ManualPrysmian

CAPTULO I

Normas brasileiras para instalaes e condutores eltricosABNT NBR 7288 Cabos de potncia com isolao slida extrudada de cloreto de polivinila (PVC) ou polietileno (PE) para tenses de 1 kV a 6 kV Cabos de potncia com isolao extrudada de polietileno termofixo (XLPE) para tenso de 0,6/1 kV Sem cobertura Especificao Cabos de potncia com isolao slida extrudada de polietileno reticulado (XLPE) para tenses de isolamento de 1 kV a 35 kV - Requisitos de desempenho Cabos de controle com isolao extrudada de PE ou PVC para tenses at 1 kV - Requisitos de desempenho Cabos de controle com isolao extrudada de XLPE ou EPR para tenses at 1 kV - Requisitos de desempenho Cabos de potncia multiplexados autossustentados com isolao extrudada de PE ou XLPE, para tenses at 0,6/1 kV - Requisitos de desempenho Cabos de potncia multiplexados autossustentados com isolao extrudada de XLPE para tenses de 10kV a 35kV com cobertura - Requisitos de desempenho Fios e cabos de cobre duro e meio duro com ou sem cobertura protetora para instalaes areas Especificao Cabos flexveis multipolares, com isolao slida extrudada de borracha sinttica para tenses at 750 V Cabos de potncia com isolao slida extrudada de borracha etilenopropileno (EPR) blindados, para ligaes mveis de equipamentos para tenses de 3 kV a 25 kV

As normas brasileiras so elaboradas pela Associao Brasileira de Normas Tcnicas (ABNT). Em particular, as normas de eletricidade esto a cargo do COBEI, Comit Brasileiro de Eletricidade ABNT/CB-03, um dos 60 Comits Brasileiros que compem a ABNT. O COBEI composto por mais de 70 subcomits, que desenvolvem normas para padronizao da terminologia, como o caso da SC-03.001, at conservao de energia, a cargo da SC-03.515. A norma ABNT NBR 5410 de responsabilidade do SC-03.064, enquanto as normas especficas de cabos e cordes eltricos so de responsabilidade da SC-03.020.

ABNT NBR 7285

ABNT NBR 7287

norMas esPecficasABNT NBR NM 247-3 Cabos isolados com policloreto de vinila (PVC) para tenses nominais at 450/750 V, inclusive Parte 3: Condutores isolados (sem cobertura) para instalaes fixas (IEC 60227-3, MOD) ABNT NBR 13248 Cabos de potncia e controle e condutores isolados sem cobertura, com isolao extrudada e com baixa emisso de fumaa para tenses at 1 kV - Requisitos de desempenho Cabos e cordes flexveis para tenses at 750 V Especificao At a concluso desta reviso, esta norma permanece cancelada e, pela ABNT, substituda pelas normas: ABNT NBR NM 244:2009 - ABNT NBR NM 247-5:2009 - ABNT NBR NM 287-1:2009 - ABNT NBR NM 287-2:2009 - ABNT NBR NM 287-3:2009 - ABNT NBR NM 287-4:2009 Estas anlises ainda no so aplicadas devido uma indefinio do Inmetro quanto certificao compulsria destes tipos de cabos e cordes. Cabos de potncia com isolao extrudada de borracha etilenopropileno (EPR) para tenses de 1 kV a 35 kV - Requisitos de desempenho ABNT NBR 7289

ABNT NBR 7290

ABNT NBR 8182

ABNT NBR 13249

ABNT NBR 9024

ABNT NBR 6524

ABNT NBR 9113

ABNT NBR 7286

ABNT NBR 9375

Manual PrysMian de instalaes eltricas 2010

Pg 01 - Capitulo I

CAPTULO INoes bsicas forMulas da lei de oHMTenso = Corrente x Resistncia U (volts,V) = I (ampres, A) x R (ohms,) Corrente = Tenso/Resistncia I (A) = U (V)/R () Resistncia = Tenso/Corrente R () = U (V)/I (A) Potncia = Tenso x Corrente P (watts, W) = U(V) x I(A)Manipulando as expresses acima obtemos outras que tambm podem ser teis em aplicaes especficas: Qual a corrente que circular?

U 115 I = __ = ___ = 0,32A R 360

exeMPlo 2Uma torneira eltrica traz as indicaes 2800W e 220V. Qual o valor da resistncia?

U2 2202 R = __ = ____ = 17,3 P 2800 12,7A 200V 17,3

P = I2R P = U2/R

I = P/U ___ I = P/R

U = P/I ___ U = PR

R = P/I2 R = U2/P

Todas essas expresses so diretamente aplicveis a qualquer circuito resistivo, a qualquer trecho resistivo de um circuito, a qualquer circuito CC e a qualquer circuito CA (ou trecho de circuito) com fator de potncia unitrio.

Qual a corrente?

U 220 I = __ = ____ = 12,7A R 17,3Se a torneira for ligada a um circuito de 230 V, qual a corrente absorvida?

exeMPlo 1Qual a resistncia de uma lmpada incandescente onde vo assinalados os valores 40W e 115-125V?

U 230 I = __ = ____ = 13,3A R 17,3Qual a potncia consumida?

U2 1202 R = __ = ___ = 360 P 40Qual a corrente absorvida pela lmpada quando usada num circuito de 120V?

P = UI = 230 x 13,3 = 3059W

circuitos coM cargas eM srieGeralmente, numa instalao, as cargas de um circuito esto ligadas em paralelo. No entanto, existem casos em que temos que considerar ligaes em srie por exemplo, em circuitos muito longos, quando temos uma carga alimentada por algumas dezenas de metros de condutor.

U 120 I = __ = ___ = 0,3A R 360

120V

360 40W 0,3A

exeMPloUma lmpada de prova de 200W, resistncia de 70, alimentada por diversas extenses de cordo flexvel, cuja resistncia (dada pelo fabricante) de 20/km. A tenso na tomada onde ligada a alimentao de 110V e o comprimento total do cordo 150m. Qual ser a tenso aplicada lmpada?

Qual a potncia efetivamente consumida pela lmpada, quando ligada a um circuito de 115V?

