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1 Adélio José de Moraes e Sérgio Ferreira de Paula Silva Dimensionamento de Dimensionamento de Condutores Condutores

Dimensionamento condutor elétrico

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Page 1: Dimensionamento condutor elétrico

1Adélio José de Moraes e Sérgio Ferreira de Paula Silva

Dimensionamento de Dimensionamento de CondutoresCondutores

Page 2: Dimensionamento condutor elétrico

2Adélio José de Moraes e Sérgio Ferreira de Paula Silva

DimensionamentoDimensionamento

O dimensionamento técnico de um circuito corresponde à aplicação dos

diversos itens da NBR 5410:2004 relativos à escolha da seção de um condutor

e do seu respectivo dispositivo de proteção. Os seis critérios da norma são:

Capacidade de condução de corrente, conforme 6.2.5;

Queda de Tensão, conforme 6.2.7;

Seção mínima, conforme 6.2.6.1.1;

Sobrecarga, conforme 5.3.4 e 6.3.4.2;

Curto-circuito, conforme 5.3.5 e 6.3.4.3; e

Choques elétricos, conforme 5.1.2.2.4.

Conforme NBR 5410:2004, item 6.2.6.1.2 – pg. 113

Page 3: Dimensionamento condutor elétrico

3Adélio José de Moraes e Sérgio Ferreira de Paula Silva

DimensionamentoDimensionamento

Para considerarmos um circuito completa e corretamente dimensionado, é

necessário aplicar os seis critérios, cada um resultando em uma seção e

considerar como seção final a maior dentre todas as obtidas.

Especial atenção deve ser dispensada ao dimensionamento de condutores em

circuitos onde haja a presença de harmônicas. Este tópico é abordado no item

6.2.6.2 da NBR 5410:2004.

Page 4: Dimensionamento condutor elétrico

4Adélio José de Moraes e Sérgio Ferreira de Paula Silva

Dimensionamento de CondutoresDimensionamento de CondutoresConforme NBR 5410:2004, item 6.2.5 – pg. 90

Tipos de Linhas Elétricas - CondutoresCondutor Isolado:Possui somente o condutor e a isolação

Cabo Unipolar:Condutor, isolação e uma camada de revestimento, chamada cobertura, para proteção mecânica

Cabo Multipolar:Possui sob a mesma cobertura, dois ou mais condutores isolados, denominados veias.

Excelentes propriedades elétricasBoa resistência térmica

Baixa resistência mecânicaBaixa resistência a chamas

EPR (BORRACHA ETILENO PROPILENO)

Excelentes propriedades elétricasBoa resistência térmica

Baixa flexibilidadeBaixa resistência à chama

XLPE (POLIETILENO RETICULADO)

Boas propriedades mecânicas e elétricasNão propagante de chama

Baixo índice de estabilidade térmica

PVC (CLORETO DE POLIVINILA)

PONTOS FORTESPONTOS FRACOSMATERIAL

Page 5: Dimensionamento condutor elétrico

5Adélio José de Moraes e Sérgio Ferreira de Paula Silva

Capacidade de ConduCapacidade de Conduçção de Correnteão de CorrenteConforme NBR 5410:2004, item 6.2.5 – pg. 98

O critério da capacidade de condução de corrente visa garantir uma vida

satisfatória a condutores e isolações submetidos aos efeitos térmicos

produzidos pela circulação de correntes equivalentes às suas capacidades

de condução durante períodos prolongados em serviço normal.

Para a determinação da seção do condutor por este critério, deve-se seguir

os seguintes passos principais:

1) Calcular a corrente de projeto do circuito;

2) Determinar o método de instalação;

3) Aplicar os fatores de correção apropriados.

Page 6: Dimensionamento condutor elétrico

6Adélio José de Moraes e Sérgio Ferreira de Paula Silva

Capacidade de ConduCapacidade de Conduçção de Correnteão de CorrenteConforme NBR 5410:2004 – pg. 90

CC-Cabos unipolares ou cabo multipolar sobre parede ou espaçado desta menos de 0,3 vez o diâmetro do cabo

11

B2B1B1Condutores/cabos em eletroduto de seção circular embutido em alvenaria

7,8

B2B1B1Condutores/cabos em eletroduto aparente de seção não-circular sobre parede

5,6

B2B1B1Condutores/cabos em eletroduto aparente de seção circular sobre parede ou espaçado menos de 0,3 vez o diâmetro do eletroduto

3,4

A2

Cabo Multipolar

A1A1Condutores/cabos em eletroduto de seção circular embutido em parede termicamente isolante

1,2

Cabo Unipolar

Condutor IsoladoDescriçãoIlustraçãoNº

Métodos de Instalação

Page 7: Dimensionamento condutor elétrico

7Adélio José de Moraes e Sérgio Ferreira de Paula Silva

Capacidade de ConduCapacidade de Conduçção de Correnteão de CorrenteConforme NBR 5410:2004, item 6.2.5 – pg. 90

Métodos de Instalação

EF-Cabos unipolares ou cabo multipolar sobre suportes horizontais, eletrocalha aramada ou tela

15

EF-Cabos unipolares ou cabo multipolar afastado(s) da parede mais de 0,3 vez o diâmetro do cabo

14

EF-Cabos unipolares ou cabo multipolar em bandeja não-perfurada, perfilado ou prateleira

13

CC-Cabos unipolares ou cabo multipolar em bandeja perfurada, horizontal ou vertical

12

C

Cabo Multipolar

C-Cabos unipolares ou cabo multipolar fixado diretamente no teto, ou afastado mais de 0,3 vez o diâmetro do cabo

11A, 11B

Cabo Unipolar

Condutor IsoladoDescriçãoIlustraçãoNº

Page 8: Dimensionamento condutor elétrico

8Adélio José de Moraes e Sérgio Ferreira de Paula Silva

Capacidade de ConduCapacidade de Conduçção de Correnteão de CorrenteConforme NBR 5410:2004, item 6.2.5 – pg. 98

Cálculo da corrente de projeto

FPVP

IB ⋅=

Onde:

IB : corrente de projeto;

P : potência ativa total do circuito;

V : tensão do circuito;

FP : fator de potência total do circuito.

