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Eletrotécnica – Instalações Elétricas

1. Introdução

Instalação elétrica é processo utilizado para levar a eletricidade para vários pontos em residências, comércios e indústrias, para que a instalação seja segura deve-se seguir um conjunto de normas que foi determinado pela ABNT (Associação Brasileira de Normas Técnicas) e a norma que regulamenta todas as instalações elétricas no Brasil é a NBR 5410. Mas nem todos os estabelecimentos e técnicos aplicam os conceitos indicados pela norma o que resulta num elevado consumo de energia, acidentes e diversos outros fatores. E a conservação de energia hoje em dia em épocas de racionamento é bastante importante. Bom vamos agora conhecer um pouco desta norma.

2. Características de um projeto

Um projeto de uma instalação elétrica é um conjunto de documentos deve conter no mínimo quatro tópicos que são de fundamental importância na execução do mesmo.

Memória – é a parte em que o projetista escreve e justifica a sua solução; Esquemas – é o conjunto de plantas, esquemas e detalhes do projeto a ser executado; Material – Onde se descreve e especifica os materiais a serem utilizados e as normas

de aplicação; Orçamento – Nesta etapa são levantados aa quantidade, o custo do material e a mão-

de-obra utilizada.

3. Simbologia

Imagine se todas as pessoas criam ou projetam esquemas elétricos tivessem cada um uma simbologia diferente para identificar os componentes elétricos, seria um grande problema e é por isso a ABNT criou uma tabela de símbolos de forma que abrangem a todos os segmentos da instalação elétrica padronizando os esquemas elétricos onde qualquer técnico pode analisar e realiza-lo. Além da simbologia da ABNT temos também uma simbologia de caráter mais USUAL que é também bastante utilizada pelos técnicos.A seguir apresentaremos uma tabela com todos a símbolos dos componentes elétricos e sua utilização.

4. Esquemas Elétricos

Os esquemas ou diagramas elétricos são os meios mais simples de identificar os componentes num circuito elétrico. Existem três tipos de diagramas elétricos que são:

Diagrama Unifilar; Diagrama Multifilar; Diagrama Funcional.

4.1 Diagrama UnifilarO diagrama unifilar apresenta as partes da instalação como numa situação real mostrando números de condutores e onde eles terão de passar, mas esse sistema tem uma desvantagem que não permite acompanhar completo o sistema.O diagrama unifilar e o mais utilizado nos esquemas de instalações elétricas.Veja o modelo de um diagrama unifilar ao lado

1


4.2 Diagrama MultifilarO diagrama multifilar é o diagrama que mostra todos os detalhe dos componentes da instalação. O seu traçado informa um eventual relacionamento entre os componentes da instalação, mas com a desvantagem de não mostrar a posição entre os componentes do circuito.O Multifilar é empregado em instalações elétricas e também na etapa principal dos comandos elétricos.Ao lado um modelo de um diagrama multifilar:

4.3 Diagrama FuncionalNo diagrama funcional através de sua representação consegue indicar todos os caminhos percorridos pela corrente, em todos os seus detalhes informando a seqüência funcional de cada componente da instalação, não se preocupando com a posição física dos componentes.O diagrama funcional é utilizado com maior freqüência em comandos elétricosVeja o modelo ao lado:

Observações:Quando usamos um diagrama as representações devem indicar os componentes de circuito na posição desligada, sem tensões ou correntes.Os símbolos podem ser traçados em qualquer posição, de acordo com as conveniências procurando sempre facilitar a visualização e o entendimento.Terminais e blocos não são necessários serem representados.Havendo erros na instalação admite-se a reforçar os traços na etapa defeituosa.Derivações, painéis ou armários de uma instalação podem eventualmente, serem identificados por números, os quais caracterizam outros elementos ligados ao mesmo circuito.

5. Componentes da Instalação elétrica

Os componentes utilizados em instalação elétrica são inúmeros vamos citar aqui os principais que são:

Interruptores; Lâmpadas; Tomadas; Disjuntores e outros.

5.1 Interruptores

Os interruptores são dispositivos utilizados para interromper o fluxo de corrente elétrica, numa determinada parte circuito. Os mesmos devem ser escolhidos que acordo com sua capacidade de suportar a tensão e corrente nele aplicado.Os interruptores podem ser unipolar, bipolar, paralelo ou intermediário e devem sempre ser ligados ao condutor fase da ligação e nunca no condutor neutro, pois evitará possíveis choques numa eventual troca de lâmpadas, por exemplo.As capacidades dos interruptores utilizados em residências são de 5A – 250V, o que permite comandar cargas de até 550W, em 110V, ou 1100W, em 220V.