U2 1152 P = __ = ___ = 36,7W R 360 110V 115V 360 36,7W 0,32A

3 70 3 1,51A

A resistncia de cada um dos dois condutores do cordo ser de 20 /km x 0,15km = 3 = RC


Pg 02 - Capitulo I

CAPTULO INoes bsicasNum circuito srie, a corrente a mesma em todas as cargas ligadas, e a resistncia equivalente do circuito igual soma das resistncias individuais das cargas. No exemplo temos A corrente ser

1 1 1 1 ___ = ___ + ___ + ___ + ... REQ R1 R2 R3 P1 P2 P3 1 ___ = ___ + ___ + ___ + ... REQ U12 U22 U32A resistncia de um equipamento eltrico fixada em seu projeto e qualquer clculo, envolvendo essa grandeza, dever utilizar a tenso nominal do equipamento e no a do circuito. Em outras palavras, as tenses U1,U2, U3 podem ser diferentes entre si, caso as cargas ligadas ao circuito tenham tenses nominais diferentes. Se todas as cargas tiverem a mesma tenso nominal, a expresso anterior pode ser simplificada para

REQ = 3 + 70 + 3 = 76 U 115 I = ___ = ____ = 1,15A REQ 76

A tenso aplicada a cada carga ser o produto da corrente pela respectiva resistncia. A tenso em cada um dos dois condutores ser a mesma

UC = I x RC = 1,51 x 3 = 4,53VA tenso na lmpada ser

UL = I x RL = 1,51 x 70 = 105,7V

Podemos tambm dizer que a tenso na lmpada ser igual tenso na tomada menos a tenso nos condutores, isto ,

UL = 115 - (4,53 + 4,53) = 115 - 9,06 = 105,9VQuando os clculos so feitos de modos diferentes, sempre aparecem pequenas variaes nas respostas, causadas pelo nmero de decimais e pelos arredondamentos. A tenso nos condutores no tem nenhuma aplicao direta; ela apenas reduz a tenso na carga. No exemplo, as perdas de tenso chegam a

P1 + P2 + P3 1 ___ = _________ + ... REQ U2Onde P1, P2, ... so as potncias nominais e U a tenso nominal comum. Portanto,

1 soma das potncias nominais ___ = _______________________ REQ (tenso nominal)2 (tenso nominal)2 REQ = _______________________ soma das potncias nominais

exeMPloO circuito de 20A mostrado (de tomadas de cozinha) ter capacidade suficiente para alimentar as cargas ligadas?

4,53 + 4,53 = 9,06Vque a chamada queda de tenso do circuito, que poderamos indicar em porcentagem, por

9,06 ____ x 100 = 7,8% 115

115V

circuitos coM cargas eM ParaleloNas instalaes eltricas, a grande maioria dos circuitos possui cargas em paralelo. Nesses circuitos, um dos clculos mais comuns consiste em determinar a corrente total exigida pelas cargas, a fim de dimensionar a seo dos condutores e a proteo do circuito. Num circuito com cargas em paralelo (se desprezarmos a queda de tenso nos condutores), a cada uma das cargas estar aplicada a mesma tenso e a corrente total ser a soma das correntes de cada carga individual. A lei de Ohm pode ser aplicada a cada uma das cargas para determinar as correntes, como ser visto nas aplicaes que se seguem.Torradeira 600W Cafeteira 1000W Ferro de passar roupas 1000W

Geralmente esses aparelhos tm tenso nominal de 115V; portanto,

1152 REQ = ____ = 4,9 2700A corrente do circuito ser

resistncia equivalenteA resistncia de uma carga especfica geralmente no de interesse, exceto como um passo para encontrar-se a corrente ou a potncia consumida. Assim, a corrente total,que circula num circuito com cargas em paralelo, pode ser determinada achando-se inicialmente a resistncia equivalente do circuito, usando a expresso

115 I = ____ = 23,5A 4,9Logicamente um circuito de 20A no poder alimentar essas 3 cargas simultaneamente, pois o disjuntor atuar abrindo o circuito. fcil verificar que se o circuito fosse de 25A as 3 cargas poderiam ser alimentadas normalmente (no considerando que certos disjuntores podem operar com 80% de sua corrente nominal).


Pg 03 - Capitulo I

CAPTULO INoes bsicas iMPedncia eM circuitos indutivosA maioria dos circuitos encontrados em instalaes eltricas contm indutncia. Em alguns circuitos como, por exemplo, os que alimentam iluminao incandescente ou aquecedores a resistor (chuveiros, torneiras, etc.), a indutncia to pequena que pode ser ignorada. Em outros, como os que servem a motores, reatores de lmpadas a vapor, transformadores, etc., a indutncia pode ser bastante significativa. A corrente atravs de uma resistncia est em fase com a tenso; a corrente atravs de uma indutncia est atrasada de 90o, em relao tenso. A resistncia R e a reatncia indutiva XL, que se opem passagem dessas correntes, podem ser consideradas defasadas de 90. A oposio total corrente, isto , a impedncia Z, pode ser representada pela hipotenusa do tringulo formado por R, XL e Z.

anlise fasorial de uM circuitoO circuito mostrado est alimentando 2 tomadas: na primeira est ligada uma torradeira e na segunda uma batedeira. As duas cargas esto em paralelo. No trecho de circuito correspondente torradeira, a corrente l1, atravs da resistncia R1, do aparelho, est em fase com a tenso do circuito, U. (O fator de potncia desse trecho 1,0). No trecho correspondente batedeira, a corrente lR, atravs da resistncia R2 do motor, est em fase com U; a corrente IL atravs da reatncia indutiva X2 do motor, est atrasada de 90o em relao a U. A corrente resultante l2, atravs do motor est atrasada de um ngulo F em relao a U. (F co-seno de F fator de potncia do motor). Se os dois diagramas fasoriais forem combinados, o resultado ser o diagrama fasorial do circuito srie-paralelo. A corrente total I a resultante de I1 e I2: est atrasada de um ngulo F em relao tenso U. (O co-seno de F o fator de potncia do circuito).