Monofásicos/Bifásicos

FPVP

IB ⋅⋅=

3

Trifásicos

Page 9: Dimensionamento condutor elétrico

9Adélio José de Moraes e Sérgio Ferreira de Paula Silva

Capacidade de ConduCapacidade de Conduçção de Correnteão de CorrenteConforme NBR 5410:2004, item 6.2.5 – pg. 112

Número de condutores carregados

3 ou 4Trifásico com neutro

3Trifásico sem neutro

3Duas fases com neutro

2Duas fases sem neutro

2Monofásico a três condutores

2Monofásico a dois condutores

Número de condutores carregados a ser adotado

Esquema de condutores vivos do circuito

Para 4 condutores carregados aplicar o fator de 0,86 às capacidades de condução válidas para 3 condutores carregados.Considerar o trifáisco com neutro com 4 condutores carregados quando a taxa de harmônicos triplos na corrente de fase for superior a 15%.

NB

R 5

410:

2004

-T

abel

a 46

pg.

112

Page 10: Dimensionamento condutor elétrico

10Adélio José de Moraes e Sérgio Ferreira de Paula Silva

Capacidade de ConduCapacidade de Conduçção de Correnteão de CorrenteConforme NBR 5410:2004, item 6.2.5

Fatores de Correção:

1) Fatores de correção para temperatura;

2) Fatores de correção para resistividade térmica do solo;

3) Fatores de correção para agrupamento de circuitos.

Page 11: Dimensionamento condutor elétrico

11Adélio José de Moraes e Sérgio Ferreira de Paula Silva

Capacidade de ConduCapacidade de Conduçção de Correnteão de CorrenteConforme NBR 5410:2004, item 6.2.5.3 – pg. 106

Fatores de Correção para Temperatura – k1

Utilizado para

temperaturas

ambientes

diferentes de 30ºC

para linhas não

subterrâneas e de

20ºC (temperatura

do solo) para linhas

subterrâneas.

0,890,840,960,9435

0,850,770,910,8740

0,820,710,870,7945

0,760,630,820,7150

0,710,550,760,6155

0,650,450,710,5060

0,930,891130

0,960,951,041,0625

111,081,1220

1,041,051,121,1715

1,071,101,151,2210

Do soloAmbiente

EPR ou XLPEPVCEPR ou XLPEPVC

IsolaçãoTemperatura

(ºC)

NBR 5410:2004 - Tabela 40 pg. 106

Page 12: Dimensionamento condutor elétrico

12Adélio José de Moraes e Sérgio Ferreira de Paula Silva

Capacidade de ConduCapacidade de Conduçção de Correnteão de CorrenteConforme NBR 5410:2004, item 6.2.5.4 – pg. 107

Fatores de Correção para Resistividade Térmica do Solo – k2

Utilizado em linhas subterrâneas, onde a resistividade térmica do solo seja diferente de 2,5

K.m/W, caso típico de solos secos, deve ser feita uma correção adequada nos valores da

capacidade de condução de corrente. Solos úmidos possuem valores menores de resistividade

térmica, enquanto solos muito secos apresentam valores maiores

0,961,051,11,18Fator de Correção

321,51Resistividade Térmica K.m/W

NBR 5410:2004 - Tabela 41 pg. 107

Page 13: Dimensionamento condutor elétrico

13Adélio José de Moraes e Sérgio Ferreira de Paula Silva

Capacidade de ConduCapacidade de Conduçção de Correnteão de CorrenteConforme NBR 5410:2004, item 6.2.5.5 – pg. 107

Fatores de Correção para Agrupamento de Circuitos – k3Para linhas elétricas contendo um total de condutores superior às quantidades indicadas nas

tabelas de capacidade de condução de corrente, fatores de correção devem ser aplicados.

0,780,780,790,790,800,800,820,871,00Camada única sobre leito, suporte, etc.

5

38 e 39 (métodos

E a F)

0,720,720,730,730,750,770,820,881,00Camada única em bandeja perfurada

4

0,610,620,630,640,660,680,720,810,95Camada única no teto3

36 a 37 (métodos C)

0,700,710,720,720,730,750,790,851,00

Camada única sobre parede, piso, ou bandeja não perfurada ou prateleira

2

36 a 39 (métodos

A a F)0,380,410,450,500,520,540,570,600,650,700,801,00

Em feixe: ao ar livre ou sobre superfície; embutidos; em conduto fechado

1

> 2015 a 19

12 a 15

9 a 1187654321

Tabelas dos métodos de referência

Número de Circuitos ou de Cabos MultipolaresDisposição dos

cabos justapostosItem

Se um agrupamento consiste em N condutores isolados ou cabos unipolares, pode-se considerar tanto N/2 circuitos com 2 condutores carregados como N/3 circuitos com 3 condutores carregados.

