT

Este possui um ponto da alimentao diretamente aterrado, estando as massas da instalao

ligadas a eletrodo(s) de aterramento eletricamente distinto(s) do eletrodo de aterramento da

alimentao.

O primeiro esquema mostra as cargas aterradas atravs de um nico condutor e o segundo

esquema apresenta cada uma das cargas aterradas separadamente.

Esquema TN

Este esquema possui um ponto da alimentao diretamente aterrado, sendo as massas ligadas

a esse ponto por intermdio de um condutor. De acordo com a disposio do condutor neutro

e proteo, este esquema apresenta trs variantes.

Esquema TN-C

Quando as funes de neutro e proteo so combinadas em um nico condutor, na

totalidade do esquema.


48

Esquema TN-S

Quando as funes de neutro e proteo so realizadas por condutores distintos.

Esquema TN-C-S

Em parte da instalao as funes de neutro e proteo so combinadas em um nico

condutor.


49

Segundo Ademaro Cotrim, os esquemas de aterramentos apresentam caractersticas prprias

que conferem a cada um deles vantagens sobre os outros para determinados tipos de

instalao.

Este autor recomenda que o esquema TT seja utilizado em todas as instalaes alimentadas

por rede pblica de baixa tenso e a proteo contra os contatos indiretos deva ser

preferencialmente executada por dispositivos a corrente diferencial residual (dispositivos DR).

Quando a instalao possui transformador ou gerador prprio, via de regra a opo pelo

esquema TN a mais adequada. Alerta Cotrim que este esquema no indicado para

alimentar equipamentos com elevada vibrao mecnica devido possibilidade de

rompimento dos condutores. Tambm ele desaconselha o uso deste esquema em locais com

risco de incndio ou de exploso e mesmo em locais molhados. Para estes ltimos casos mais

conveniente usar o esquema TT.

Quando se exige a continuidade no servio, como em hospitais e em certos tipos de indstrias,

deve-se optar pelo esquema IT. Neste esquema o seccionamento s ocorre com a segunda

falta.

Aterramento em instalaes eltricas alimentadas por rede pblica de baixa tenso.

TR transformador da Concessionria; L1, L2 e L3 condutores da rede pblica de baixa tenso; L2, L3, PEN ramal de entrada; QE quadro de entrada da concessionria; QD quadro de distribuio; DPG dispositivo de proteo geral; TA1, TA2, TA3 terminais (barra) de aterramento; N terminal (barra) de neutro; B terminal de aterramento principal; C ligaes equipotenciais principais; T1, T2, T3 eletrodos de aterramento.


50

Esquema de ligao entre medidor e caixa de disjuntores proposto pela CESP e Pirelli.

Melhorar as explicaes.

Acrescentar mais informao nesta parte.


51

Dispositivos de Proteo e Segurana

Os dispositivos de proteo atuam sobre diferentes aspectos. Existem aqueles que se destinam

unicamente proteo tanto dos condutores de alimentao quanto dos

condutores dos circuitos terminais contra sobrecorrente

(devido a sobrecarga) e curto-circuito, os que so

utilizados unicamente para proteger as pessoas ou

o patrimnio contra faltas terra e aqueles que

realizam todas estas funes.

Eles so conhecidos respectivamente como:

Disjuntor Termomagntico DTM;

Interruptor Diferencial Residual IDR;

Disjuntor Diferencial Residual DDR.

Denominamos sobrecorrente, a intensidade de

corrente superior mxima permitida para um

sistema ou equipamento eltrico ou para um

componente devido sobrecarga que representa a parcela da

potncia fornecida ou absorvida que excede a potncia nominal de um sistema ou

equipamento eltrico ou de um componente.

Ainda como dispositivo de proteo temos o fusvel que consiste em um condutor de seo

reduzida, intercalado em um circuito, que se rompe por fuso, ao ser ultrapassado um

determinado valor de corrente.

Disjuntores Termomagnticos - DTM

O disjuntor termomagntico um dispositivo eletromecnico

que alm de executar a mesma funo do fusvel, tambm age

como dispositivo de manobra.