R XL Z Z2=R2+ XL2

I UTorradeira Batedeira

Portanto, num circuito contendo em srie resistncia e indutncia

R2 X2

______ Z=R2+ XL2A impedncia, como a resistncia e a reatncia, medida em ohms. Ela representa a resistncia aparente de um circuito passagem de corrente alternada, isto ,

I1 IRTorradeira

I2

U U F2 IR F I1

U(V) I(A) = ____ Z()

IR 90 ILo

F2

exeMPloR = 0,004 240V R = 0,004Para o circuito acima, determine a impedncia e a corrente. Trata-se de um circuito srie e, nessas condies, a resistncia total (equivalente) ser a soma das resistncias, ou seja, 0,004 +0,004 +13,36 = 13,368 Essa resistncia est em srie com a reatncia indutiva de 37,7 . Podemos construir um tringulo, do qual tiramos

Batedeira

IL I2

IL

IL I2 I2X2 IL = ___ Z2 I2R2 IR = ___ Z2 ______ I = (I1 + IR)2 + IL2 I

R = 13,36 X = 37,7

frMulas aPlicveis U I1 = __ R1 U I2 = __ Z2 _______ Z2 = R22 + X22

fator de Potncia do MotorIR R2 = cosF = __ = ___ I2 Z2

R = 13,368 X = 37,7 ____________ Z = 13,3682 + 37,72 = 40A corrente ser I = ___ = 6A

Z

=?

fator de Potncia do circuitoIR + I1 = cosF = _____ I Pg 04 - Capitulo I

240 40


CAPTULO INoes bsicasP I R U X Q Fhousepress - verso B - 03/05/2010

Potncia eM circuitos de corrente alternada

tringulo de PotnciasP = S cosF Q = S senF Q __ = tgF P

F Potncia ativa P = UIcos F = RI2 Potncia reativa Q = UIsen F = XI2 Potncia aparente S = UI = ZI2 IL UF UF IL IL ILIF

U

circuitos trifsicosLigao em estrela (Y) Tenso de linha UL Corrente de linha IL L1 N Tenso de fase UF Corrente de Fase IF

I

UF

UL UL

UL L2 L3 L1 UL L2 L3

UL IL UL IL Expresses de potncia _ _ Potncia ativa P = 3 UL IL cosF _ _ Potncia reativa Q = 3 _ L IL senF U _ Potncia aparente S = 3 UL IL _ UL = 3UF IL = IF _ IL = 3IF

Da expresso:

_ P IL = _________ = 3 UL cosF UL = UF3 _ 8,68 x 10 = ____________ = 26,8A 3 x 220 x 0,85 _ _ S = 3 UL IL = 3 x 220 x 26,8 = = 10.200VA = 10,2kVA

exeMPloUm motor eltrico trifsico consome 11,8cv, tem um fator de potncia 0.85 e alimentado em 220V. Calcular a corrente de linha do circuito e as potncias reativa e aparente. Temos:

Do tringulo de potncias: S2 = P2 + Q2 e

P = 11,8cv = 11,8 x 0,736 = 8,68kW UL = 220V; cosF = 0,85

Q = S2 - P2 __________ ____ Q = 104 - 75,3 = 28,7 = 5,36kVA

_____


Pg 05 - Capitulo I

CAPTULO IIDa usina ao consumidorUm sistema eltrico, na sua concepo mais geral, constitudo pelos equipamentos e materiais necessrios para transportar a energia eltrica desde a fonte at os pontos em que ela utilizada. Desenvolve-se em quatro etapas bsicas: gerao, transmisso, distribuio e utilizao, como vai esquematizado na Figura abaixo. A gerao a etapa desenvolvida nas usinas geradoras, que produzem energia eltrica por transformao, a partir das fontes primrias. Podemos classificar as usinas em: das linhas de transmisso ou de subtransmisso. Nesses casos, as etapas posteriores de abaixamento da tenso so levadas a efeito pelo prprio consumidor. Segue-se a distribuio, etapa desenvolvida, via de regra, nos centros consumidores. As linhas de transmisso alimentam subestaes abaixadoras, geralmente situadas nos centros urbanos; delas partem as linhas de distribuio primria. Estas podem ser areas, com cabos nus ou cobertos (redes protegidas) de alumnio ou cobre, suspensos em postes, ou subterrneas, com cabos isolados. As linhas de distribuio primria alimentam diretamente indstrias e prdios de grande porte (comerciais, institucionais e residenciais), que possuem subestao ou transformador prprios. Alimentam tambm transformadores de distribuio, de onde partem as linhas de distribuio secundria, com tenses mais reduzidas. Estas alimentam os chamados pequenos consumidores: residncias, pequenos prdios, oficinas, pequenas indstrias, etc. Podem, tambm, ser areas, normalmente com cabos isolados multiplexados de alumnio ou subterrneas (com cabos isolados em EPR ou TR-XLPE). Nos grandes centros urbanos, com elevado consumo de energia, ou condomnios residenciais d-se preferncia distribuio (primria e secundria) subterrnea. Com a potncia elevada a transportar, os cabos a serem empregados so de seo elevada, complicando bastante o uso de estruturas areas. Por outro lado, melhora-se a esttica urbana, suprimindo-se os postes com seus inmeros cabos, aumentando-se tambm a confiabilidade do sistema (no existe, por exemplo, interrupo no fornecimento de energia devido a choque de veculos com postes). A ltima etapa de um sistema eltrico a utilizao. Ela ocorre, via de regra, nas instalaes eltricas, onde a energia gerada nas usinas e transportada pelas linhas de transmisso e distribuio transformada, pelos equipamentos de utilizao, em energia mecnica, trmica e luminosa, para ser finalmente consumida.