NBR 5410:2004 - Tabela 42 pg. 108

Page 14: Dimensionamento condutor elétrico

14Adélio José de Moraes e Sérgio Ferreira de Paula Silva

Capacidade de ConduCapacidade de Conduçção de Correnteão de CorrenteConforme NBR 5410:2004, item 6.2.5.5.5 – pg. 111

Fatores de Correção para Agrupamento de Circuitos – k3Os fatores das tabelas 42 a 45 são válidos para grupos de condutores semelhantes, igualmente

carregados. São considerados semelhantes aqueles que se baseiam na mesma temperatura

máxima para serviço contínuo e cujas seções nominais estão contidas no intervalo de 3 seções

normalizadas sucessivas. Quando os condutores de um grupo não preencherem essa condição, os

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

alternativas seguintes:

1) Cálculo caso a caso, utilizando, por exemplo, a ABNT 11301; ou

2) Caso não seja viável um cálculo específico,adoção do fator F da expressão:

nF

1= F : fator de correçãon : número de circuitos ou de cabos multipolares

Page 15: Dimensionamento condutor elétrico

15Adélio José de Moraes e Sérgio Ferreira de Paula Silva

Capacidade de ConduCapacidade de Conduçção de Correnteão de CorrenteCálculo da Corrente de Projeto Corrigida

Conforme NBR 5410:2004, Anexo F – pg. 196

321

'

kkkI

I BB ⋅⋅

=

O valor da corrente de projeto corrigida é utilizado na determinação da seção do condutor através

das tabelas 36 a 39.

Page 16: Dimensionamento condutor elétrico

16Adélio José de Moraes e Sérgio Ferreira de Paula Silva

Capacidade de ConduCapacidade de Conduçção de Correnteão de CorrenteConforme NBR 5410:2004, item 6.2.5 – pg. 101

297361403461313351370415261291286321240

258312341392268300314353223248245273185

230278299344236265275309196219216240150

203246259299206232239269172192188210120

17921622325817920120723215016716418295

15118318421314916817119212513913615170

1221481441681181331341519911010811950

103125119138991111101258392899935

86104961128090891016875738025

67817685626968765257566116

52635763465250573943424610

3947414634383641293231346

3138323627302832232524264

242924272023212417,518,51819,52,5

182217,519,51516,515,517,5131413,514,51,5

1518141512131214101110111

323232323232

Nº condutores carregadosNº condutores carregadosNº condutores carregados

DCB2B1A2A1

Capacidades de condução de corrente, para os métodos de referência A1, A2, B1, B2, C e D .Condutores isolados, cabos unipolares e multipolares – cobre, isolação PVC

Seções Nominais

mm²

NB

R 5

410:

2004

-T

abel

a 36

pg.

101

Page 17: Dimensionamento condutor elétrico

17Adélio José de Moraes e Sérgio Ferreira de Paula Silva

Capacidade de ConduCapacidade de Conduçção de Correnteão de CorrenteExemplo de Cálculo

Conforme NBR 5410:2004, Anexo F – pg. 196

Um circuito de iluminação de 1200 W, fase-neutro, passa no interior de um eletroduto embutido de

PVC, juntamente com outros quatro condutores isolados de outros circuitos em cobre. A

temperatura ambiente é de 35ºC. Determinar a seção do condutor.

Page 18: Dimensionamento condutor elétrico

18Adélio José de Moraes e Sérgio Ferreira de Paula Silva

BT

Queda de TensãoQueda de Tensão

A queda de tensão entre a origem da instalação e qualquer ponto de

utilização não deve ser superior aos valores indicados na seqüência.

QGBT

QT

QT

Circuitos Terminais

Circuitos De Distribuição

5%

4%Fornecimento em tensão Fornecimento em tensão secundsecundáária de ria de distribuidistribuiççãoão

Ponto de entrega no postePonto de entrega no poste

Conforme NBR 5410:2004, item 6.2.7 – pg. 115

Page 19: Dimensionamento condutor elétrico

19Adélio José de Moraes e Sérgio Ferreira de Paula Silva

Queda de TensãoQueda de Tensão

A queda de tensão entre a origem da instalação e qualquer ponto de

utilização não deve ser superior aos valores indicados na seqüência.

QGBT

QT

QT

Circuitos Terminais

Circuitos De Distribuição

7%

4%Transformador de Transformador de propriedade da propriedade da concessionconcessionááriaria

Ponto de entrega no Ponto de entrega no secundsecundáário do rio do transformadortransformador

Conforme NBR 5410:2004, item 6.2.7 – pg. 115

Page 20: Dimensionamento condutor elétrico

20Adélio José de Moraes e Sérgio Ferreira de Paula Silva

Queda de TensãoQueda de Tensão

A queda de tensão entre a origem da instalação e qualquer ponto de

utilização não deve ser superior aos valores indicados na seqüência.

MTQG

BT

QT

QT

Circuitos Terminais

Circuitos De Distribuição

7%

4%Transformador de Transformador de propriedade da unidade propriedade da unidade consumidoraconsumidora

Ponto de entrega no Ponto de entrega no primprimáário do rio do transformadortransformador

Conforme NBR 5410:2004, item 6.2.7 – pg. 115

Page 21: Dimensionamento condutor elétrico

21Adélio José de Moraes e Sérgio Ferreira de Paula Silva

Queda de TensãoQueda de TensãoConforme NBR 5410:2004, item 6.2.7 – pg. 115

A queda de tensão entre a origem da instalação e qualquer ponto de

utilização não deve ser superior aos valores indicados na seqüência.

