Instalações Elétricas 2

Instalações Instalações ElétricasElétricas

DimensionamentDimensionamentososProf. Dr. Alberto Bianchi Prof. Dr. Alberto Bianchi

JuniorJunior

DimensionamentosDimensionamentos

CondutoresCondutores ProteçãoProteção

Dimensionamento de Dimensionamento de CondutoresCondutores

Corrente AdmissívelCorrente Admissível Queda de TensãoQueda de Tensão Curto-CircuitoCurto-Circuito

Corrente AdmissívelCorrente Admissível

Para a aplicação do critério da Para a aplicação do critério da capacidade de condução de corrente capacidade de condução de corrente ao dimensionamento de circuitos é ao dimensionamento de circuitos é necessário conhecer:necessário conhecer: Corrente de projeto (ICorrente de projeto (IBB)) Tipo de condutor isoladoTipo de condutor isolado Modo de instalaçãoModo de instalação Temperatura ambiente Temperatura ambiente Número de condutores carregadosNúmero de condutores carregados Condições de agrupamentoCondições de agrupamento

Corrente de Projeto (ICorrente de Projeto (IBB))

Corrente de Projeto (IB)Corrente de Projeto (IB)

Tipo de Condutor IsoladoTipo de Condutor Isolado

Classe 1: condutores sólidos (fios)Classe 1: condutores sólidos (fios) Classe 2: condutores encordoados, Classe 2: condutores encordoados,

compactadoscompactados Classe 3: condutores encordoados não Classe 3: condutores encordoados não

compactadoscompactados Classes 4, 5 e 6: condutores flexíveis com Classes 4, 5 e 6: condutores flexíveis com

graus de flexibilidade crescentesgraus de flexibilidade crescentes



Modo de InstalaçãoModo de Instalação

Modo de InstalaçãoModo de Instalação

Número de Condutores Número de Condutores I IZZ

Número de Condutores Número de Condutores I IZZ

Agrupamento Agrupamento f f11

Temperatura Ambiente Temperatura Ambiente f f33

Uso dos Fatores CorreçãoUso dos Fatores Correção Fator de correção de temperatura Fator de correção de temperatura

ambiente, ambiente, ff11

Fator de correção de agrupamento, Fator de correção de agrupamento, ff33

A partir dos fatores de correção, define-A partir dos fatores de correção, define-

se a corrente fictícia de projeto se a corrente fictícia de projeto IIBB´ = ´ = IIBB/(f/(f11*f*f3))

Critério de corrente admissível:Critério de corrente admissível:I´I´BB I IZZ

Exemplo 1Exemplo 1 Circuito de distribuição c/ as seguintes Circuito de distribuição c/ as seguintes

características:características: IB = 210 AIB = 210 A Condutores de cobre isolados (PVC)Condutores de cobre isolados (PVC) Eletroduto embutido na paredeEletroduto embutido na parede Circuito trifásico a 3 condutoresCircuito trifásico a 3 condutores AA=30 =30 C C

Utilizando a Tabela 1, teremos o modo de Utilizando a Tabela 1, teremos o modo de instalação instalação BB11. Tomando-se a Tabela 2 (isolação . Tomando-se a Tabela 2 (isolação em PVC, em PVC, 33 condutores de cobre carregados) condutores de cobre carregados) obtemos:obtemos: SS11 = 120 mm = 120 mm22

IIZZ = 239 A = 239 A

Supondo uma temperatura ambiente, Supondo uma temperatura ambiente, AA, é , é igual a 45 igual a 45 C e que no eletroduto houvesse C e que no eletroduto houvesse mais um circuito, qual seria o condutor a mais um circuito, qual seria o condutor a ser utilizado?ser utilizado?

Teríamos:Teríamos: AA = 45 = 45 C C Pela Tabela 5 teríamos Pela Tabela 5 teríamos ff11 = 0,79 = 0,79 2 circuitos 2 circuitos Pela Tabela 4 teríamos Pela Tabela 4 teríamos ff33 = 0,80 = 0,80 Assim, Assim, I´B = 210/(0,79*0,80) = 332,28 AI´B = 210/(0,79*0,80) = 332,28 A

Deste modo, pela Tabela 2 teríamos, então:Deste modo, pela Tabela 2 teríamos, então: SS11 = 240 mm = 240 mm22

IIZZ = 370 A = 370 A

Exemplo 2Exemplo 2

Critérios AdicionaisCritérios Adicionais As bitolas mínimas para condutores devem ser:As bitolas mínimas para condutores devem ser:

iluminação.................................................................................... 1.5 mm2

tomadas de corrente em salas, quartos ou similares.............. 1.5 mm2

tomadas de corrente em cozinhas, área de serviço, garagens ou similares................................................................. 2.5

mm2 aquecedores de água em geral.................................................. 2.5

mm2 máquina de lavar roupa............................................................. 4.0

mm2 aparelhos de ar condicionado................................................... 2.5

mm2 fogões elétricos........................................................................... 6.0

mm2 O condutor neutro deve ter a seção igual a do condutor de fase,

salvo em casos especiais que via de regra não ocorrem em instalações prediais (ver Tabela 6, seguinte).