O disjuntor termomagntico funciona devido aos fenmenos

fsicos trmicos e magnticos. No fenmeno trmico ele

desliga em funo do aquecimento de uma pea. O calor

gerado pela passagem de uma sobrecorrente faz com que

um elemento se mova e solte um mecanismo de trava

provocando a abertura dos contatos interrompendo a

passagem da corrente pelo circuito; o fenmeno

magntico atua com a passagem de uma corrente de

grande intensidade que provoca um aumento do campo magntico que atua sobre o ncleo da

bobina e esta atua sobre o elemento de travamento. A rapidez da atuao est diretamente


52

associada intensidade da corrente eltrica que circula pelo disjuntor. Associamos a ao

trmica sobrecarga e a ao magntica ao curto-circuito.

Partes constituintes de um disjuntor:

1. Parte externa termoplstica;

2. Terminal superior;

3. Cmara de extino de arco;

4. Bobina responsvel pelo disparo instantneo

(magntico);

5. Alavanca (0 desligado; I ligado);

6. Contato fixo;

7. Contato mvel;

8. Guia para o arco (sob condies de falta, o contato

mvel se afasta do contato fixo e o arco resultante

guiado para a cmara de extino, evitando danos no

bimetal, em caso de altas correntes (curto-circuito);

9. Bimetal (responsvel pelo disparo por sobrecarga

trmico);

10. Terminal inferior;

11. Clip para fixao no trilho DIN

Seus valores nominais de corrente so estabelecidos para determinada temperatura ambiente

que servir de parmetro para a calibrao do disparador trmico. So estabelecidas as

seguintes temperaturas de calibrao: 20oC, 30oC ou

40oC.

Quando o disjuntor for instalado em local com

temperatura diferente destas, necessrio que se faa a

devida correo.

Os disjuntores termomagnticos apresentam as seguintes

caractersticas:

= corrente nominal;

= corrente convencional de no atuao (em certo

tempo convencional tc);

2 = corrente convencional de atuao (em certo tempo

convencional tc).

O tempo convencional estabelecido so os seguintes:

Para disjuntores com corrente nominal igual ou inferior a 63 A, tc = 1 hora;

Para disjuntores com corrente nominal superior a 63 A, tc = 2 horas.


53

Os valores k1 e k2 indicam as constantes multiplicativas do disjuntor para a corrente de no

atuao e atuao respectivamente. Para disjuntores no compensados com corrente nominal

inferior a 63 A eles so k1 = 1,05 e k2 = 1,35, para

temperatura de 20oC ou 40oC.

importante saber que os disjuntores possuem

diferentes curvas de atuao. Estas curvas so

indicadas pelas letras B, C e D. Normalmente os

disjuntores a serem utilizados em residncias so

aqueles que atuam na curva B. Estas curvas so

delimitadas pelas constantes k3 e k4. A IEC 608898

estabelece para o disparo instantneo, os valores para

as curvas:

B: de 3IN a 5IN;

C: de 5IN a 10IN;

D: de 10IN a 20IN.

Observe que todas as curvas possuem a mesma curva de disparo trmico. A curva de disparo

magntico que difere.

So as seguintes as aplicaes relacionadas s faixas:

Curva B: para proteo de circuitos que alimentam cargas com caractersticas

predominantemente resistivas, como lmpadas incandescentes, chuveiros, torneiras e

aquecedores eltricos, alm dos circuitos de tomadas de uso geral.

Curva C: para proteo de circuitos que alimentam

especificamente cargas de natureza indutiva que

apresentam picos de corrente no momento de ligao,

como microondas, ar condicionado, motores para

bombas, alm de circuitos com cargas de caractersticas

semelhantes a estas.

Curva D: para proteo de circuitos que alimentam

cargas altamente indutivas que apresentam elevados

picos de corrente no momento de ligao, como grandes

motores, transformadores, alm de circuitos com cargas

de caractersticas semelhantes a essas.

Ao lado temos um exemplo para a curva B do disjuntor

fabricado pela Siemens. A corrente de no atuao de

1,13IN e a corrente de atuao de 1,45IN para o tempo

de 60 minutos.


54

A Siemens apresenta sua linha de disjuntores identificada por cdigo. Entenda o significado

deles:

Dispositivo Diferencial Residual

Os dispositivos DR so basicamente utilizados para protegerem as pessoas ou o patrimnio

contra faltas terra, isto , evitando choques eltricos e incndios. Os dispositivos DR so: IDR

e o DDR. O DDR tambm atua protegendo os condutores contra sobrecorrente.

Eles so identificados por sua sensibilidade In.

A NBR 5410 considera que o uso de DR em um circuito no dispensa o condutor de proteo.