QGBT

QT

QT

Circuitos Terminais

Circuitos De Distribuição

7%

4%Grupo Gerador PrGrupo Gerador Próóprioprio

Page 22: Dimensionamento condutor elétrico

22Adélio José de Moraes e Sérgio Ferreira de Paula Silva

Queda de TensãoQueda de TensãoMétodo 1

)ou (%

200

fffn

BC VVV

IlS

⋅∆⋅⋅⋅

= ρ

Onde:

Sc : seção em mm2;

V% : queda de tensão máxima, em %;

V : tensão do circuito fase-neutro ou fase-fase, em V;

l : comprimento do circuito, em m

IB : corrente de projeto, em A;

ρ : resistividade do material condutor = cobre = 1/56 Ω.mm2/m

MonofMonofáásico/Bifsico/Bifáásicosico

ff

BC VV

IlS

⋅∆⋅⋅⋅

= %

2,173 ρTrifTrifáásicosico

Page 23: Dimensionamento condutor elétrico

23Adélio José de Moraes e Sérgio Ferreira de Paula Silva

Queda de TensãoQueda de TensãoMétodo 2

B

fn

Il

VVU

⋅∆⋅⋅

=∆%10

Onde:

U : queda de tensão, em V/Axkm;

V% : queda de tensão máxima, em %;

V : tensão do circuito, em V;

l : comprimento do circuito, em m

IB : corrente de projeto, em A;

MonofMonofáásicosico

B

ff

Il

VVU

⋅∆⋅⋅

=∆%10

BifBifáásico/Trifsico/Trifáásicosico

Utilizar este método no trabalho

Page 24: Dimensionamento condutor elétrico

24Adélio José de Moraes e Sérgio Ferreira de Paula Silva

Queda de TensãoQueda de TensãoMétodo 2

0,360,360,410,400,420,42120

0,440,430,500,480,510,5095

0,590,550,670,620,670,6470

0,820,760,940,850,950,8650

1,090,981,251,121,251,1235

1,491,331,711,511,721,5025

2,332,032,682,322,702,2716

3,673,174,233,634,203,5410

6,145,257,076,037,005,876

9,157,7910,68,9610,59,04

14,712,416,914,316,8142,5

23,920,227,623,327,4231,5

FP=0,95FP=0,8FP=0,95FP=0,8FP=0,95FP=0,8

Circuito trifásicoCircuito MonofásicoCircuito Monofásico e Trifásico

Eletroduto e eletrocalha(material não-magnético)

Eletroduto e eletrocalha (material magnético)

Seção (mm2)

Queda de tensão em V/A.km

Dim

ensi

onam

ento

de

Con

duto

res

em B

aixa

Ten

são

Tab

ela

19 –

Pire

lli p

g61

Page 25: Dimensionamento condutor elétrico

25Adélio José de Moraes e Sérgio Ferreira de Paula Silva

Queda de TensãoQueda de TensãoMétodo 3

Carga DistribuCarga Distribuíída:da:

=

⋅⋅Φ+Φ⋅⋅=∆n

iiB lIxsenrtU

i1

)cos(

3Queda de tensão de linha

1Queda de tensão de faseCircuito trifásico equilibrado

2Queda de tensão de linha

1

2

Queda de tensão de faseMonofásico a 3 condutores (2 fases-neutro) equilibrado

Monofásico a dois condutores (fase-fase ou fase-neutro)

tTipo de Circuito

O somatório é calculado considerando a corrente e o comprimento de cada trecho.

Page 26: Dimensionamento condutor elétrico

26Adélio José de Moraes e Sérgio Ferreira de Paula Silva

Queda de TensãoQueda de TensãoMétodo 3

)cos( Φ+Φ⋅⋅⋅⋅=∆ xsenrIltU B

Carga Concentrada:Carga Concentrada:

Onde:

U : queda de tensão, em V;

l : comprimento do circuito, em km

IB : corrente de projeto, em A;

r : resistência do condutor, em Ω/km;

x : reatância indutiva do condutor, em Ω/km;

t : coeficiente que depende do tipo de circuito;

cosΦ, sen Φ : fator de potência e fator reativo da carga.

Page 27: Dimensionamento condutor elétrico

27Adélio José de Moraes e Sérgio Ferreira de Paula Silva

Queda de TensãoQueda de TensãoMétodo 3

0,100,190,15120

0,100,230,1995

0,100,320,2770

0,110,470,3950

0,110,630,5235

0,120,870,7325

0,121,381,1516

0,132,191,8310

0,133,693,086

0,145,524,614

0,158,877,412,5

0,1614,4812,11,5

XLRca

Condutos não-magnéticos FN/FF/3FRccSeção(mm2)

Resistências elétricas e reatâncias indutivas de fios e cabos isolados em PVC, EPR e XLPE em condutos fechados (valores em ΩΩΩΩ/km)

Dim

ensi

onam

ento

de

Con

duto

res

em B

aixa

Ten

são

Tab

ela

22 –

Pire

lli p

g64

Page 28: Dimensionamento condutor elétrico

28Adélio José de Moraes e Sérgio Ferreira de Paula Silva

SeSeçção Mão Míínima nima -- FaseFaseConforme NBR 5410:2004, item 6.2.6.1.1 – pg. 113

0,75Circuitos a extrabaixa tensão para aplicações especiais

0,75Para qualquer outra aplicação

Como especificado na norma do equipamento

Para um equipamento específico

Ligações flexíveis

0,5Circuitos de sinalização e controle

2,5Circuitos de Força

1,5Circuitos de Iluminação

Fixas em geral

Seção Mínima p/ condutores de cobre (mm2)

UtilizaçãoInstalação

NBR 5410:2004 - Tabela 47 pg. 113

As seções mínimas são ditadas por razões mecânicas

Page 29: Dimensionamento condutor elétrico

29Adélio José de Moraes e Sérgio Ferreira de Paula Silva

SeSeçção Mão Míínima nima -- NeutroNeutroConforme NBR 5410:2004, item 6.2.6.2 – pg. 114

2

Quando em um circuito bifásico ou trifásico com neutro possuir uma taxa de 3ª harmônica e seus múltiplos superior a 33%, pode ser necessário um condutor neutro com seção superior à dos condutores fase

O condutor neutro deve possuir a mesma seção que os condutores fase no

seguintes casos:

Circuitos monofásicos;

Circuitos bifásicos com neutro (2 fases + neutro), quando a taxa de 3ª

harmônica e seus múltiplos não for superior a 33%.