hidroeltricas, que utilizam a energia mecnica das quedas dgua; termoeltricas, que utilizam a energia trmica da queima de combustveis (carvo, leo diesel, gasolina, gs, etc.); nucleares, que utilizam a energia trmica produzida pela fisso nuclear de materiais (urnio, trio, etc.); elicas, que utilizam a energia mecnica dos ventos; fotovoltaicas, que utilizam a luz do sol para gerar energia eltrica.A etapa seguinte a transmisso, que consiste no transporte da energia eltrica, em tenses elevadas, desde as usinas at os centros consumidores. Muitas vezes segue-se transmisso uma etapa intermediria (entre ela e a distribuio) denominada subtransmisso, com tenses um pouco mais baixas. Nas linhas de transmisso areas so usados, geralmente, cabos nus de alumnio com alma de ao ou cabos de ligas de alumnio, que ficam suspensos em torres metlicas atravs de isoladores. Nas linhas de transmisso subterrneas so usados cabos isolados, tais como os cabos a leo fluido OF, de fabricao exclusiva da Prysmian e que foram muito utilizados at o final dos anos 1980, e os cabos isolados com borracha etileno-propileno (EPR) e polietileno reticulado (XLPE). Grandes consumidores, tais como complexos industriais de grande porte, so alimentados pelas concessionrias de energia eltrica a partir

2 1 3 5

8 6 4 7

1- Usina hidroeltrica | 2- Parque elico | 3- Linha de transmisso | 4- Usina termoeltrica | 5- Subestao abaixadora 6- Indstria de grande porte | 7- Rede de distribuio | 8- Metrpole: consumidor residencial, comercial e industrial

Verso ampliada na pgina 18


Pg 06 - Capitulo II

CAPTULO IIA instalao eltrica de baixa tenso GeneralidadesUma instalao eltrica o conjunto de componentes eltricos associados e com caractersticas coordenadas entre si, reunidos para uma finalidade determinada. As instalaes de baixa tenso so as alimentadas com tenses no superiores a 1000V, em CA, ou a 1500V, em CC. As instalaes de extra-baixa tenso so as alimentadas com tenses no superiores a 50V, em CA, ou a 120V, em CC.

Classificao das TensesExtra-Baixa Baixa Alta no superior a no superior a superior a

CA50V 1000V 1000V

CC120V 1500V 1500V

Os elementos necessrios ao funcionamento de uma instalao so chamados de componentes.

Os componentes de uma instalao, isto , os elementos que a compem e so necessrios ao seu funcionamento, so: as linhas eltricas, que so constitudas pelos condutores eltricos, seus elementos de fixao ou suporte (abraadeiras, ganchos, bandejas, etc.), ou de proteo mecnica (elementos, calhas, etc.), sendo o conjunto destinado a transportar energia eltrica ou a transmitir sinais eltricos: os equipamentos, que so elementos que executam as funes de alimentao da instalao (geradores, transformadores e baterias); comando e proteo (chaves em geral, disjuntores, dispositivo, fusveis, contadores, etc.); utilizao, transformando a energia eltrica em uma outra forma de energia que seja utilizvel (equipamentos a motor, equipamentos a resistor, equipamentos de iluminao, etc.).

Linha eltrica constituda por condutores contidos num eletroduto

Linha eltrica constituda por condutores eltricos numa bandeja

O eletroduto protege os condutores contidos contra agresses mecnicas (p. ex. choques) que poderiam danific-los

A bandeja suporta os condutores eltricos

Alimentao da instalao

Comando e proteo

Utilizao

Os equipamentos, qualquer que seja o tipo, podem ser classificados em: fixos, que so instalados permanentemente num local determinado, como, por exemplo, um transformador num poste (alimentao), disjuntor num quadro (proteo), aparelho de ar condicionado em parede (utilizao); estacionrios, que so os fixos, ou aqueles que no possuem ala para transporte e cujo peso tal que no possam ser movimentados facilmente, como, por exemplo, gerador provido de rodas (alimentao), geladeira domstica (utilizao); portteis, que so movimentados quando em funcionamento, ou que podem ser facilmente deslocados de um lugar para outro, mesmo quando ligados fonte de alimentao, como o caso de certos eletrodomsticos (utilizao), como enceradeira, aspirador de p, etc.); manuais, que so os portteis projetados para serem suporta-

equipamentos fixos

equipamentos estacionrios

equipamentos portteis

dos pelas mos durante sua utilizao normal, como, por exemplo, as ferramentas eltricas portteis.

equipamentos manuais


Pg 07 - Capitulo II

CAPTULO IIA instalao eltrica de baixa tenso ManobraChamamos de manobra a mudana na configurao de um circuito (por exemplo, abrir ou fechar), feita manual ou automaticamente por dispositivo adequado e destinado a essa finalidade. Comando a ao destinada a garantir o desligamento, a ligao ou a variao da alimentao de energia eltrica de toda ou parte de uma instalao, em condies de funcionamento normal. Podemos dizer que comando a causa que provoca a manobra, o efeito. Assim, quando acionamos um interruptor de luz exercemos um comando, sendo que o efeito, o apagamento ou acendimento da luz, constitui uma manobra no circuito respectivo.

aParelhosO termo aparelho eltrico geralmente usado para designar trs tipos de equipamentos de utilizao, que so: aparelhos eletrodomsticos, destinados utilizao residenos cial ou anloga (enceradeiras, aspiradores de p, liqidificadores, etc); aparelhos eletroprofissionais, destinados utilizao em esos tabelecimentos comerciais e de prestao de.servios (monitores, balanas, computadores, etc); aparelhos de iluminao, conjuntos constitudos, no caso mais os geral, por lmpadas, luminria e acessrios (reator, starter, etc).