2


5.2 LâmpadasSão dispositivos capazes de fornecer luz, existem dois tipos de lâmpadas que são as incandescentes e as fluorescentes e podem ser fornecidas com várias potências e tensões.Estudaremos as lâmpadas mais detalhadamente em luminotécnica.

5.3 TomadasSão dispositivos utilizados para fornecer corrente elétrica para algum dispositivo externo como TV’s, Rádios, entre outros.

5.4) Disjuntores e fusíveisSão dispositivos conhecidos como dispositivos de proteção.

6. Cargas dos pontos de utilização

Os aparelho de utilização consome uma determinada energia ou carga especifica em watts que o projetista deve conhecer.A tabela a seguir mostra alguns aparelhos com as respectivas potências médias.

Aparelho Potência (W) Aparelho Potência (W)Aquecedor de ambiente 1000 Geladeira comum 200Aquecedor tipo boiler 1500 Geladeira duplex ou freezer 500Aspirador de Pó 200 Grill 1000Barbeador 50 Liquidificador 200Batedeira 100 Maquina de costura 100Chuveiro 2500 Máquina de lavar roupa 500Circulador de Ar 150 Projetor de slides 100Enceradeira 300 Rádio 50Esterilizador 200 Relógio 5Exaustor 300 Secador de cabelo 1000Ferro de passar – comum 500 Secador de roupa 600Ferro de passar – regulável 1000 Televisor 200Fogão elétrico – 4 chapas 5000 Torneira térmica 2500Fogão elétrico – 2 chapas 2500 Torradeira 1000Forno de microondas 1200 Ventilador 150

Para se determinar às cargas de iluminação em unidades residenciais, pode ser adotado o seguinte critério:

Em cômodos ou dependências com área igual ou inferior a 6 m² deve ser prevista carga mínima de 100VA;

Em cômodos ou dependências com área superior a 6 m² deve ser prevista uma carga mínima de 100VA para os primeiros 6 m², acrescido de 60VA para cada aumento de 4m² inteiros.

7. Tomadas de Corrente

De acordo com a norma NBR 5410 em instalações elétricas residenciais, comerciais, etc. Devem ser previstas tomadas de corrente com as seguintes exigências mínimas:

Uma tomada de 100VA para cada cômodo ou dependência de área igual ou inferior a 6m²;

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Uma tomada para cada 5m (ou fração) de perímetro de cômodos ou dependências de área superior a 6m², espaçadas igualmente quantas for possível, exceto em banheiros, onde apenas uma tomada perto da pia deve ser prevista obrigatoriamente;

Uma tomada para cada 3,5m (ou fração) de perímetro, em cozinhas, copas, ou copas-cozinhas, sendo que, acima de cada bancada com largura igual ou superior a 30 cm, deve ser pelo menor prevista uma tomada;

Uma tomada, em subsolos, sótãos, garagens e varandas.As tomadas para utilização especifica devem ser instaladas, no máximo, a 1,5m do local previsto para o aparelho.Devem ser atribuídas, no mínimo, as cargas para as tomadas de corrente:

Para utilização especifica: carga nominal de utilização Para copas, cozinhas, copas-cozinhas e áreas de serviço: 600VA, até 3 tomadas, e

100VA por tomada, para as excedentes; Para utilização geral 100VA

8. Divisão dos circuitos das instalações

Circuito é conjunto de pontos de consumo, alimentados pelos mesmos condutores e ligados ao mesmo dispositivo de proteção (chave ou disjuntor).Cada circuito deve ter no máximo em carga o valor de 1600VA. Quando o valor for acima do indicado cada circuito deverá ser independente.Toda a instalação deve ser dividida em vários circuitos, de modo a:

o Limitar as conseqüências de uma falta de energia, qual provocará apenas o seccionamento do circuito defeituoso;

o Facilitar as verificações, os ensaios e a manutenção;o Evitar os perigos que possam resultar da falha de um único circuito, como, por exemplo,

a iluminação.

Os circuitos de iluminação devem ser separados dos circuitos de tomadas. Em unidades residenciais, hotéis, motéis e similares são permitidos pontos de iluminação e tomadas em um mesmo circuito, exceto nas cozinhas, copas e áreas de serviço, que devem construir um ou mais circuitos independentes.Os circuitos de segurança são aqueles que garantirão o abastecimento, mesmo quando houver falha na concessionária. Como exemplo de circuitos de segurança, podemos citar os circuitos de alarme, de proteção contra incêndio etc.Nos sistemas polifásicos é importante que os circuitos sejam distribuídos entre as fases para que haja o equilíbrio de cargas.Em instalações residenciais, hotéis, motéis e similares às existem algumas restrições que devem ser observadas.

a. Circuitos independentes devem ser previstos para os aparelhos de potência igual ou superior a 1500VA (como aquecedores de água, fogões e fornos elétricos, máquinas de lavar, aparelhos de aquecimento etc.) ou para aparelhos de ar condicionado, sendo permitida alimentação de mais de um aparelho do mesmo tipo através de um só circuito;

b. As proteções dos circuitos de aquecimento ou condicionamento de ar de uma residência podem ser agrupadas no quadro de distribuição da instalação elétrica geral ou num quadro separado;

c. Quando um mesmo alimentador abastece vários aparelhos individuais de ar condicionado, deve haver uma proteção para o alimentador geral e uma proteção junto a cada aparelho caso ente não possua proteção interna própria.