Circuitos trifásicos com neutro, quando a taxa de 3ª harmônica e seus

múltiplos não for superior a 33%.

Page 30: Dimensionamento condutor elétrico

30Adélio José de Moraes e Sérgio Ferreira de Paula Silva

SeSeçção Mão Míínima nima -- NeutroNeutroConforme NBR 5410:2004, item 6.2.6.2 – pg. 114

2Conforme 6.2.6.2.6, apenas nos circuitos trifásicos é admitida a redução do

condutor neutro. Tal procedimento deve atender, simultaneamente, as três

condições seguintes:

O circuito for presumivelmente equilibrado, em serviço normal;

A corrente das fases não contiver uma taxa de 3ª harmônica e seus

múltiplos superior a 15%; e

O condutor neutro for protegido contra sobrecorrentes, conforme 5.3.2.2.

Page 31: Dimensionamento condutor elétrico

31Adélio José de Moraes e Sérgio Ferreira de Paula Silva

SeSeçção Mão Míínima nima -- NeutroNeutroConforme NBR 5410:2004, item 6.2.6.2.6 – pg. 115

Nestes casos, os seguintes valores mínimos podem ser adotados para a seção

do condutor neutro.

1854001503001202409518570150701205095357025502535SS 25

Seção mínima do condutor neutro (mm2)Seção dos condutores fase (mm2)

NB

R 5

410:

2004

-T

abel

a 48

pg.

115

Page 32: Dimensionamento condutor elétrico

32Adélio José de Moraes e Sérgio Ferreira de Paula Silva

HarmônicosHarmônicos

Harmônicas são ondas senoidais, de tensão ou de corrente, cujas Harmônicas são ondas senoidais, de tensão ou de corrente, cujas frequências são mfrequências são múúltiplas inteiras da frequência fundamental.ltiplas inteiras da frequência fundamental.

As ondas distorcidas podem ser decompostas em uma soma de ondas senoidais de frequências diversas, múltiplas da fundamental.

Conforme NBR 5410:2004, Anexo F – pg. 196

Page 33: Dimensionamento condutor elétrico

33Adélio José de Moraes e Sérgio Ferreira de Paula Silva

HarmônicosHarmônicos

Lâmpada Fluorescente Compacta (MonofLâmpada Fluorescente Compacta (Monofáásica)sica)

10093

81,5

67

5136 28

166166

11 33 55 77 99 1111 1313 DTIDTI00

2020

4040

6060

8080

DH (%)DH (%)

Page 34: Dimensionamento condutor elétrico

34Adélio José de Moraes e Sérgio Ferreira de Paula Silva

HarmônicosHarmônicos

Inversor de frequência PWM (TrifInversor de frequência PWM (Trifáásico)sico)

100

65

73

11 55 DHTDHT00

2020

4040

6060

8080

100100

120120DH (%)DH (%)

38

77

7

1111

10

1313

5

1717

Page 35: Dimensionamento condutor elétrico

35Adélio José de Moraes e Sérgio Ferreira de Paula Silva

HarmônicosHarmônicosEfeitos provocados por HarmônicosEfeitos provocados por Harmônicos

Operação indevida de equipamentos; Eletrônicos, de controle, proteção e outros.

Erros de leitura em equipamentos de medição;

Sobretensões; Comprometimento da isolação e da vida útil dos equipamentos.

Sobrecorrentes; Efeitos térmicos nocivos aos equipamentos.

Interferências em sistemas de comunicação; Principalmente sinais de rádio.

Redução da vida útil;

Perdas excessivas em cabos e transformadores;

Ruídos audíveis;

Ressonâncias Série e Paralela, entre outros.

Page 36: Dimensionamento condutor elétrico

36Adélio José de Moraes e Sérgio Ferreira de Paula Silva

HarmônicosHarmônicosHarmônicos TriplosHarmônicos Triplos

Fase A (50 A)

Neutro (82 A)

Cargas Eletrônicas

Fase B (50 A)

Fase C (50 A)

Page 37: Dimensionamento condutor elétrico

37Adélio José de Moraes e Sérgio Ferreira de Paula Silva

HarmônicosHarmônicos

Fatores de Correção para Harmônicos

Quando, num circuito trifásico com neutro ou num circuito com duas fases e neutro, a taxa de

terceira harmônica e seus múltiplos for superior a 33%, a corrente que circula pelo neutro é superior

à corrente das fases. A seção do condutor neutro pode ser determinada calculando-se a corrente no

neutro sob a forma:

Conforme NBR 5410:2004, Anexo F – pg. 196

'BhN IfI = 2

2

21

'n

n

B III Σ+=Onde:

I’B : corrente de projeto corrigida;

I1 , In : corrente fundamental e harmônicas;

fh : fator de correção em função da taxa de harmônicos triplos.

Page 38: Dimensionamento condutor elétrico

38Adélio José de Moraes e Sérgio Ferreira de Paula Silva

HarmônicosHarmônicosFatores de Correção para Harmônicos

Conforme NBR 5410:2004, Anexo F – pg. 196

1,411,73 66%1,381,6461% a 65%

1,341,5556% a 60%

1,301,4551% a 55%

1,271,3546% a 50%

1,231,2441% a 45%

1,191,1936% a 40%

1,151,1533% a 35%

Circuito com duas fases e neutro

Circuito trifásico com neutro

fhTaxa de Harmônicos

Triplos

NBR 5410:2004 - Tabela F.1 pg. 196

Page 39: Dimensionamento condutor elétrico

39Adélio José de Moraes e Sérgio Ferreira de Paula Silva

SeSeçção Mão Míínima nima -- ProteProteççãoãoConforme NBR 5410:2004, item 6.4.3.1.3 – pg. 150

A seção do condutor de proteção pode ser determinada através da seguinte

tabela:

S/2S > 351616 < S 35SS 16

Seção mínima do condutor de proteção correspondente (mm2)Seção dos condutores fase (mm2)

NBR 5410:2004 - Tabela 58 pg. 150

Page 40: Dimensionamento condutor elétrico

40Adélio José de Moraes e Sérgio Ferreira de Paula Silva

SobrecargaSobrecargaConforme NBR 5410:2004, item 5.3.4 – pg. 63

A sobrecarga não é exatamente um critério de dimensionamento dos condutores, entretanto, intervêm na determinação de sua seção.