Todo circuito deve dispor de condutor de proteo em todo extenso.

Um dispositivo DR ser utilizado quando for necessrio limitar os riscos de incndio suscitados

pela circulao de correntes de falta. Neste caso o circuito deve ser protegido por dispositivo

com corrente diferencial residual nominal de atuao de no mximo 500 mA.

Em caso de choques eltricos o circuito deve ser protegido por dispositivo com corrente

diferencial residual nominal de atuao de no mximo 30 mA.

de uso obrigatrio dos dispositivos DR de alta sensibilidade ( 30 ) como proteo

adicional em:

1. Circuitos que sirvam a pontos de utilizao situados em locais contendo banheira ou

chuveiro;

2. Circuitos que alimentam tomadas de corrente situadas em reas externas edificao;

3. Circuitos de tomadas de corrente situadas em reas internas que possam via a

alimentar equipamentos no exterior;

4. Circuitos que, em locais de habitao, sirvam a pontos de utilizao situados em

cozinhas, copas-cozinhas, lavanderias, reas de servio, garagens e demais

dependncias internas molhadas em uso normal ou sujeitas a lavagens;


55

5. Circuitos que, em edificaes no-residenciais, sirvam a pontos de tomadas situados

em cozinhas, copas-cozinhas, lavanderias, reas de servio, garagens e, no geral, em

reas internas em uso normal ou sujeitas a lavagens.

Em geral os dispositivos DR funcionam como sensores que medem as correntes que entram e

saem de uma carga. A primeira figura abaixo mostra a corrente que vai para a carga e a que sai

da carga. So utilizados dois sensores, um monitorando o condutor fase, outro monitorando o

condutor retorno. As correntes nestes condutores possuem a mesma intensidade em qualquer

trecho dos condutores como mostra a primeira figura esquerda. Estas correntes, embora

sejam iguais em mdulo, criam campos magnticos diferentes. A segunda figura mostra este

fato ao colocarmos o sensor de corrente abraando os dois condutores simultaneamente: a

corrente medida nula. Mantendo este sensor abraando os dois condutores e provocando o

desvio da corrente que circula pelo retorno. Maior intensidade de corrente circula pela fase e

menor pelo retorno em funo do desvio provocado, no caso apresentado abaixo, por um

toque de uma pessoa conduzindo parte da corrente atravs do corpo para a terra. O sensor

perceber a diferena de corrente e atuar desligando o circuito evitando consequncia

maiores.

Os condutores fase e neutro do circuito tm obrigatoriamente que passar pelo DR, o que no

acontece com o DTM, pelo qual s passa os condutores fase.

Deve-se ter cuidado com o condutor de proteo. Este nunca poder passar pelo DR, por isto o

neutro no poder ser aterrado aps passar pelo DR.

Para circuitos de torneira e/ou chuveiro eltrico a GE recomenda que os mesmos sejam de

resistncia blindada/isolada. Alerta o fabricante GE para que se atente sobre observaes de

compatibilidade para uso de DR inscrito na embalagem destes equipamentos eltricos.

Interruptor diferencial Residual IDR

Este tipo de DR no protege os condutores contra sobrecorrentes e por isto

devem ser associados em srie com os DTM. Eles apenas evitam choques

eltricos e incndios.

A sensibilidade do interruptor varia de 30 mA a 500 mA e deve ser

dimensionada com cuidado, pois existem perdas para a terra inerentes

prpria qualidade da instalao.


56

Disjuntor Diferencial Residual - DDR

Os DDRs so disjuntores com proteo diferencial,onde esto incorporados em um nico

produto as funes do DR e do DTM.

Por isto estes componentes possuem proteo diferencial contra contatos

diretos e indiretos e proteo contra sobrecarga e curto-circuito.

De acordo com o fabricante GE, eles esto disponveis nas correntes de 4 at

40 A, nas curvas B e C, nas sensibilidades de 30 mA e 500 mA e apenas na

verso bipolar (1 polo + neutro).

Os valores IN disponveis so: 6 A 10 A 16 A 20 A 25 A 32 A 40 A.

Dimensionamento

O dimensionamento do disjuntor para proteo de um circuito deve existir coordenao entre

ele e o condutor. As condies para que isto ocorra so:

a)

b) 2 1,45

IB = corrente de projeto;

IN = corrente nominal do disjuntor;

IZ = capacidade de conduo de corrente do

condutor;

I2 = corrente que assegura efetivamente a

atuao do disjuntor.