Cada circuito deverá ter seu próprio condutor neutro. Em lojas, residências e escritórios os circuitos de distribuição devem obedecer às seguintes prescrições mínimas:

4


- Residências: um circuito para cada 60m² ou fração;- Lojas e escritórios: um circuito para cada 50m² ou fração.

9. Condutores Utilizados

Os condutores são responsáveis pelo transporte da corrente elétrica e podem ser construídos de cobre, alumínio ou ouro, pois são excelentes condutores de eletricidade, onde o melhor condutor é o cobre devido a sua resistência. Além disso, os condutores são isolados por uma capa de isolamento de PVC (cloreto polivinil), ou por outros materiais previstos na norma.Antes de decidir como abastecer os pontos de utilização de energia. Devemos escolher a maneira de instalar os condutores elétricos conforme a tabela a seguir:

Ref. Descrição

A1 Condutores isolados, cabos unipolares ou cabo multipolar embutido em parede termicamente isolante.2 Cabos unipolares ou cabo multipolar embutido(s) diretamente em parede isolante.3 Condutores isolados, cabos unipolares ou cabo multipolar em eletroduto contido em canaleta fechada.

B

1 Condutores isolados ou cabos unipolares em eletroduto aparente.2 Condutores isolados em cabos unipolares em calha.3 Condutores isolados ou cabos unipolares em moldura.4 Condutores isolados, cabos unipolares ou cabo multipolar em eletroduto contido em canaleta aberta ou

ventilada.5 Condutores isolados, cabos unipolares ou cabo multipolar em eletroduto embutido em alvenaria.6 Cabos unipolares ou cabo multipolar contido(s) em blocos alveolados.

C

1 Cabos unipolares ou cabo multipolar diretamente fixados em parede ou teto.2 Cabos unipolares ou cabo multipolar embutido(s) (diretamente) em alvenaria.3 Cabos unipolares ou cabo multipolar em canaleta aberta ou ventilada.4 Cabo multipolar em eletroduto aparente.5 Cabo multipolar em calha

D1 Cabos unipolares ou cabo multipolar em eletroduto enterrado no solo.2 Cabos unipolares ou cabo multipolar enterrado(s) (diretamente) no solo.3 Cabos unipolares ou cabo multipolar em canaleta fechada.

E - Cabo multipolar ao ar livre.F - Condutores isolados e cabos unipolares agrupados ao ar livre.G - Condutores isolados e cabos unipolares espaçados ao ar livre.H - Cabos multipolares em bandeja não perfuradas ou em prateleiras.J - Cabos multipolares em bandejas perfuradas.K - Cabos multipolares em bandejas verticais perfuradas.L - Cabos multipolares em escadas para cabos em suportesM - Cabos unipolares em bandejas não perfuradas ou em prateleirasN - Cabos unipolares em bandejas perfuradas.P - Cabos unipolares em bandejas verticais perfuradas.Q - Cabos unipolares em escadas para cabos em suportesFonte: tab.27 da NBR 5410 1990

9.1 Dimensionamento dos condutores por Critério da Capacidade de Corrente (Ampacidade)

Uma vez escolhida a maneira de instalar e conhecida a potência dos pontos de utilização devemos calcular a corrente em ampères. As formulas que fornecem a corrente (ampères) em função de tensão, potência e fator de potência:

I =P

K x U x fator de potência

Onde:

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I – Corrente em ampères na linha (exceto neutro)P – Potência em watts.U – Tensão em volts entre fase e neutro, e se não há neutro, entre fases.K = 1 – Para circuitos de corrente contínua ou monofásicos a dois fios.K = 1,73 – Para circuitos trifásicos a três fios.K = 2 – Para 2 fases + neutro de um circuito trifásicoK = 3 – Para circuitos trifásicos a quatro fios.

I =N

K x U

N – Potência aparente em volt-ampères

Simplificando podemos calcular usando a fórmula da potência também veja:

I =PU

Observação:Nos circuitos de iluminação, o fator de potencia pode ser considerado como igual a 1.

Assim estamos em condições de escolher a bitola do condutor pela capacidade de corrente usando tabelas de padrões de correntes suportadas pelos fios.