Page 41: Dimensionamento condutor elétrico

41Adélio José de Moraes e Sérgio Ferreira de Paula Silva

SobrecargaSobrecargaConforme NBR 5410:2004, item 5.3.4 – pg. 63

Para que a proteção dos condutores contra sobrecargas fique assegurada, as características de atuação do dispositivo a provê-la devem ser tais que:

3212

321

45,1 kkkII

e

kkkIII

Z

ZnB

⋅⋅⋅⋅≤

⋅⋅⋅≤≤

Onde:

IB : corrente de projeto, em A;

IZ : capacidade de condução de corrente dos condutores;

In : corrente nominal do dispositivo de proteção (ou corrente de ajuste

para dispositivos ajustáveis), nas condições previstas para sua

instalação.

I2 : corrente convencional de atuação, para disjuntores, ou corrente

convencional de fusão, para fusíveis.

Page 42: Dimensionamento condutor elétrico

42Adélio José de Moraes e Sérgio Ferreira de Paula Silva

SobrecargaSobrecargaConforme NBR 5410:2004, item 5.3.4 – pg. 63

A condição, , é aplicável quando for possível assumir que a

temperatura limite de sobrecarga dos condutores não venha a ser mantida por

um tempo superior a 100 h durante 12 meses consecutivos, ou por 500 h ao

longo da vida útil do condutor. Quando isso ocorrer, a condição deve ser

substituída por:

ZII ⋅≤ 45,12

ZII ≤2

Page 43: Dimensionamento condutor elétrico

43Adélio José de Moraes e Sérgio Ferreira de Paula Silva

Disjuntores (IEC 60898)Disjuntores (IEC 60898)Corrente convencional de atuação é o valor

especificado de corrente que provoca a atuação do

dispositivo dentro do tempo convencional.

O tempo convencional:

1) Corrente convencional de não atuação – 1,13;

2) Corrente convencional de atuação – 1,45.

A 63horas 2A 63hora 1 >≤

Na prática a corrente I2 é considerada igual àcorrente convencional de atuação dos disjuntores.

t < 1h (In 63 A)t < 2h (In > 63 A)

1,45 In

t 1h (In 63 A)t 2h (In > 63 A)

1,13 In

Tempo de AtuaçãoIntensidade

Os disjuntores NBR IEC 60898, 60947-2 e NBR 5361 atendem a condição de I2

Page 44: Dimensionamento condutor elétrico

44Adélio José de Moraes e Sérgio Ferreira de Paula Silva

Curvas de Disjuntores (IEC 60898)Curvas de Disjuntores (IEC 60898)CURVA B: Tem como característica principal o disparo

instantâneo para corrente entre 3 a 5 vezes a corrente

nominal. sendo assim, são aplicados principalmente na

proteção de circuitos com características resistivas ou

com grandes distâncias de cabos envolvidas. Exemplos:

Lâmpadas incandescentes, chuveiros, aquecedores

elétricos, etc.

CURVA C: Tem como característica o disparo

instantâneo para correntes entre 5 e 10 vezes a corrente

nominal. sendo assim, são aplicados para proteção de

circuitos com cargas indutivas. Exemplos: Lâmpadas

Fluorescentes, geladeiras, máquinas de lavar, etc.

CURVA D: disparo instantâneo para correntes entre 10

a 20 vezes a corrente nominal

Page 45: Dimensionamento condutor elétrico

45Adélio José de Moraes e Sérgio Ferreira de Paula Silva

CurtoCurto--CircuitoCircuito

A suportabilidade a correntes de curto-circuito dos condutores, determina o tipo de dispositivo de proteção dos mesmos, podendo modificar sua seção.

Conforme NBR 5410:2004, item 5.3.5 – pg. 65

Os condutores devem ser protegidos por dispositivos de proteção com as seguintes características:

rk II ≤Onde:

Ik : corrente de curto-circuito presumida;

Ir : corrente máxima de interrupção (ruptura) do dispositivo de proteção.

Page 46: Dimensionamento condutor elétrico

46Adélio José de Moraes e Sérgio Ferreira de Paula Silva

CurtoCurto--CircuitoCircuito

GU

IA E

M d

a N

BR

541

0 –

Cap

. 5 –

pg. 1

65 Para transformador de 112,5kVA, circuito de 25 metros utilizando condutor de 16 mm2, Ik =

Page 47: Dimensionamento condutor elétrico

47Adélio José de Moraes e Sérgio Ferreira de Paula Silva

CurtoCurto--CircuitoCircuito

GU

IA E

M d

a N

BR

541

0 –

Cap

. 5 –

pg. 1

67

Page 48: Dimensionamento condutor elétrico

48Adélio José de Moraes e Sérgio Ferreira de Paula Silva

CurtoCurto--CircuitoCircuitoConforme NBR 5410:2004, item 5.3.5 – pg. 65

A integral de Joule (energia) que o dispositivo de proteção deixa passar, deve ser inferior ou igual à energia necessária para aquecer o condutor desde a temperatura máxima para serviço contínuo até a temperatura limite de curto-circuito:

222 SKtI ⋅≤⋅

Onde:

I : corrente de curto-circuito presumida simétrica, valor eficaz;

t : é a duração do curto-circuito, em segundos;

K : constante definida pelo tipo de isolação do condutor;

S : seção do condutor em mm2.