Critérios AdicionaisCritérios Adicionais

Queda de TensãoQueda de Tensão Além dos alimentadores e dos circuitos parciais

apresentarem a suficiente capacidade de corrente para atender a sua carga, o suprimento deve ser feito respeitando limites adequados de tensão, estabelecidos por norma.

Os limites máximos de queda de tensão, entre a origem da instalação e qualquer ponto de utilização deve ser inferior aos valores abaixo, em relação a tensão nominal da instalação:

Queda de TensãoQueda de Tensão


A queda de tensão (A queda de tensão (U) em um circuito com carga concentrada na U) em um circuito com carga concentrada na extremidade (figura abaixo) pode ser dada pela expressão:extremidade (figura abaixo) pode ser dada pela expressão:

Onde:Onde: UU queda de tensão [V]queda de tensão [V] IIBB corrente de projeto do circuito [A]corrente de projeto do circuito [A] cos cos fator de potência da cargafator de potência da carga r r resistência do condutor do circuito resistência do condutor do circuito

[[/km]/km] xx reatância do condutor do reatância do condutor do

circuito [circuito [/km]/km] ll comprimento do circuito [km]comprimento do circuito [km] tt = 2 (circuitos 1= 2 (circuitos 1); ); 3 (circuitos 3 (circuitos

33))


Queda de TensãoQueda de Tensão Fazendo:Fazendo:

Onde a tabela 8 dá, para as diversas seções Onde a tabela 8 dá, para as diversas seções normalizadas de condutores, as normalizadas de condutores, as quedas de quedas de tensão unitáriastensão unitárias, , UU, em , em V/A.kmV/A.km, isto é:, isto é:

Assim, obtemos as quedas de tensão Assim, obtemos as quedas de tensão U em V:U em V:

UlIU B ..


Exemplo 3Exemplo 3 Circuito de distribuição com as seguintes características:Circuito de distribuição com as seguintes características:

IB = 210 A;IB = 210 A; Condutores isolados, cobre/PVC (Pirastic Super);Condutores isolados, cobre/PVC (Pirastic Super); Eletroduto embutido na parede;Eletroduto embutido na parede; Circuito trifásico a 3 condutores, 220 V, cosCircuito trifásico a 3 condutores, 220 V, cos = 0,80; = 0,80; AA=30 =30 C;C; l = 100 m;l = 100 m;

Pelo critério de capacidade corrente, a seção do Pelo critério de capacidade corrente, a seção do condutor é de 120 mmcondutor é de 120 mm22

Da Tabela 8, eletroduto não-magnético, circuito trifásico, Da Tabela 8, eletroduto não-magnético, circuito trifásico, coscos = 0,80 = 0,80 U = 0,36 V/A.kmU = 0,36 V/A.km

Assim: Assim: U = 0,36 * 210 * 100 * 10U = 0,36 * 210 * 100 * 10-3-3 = 7,56 V = 7,56 V U% U% = 3,43%= 3,43%

Exemplo 4Exemplo 4 Para o circuito anterior, se limitarmos a Para o circuito anterior, se limitarmos a

queda de tensão em queda de tensão em 2%2%, deveremos ter:, deveremos ter:

kmAVU ./209,010*100*210

100220*2

3

Pela Pela Tabela 8Tabela 8, para as condições dadas, obtemos uma queda , para as condições dadas, obtemos uma queda de tensão unitária mais próxima inferior a de tensão unitária mais próxima inferior a 0,190,19 V/A.kmV/A.km, , correspondente à seção de correspondente à seção de 400 mm400 mm22, , que deve ser adotadaque deve ser adotada..