Causa

Efeito

Dispositivo de comando

Dispositivo de comando de manobra

choque eltricoChoque eltrico o efeito patofisiolgico que resulta da passagem de uma corrente eltrica, a chamada corrente de choque, atravs do corpo de uma pessoa ou de um animal. No estudo da proteo contra choques eltricos devemos considerar 3 elementos fundamentais: parte viva, massa e elemento condutor estranho instalao. A parte viva de um componente ou de uma instalao a parte condutora que apresenta diferena de potencial em relao terra. Para as linhas eltricas falamos em condutor vivo, termo que inclui os condutores fase e o condutor neutro. A massa de um componente ou de uma instalao a parte condutora que pode ser tocada facilmente e que normalmente no viva, mas que pode tornar-se viva em condies de faltas ou defeitos. Como exemplos de massa podemos citar as carcaas e invlucros metlicos de equipamentos, os condutos metlicos, etc. Um elemento condutor estranho instalao um elemento condutor que no faz parte da instalao, mas nela pode introduzir um potencial, geralmente o da terra. o caso dos elementos metlicos usados na construo de prdios, das canalizaes metlicas de gs, gua, aquecimento, ar condicionado,etc. e dos equipamentos no eltricos a elas ligados, bem como dos solos e paredes no isolantes, etc.Massa

contatos indiretos, que so os contatos de pessoas ou aniosmais com massas que ficaram sob tenso devido a uma falha de isolamento. Os contatos diretos, que a cada ano causam milhares de acidentes graves (muitos at fatais) so provocados via de regra por falha de isolamento, por ruptura ou remoo indevida de partes isolantes ou por atitude imprudente de uma pessoa com uma parte viva. Terminais de equipamentos no isolados, condutores e cabos com isolao danificada ou deteriorada, equipamentos de utilizao velhos, etc., so as fontesmais comuns de choques por contatos diretos. Observe-se, por exemplo, que o (mau) hbito de desconectar da tomada aparelhos portteis (ferro de passar roupa, secador de cabelos, etc.) ou mveis (cortadores de grama, aspirador de p, etc.), puxando o cabo ou cordo, aumenta em muito o perigo de acidentes eltricos. Os contatos indiretos, por sua vez, so particularmente perigosos, uma vez que o usurio que encosta a mo numa massa, por exemplo, na carcaa de um equipamento de utilizao, no vai suspeitar de uma eventual energizao acidental, provocada por uma falta ou por um defeito interno no equipamento. Como veremos, a ABNT NBR5410 d uma nfase especial proteo contra contatos indiretos.

choque eltrico Por:Contato direto Contato indireto

Tampa no considerada massa

Os choques eltricos numa instalao podem provir de dois tipos de contatos:

contatos diretos, que so os contatos de pessoas ou animais oscom partes vivas sob tenso;


Pg 08 - Capitulo II

CAPTULO IIA instalao eltrica de baixa tenso carGaO termo carga, na linguagem usual de eletrotcnica, pode ter vrios significados, a saber:

subdimensionamento de circuitos - durante o projeto, erros de avaliao ou de clculo podem levar o projetista a prever, para um circuito, uma corrente inferior que circular efetivamente durante o funcionamento; substituio de equipamentos de utilizao previstos ou j instalados por outros de maior potncia ou incluso de equipamento de utilizao no previstos inicialmente; motores eltricos que estejam acionando cargas excessivas para sua potncia nominal. Tais correntes, muito embora no sejam, via de regra, muito superiores s correntes nominais, devem ser eliminadas no menor tempo possvel, sob pena de provocarem, por aquecimento, uma drstica reduo na vida til dos condutores. As correntes de curto-circuito, por sua vez, so em geral muitssimo superiores s correntes nominais e se no forem interrompidas podem provocar, em tempos extremamente curtos, o superaquecimento e a inutilizao dos condutores, alm de poderem ser o incio de um incndio. A corrente de fuga a corrente que, por imperfeio da isolao, flui para a terra ou para elementos condutores estranhos instalao.

conjunto de valores das grandezas eltricas (e mecnicas, no casode mquinas) que caracterizam as solicitaes impostas a um equipamento eltrico (transformador, mquina, etc.), em um dado instante, por um circuito eltrico (ou dispositivo mecnico, no caso de mquinas); equipamento eltrico que absorve potncia; potncia (ou corrente) transferida por um equipamento eltrico; potncia instalada. Por outro lado, para um circuito ou equipamento eltrico falamos em: funcionamento em carga, quando o circuito ou equipamento est transferindo potncia, e em: funcionamento em vazio, quando o circuito ou o equipamento no est transferindo potncia, sendo porm normais as outras condies de funcionamento. Quando, numa instalao ou num equipamento, duas ou mais partes, que estejam sob potenciais diferentes, entram em contato acidentalmente, por falha de isolamento, entre si ou com uma parte aterrada, temos uma falta: por exemplo, dois condutores encostando um no outro, ou um condutor em contato com um invlucro metlico ligado terra.Condutores com falha de isolamento - falta (curto-circuito)

Uma falta pode ser direta, quando as partes encostam efetivamente, isto , quando h contato fsico entre elas, ou no direta quando no h contato fsico e sim um arco entre as partes. Quando uma das partes for a terra falamos em falta para terra. Um curto-circuito uma falta direta entre condutores vivos, isto , fases e neutro.Falta (curto-circuito)

importante observar que na prtica sempre existe, em qualquer circuito, uma corrente de fuga, uma vez que no h, rigorosamente falando, isolantes perfeitos. No entanto, em condies normais, as correntes de fuga so extremamente baixas (s detectveis por ampermetros muito sensveis) e no chegam a causar problemas instalao.

liMites de correntes de FuGa de equiPaMentos de utilizaoAparelho Eletrodomstico a motor Eletrodomstico com aquecimento (ferro, torradeira, etc.) Equipamento para tratamento de pele Ferramenta porttil Luminria Chuveiro, torneira (com resistncia blindada e isolao classe II) Correntes de Fuga admitidas (mA) Aparelho de Aparelho de 220 V 110 V < 3,5 (fixo) < 2,6 (fixo) < 0,5 (porttil) < 0,4 (porttil) 20 De(9) _ B1 B2 1,5 De < V < 5 De(9) _ B2 5 De < V < 50 De(9) _ B1 B2 1,5 De < V < 5 De(9) _ B2 5 De < V < 50 De(9) _ B1 B1 B2 B1 B2 B1 B2 1,5 De < V < 20 De(9) _ B2 V > 20 De(9) _ B1 B1 B1 A1