Calculado para o disjuntor(curvas do fabricante)

Calculado para o condutor

Page 49: Dimensionamento condutor elétrico

49Adélio José de Moraes e Sérgio Ferreira de Paula Silva

CurtoCurto--CircuitoCircuitoConforme NBR 5410:2004, item 5.3.5 – pg. 68

946876Alumínio

143103115Cobre

250ºC90ºC140ºC70ºC160’ºC70ºC

FinalInicialFinalInicialFinalInicial

Temperatura

> 300 mm2 300 mm2EPR/XLPE

PVC

Isolação

Material

NBR 5410:2004 - Tabela 30 pg. 68

Valores de K para condutores de isolação de PVC, EPR ou XLPE

Page 50: Dimensionamento condutor elétrico

50Adélio José de Moraes e Sérgio Ferreira de Paula Silva

CurtoCurto--CircuitoCircuito

Exemplo:Corrente de cc = 2 kA;Qual a seção mínima de um condutor protegido por um disjuntor de 25 A, Curva C?

Page 51: Dimensionamento condutor elétrico

51Adélio José de Moraes e Sérgio Ferreira de Paula Silva

Choques ElChoques Eléétricos tricos –– Contatos IndiretosContatos IndiretosConforme NBR 5410:2004, item 5.1.2.2.4 – pg. 38

Page 52: Dimensionamento condutor elétrico

52Adélio José de Moraes e Sérgio Ferreira de Paula Silva

Choques ElChoques Eléétricos tricos –– Contatos IndiretosContatos IndiretosConforme NBR 5410:2004, item 5.1.2.2.4 – pg. 38

Requisitos Básicos para a proteção contra choques elétricos:

Equipotencialização da proteção;

Seccionamento automático.-Dispositivos de proteção a sobrecorrente;

- Dispositivos de proteção a corrente diferencial-residual (DR).

Page 53: Dimensionamento condutor elétrico

53Adélio José de Moraes e Sérgio Ferreira de Paula Silva

Choques ElChoques Eléétricos tricos –– Contatos IndiretosContatos IndiretosConforme NBR 5410:2004, item 5.1.2.2.4 – pg. 38

Equipotencialização da proteção

Page 54: Dimensionamento condutor elétrico

54Adélio José de Moraes e Sérgio Ferreira de Paula Silva

Choques ElChoques Eléétricos tricos –– Contatos IndiretosContatos IndiretosSeccionamento Automático por SobrecorrenteO dispositivo de proteção contra sobrecorrente assegura proteção contra contatos indiretos quando o comprimento máximo do circuito não ultrapassar os limites da tabela abaixo.

31239148862078297750

219273342434547684855109535

15619524431039148861178297725

10012515619825031239150062578296216

62789712415619524431239148860178210

37465874931171461872342963614697826

253139496278971251561952403125214

1519243139486178971221501953252,5

09111418232936465873901171951,5

125100806350403225201613106

Corrente nominal do disjuntor (A)S(mm2)

GU

IA E

M d

a N

BR

541

0 –

Cap

. 3 –

pg. 5

5

Valores válidos para condutor de cobre; tensão fase-neutro = 220 V; relação entre a seção do condutor de fase e a seção do condutor de proteção = 1; esquema de aterramento TN; disjuntor tipo B.

Page 55: Dimensionamento condutor elétrico

55Adélio José de Moraes e Sérgio Ferreira de Paula Silva

Choques ElChoques Eléétricos tricos –– Contatos IndiretosContatos IndiretosSeccionamento Automático por SobrecorrenteFatores de correção da Tabela anterior:

62,01 =fPara condutores de alumínio

1'1

2 +=

mf

m’ = relação entre a seção do condutor de fase e o condutorde proteção

m’ = 2

2203fnV

f =

Para tensão fase-neutro <> 220 V

14 =fPara esquema de aterramento TN

25,0

5,0

5

5

==

f

f

67,02 =f

Para disjuntor tipo C e tipo D

54321 fffffValorValorNovo ⋅⋅⋅⋅⋅=

Page 56: Dimensionamento condutor elétrico

56Adélio José de Moraes e Sérgio Ferreira de Paula Silva

Choques ElChoques Eléétricos tricos –– Contatos IndiretosContatos IndiretosConforme NBR 5410:2004, item 5.1.3.2 – pg. 49

Seccionamento Automático por Dispositivo DRNão há razões para preocupação, quanto ao atendimento da regra de seccionamento

automático, quando se utiliza dispositivos DR, a não ser que a proteção diferencial-

residual seja de baixíssima sensibilidade.

