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INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Capítulo 4 – Parte 1 Condutores elétricos: dimensionamento e instalação 2.° semestre de 2005 Mauro Moura Severino

Instalacoes Eletricas Cap4 Parte1

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INSTALAÇÕES ELÉTRICAS

Capítulo 4 – Parte 1

Condutores elétricos:

dimensionamento e instalação

2.° semestre de 2005 Mauro Moura Severino

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Considerações básicas condutor elétrico: corpo constituído de material bom

condutor, destinado à transmissão da eletricidade. fio: condutor sólido, maciço, de seção circular, com ou

sem isolamento. cabo: conjunto de fios encordoados, não-isolados entre

si, isolado ou não, conforme o uso a que se destina, sendo mais flexível que um fio de mesma capacidade de carga.

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Os cabos podem ser: unipolares, quando constituídos por um condutor

de fios trançados, com cobertura isolante protetora;

multipolares, quando constituídos por dois ou mais condutores isolados, progetidos por uma camada protetora de cobertura comum.

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Seção nominal de um fio ou cabo é a área transversal do fio ou da soma das seções dos fios componentes de um cabo, não incluindo a isolação e a cobertura.

Até 1982: AWG/CM (American Wire Gauge/Circular Mil).

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AWG: progressão geométrica de diâmetros expressos em polegadas até a bitola 0000 (4/0). Acima disso, as seções são expressas em CM ou múltiplo de CM (MCM). Um mil = 1 milésimo quadrado de polegada.

Após 1982: mm2, segundo padrão da série métrica da IEC (International Electrotechnical Commission).

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Material residenciais: cobre, exceto em aterramento e

proteção; comerciais: é permitido alumínio com seção

igual ou superior a 50 mm2. industriais: é permitido alumínio se:

seção for superior ou igual a 50 mm2; instalação alimentada diretamente por subestação de

transformação ou transformador; instalações e manutenção qualificadas.

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Tipos de condutores propagadores de chama: entram em combustão

sob a ação direta da chama e a mantêm mesmo após a retirada – etilenopropileno (EPR) e polietileno reticulado (XLPE).

não-propagadores de chama: removida a chama, a combustão cessa – polivinila (PVC) e neoprene.

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Tipos de condutores resistentes à chama: mesmo em caso de

exposição prolongada, a chama não se propaga ao longo do material isolante do cabo – Sintenax Antiflam (Pirelli) e Noflam BWF 750 V (Ficap).

resistentes ao fogo: são incombustíveis, que permitem o funcionamento do circuito mesmo em presença de um incêndio. São usados em circuitos de segurança e sinalizações de emergência.

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Dimensionamento dos condutores Após o cálculo da corrente de projeto de um

circuito, procede-se ao dimensionamento do condutor capaz de permitir, sem excessivo aquecimento e com queda de tensão predeterminada, a passagem da corrente elétrica. Além disso, os condutores devem ser compatíveis com a capacidade dos dispositivos de proteção contra sobrecarga e curto-circuito.

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6.2.6.1.2 A seção dos condutores deve ser determinada de forma a que sejam atendidos, no mínimo, todos os seguintes critérios:

a) a capacidade de condução de corrente dos condutores deve ser igual ou superior à corrente de projeto do circuito, incluindo as componentes harmônicas, afetada dos fatores de correção aplicáveis (ver 6.2.5);

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b) a proteção contra sobrecargas, conforme 5.3.4 e 6.3.4.2;

c) a proteção contra curtos-circuitos e solicitações térmicas, conforme 5.3.5 e 6.3.4.3;

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d) a proteção contra choques elétricos por seccionamento automático da alimentação em esquemas TN e IT, quando pertinente (5.1.2.2.4);

e) os limites de queda de tensão, conforme 6.2.7; e

f) as seções mínimas indicadas em 6.2.6.1.1.

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Para que se considere um circuito completa e corretamente dimensionado, é necessário realizar os seis cálculos anteriores, cada um resultando em uma seção transversal, e considerar como seção escolhida aquela que for a maior entre todas as obtidas.

Especial atenção deve ser dispensada ao caso de circuitos em que haja harmônicas. Esse assunto é abordado em 6.2.6.2 da NBR 5410: 2004.