A coordenao entre condutor e disjuntor como prescrito anteriormente pode ser visto no

desenho acima.

Deve-se levar em conta a temperatura de padronizao do disjuntor, isto , a temperatura

com que o disjuntor foi calibrado. A temperatura na qual o disparador trmico calibrado

usualmente so: 20oC, 30oC e 40oC. Por exemplo, os disjuntores UNIC entre 10 A e 60 A so

calibrados em temperatura de 20oC e de 70 A a 100 A, so referidos a 40oC.

Este conhecimento importante no dimensionamento do disjuntor. A temperatura a ser

considerada para o disjuntor deve ser somada mais 10oC temperatura que foi considerada no

dimensionamento dos condutores:

= + 10


57

Exemplo

Considere um circuito com corrente de projeto igual a 27 A, instalado em eletroduto embutido

em alvenaria, temperatura ambiente 30oC e circuito nico no eletroduto. Utilizar disjuntor

UNIC. Segundo o fabricante, o disjuntor possui a seguinte informao: 40 = 0,920.

O condutor dimensionado pela mxima capacidade de conduo de corrente: S = 4 mm (IZ =

32 A).

Como o condutor foi calculado para a temperatura de 30oC, o disjuntor dever ser

dimensionado com a temperatura de 40oC (tcondutor + 10oC).

a) Primeira condio: 27 40 32

Usando o de 30 A, 40 = 0,930 = 27 . Condio satisfeita.

27 27 32

b) Segunda condio: O disjuntor utilizado possui I2 = 1,35IN40 = 1,35x27

= 36,45 A. Ento: 2 1,4532. Tambm satisfaz.

36,45 46,40

(Melhorar e acrescentar mais exemplos).

Proteo Contra Sobretenses Transitrias

(Falta Fazer).

Proteo Contra Quedas e Faltas de Tenso

(Falta Fazer).

Exemplos

(Falta Fazer).

Proteo Contra Descargas Atmosfricas

(Falta Fazer).


58

Caractersticas das Cargas

Para determinar o tipo de fornecimento e para o dimensionamento da entrada de servio das

unidades consumidoras necessrio conhecer a demanda eltrica desta unidade

consumidora.

Especificao da Carga

Demanda

Representa em uma instalao eltrica, a potncia mdia ativa, reativa ou aparente consumida

em um intervalo de tempo. A curva de demanda pode ser levantada para qualquer intervalo,

ou seja, dirio, mensal ou anual.

Demanda Mxima

Representa em uma instalao eltrica a maior de todas as potncias consumidas que ocorre

em um perodo especificado de tempo.

Fator de Demanda

Definimos como sendo:

=

O conhecimento do fator de demanda bsico para o dimensionamento dos condutores de

uma instalao porque ele realizado a partir da demanda mxima e no da potncia

instalada.

A potncia instalada tem sua importncia. Algumas empresas de distribuio eltrica tomam

por base a potncia instalada para definir o padro de entrada.

Fator de Utilizao

Este um fator interessante para previso de futuras instalaes. Com ele possvel perceber

at quanto a carga do circuito ou sistema pode ser aumentada. Definimos por:

=

C a capacidade nominal.


59

Por exemplo, em um circuito utilizando condutor de 2,5 mm, ele poder ter capacidade igual

a 24 A. Caso ele alimente um circuito, que na demanda mxima, solicite 10 A, o fator de

utilizao ser:

= 10

24= 0,42

Na demanda mxima o condutor esta sendo utilizado em 42% de sua capacidade.

Dimensionando o Alimentador

O condutor que alimenta todas as cargas do circuito no deve, necessariamente, ter a

capacidade de alimentar todas as cargas, mas sim de ser capaz de alimentar as cargas na

demanda mxima.

Para o caso de residncias individuais (casas e apartamentos) o fator de potncia para

tomadas de uso geral e iluminao pode ser determinado pela tabela abaixo:

Potncia de iluminao e tomadas de uso geral

Fator de demanda

0 < P 1 0,88

1 < P 2 0,75

2 < P 3 0,66

3 < P 4 0,59

4 < P 5 0,52

5 < P 6 0,45

6 < P 7 0,40

7 < P 8 0,35

8 < P 9 0,31

9 < P 10 0,27

10 < P 0,24

Exemplo

Uma residncia que possua: Iluminao: 800 VA; Tomadas de Uso geral: 2500 VA; Chuveiro eltrico de 4500 W. Considerando um fator de potncia 0,9, ento P = 800x0,9 + 2500x0,9 = 2970 W.