Page 57: Dimensionamento condutor elétrico

57Adélio José de Moraes e Sérgio Ferreira de Paula Silva

Choques ElChoques Eléétricos tricos –– Contatos IndiretosContatos Indiretos

Page 58: Dimensionamento condutor elétrico

58Adélio José de Moraes e Sérgio Ferreira de Paula Silva

Exigência de DRExigência de DR

Os seguintes circuitos devem ser objeto de proteção adicional por dispositivos

DR de alta sensibilidade (corrente diferencial-residual 30 mA):

Circuitos que sirvam pontos de utilização situados em locais contendo banheira ou

chuveiro;

Circuitos que alimentam tomadas de corrente situadas em áreas internas que possam vir

a alimentar equipamentos no exterior;

Circuitos residenciais que sirvam pontos de utilização situados em cozinhas, copas-

cozinhas, lavanderias, áreas de serviço, garagens e demais dependências internas

molhadas em uso normal ou sujeitas a lavagens;

Circuitos em edificações não-residencias que sirvam pontos de tomada situados em

cozinhas, copas-cozinhas, lavanderias, áreas de serviço, garagens e, no geral, em áreas

internas molhadas em uso normal ou sujeitas a lavagens;

Conforme NBR 5410:2004, item 5.1.3.2 – pg. 49

Page 59: Dimensionamento condutor elétrico

59Adélio José de Moraes e Sérgio Ferreira de Paula Silva

Dimensionamento de Dimensionamento de EletrodutosEletrodutos

Page 60: Dimensionamento condutor elétrico

60Adélio José de Moraes e Sérgio Ferreira de Paula Silva

DimensionamentoDimensionamento

A utilização de condutos fechados (eletrodutos) devem observar as seguintes exigências:

Os circuitos devem pertencer à mesma instalação (mesmo Quadro);

Os condutores devem ser semelhantes (intervalo de 3 seções normalizadas);

Todos os condutores devem possuir a mesma temperatura máxima;

Todos os condutores devem ser isolados para a maior tensão nominal;

É vedado a utilização de eletrodutos que não sejam expressamente apresentados e

comercializados como tal;

A NBR 5410 somente permite a utilização de eletrodutos não-propagantes de chama e,

quando embutidos, suportem os esforços de deformação característicos da técnica

construtiva utilizada.

Nos eletrodutos só devem ser instalados condutores isolados, cabos unipolares e

multipolares.

Conforme NBR 5410:2004, item 6.2.11.1 – pg. 120

Page 61: Dimensionamento condutor elétrico

61Adélio José de Moraes e Sérgio Ferreira de Paula Silva

DimensionamentoDimensionamentoConforme NBR 5410:2004, item 6.2.11.1 – pg. 120

Taxa máxima de ocupação dos eletrodutos

40%3 ou mais

31%2

53%1

Máxima ocupação em relação à área útil do eletroduto

Quantidade de condutores ou cabos

Page 62: Dimensionamento condutor elétrico

62Adélio José de Moraes e Sérgio Ferreira de Paula Silva

DimensionamentoDimensionamentoTradicionalmente, no Brasil, os eletrodutos eram designados por seu diâmetro interno em polegadas. Com o advento das novas normas, a designação passou

a ser feita pelo tamanho nominal, um simples número sem dimensão.

3½85

375

2½60

250

1½40

1¼32

125

¾20

½16

Diâmetro Interno (polegadas)

(designação da rosca)

Tamanho nominal

Eletroduto Rígido de PVC

Inst

alaç

ões

Elé

tric

as, C

otri

m, A

–pg

. 265

Page 63: Dimensionamento condutor elétrico

63Adélio José de Moraes e Sérgio Ferreira de Paula Silva

DimensionamentoDimensionamentoEletroduto Rígido de PVC Tipo Roscável (NBR 6150)

4.976,404.441,454,06,288,0 ± 0,485

3.536,173.186,93,85,575,1 ± 0,475

2.189,571.947,823,14,659,4 ± 0,460

1.346,151.219,223,04,047,8 ± 0,450

1.023,55945,702,73,642,2 ± 0,340

593,95551,552,73,233,2 ± 0,332

356,32336,522,32,626,2 ± 0,325

232,35196,071,82,521,1 ± 0,320

128,67120,771,82,016,7 ± 0,316

Classe BClasse AClasse BClasse A

Área interna disponível (mm2)*Espessura da paredeDiâmetro

Externo (mm)

Tamanho Nominal

* Valores calculados por A=/4*(diâmetro externo – tolerância – 2*espessura parede)2

Page 64: Dimensionamento condutor elétrico

64Adélio José de Moraes e Sérgio Ferreira de Paula Silva

DimensionamentoDimensionamentoEletroduto Rígido de PVC Tipo Soldável (NBR 6150)

5.153,004.441,451,84,785,0 ± 0,485

4.026,43441,951,54,275,0 ± 0,475

2.551,752.206,171,33,360,0 ± 0,460

1.764,601.493,001,13,050,0 ± 0,450

110,37951,151,02,440,0 ± 0,440

692,80593,951,02,132,0 ± 0,332

404,70356,321,01,725,0 ± 0,325

246,05219,051,01,520,0 ± 0,320

147,40126,671,01,516,0 ± 0,316

Classe BClasse AClasse BClasse A

Área interna disponível (mm2)*Espessura da paredeDiâmetro

Externo (mm)

Tamanho Nominal

* Valores calculados por A=/4*(diâmetro externo – tolerância – 2*espessura parede)2

Page 65: Dimensionamento condutor elétrico

65Adélio José de Moraes e Sérgio Ferreira de Paula Silva

DimensionamentoDimensionamentoCondutores Prysmian 750 V BWF Antiflam*

* Área Total calculada por A=/4*(diâmetro externo nominal)2

343,0720,9254,4718,0--150

274,6518,7213,8216,5--120

221,6716,8176,7115,0--90

167,4114,6132,7313,0--70

128,6812,895,0311,0--50

91,6010,870,889,5--35

69,409,456,748,5--25

45,367,637,396,9--16

28,276,027,345,924,635,610

4,7--15,204,46

4,2--11,943,94

10,173,6--9,083,42,5

7,073,0--6,152,81,5

Área Total (mm2)

Diâmetro externo nominal

(mm)

Área Total (mm2)

Diâmetro externo nominal

(mm)

Área Total (mm2)

Diâmetro externo nominal

(mm)

Cabo Superastic FlexCabo SuperasticFio SuperasticSeção

Nominal (mm2)