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Uma vez determinada a seção do condutor, escolhe-se em tabela de capacidade de condutores, padronizados e comercializados, o fio ou cabo cuja seção, por excesso, mais se aproxime da seção calculada.

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Em circuitos de distribuição de apartamentos, em geral, é suficiente a escolha do condutor com base no critério de não haver aquecimento indesejável.

Em circuitos de iluminação de grandes áreas industriais, comerciais, de escritórios e nos alimentadores nos quadros terminais, calcula-se a seção dos condutores segundo os critérios do aquecimento e da queda de tensão.

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Nos alimentadores principais e secundários de elevada carga ou de alta tensão, deve-se proceder à verificação da seção mínima para atender à sobrecarga e à corrente de curto-circuito.

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Critério do aquecimento Fatores a serem considerados:

tipo de isolação e de cobertura número de condutores carregados maneira de instalar dos cabos proximidade de outros condutores e cabos temperatura ambiente ou do solo

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Fatores a serem considerados: Tipo de isolação e de cobertura: Em primeiro

lugar, deve-se escolher o tipo de isolação, de acordo com as temperaturas de regime constante de operações e de sobrecarga.

Em instalações prediais convencionais, usam-se, em geral, os fios e cabos com isolação de PVC.

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Fatores a serem considerados:

número de condutores carregados

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6.2.5.6.1 O número de condutores carregados a ser considerado é aquele indicado na tab. 46, de acordo com o esquema de condutores vivos do circuito. Em particular, no caso de circuito trifásico com neutro, quando a circulação de corrente no neutro não for acompanhada de redução correspondente na carga dos condutores de fase, o neutro deve ser computado como condutor carregado. É o que acontece quando a corrente nos condutores de fase contém componentes harmônicas de ordem três e múltiplos numa taxa superior a 15%.

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6.2.5.6.1 (cont.) Nessas condições, o circuito trifásico com neutro deve ser considerado como constituído de quatro condutores carregados, e a determinação da capacidade de condução de corrente dos condutores deve ser afetada do “fator de correção devido ao carregamento do neutro”. Tal fator, que em caráter geral é de 0,86, independentemente do método de instalação, é aplicável, então, às capacidades de condução de corrente válidas para três condutores carregados.

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Fatores a serem considerados:

maneira de instalar dos cabos

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Bitola do condutor supondo temperatura ambiente de 30 oC.

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Correções a serem introduzidas no dimensionamento dos condutores efeito da temperatura (tab. 40) => k1 agrupamento de condutores (tab. 42, 43, 44 e 45)

=> k2 agrupamento de eletrodutos (tab. 4.13 e 4.14) =>

k3 resistividade do solo (tab. 41) => k4

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Correções a serem introduzidas no dimensionamento dos condutores

Ip’ = Ip/(k1 x k2 x k3 x k4)

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Correções a serem introduzidas no dimensionamento dos condutores

efeito da temperatura (tab. 40) => k1

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Correções a serem introduzidas no dimensionamento dos condutores

agrupamento de condutores (tab. 42, 43, 44, 45, 4.10 e 4.11) => k2

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Os fatores de agrupamento indicados nas tab. de 42 a 45 são válidos para grupos de condutores semelhantes, igualmente carregados. São considerados condutores “semelhantes” aqueles cujas capacidades de condução de corrente baseiam-se na mesma temperatura máxima para serviço contínuo e cujas seções nominais estão contidas no intervalo de três seções normalizadas sucessivas.

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Quando os condutores de um grupo não preencherem essa condição, os fatores de agrupamento aplicáveis devem ser obtidos por: cálculo caso a caso, utilizando, por exemplo, a

ABNT NBR 11301; ou caso não seja viável um cálculo mais específico,

adoção do fator F da expressão: F = 1/n1/2, em que n é o número de circuitos ou de cabos multipolares.

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Correções a serem introduzidas no dimensionamento dos condutores

agrupamento de eletrodutos (tab. 4.13 e 4.14) => k3

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Correções a serem introduzidas no dimensionamento dos condutores

resistividade do solo (tab. 41) => k4

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