Observando a tabela acima, o fator de demanda igual a 0,66. Portanto P = 2970x0,66 =

1960,2 W.

Somando com a carga do chuveiro: Ptotal = 6460,2 W.

A corrente, considerando um fator de potncia 0,95, ser: = 6460,2

1270,95= 53,54 .


60

O condutor a ser utilizado, de acordo com a tabela para mxima capacidade de conduo de

corrente ser: S = 10 mm.

Considerando a extenso do alimentador como 10 m, pela queda de tenso:

= 4,2353,5410103 = 2,26

Em termos percentuais: = 2,26100

127= 1,78%. O condutor adequado.


61

Dimensionamento dos Quadros

A Siemens nos fornece um exemplo da montagem de Quadro de distribuio padro IEC. Neste

exemplo ela esclarece que a montagem foi simulada para uma rede bifsica e considera que

junto ao medidor existe uma proteo realizada por meio de disjuntor IEC ou fusvel. Por isto

foi possvel realizar o exemplo de montagem sem utilizar um disjuntor geral no Quadro de

Distribuio, realizando a entrada pelo dispositivo DR. Nos casos onde no houver proteo

prvia coordenada recomendvel a utilizao de um disjuntor geral no Quadro de

Distribuio.

1) Dispositivo DR tetrapolar de 30 mA; 2) Circuitos de sada protegidos por disjuntores; 3A) Dispositivo de proteo contra surtos-DPS instalados entre fase (F) e terra (PE); 3B) Dispositivo de proteo contra surtos-DPS, instalados entre neutro (N) e terra (PE). Nos casos onde a separao do condutor neutro (N) e terra (PE) ocorre dentro do Quadro de Distribuio, no necessrio a aplicao desse mdulo; 4) Barramento para condutores de proteo terra (PE); 5) Barramento para condutores neutro; 6) Barramento bifsico isolado para alimentao dos circuitos; 7) Terminal para derivao; 8) Trilho de fixao rpida; 9) Isolador terminal (reserva); 10) Circuito de sada dos cabos terra; 11) Circuito de sada dos cabos neutro; 12) Cabos de entrada; 13) Cabos de interligao interna do quadro.

Terminar.


62

Exemplos de Quadros usando DTM e IDR

(Falta Fazer).


63

Elaborando um Projeto Eltrico

A seguir temos os passos bsicos na elaborao de um projeto eltrico.

O Projeto eltrico no apenas um trabalho mecnico de consulta a

tabelas e frmulas. O projetista deve conhecer as normas,

preocupando-se com a segurana, a

funcionalidade e a conservao da

energia.

Informaes preliminares

Planta para elaborao do projeto eltrico.

1. Planta de situao: localizao dos

acessos, bem como da rede de energia

eltrica da concessionria;

2. Projeto arquitetnico: plantas, cortes,

detalhes, fachadas, etc. Obtm-se a

partir da todas as dimenses, inclusive

p-direito, de todos os recintos e reas

externas, bem como a sua respectiva

utilizao;

3. Projetos complementares: projeto

estrutural, projeto de instalaes sanitrias, de guas pluviais, de combate a incndio, de

sonorizao, etc. Neste ponto devem ser observadas possveis restries e interferncias


64

de vigas, pilares, espessura de lajes, cruzamento de tubulaes, localizao de prumadas e

quadros. Devemos ter em mente que o projeto de instalaes eltricas deve ser elaborado

em harmonia com os demais projetos de utilidade da edificao;

4. Informaes obtidas com o proprietrio, arquiteto ou responsvel: localizao preferencial

dos pontos de utilizao conforme as necessidades do proprietrio; previso de cargas ou

aparelhos especiais como ar-condicionado, aquecedores, etc. Previso de utilizao de

determinadas linhas de materiais ou sistemas de instalaes. Previso para futuros

acrscimos de cargas. Previso para utilizao de alimentao de segurana. Previso ou

utilizao j de energia alternativa como aquecedores solares.

Quantificao do sistema

Previso de iluminao

Previso de tomadas

Previso de cargas especiais

A fazer.