Cabos unipolares ou cabo multipolar afastado(s) da parede mais de 0,3 vez o dimetro do cabo Cabos unipolares ou cabo multipolar em leito Cabos unipolares ou cabo multipolar suspenso por cabo de suporte, incorporado ou no Condutores nus ou isolados sobre isoladores Cabos unipolares ou cabos multipolares em espao de construo(5), sejam eles lanados diretamente sobre a superfcie do espao de construo, sejam instalados em suportes ou condutos abertos (bandeja, prateleira, tela ou leito) dispostos no espao de construo(5) (6) Condutores isolados em eletroduto de seo circular em espao de construo(5) (7) Cabos unipolares ou cabo multipolar em eletroduto de seo circular em espao de construo(5) (7) Condutores isolados em eletroduto de seo no-circular ou eletrocalha em espao de construo(5) Cabos unipolares ou cabo multipolar em eletroduto de seo no-circular ou eletrocalha em espao de construo(5) Condutores isolados em eletroduto de seo no-circular embutido em alvenaria(6) Cabos unipolares ou cabo multipolar em eletroduto de seo no-circular embutido em alvenaria Cabos unipolares ou cabo multipolar em forro falso ou em piso elevado(7) Condutores isolados ou cabos unipolares em eletrocalha sobre parede em percurso horizontal ou vertical Cabo multipolar em eletrocalha sobre parede em percurso horizontal ou vertical Condutores isolados ou cabos unipolares em canaleta fechada encaixada no piso Cabo multipolar em canaleta fechada encaixada no piso Condutores isolados ou cabos unipolares em eletrocalha ou perfilado suspensa(o) Cabo multipolar em eletrocalha ou perfilado suspensa(o) Condutores isolados ou cabos unipolares em eletroduto de seo circular contido em canaleta fechada com percurso horizontal ou vertical Condutores isolados em eletroduto de seo circular contido em canaleta ventilada encaixada no piso Cabos unipolares ou cabo multipolar em canaleta ventilada encaixada no piso Cabo multipolar embutido diretamente em parede termicamente isolante(2)

22 23 24

25

26 27 28

31 32 31A 32A 33 34 35 36 41

42 43 51


Pg 31 - Capitulo III

CAPTULO IIILinhas eltricasMtodo de instalao nmero 52 53 61 61A 63 71 72 72A 73 74 75 75A Descrio Cabos unipolares ou cabo multipolar embutido(s) diretamente em alvenaria sem proteo mecnica adicional Cabos unipolares ou cabo multipolar embutido(s) diretamente em alvenaria com proteo mecnica adicional Cabo multipolar em eletroduto (de seo circular ou no) ou em canaleta no ventilada enterrado(a) Cabo unipolar em eletroduto (de seo circular ou no) ou em canaleta no ventilada enterrado(a)(8) Cabos unipolares ou cabo multipolar diretamente enterrado(s), com proteo mecnica adicional Condutores isolados ou cabos unipolares em moldura Condutores isolados ou cabos unipolares em canaleta provida de separaes sobre parede Cabo multipolar em canaleta provida de separaes sobre parede Condutores isolados em eletroduto, cabos unipolares ou cabo multipolar embutido(s) em caixilho de porta Condutores isolados em eletroduto, cabos unipolares ou cabo multipolar e embutido(s) em caixilho de janela Condutores isolados ou cabos unipolares em canaleta embutida em parede Cabo multipolar em canaleta embutida em parede Mtodo de referncia a utilizar para a capacidade de conduo de corrente1 C C D D D A1 B1 B2 A1 A1 B1 B2 trs cabos unipolares (ou condutores isolados) dispostos em triflio: De deve ser tomado igual a 2,2 vezes o dimetro do cabo unipolar ou condutor isolado; trs cabos unipolares (ou condutores isolados) agrupados num mesmo plano: De deve ser tomado igual a 3 vezes o dimetro do cabo unipolar ou condutor isolado. 7) De o dimetro externo do eletroduto, quando de seo circular, ou altura/profundidade do eletroduto de seo no-circular ou da eletrocalha. 8) Admite-se tambm o uso de condutores isolados, desde que nas condies definidas na nota de 6.2.11.6.1. 9) Admitem-se cabos diretamente enterrados sem proteo mecnica adicional, desde que esses cabos sejam providos de armao (ver 6.2.11.6). Deve-se notar, porm, que esta Norma no fornece valores de capacidade de conduo de corrente para cabos armados. Tais capacidades devem ser determinadas como indicado na ABNT NBR 11301. NoTA: Em linhas ou trechos verticais, quando a ventilao for restrita, deve-se atentar para risco de aumento considervel da temperatura ambiente no topo do trecho vertical.housepress - verso A - 05/07/2010

1) Mtodo de referncia a ser utilizado na determinao da capacidade de conduo de corrente. Ver 6.2.5.1.2. 2) Assume-se que a face interna da parede apresenta uma condutncia trmica no inferior a 10 W/m2.K. 3) Admitem-se tambm condutores isolados em perfilado, desde que nas condies definidas na nota de 6.2.11.4.1. 4) A capacidade de conduo de corrente para bandeja perfurada foi determinada considerando-se que os furos ocupassem no mnimo 30% da rea da bandeja. Se os furos ocuparem menos de 30% da rea da bandeja, ela deve ser considerada como no-perfurada. 5) Conforme a ABNT NBR IEC 60050 (826), os poos, as galerias, os pisos tcnicos, os condutos formados por blocos alveolados, os forros falsos, os pisos elevados e os espaos internos existentes em certos tipos de divisrias (como, por exemplo, as paredes de gesso acartonado) so considerados espaos de construo. 6) De o dimetro externo do cabo, no caso de cabo multipolar. No caso de cabos unipolares ou condutores isolados, distinguem-se duas situaes:


Pg 32 - Capitulo III

CAPTULO IVProteo contra choques eltricos Os PerigOs da cOrrente eltricaEspecialistas de diversos pases tm estudado atentamente os efeitos da passagem da corrente eltrica pelo corpo humano. As concluses a que chegaram eminentes cientistas e pesquisadores, atravs de experincias feitas com seres humanos e com animais, foram utilizadas pela IEC em sua Publicao no 479-1, Effects of current passing through the human body, de 1984. nesse documento que se baseiam as principais normas internacionais de instalaes eltricas, inclusive a nossa ABNT NBR 5410, nas partes que tratam da proteo das pessoas e dos animais domsticos contra os choques eltricos. Podem ser caracterizados quatro fenmenos patolgicos crticos: a tetanizao, a parada respiratria, as queimaduras e a fbrilao ventricular, que passamos a descrever sucintamente. Tetanizao a paralisia muscular provocada pela circulao de corrente atravs dos tecidos nervosos que controlam os msculos. Superposta aos impulsos de comando da mente, a corrente os anula podendo bloquear um membro ou o corpo inteiro. De nada valem, nesses casos, a conscincia do indivduo e sua vontade de interromper o contato. Parada respiratria Quando esto envolvidos na tetanizao os msculos peitorais, os pulmes so bloqueados e a funo vital de respirao para. Trata-se de uma situao de emergncia. Queimaduras A passagem da corrente eltrica pelo corpo humano acompanhada do desenvolvimento de calor por efeito Joule, podendo produzir queimaduras. Nos pontos de entrada e sada da corrente a situao toma-se mais crtica, tendo em vista, principalmente, a elevada resistncia da pele e a maior densidade de corrente naqueles pontos. As queimaduras produzidas por corrente eltrica so, via de regra, as mais profundas e as de cura mais difcil, podendo mesmo causar a morte por insuficincia renal. Fibrilao ventricular Se a corrente atinge diretamente o msculo cardaco, poder perturbar seu funcionamento regular. Os impulsos peridicos que, em condies normais, regulam as contraes (sstole) e as expanses (distole) so alterados: o corao vibra desordenadamente e, em termos tcnicos, perde o passo. A situao de emergncia extrema, porque cessa o fluxo vital de sangue ao corpo. Observe-se que a fibrilao um fenmemo irreversvel, que se mantm mesmo quando cessa a causa; s pode ser anulada mediante o emprego de um equipamento chamado desfibrilador, disponvel, via de regra, apenas em hospitais e pronto-socorros.

Tenso Aplicada

1 2

Quando uma tenso aplicada entre dois pontos do corpo de uma pessoa, passa a circular uma corrente eltrica.

Ocorre que a resistncia do corpo humano no constante, mas varia bastante dentro de limites amplos, dependendo de diversos fatores de natureza fsica e biolgica, inclusive da tenso aplicada, bem como do trajeto da corrente, sendo muito difcil estabelecer um valor padronizado.

Efeitos Fisiolgicos da Corrente EltricaCA de 15 a 100Hz, trajeto entre extremidades do corpo, pessoas de, no mnino, 50 quilos de peso Faixa de corrente 0,1 a 0.5mA Reaes fisiolgicas habituais Leve percepo superficial; habitualmente nenhum efeito Ligeira paralisia nos msculos do brao, com incio de tetanizao; habitualmente nenhum efeito perigoso Nenhum efeito perigoso se houver interrupo em, no mximo, 5 segundos Paralisia estendida aos msculos do trax, com sensao de falta de ar e tontura; possibilidade de fibrilao ventricular se a descarga eltrica se manifestar na fase crtica do ciclo cardaco e por tempo superior a 200 ms Traumas cardacos persistentes; nesse caso o efeito letal, salvo interveno imediata de pessoal especializado com equipamento adequado.

fase crtica do ciclo cardaco

0,5 a 10mA 10 a 30mA

150ms 750msA figura representa um ciclo cardaco completo cuja durao mdia de 750 milsimos de segundo. A fase crtica correspondente diastole tem uma durao aproximada de 150 milsimos de segundo.

30 a 500mA

Acima de 500mA


Pg 33 - Capitulo IV

CAPTULO IVProteo contra choques eltricosA Publicao no 479-1 da IEC define quatro zonas de efeitos para correntes alternadas de 15 a 100Hz, admitindo a circulao de correntes entre as extremidades do corpo para pessoas com 50Kg ou mais.1 - Nenhum efeito perceptvel 2 - Efeitos fisiolgicos geralmente no danosos 3 - Efeitos fisiolgicos notveis (parada cardaca, parada respiratria, contraes musculares) geralmente reversveis 4 - Elevada probabilidade de eleitos fisiolgicos graves e irreversveis: fibrilao cardaca, parada respiratria Zonas tempo-corrente de efeitos de corrente alternada (15 a 100Hz) sobre as pessoas.10000 5000 2000 1000 500 200 100 50 20 10 0,2 0,5 1 2 5 10 20 50 100 200 500 1000 2000 5000 10000

a

b

c1

c2 c3

1

2

3

4

PrOteO cOntra chOques eltricOsSo duas, como vimos no captulo anterior, as condies de perigo para as pessoas em relao s instalaes eltricas: Para ambas as condies a ABNT NBR 5410 prescreve rigorosas medidas de proteo, que podem ser ativas ou passivas. As medidas ativas consistem na utilizao de dispositivos e mtodos que proporcionam o seccionamento automtico do circuito quando ocorrerem situaes de perigo para os usurios. As medidas passivas, por sua vez, consistem no uso de dispositivos e mtodos que se destinam a limitar a corrente eltrica que pode atravessar o corpo humano ou a impedir o acesso s partes energizadas.

Os contatos diretos, que consistem no contato com partes metlicas normalmente sob tenso (partes vivas);

Os contatos indiretos, que consistem no contato com partes metlicas normalmente no energizadas (massas), mas que podem ficar energizadas devido a uma falha de isolamento.

