Divisão da Instalação em Circuitos

7.1 – Locação dos Pontos Elétricos 7.2 – Setores de uma Instalação Elétrica 7.3 – Recomendações para Localização dos

Quadros Elétricos 7.4 – Divisão da Instalação em Circuitos

Terminais 7.5 – Quadro de Distribuição de Cargas 7.6 – Recomendações para a Representação

da Tubulação e da Fiação 7.7 – Desenho da Instalação Elétrica de um

Edificio 7.8 – Diagramas e Detalhes da Instalação

Elétrica 7.9 – Prumada Elétrica 7.10 – Diagramas Unifilares da Instalação

Elétrica 7.1 - Locação dos Pontos Elétricos

Definidos todos os pontos de utilização de energia elétrica da instalação, a sua locação em planta será feita com a simbologia gráfica definida na norma NBR – 5444: Símbolos Gráficos para Instalações Elétricas Prediais (ver Anexo, página 249).

Ao fazer a locação dos pontos em planta, os projetista deve estar atento às seguintes recomendações:

a- Fazer o desenho com gabaritos ou softwares

gráficos específicos para projetos de instalações elétricas, a simbologia apropriada para cada ponto de utilização e colocando ao lado de cada ponto a sua respectiva potência.

b- Observar o projeto arquitetônico, o projeto

estrutural e os demais projetos de utilidades do edifício, evitando locar pontos elétricos sobre elementos estruturais (pilares ou vigas de concreto) ou em interferência com outras instalações (por exemplo, com pontos dos projetos de instalações telefônicas, hidráulicas, sanitárias, de combate a incêndio, de segurança patrimonial, etc.).

c- Observar o layout detalhado no projeto de

ambientação, ou, na ausência deste, manter uma interlocução com o cliente, visando localizar os pontos de maneira a:

- Distribuir uniformemente os pontos de iluminação geral e prever pontos de iluminação para destaques específicos; - Distribuir uniformemente as tomadas de uso geral; - Prever localização de tomadas sobre as eventuais

bancadas existentes em copas, cozinhas, áreas de serviço e banheiros (recomenda-se que sobre cada bancada sejam previstas no mínimo duas tomadas de uso geral a 0,30m de altura da bancada), exceto para banheiros, onde se prevê no máximo uma tomada).

- Prever a localização das tomadas de uso especifico a no máximo 1,50m dos aparelhos de utilização

- Localizar de maneira apropriada os comandos dos pontos de iluminação, prevendo interruptores simples, duplos, triplos, paralelos ou intermediários onde se fizer necessário.

d- No que se refere às instalações do condomínio,

definir: - A localização dos motores para elevadores, bombas de recalque d´água, bombas de drenagem, bombas de sistema de combate a incêndio, bombas para piscinas, portões de acesso, etc., bem como a localização dos seus respectivos quadros de comando, observando as áreas especificas destinadas a estes fins e as recomendações dos fabricantes desses equipamentos. - Prever a utilização de minuteiras e/ou interruptores para o comando dos pontos de iluminação de escadas, hall´s e circulações. - Prever a utilização de interruptores diversos e/ou comandos nos próprios quadros para os pontos de iluminação do subsolo, pavimento térreo, portaria, áreas externas, jardins, piscinas, quadras esportivas, etc. - Prever a utilização de porteiros eletrônicos, sinalizadores para acesso de veículos. Sinalizadores de obstáculos, alarmes, etc.

Exemplo:

As figuras 7.1a, 7.1b e 7.1c, mostradas a seguir, exemplificam a locação dos pontos elétricos em um pequeno apartamento:

7.2 - Setores de uma Instalação Elétrica 7.2.1 – Definições Circuito Elétrico

É o conjunto de equipamentos e condutores elétricos, ligados a um mesmo dispositivo de proteção.

Dispositivo de Proteção

É um equipamento elétrico que atua automaticamente pela ação de dispositivos sensíveis, quando o circuito elétrico ao qual está conectado se encontra submetido a determinadas condições anormais, com o objetivo de evitar ou limitar danos a um sistema ou equipamentos elétrico. Os principais dispositivos de proteção utilizados em instalações prediais são os disjuntores termomagnéticos, os disjuntores diferenciais e os fusíveis.