65

Marcao dos Pontos de Luz


66

Marcao dos Pontos de Tomadas


67

Marcao do Quadro de Disjuntores

Elegemos o ponto 0,0 na planta e determinamos as posies X e Y onde ficar o centro de

cargas (quadro de disjuntores). Estas posies so determinadas pelas frmulas:

=

=1

=1

=

=1

=1

Estes clculos nos fornecem a posio mais adequada para a instalao do quadro de

disjuntores. Dificilmente encontraremos a posio exata para ele. Uma vez encontrada a

posio, instala-se o quadro na parede o mais prximo possvel da posio calculada. Este

quadro sempre tender a se aproximar da regio da casa que apresente maior potncia. Isto

permite que os circuitos terminais para estas cargas possuam comprimentos curtos e

consequentemente pequena queda de tenso. O esperado que ele se situe prximo das

cargas da cozinha, rea de servio e banheiro.


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Diviso das Cargas em Circuitos

Aps a diviso ficamos com sete circuitos assim distribudos:

Circuito 1 Iluminao (quartos, banheiro, rea de circulao, iluminao externa esquerda); Circuito 2 Iluminao (varanda, sala, copa, cozinha, rea de servio, rea externa direita e fundo); Circuito 3 Tomada de Uso Especfico (chuveiro); Circuito 4 Tomadas de Uso Geral (quarto, sala); Circuito 5 Tomadas de Uso Geral (banheiro, circulao, quarto); Circuto 6 Tomadas de Uso Geral (cozinha); Circutio 7 Tomadas de Uso Geral (rea de servio);

Optamos por dividir a carga de iluminao em dois circuitos para separar a rea ntima (quarto

e banheiro) das reas sociais e de servio. Ganhamos com esta opo flexibilidade e segurana

na manuteno do sistema.

(continuar)


69

Representao dos Eletrodutos Secos Para os Circuitos de Iluminao


70

Representao dos Eletrodutos Secos Para os Circuitos de Tomadas


71

Indicao dos Circuitos Unifilares

(por fazer)


72

Dimensionamentos

Dimensionamento dos condutores

(por fazer)

Dimensionamento das tubulaes

(por fazer)


73

Dimensionamento dos Dispositivos de Proteo

(por fazer)


74

Dimensionamento dos Quadros

(por fazer)


75

Bibliografia

1. ABNT, NBR 5410 Instalaes Eltricas de Baixa Tenso, So Paulo, 2004;

2. BRANDO Jr, Augusto F; DIAS, Eduardo M.; CARDOSO, Jos R., Eletrotcnica Bsica, So

Paulo, Livraria Cincia e Tecnologia Editora;

3. CAVALIN, Geraldo & CERVELIN, Severino, Instalaes Eltricas Prediais, So Paulo, Editora

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4. COTRIM, Ademaro, Manual de Instalaes Eltricas, So Paulo, Editora McGraw Hill/Pirelli,

1985;

5. COTRIM, Ademaro A. M. B., Instalaes Eltricas, So Paulo, Editora McGraw-Hill do Brasil,

1977;

6. GE, Catlogo de Mini disjuntores;

7. GE, Proteo Diferencial: DR, DDR, DOC informao tcnica;

8. LEITE, Dulio Moreira & Carlos Moreira, Proteo Contra Descargas Atmosfricas, So

Paulo, Editora Officina de Mydia;

9. NEGRISOLI, Manoel E. M., Instalaes Eltricas: projetos prediais em baixa tenso, So

Paulo, Editora Edgard Blcher Ltda;

10. NISKIER, J. & MACINTYRE, A. J., Instalaes Eltricas, Rio de Janeiro, Editora Guanabara

Dois, 1986;

11. MARTIGNONI, Alfonso, Instalaes Eltricas Prediais, Rio de Janeiro, Editora Globo;

12. PIRELLI, Jornal da Eletricidade;

13. SCHNEIDER ELETRIC/PROCOBRE, Workshop Instalaes eltricas de Baixa Tenso: Proteo

Contra Sobrecorrentes e Dimensionamento dos Condutores;

14. SIEMENS, Seminrios Tcnicos - Eletricistas e Tcnicos, Mdulo 3B, 2003;

15. SIEMENS, Proteo de Instalaes Eltricas de Baixa Tenso: Disjuntores 5SX1;

16. VISACRO FILHO, Silvrio, Aterramentos Eltricos, So Paulo, ArtLiber Editora.


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77

Ainda por finalizar

= Mantendo o sistema vivo =

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