Seção nominal(mm²)

Capacidade de condução de corrente (A).

Queda de tensão para cós = 0,8(V/A.km)Conduto não-magnético

Conduto Magnético2 Condutores

Carregados3 Condutores Carregados

Circuito Monofásico

Circuito Trifásico

1,0 13,5 12 34,00 29,00 34,001,5 17,5 15,5 23,00 20,00 23,002,5 24 21 14,00 12,00 14,004,0 32 28 8,70 7,50 8,706,0 41 36 5,80 5,10 5,8010 57 50 3,50 3,00 3,5016 76 68 2,30 1,95 2,3025 101 89 1,50 1,27 1,5035 125 111 1,10 0,95 1,1050 151 134 0,83 0,72 0,8370 192 171 0,61 0,53 0,6195 232 207 0,47 0,41 0,47

120 269 239 0,39 0,34 0,40150 309 272 0,34 0,30 0,35185 353 310 0,30 0,26 0,31240 415 364 0,26 0,22 0,26300 473 419 0,22 0,20 0,24400 566 502 0,18 0,18 0,22500 651 578 0,16 0,16 0,21

A norma NBR 5410 prevê a seção mínima dos condutores conforme o tipo de instalação, a seção do condutor neutro e a seção mínima do condutor de proteção. Veja as tabelas a seguir

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Seções mínimas dos condutoresTipos de instalação Utilização do circuito Seção mínima do condutor

material (mm²)

Ins

tala

çõ

esF

ixas

em

Ger

al

Ca

bo

s

Iso

lad

os

Circuitos de iluminação Cobre – 1,5Alumínio – 10

Circuitos de força Cobre – 2,5Alumínio – 10

Circuitos de sinalização e circuitos de controle

Cobre – 0,5

Co

nd

uto

res

n

us

Circuitos de forçaCobre – 10Alumínio – 10

Circuitos de sinalização e circuitos de controle

Cobre – 4

Ligações flexíveis feitas com cabos isolados

Para um equipamento especifico Como especificado na norma do equipamento

Para qualquer outra aplicação Cobre – 0,75Circuitos a extrabaixa tensão para aplicações especiais

Cobre – 0,75

Fonte: tab.40 da NBR 5410 1990

Usualmente adotamos os seguintes padrões com relação a seções mínimas do condutor veja a tabela:

Utilização CondutorIluminação 1,5 mm²Tomadas de corrente em quartos, salas e similares. 1,5 mm²Tomadas de corrente em cozinha, áreas de serviço, garagens e similares. 2,5 mm²Aquecedores de água em geral 2,5 mm²Máquina de lavar roupa 4 mm²Aparelhos de ar condicionado 4 mm²Fogões elétricos 6 mm²

Seção do Condutor NeutroSeção dos condutores-fase (mm²) Seção mínima do condutor neutro (mm²)

S < 25 S35 2550 2570 3595 50

120 70150 70185 95240 120300 150400 185

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Seção Mínima do Condutor de ProteçãoSeção dos condutores-fase da instalação

(mm²)Seção mínima do condutor de proteção

corresponde SPE (mm²)S < =16 S

16 S < = 35 16S > 35 S/2

Depois de escolhido os condutores pelos critérios anteriores, devem verificar se ele satisfaz quanto à queda de tensão admissível em função da distância que está entre 0,5% e 5%, sendo adotado no caso de instalações residenciais e prediais 2% e para instalações de motores o máximo de 5%.Para calcular esta queda de tensão precisamos usar as duas leis de ohm e conhecer a resistência do material (cobre, alumínio).

cu = 0,0172al = 0,0280

R = x L

S

Onde:L – é à distância ou comprimento do fioS – Seção do condutor

E = R x I

O condutor a ser escolhido é o de maior seção

Os condutores de baixa tensão são normalmente comercializados em rolos de 100m em diversas cores que na instalação devem ser as seguintes:

- Condutor fase: preto, branco, vermelho ou cinza;- Condutor neutro: azul-claro;- Condutor de proteção: verde ou verde-amarelo.- Retorno: amarelo

10. Dispositivos de proteção e controle

Os circuitos devem ser protegidos contra sobre cargas e sobretensões, essa proteção é feita através dos limitadores de corrente os quais mais comuns são:- Fusíveis

Rolha Cartucho Diazed Silized NH

- Disjuntores Seco Óleo

- Relês

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Térmico Termo-magnético Magnético

Os fusíveis e disjuntores devem satisfazer duas condições simultaneamente:

a) IB. < IND < IZ

b) I2 < 1,45 IZ

Onde:IB = corrente de projeto do circuitoIND = Corrente nominal do dispositivo de proteçãoIZ = capacidade de condução de corrente dos condutoresI2 = 1,35 x IND

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