Quadro de Distribuição

Componente de uma instalação elétrica destinado a abrigar um ou mais dispositivos de proteção e/ou de manobra e a conexão de condutores elétricos interligados a eles, com o fim de distribuir a energia aos diversos circuitos.

Circuitos Terminais

São os circuitos que alimentam diretamente os equipamentos de utilização (lâmpadas, aparelhos elétricos, motores) e ou tomadas de corrente de uso geral ou de uso especifico.

Os circuitos terminais podem ser monofásicos, bifásicos ou trifásicos, conforme a natureza das cargas que alimentam.

Os circuitos terminais partem dos quadros terminais

ou dos quadros de distribuição (alimentadores e são conectados diretamente aos terminais da carga ou das cargas que fazem parte deles, ou das tomadas de corrente pertencentes a eles.

Quadros Terminais

São quadros elétricos que alimentam exclusivamente circuitos terminais.

Circuitos Alimentadores

São os circuitos que alimentam um ou mais quadros terminais e/ou quadros de distribuição (alimentadores). Os termos: circuitos de distribuição principal, circuito de distribuição divisionário e circuito subalimentador são também empregados para designar circuitos alimentadores.

Os circuitos alimentadores podem ser monofásicos,

bifásicos ou trifásicos. Os circuitos alimentadores partem de uma fonte de

energia (rede pública, transformador ou gerador) ou de um quadro de distribuição e alimentam um ou mais quadros.

Quadros Alimentadores ou Quadros de Distribuição

São os quadros dos quais partem um ou mais circuitos alimentadores, podendo também partir deles circuitos terminais.

7.3 Recomendações para Localização dos Quadros Elétricos

7.3.1 – Introdução

Os quadros terminais e quadros de distribuição devem estar localizados preferencialmente no Centro de Carga da instalação, que será definido como o ponto ou região em que se concentram as maiores potências.

Considerando-se apenas o aspecto do

dimensionamento elétrico dos circuitos, esta afirmação é valida. Se o quadro estiver situado no ponto central das cargas às quais atende, calculado de modo ponderado, considerando-se as potências individuais das cargas e as suas distâncias em relação ao quadro, poderemos obter uma razoável economia nos condutores, haja vista que serão reduzidos os comprimentos dos circuitos terminais, reduzindo-se em conseqüência as quedas de tensão e, possivelmente, a bitola dos condutores.

A localização dos quadros deve também atender a

outros critérios, tais como: facilidade de acesso, funcionalidade e segurança, que devem ser considerados conjuntamente para obter-se a melhor solução.

Cálculo do Centro de Cargas

Para encontrarmos o Centro de Cargas de uma instalação que contem “n” cargas de potências nominais P1, P2, ..., Pn utilizaremos o processo do Baricentro.

Determina-se, sobre a planta baixa da instalação,

um sistema de eixos cartesianos, tomando-se em cada ponto a sua respectiva potência nominal “Pi” e as suas distâncias “Xi” e “Yi” em relação à origem (ver figura 7.3).

O Baricentro de Cargas é o ponto de coordenadas “X” e “Y” calculadas pelas expressões:

O processo para localização do centro de carga, que

deve corresponder a uma subestação ou quadro de força, é

definido pelo cálculo do baricentro dos pontos considerados

como de carga puntiforme e correspondentes à potência

demandada de cada setor com suas respectivas distâncias à

origem - no caso o posto de proteção geral, conforme as

equações acima. O esquema de coordenadas da Fig. 1.2 é

referente à indústria representada na Fig. 1.1.

X = X1 x P1 + X2 x P2 + X3 x P3 + X4 x P4 + X5 x P5

P1 + P2 + P3 + P4 + P5

Y = Y1 x P1 + Y2 x P2 + Y3 x P3 + Y4 x P4 + Y5 x P5

P1 + P2 + P3 + P4 + P5 Para exemplificar, considerar as potências e as

distâncias indicadas nas Figs. 1.1 e 1.2.