Queda de Tensão – Queda de Tensão – Circuitos com Cargas Circuitos com Cargas

DistribuídasDistribuídas Para circuitos com cargas distribuídas, com mesmo condutor Para circuitos com cargas distribuídas, com mesmo condutor

e mesmo fator de potência (ver figura abaixo), tem-se:e mesmo fator de potência (ver figura abaixo), tem-se:

Queda de Tensão – Queda de Tensão – Circuitos com Cargas Circuitos com Cargas

DistribuídasDistribuídas

Curto CircuitoCurto Circuito Em geral, os circuitos são dimensionados Em geral, os circuitos são dimensionados

pelos critérios de corrente admissível e pelos critérios de corrente admissível e queda de tensão. Entretanto, há casos onde queda de tensão. Entretanto, há casos onde a corrente de curto circuito deve ser a corrente de curto circuito deve ser avaliada e a coordenação entre o tempo de avaliada e a coordenação entre o tempo de atuação das proteções e a duração atuação das proteções e a duração permitida de uma alta temperatura sobre os permitida de uma alta temperatura sobre os condutores é de fundamental importância. condutores é de fundamental importância. Deste modo, o cálculo das correntes de Deste modo, o cálculo das correntes de curto circuito nos pontos onde serão curto circuito nos pontos onde serão instalados dispositivos de proteção é instalados dispositivos de proteção é necessário. necessário.

Curto CircuitoCurto Circuito

ith

thicc Z

UI

ProteçãoProteção Devem ser previstos dispositivos de Devem ser previstos dispositivos de

proteção para cada um dos circuitos proteção para cada um dos circuitos parciais e cada um dos alimentadores, de parciais e cada um dos alimentadores, de modo que níveis de correntes que modo que níveis de correntes que possam causar danos aos condutores possam causar danos aos condutores sejam interrompidos em período sejam interrompidos em período adequado. adequado.

Fundamentalmente, há duas condições Fundamentalmente, há duas condições que devem provocar a atuação dos que devem provocar a atuação dos dispositivos de proteção: dispositivos de proteção: sobrecargas e sobrecargas e curto circuitocurto circuito. .

Os dispositivos de proteção pode ser Os dispositivos de proteção pode ser usualmente constituídos por disjuntores usualmente constituídos por disjuntores termomagnéticos ou por fusíveis, devendo termomagnéticos ou por fusíveis, devendo apresentar funcionamento adequado, apresentar funcionamento adequado, garantido por convenientes valores de: garantido por convenientes valores de: corrente nominal (In) corrente nominal (In) corrente que assegura efetivamente a corrente que assegura efetivamente a

operação do dispositivo (Ioperação do dispositivo (I22), durante ), durante sobrecargas sobrecargas

tempo de atuação do dispositivo (t), tempo de atuação do dispositivo (t), quando ocorrem curto circuitos.quando ocorrem curto circuitos.

ProteçãoProteção

A escolha do dispositivo de proteção contra A escolha do dispositivo de proteção contra sobrecarga, para um determinado circuito ou sobrecarga, para um determinado circuito ou alimentador, se baseia em critérios alimentador, se baseia em critérios estabelecidos por norma, que pressupõem o estabelecidos por norma, que pressupõem o conhecimento de: conhecimento de: corrente de projeto (Icorrente de projeto (IBB), que é a corrente ), que é a corrente

máxima, que a carga pode solicitar; máxima, que a carga pode solicitar; capacidade máxima de condução do capacidade máxima de condução do

condutor (Icondutor (IZZ); ); o tipo de dispositivo que será utilizado o tipo de dispositivo que será utilizado

(fusível ou disjuntor); (fusível ou disjuntor); correntes In (nominal) e Icorrentes In (nominal) e I22 (corrente de (corrente de

atuação), do tipo de dispositivo a ser atuação), do tipo de dispositivo a ser utilizado.utilizado.


A norma NBR 5410 impõe 3 condições para a A norma NBR 5410 impõe 3 condições para a coordenação: coordenação: a1) Ia1) IBB < = In, o que normalmente acontece, pois a < = In, o que normalmente acontece, pois a

corrente de carga tem que necessariamente ser corrente de carga tem que necessariamente ser inferior ou igual à corrente máxima suportada inferior ou igual à corrente máxima suportada pelo condutor. pelo condutor.

a2) In < = Ia2) In < = IZZ, o que assegura que, potencialmente , o que assegura que, potencialmente o dispositivo de proteção atua antes que se atinja o dispositivo de proteção atua antes que se atinja a corrente máxima suportada pelo condutor. a corrente máxima suportada pelo condutor.

b) Ib) I22 < = 1.45 I < = 1.45 IZZ, o que representa uma margem , o que representa uma margem de segurança, que garanta que o dispositivo de de segurança, que garanta que o dispositivo de proteção atue quando ocorre uma corrente proteção atue quando ocorre uma corrente suficientemente menor que a máxima suportada suficientemente menor que a máxima suportada pelo condutor. pelo condutor.