X = 60 x 225 + 150 x 500 + 200 x 750 + 320 x 300 + 320 x 1.000 → X = 235,8 m

225 + 500 + 750 + 300 + 1000

Y = 150 x 225 + 60 x 500 + 150 x 750 + 110 x 300 + 40 x 1000 → Y = 89,8 m

225 + 500+ 750 + 300 + 1000

As coordenadas X e Y indicam o local adequado da

subestação, relativamente ao ponto de vista da carga. O

local exato, porém, deve ser decidido tomando-se como

base outros parâmetros, tais como proximidade de depósitos

de materiais combustíveis, sistemas de resfriamento de

água, arruamento interno, etc.

7.3.2 – Quadros Terminais de Residências (Apartamentos e Casas)

Não obstante as colocações feitas anteriormente, o quadro de distribuição terminal em residências (casas e apartamentos) deve estar localizado:

a- próximo ao centro de carga; b- em ambiente de serviço ou circulação;

c- em local de fácil acesso;

d- em local visível e seguro.

7.3.3 – Quadros Terminais de Instalações de Serviço (Condomínio)

A determinação e localização dos diversos quadros terminais das instalações de serviço (condomínio) de edifícios de uso coletivo devem atender, além do exposto anteriormente, às seguintes recomendações:

a- Deve-se prever tantos quadros terminais quantos

forem os sistemas de utilidades do edifício. Por exemplo: Quadro Terminal de Iluminação e Tomadas do Pavimento Térreo, Circulações e Escadas, Quadro Terminal de Iluminação e Tomadas do Subsolo, Quadro Terminal Elevadores, Quadro de Bombas de Recalque d´água, Quadro Terminal da Piscina e Quadras Esportivas, etc.

b- Os quadros terminais devem situar-se nas

proximidades das suas cargas. 7.4 Divisão da Instalação em Circuitos Terminais 7.4.1 – Introdução

A instalação elétrica de uma residência (casa ou apartamento) deve ser dividida em circuitos terminais.

A divisão em circuitos terminais facilita a operação e manutenção da instalação, além de reduzir a interferência entre os pontos de utilização. Como conseqüência, ou circuitos terminais individualizados terão reduzidas a queda de tensão e a corrente nominal, o que possibilita o dimensionamento de condutores e dispositivos de proteção de menor seção e capacidade nominal.

Devemos evitar projetar circuitos terminais muito

carregados (de elevada potência nominal), pois resultaria em condutores de seção nominal muito grande, o que dificultaria a execução da instalação dos fios nos eletrodutos e as ligações deles aos terminais dos aparelhos de utilização (interruptores, tomadas e luminárias).

Cada circuito terminal será ligado a um dispositivo

de proteção. No caso das instalações residenciais, podem ser utilizados disjuntores termomagnéticos ou disjuntores residuais diferenciais (DR).

O Quadro de Distribuição é o ponto-chave da instalação, pois:

7.4.2 – Objetivos

A divisão da instalação em circuitos terminais tem os seguintes objetivos:

- Limitar as conseqüências de uma falta, a qual

pode provocar apenas o seccionamento do circuito defeituoso;

- Facilitar as verificações, os ensaios e a

manutenção; - Evitar os perigos que possam resultar da falha de

um circuito único, como no caso de iluminação.

7.4.3 – Recomendações

- Toda instalação deve ser dividida em circuitos, de forma que cada um possa ser seccionado, sem risco de realimentação inadvertida através de outro circuito;

- Os circuitos terminais devem ser individualizados

pela função dos equipamentos de utilização que alimentam. Em particular, devem ser previstos circuitos terminais distintos para iluminação e tomadas de corrente;

- Devem ser previstos circuitos independentes para

as tomadas de uso geral da cozinha, copa e área de serviço; - Equipamentos que absorvam corrente igual ou

superior a 10 A devem possuir tomada de uso especifico; - Deve ser previsto um circuito exclusivo para cada

tomada de uso especifico; - A potência dos circuitos, com exceção de circuitos

exclusivos para TUE´s, deve estar limitada a 1200 VA em 127 V, ou 2200 VA em 220 V;

- Em instalações com duas ou três fases, as cargas devem ser distribuídas uniformemente entre as fases de modo a obter-se o maior equilíbrio possível.

7.4.4 – Tensão dos Circuitos

De acordo com o numero de fases e a tensão secundaria de fornecimento, devemos observar as seguintes recomendações quanto à determinação da tensão de ligação dos circuitos terminais:

- Quando a instalação for monofásica, todos os

circuitos terminais terão ligação fase-neutro, na tensão de fornecimento padronizada da concessionária local.

- Quando a instalação tiver duas ou três fases,

devemos ter os circuitos de iluminação e tomadas de uso geral no menor valor de tensão, isto é, esses circuitos serão monofásicos (ligação fase-neutro).

- Quando a instalação tiver duas ou três fases, e a

maior das tensões (fase-fase) for até 230 V, podemos ter circuitos de tomadas de uso especifico ligados em duas fases (circuitos bifásicos) ou circuitos ligados entre uma fase e o neutro (circuitos monofásicos). Nestes casos, geralmente utilizam-se circuitos bifásicos (220 V, por exemplo) para os aparelhos de uso especifico de maior potência, tais como chuveiros elétricos, torneiras elétricas e aparelhos de ar-condicionado.

A figura 7.5 mostra a divisão de uma instalação

elétrica residencial em diversos circuitos terminais.

7.5 Quadro de Distribuição de Cargas

Concluída a divisão das cargas em circuitos terminais, será identificado na planta, ao lado de cada ponto de luz ou tomada, o numero do seu respectivo circuito.

O circuito terminais terão sua origem, comando e

proteção nos quadros. As partes componentes de um quadro são:

- Disjuntor Geral; - Barramento de interligação das fases; - Disjuntores dos Circuitos Terminais; - Barramento de neutro; - Barramento de proteção; - Estrutura: composta de caixa metálica, chapa de

montagem dos componentes isoladores, tampa e sobretampa.

As figuras 7.10 a 7.12 mostram exemplos de

quadros de distribuição:

A divisão dos circuitos terminais de uma instalação,

bem como as informações relativas às suas cargas, tipo, tensão, potência nominal e dimensionamentos de condutores e das proteções, será sintetizada em uma tabela, denominada Quadro de Distribuição de Cargas. A folha seguinte mostra um modelo de Quadro de Cargas.

Exemplo: A instalação elétrica do apartamento apresentada na

figura 7.1c pode ser dividida em circuitos terminais, conforme o Quadro de Distribuição de Cargas da página anterior.

7.6 - Recomendações para a Representação da Tubulação e da Fiação

Concluída a locação dos pontos na planta baixa e identificados os circuitos terminais conforme mostra a figura 5.1c, é hora de interligá-los, ou seja, representar o sistema de tubulação e a fiação correspondente.

Algumas recomendações devem ser

seguidas

7.6.1 – Orientações para o Traçado de Tubulações

1- Inicialmente, devemos locar o Quadro de Distribuição, seguindo as recomendações do item 7.3.

2- A partir do Quadro de Distribuição, iniciar o traçado

dos eletrodutos, procurando os caminhamentos mais curtos e evitando, sempre que possível, o cruzamento de tubulações.

3- Para isso devemos procurar interligar inicialmente os

pontos de luz (tubulações embutidas no teto), percorrendo e interligando assim todos os recintos.

4- Interligar os interruptores e tomadas ao(s) ponto(s) de

luz de cada recinto (tubulações embutidas nas paredes).

5- Devemos evitar que as caixas embutidas no teto (caixas octogonais 4”x4”x4” fundo móvel, ou octogonais 3”x3”x2” fundo fixo) estejam interligadas a mais de seis eletrodutos, e que a caixas retangulares 4”x4”x2” ou 4”x2”x2” embutidas nas paredes se conectem com mais de quatro eletrodutos, pois um numero maior de conexões poderia causar uma grande ocupação das referidas caixas com emendas ou passagem de condutores.