Quando se utiliza disjuntores é suficiente Quando se utiliza disjuntores é suficiente que sejam verificadas as condições (a1) e que sejam verificadas as condições (a1) e (a2), uma vez que I(a2), uma vez que I22 é menor que 1.45 In. é menor que 1.45 In. Entretanto nos fusíveis devem ser Entretanto nos fusíveis devem ser verificadas as três condições, e pode ser verificadas as três condições, e pode ser utilizada a seguinte regra para a utilizada a seguinte regra para a determinação de Ideterminação de I22, em função da , em função da corrente nominal In: corrente nominal In: para In < = 10 A para In < = 10 A II22 = 1.90 In = 1.90 In

para 10 A < In < = 25 A para 10 A < In < = 25 A II22 = 1.75 In = 1.75 In

para In > = 25 A para In > = 25 A II22 = 1.60 In = 1.60 In


Para assegurar que os condutores Para assegurar que os condutores também estejam protegidos contra os também estejam protegidos contra os efeitos danosos de um curto circuito, é efeitos danosos de um curto circuito, é necessário que o dispositivo de necessário que o dispositivo de proteção tenha capacidade de suportar proteção tenha capacidade de suportar e de interromper a corrente de curto e de interromper a corrente de curto circuito (capacidade disruptiva), em circuito (capacidade disruptiva), em um intervalo de tempo inferior àquele um intervalo de tempo inferior àquele que danifica o condutor. que danifica o condutor.


Para tanto é necessário verificar se a corrente Para tanto é necessário verificar se a corrente de curto circuito (Icc), é suficientemente de curto circuito (Icc), é suficientemente inferior à corrente de curto circuito e o tempo inferior à corrente de curto circuito e o tempo de atuação (t) do dispositivo seja menor do de atuação (t) do dispositivo seja menor do que: que:

t < (kt < (k22 x S x S22) / Icc) / Icc22 onde: onde:

k = 115 para condutores de cobre, com PVC/70k = 115 para condutores de cobre, com PVC/70C; C; k = 135 para condutores de cobre, com XLPE/90k = 135 para condutores de cobre, com XLPE/90C; C; S é a seção do condutor em mmS é a seção do condutor em mm22; ; Icc é a corrente de curto circuito, em A. Icc é a corrente de curto circuito, em A. 3 < t < 8 ciclos 3 < t < 8 ciclos 0,05 < t < 0,133 segundos. 0,05 < t < 0,133 segundos.


Correntes nominais (A) dos disjuntores de Correntes nominais (A) dos disjuntores de BT:BT: 5; 10; 15; 20; 25; 30; 35; 40; 50; 63; 70; 5; 10; 15; 20; 25; 30; 35; 40; 50; 63; 70;

80; 90; 100; 125; 150; 175; 200; 225; 250; 80; 90; 100; 125; 150; 175; 200; 225; 250; 275; 300; 320; 350; 400; 450; 500; 600; 275; 300; 320; 350; 400; 450; 500; 600; 700; 800; 1000; 1200; 1400; 1600; 1700; 700; 800; 1000; 1200; 1400; 1600; 1700; 1800; 2000; 2500; 3000; 4000; 4500; 1800; 2000; 2500; 3000; 4000; 4500; 5000.5000.


ExercícioExercício

Para os circuitos da tabela a seguir, Para os circuitos da tabela a seguir, determinar os respectivos condutores e determinar os respectivos condutores e os disjuntores que devem protegê-los os disjuntores que devem protegê-los contra sobrecargas.contra sobrecargas.

Circuito Descrição Vn (V) IB (A) l (m)

1 Iluminação 127 12,2 20

2 Iluminação 127 13 32

3 Iluminação 127 10 41

4 Tomadas de uso geral 127 17 25

5 Tomadas de uso geral 127 9 35

6 Tomada para ar condicionado 220 10 23



9 Tomada para chuveiro elétrico 220 27,3 26

10 Tomada para chuveiro elétrico 220 27,3 19

11 Tomada para torneira elétrica 220 18,2 8

12 Tomada para lava-louça 220 12,7 10

13 Tomada para secadora de roupa 220 22,7 9

14 Tomada para exaustor 220 1,4 10

15 Tomada para forno de microondas 127 9,4 13

16 Tomada para lavadora de roupa 127 6,1 9

17 Tomada para aquecedor de água central 220 10 8

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