6- Devemos, igualmente, procurar evitar que em cada

trecho de eletroduto passe uma quantidade elevada de circuitos (limitar até um máximo de cinco circuitos, preferencialmente), pois, do contrário, poderemos ter diâmetros elevados para os eletrodutos, além da influência de elevação da seção nominal dos condutores, devido ao Fator de Correção de Agrupamento. Esta recomendação é válida principalmente para o trecho inicial das tubulações (saída dos quadros), onde devemos prever uma certa quantidade de saídas de eletrodutos, conforme o numero de circuitos existentes no projeto.

7- Em algumas ocasiões, é recomendável a utilização de

tubulações embutidas no piso, para o atendimento de circuitos de tomadas baixas e médias.

8- Devem ser indicados os respectivos diâmetros

nominais das tubulações (capítulo 8). As figuras 7.15 e 7.16 mostram tubulações e caixas de

interligação embutidas em teto e parede.

As figuras 7.17 e 7.18 representam detalhes das caixas de derivação de embutir e de sua interligação com as tubulações.

As figuras 7.19 e 7.20 representam

esquematicamente tubulações e caixas de derivação embutidas, indicando os materiais comumente empregados e as elevações das caixas em relação ao piso, conforme as recomendações da NBR-5444

Os pontos elétricos do apartamento mostrados na

figura 7.1c foram interligados por um sistema de tubulações, conforme indica a figura seguinte:

7.6.2 – Orientações para a Representação da Fiação

Concluído o traçado de tubulações, passamos a representação da fiação, que tem por objetivo:

1- Representar os condutores que passam em cada

trecho de eletroduto, utilizando a simbologia gráfica normatizada.

2- Identificar a que circuitos pertencem os

condutores representados. 3- Identificar as suas seções nominais, em mm². A figura 7.22 representa a fiação do apartamento

indicada na figura anterior.

7.7 Desenho da Instalação Elétrica de um Edifício

Procedimento semelhante ao que foi adotado para a divisão dos circuitos e a representação da instalação elétrica do apartamento tipo (itens 7.1 a 7.6 e figura 7.22) deve ser adotado para todas as áreas e pavimentos de um edifício de uso coletivo.

Tomemos como exemplo um edifício que possua os

seguintes pavimentos: um subsolo um pavimento térreo e quatro pavimentos tipo, cada um deles contendo quatro apartamentos tipo semelhantes à instalação mostrada na figura 7.22.

As figuras 7.23, 7.24 e 7.25, a seguir, representam

simplificadamente as plantas do pavimento tipo, do pavimento térreo e do subsolo desse edifício residencial.

Na figura 7.23, temos a representação dos circuitos

alimentadores dos apartamentos tipo, no trecho que interliga a prumada da instalação com a caixa de passagem do pavimento tipo (CP-02) e desta o prosseguimento até os quadros terminais dos apartamentos (QL-101 a QL-104).

A figura 7.24 apresenta os trechos da instalação no

pavimento térreo, iniciando no ponto de derivação da rede pública de alta tensão da concessionária, passando pela Caixa seccionada (CS), pelo quadro Geral de Baixa Tensão (QGBT) e pelo Centro de Medidores (CM-01).

A partir do CM-01, seguem os circuitos

alimentadores ao Quadro Geral do Condomínio (QGC) e à Caixa de Passagem CP-01. Esta interliga-se à prumada, conduzindo os alimentadores aos quadros terminais dos pavimentos superiores.

Do QGC prosseguem os circuitos alimentadores até

os quadros terminais do condomínio: QLCT – Quadro de

Iluminação e Tomadas do Condomínio/Térreo; QLCS – Quadro de Iluminação e Tomadas do Condomínio/Subsolo; e QFCM – Quadro de Força do Condomínio/Casa de Máquinas.

A representação da instalação elétrica dos

pavimentos térreo e subsolo está nas figuras 7.26 e 7.27.

7.8 Diagramas e Detalhes da Instalação Elétrica

Os desenhos dos diagramas unifilares ou multifilares dos quadros de distribuição (quadros gerais e quadros terminais), os detalhes dos centros de medidores, o desenho esquemático da distribuição vertical da instalação (prumada elétrica) e outros detalhes da interligação da instalação do consumidor com a rede pública da concessionária (entrada de serviço) são fundamentais para a perfeita compreensão do projeto de uma instalação elétrica de um edifício de uso coletivo.

Apresentamos, a seguir, alguns exemplos dos

desenhos citados, ressaltando que podem servir como uma orientação básica para os projetistas. A necessidade destes e de outros detalhes, bem como o seu formato, dependerá, obviamente, da especialidade de cada projeto.

7.9 Prumada Elétrica

A prumada elétrica é um desenho esquemático (sem escala) que visa representar a instalação no plano vertical. Ele mostra a interligação de toda instalação, contendo basicamente: Caixa seccionadora; Alimentador geral de baixa tensão; Quadro geral de baixa tensão; Centros de medidores; Caixas de passagem; Alimentadores dos quadros de distribuição parciais e dos quadros terminais.

A visualização, em um só desenho, de todo o

sistema elétrico do prédio permite uma compreensão clara das interligações existentes entre os diversos pavimentos e setores da instalação, bem como a rápida identificação da bitolas dos eletrodutos e dos condutores que os interligam, pois esses dados devem constar do desenho da prumada elétrica.

Exemplo: A instalação elétrica do edifício residencial de uso

coletivo do exemplo anterior está representada esquematicamente nas figuras 7.28, 7.29, e 7.30.

A tabela seguinte fornece os dados os diversos circuitos indicados na prumada da instalação elétrica:

Letra

Código Nome Início Término Eletrodutos

(mm²) Condutores

(mm²) Comprim

ento (m)

A Ramal Alimentador Subterrâneo

Concess. Caixa Seccion.

B Alimentador Geral de Baixa Tensão

Caixa Seccion.

QGBT

C Alimentador do centro de Medidores

QGBT CM-01 D Alimentadores dos QL´s

101 a 104 CM-01 CP-02

E Alimentadores dos QL´s 201 a 204

CM-01 CP-03 F Alimentadores do QL´s

301 a 304 CM-01 CP-04

G Alimentadores do Ql´s 401 a 404

CM-01 CP-05 H Alimentador do Quadro

Geral do condomínio CM-01 QG-C

I Alimentador do Quadro Terminal – Térreo

QGC QL-CT J Alimentador do Quadro

Terminal - Subsolo QGC QL-CS

K Alimentador do Quadro Terminal – casa de Máq.

QGC QF-CM L Alimentadores dos

Quadros Terminais dos Apartamentos (Típico)

CP-01 a CP-05

QL-101 a

QL-404

Figura 7.30 – Circuitos da Prumada da Instalação Elétrica.

O desenho da prumada da instalação elétrica é feito a partir das informações constantes na plantas dos diversos pavimentos do prédio. Evidentemente, todos os quadros elétricos, caixas de passagem, trechos de eletrodutos e circuitos indicados na prumada elétrica devem estar igualmente representados nas respectivas plantas baixas, que determinam a sua posição física.

7.10 Diagramas Unifilares da Instalação Elétrica

Os diagramas unifilares são desenhos esquemáticos dos quadros de distribuição. Esses desenhos são executados a partir das informações contidas nos quadros de distribuição de cargas e, de certa forma, constituem a representação desses quadros em forma de desenho.

Os diagramas são ditos unifilares quando temos

apenas uma linha para representação da saída dos condutores de cada circuito, estando representada sobre esta a fiação correspondente.

Já no caso de diagramas multifilares, cada condutor

de cada circuito é representado por uma linha exclusiva, sendo uma representação integral das conexões elétricas existentes no interior de cada quadro da instalação.

As figuras seguintes apresentam exemplos de

diagramas multifilares e unifilares de quadros terminais e de distribuição de circuito em instalações elétricas de edifícios de apartamentos.