PrOteO cOntra cOntatOs diretOs segundO a aBnt nBr 5410Proteo Total Tipo de Medida Sistema Passiva Passiva Passiva Passiva Ativa Isolao das partes vivas sem possiblidade de remoo Invlucros ou barreiras removveis apenas com chave ou ferramenta com intertravamento ou com uso de barreira intermediria Obstculos removveis sem ferramenta Distanciamento das partes vivas acessveis Circuito protegido por dispositivo DR de alta sensibilidade Tipo de Pessoa Comum Comum Advertida Qualificada Advertida Qualificada Qualquer

Parcial Complementar

Proteo em locais acessveis a qualquer pessoa com invlucros ou barreiras > IP20 _

Proteo em locais acessveis apenas a pessoas qualificadas

por distanciamento (m) 2,50

1

com isolamento total

5 6

2 3 4

1,25 0,75

com obstculos


Pg 34 - Capitulo IV

CAPTULO IVProteo contra choques eltricos PrOteO cOntra cOntatOs indiretOs segundO a aBnt nBr 5410Tipo de Medida Passiva (sem seccionamento automtico do circuito) Sistema Isolao dupla Locais no condutores Separao eltrica Ligaes equipotenciais Ativa (com seccionamento automtico do circuito) Esquema TN Esquema TT Esquema IT

Proteo por dupla isolao Isolao bsica

Proteo por locais no condutores

Isolao suplementar Invlucro metlico eventual

Proteo por ligao eqipotencial

Proteo por separao eltrica Comprimento mximo do circuito < 100.000 _ UN

Transformao de separao Ligao eqipotencial Isolamento > 1000 x U _ No ligue terra


Pg 35 - Capitulo IV

CAPTULO IVProteo contra choques eltricos aterraMentOsEntendemos por aterramento a ligao intencional de um condutor terra. Se essa ligao feita diretamente, sem a interposio de qualquer impedncia (ou resistncia) falamos em aterramento direto. Se, ao contrrio, entre o condutor e a terra insere-se uma impedncia, dizemos que o aterramento no direto. Dois so os tipos de aterramento numa instalao:

condutor PEN - condutor ligado terra garantindo ao mesmotempo as funes de condutor de proteo e de condutor neutro; a designao PEN resulta da combinao PE (de condutor de proteo) +N (de neutro); o condutor PEN no considerado um condutor vivo;

terminal (ou barra) de aterramento principal - terminal (oubarra) destinado a ligar, ao dispositivo de aterramento, os condutores de proteo, incluindo os condutores de eqipontencialidade e, eventualmente, os condutores que garantam um aterramento funcional;

o aterramento funcional que consiste na ligao terra de umdos condutores do sistema (geralmente o neutro), com o objetivo de garantir o funcionamento correto, seguro e confivel da instalao

resistncia de aterramento (total) - resistncia eltrica entre o terminal de aterramento principal de uma instalao eltrica e a terra;

o aterramento de proteo que consiste na ligao terra dasmassas e dos elementos condutores estranhos instalao, com o nico objetivo de proporcionar proteo contra contatos indiretos. Algumas vezes so realizados aterramentos conjuntos, funcionais e de proteo. Os aterramentos so efetuados com eletrodos de aterramento, que so os condutores colocados em contato com a terra. Estes podem ser: hastes, perfis, barras, cabos nus, fitas, etc. A ABNT NBR 5410 estabelece que o eletrodo de aterramento preferencial de uma instalao seja aquele constitudo pelas armaduras de ao embutidas no concreto das fundaes das edificaes. O termo eletrodo refere-se sempre ao condutor ou ao conjunto de condutores em contato com a terra e, portanto, abrange desde uma simples haste isolada at uma complexa malha de aterramento, constituda pela associao de hastes com cabos. Em qualquer tipo de prdio deve existir um sistema de terra constitudo por:

condutor de aterramento - condutor de proteo que liga o terminal (ou barra) de aterramento principal ao eletrodo de aterramento;

ligao eqipotencial - ligao eltrica destinada a colocar nomesmo potencial ou em potenciais vizinhos as massas e os elementos condutores estranhos instalao; podemos ter numa instalao trs tipos de ligao eqipotencial: a ligao eqipotencial principal, ligaes eqipotenciais suplementares, ligaes eqipotenciais no ligadas terra;

condutor de eqipotencialidade - condutor de proteo quegarante uma ligao eqipotencial;

condutor de proteo principal - condutor de proteo que ligaos diversos condutores de proteo da instalao ao terminal de aterramento principal.Condutores de proteo Terminal de aterramento

eletrodo de aterramento - condutor ou conjunto de condutoresem contato ntimo com o solo e que garante(m) uma ligao eltrica com ele;

condutor de proteo (PE) - condutor prescrito em certas medidas de proteo contra os choques eltricos e destinado a ligar eletricamente: massa elementos condutores estranhos instalao eletrodos de aterramento principal eletrodos de aterramento, e/ou pontos de alimentao ligados terra ou ao ponto neutro artificialCondutor de proteo principal Terminal de aterramento principal Condutor de aterramento Ligao eqipotencial suplementar

Ligao eqipotencial (tubulaes metlicas no eltricas) Dispositivo de verificao Poo de inspeo Condutor nu Mnimo 0,5m

Malha

Condutor de aterramento Estrutura do prdio (Eletrodo preferencial) Eletrodo alternativos

Haste


Pg 36 - Capitulo IV

CAPTULO IVProteo contra choques eltricos tensO de cOntatOMuito embora seja a corrente (juntamente com o tempo) a grandeza mais importante no estudo do choque eltrico, como foi visto anteriormente, por razes bvias, s se pode avali-la indiretamente, ou seja, recorrendo tenso aplicada ao corpo humano. Define-se ento a tenso de contato, como sendo a tenso a que uma pessoa possa ser submetida ao tocar, simultaneamente, em um objeto colocado sob tenso e um outro elemento que se encontra num potencial diferente. O perigo para uma pessoa no est simplesmente em tocar um objeto sob tenso, mas, sim, em tocar simultaneamente um outro objeto que esteja num potencial diferente em relao ao primeiro. As pessoas encontram-se, via de regra, em contato com o solo, ou com o soalho ou com uma parede. Na posio normal, os ps esto sobre o solo e, a menos que a pessoa esteja calando sapatos com sola isolante, seu corpo encontra-se praticamente no potencial do solo. Em certos casos o solo isolante e est realmente isolado da terra, no havendo ento qualquer perigo. No entanto, como regra geral, os indivduos encontram-se em contato com objetos ou partes de um prdio que esto num potencial eltrico bem definido, geralmente o da terra, e qualquer contato com um outro elemento num potencial diferente pode ser perigoso.

Fase sob falta Elemento condutor estranho instalao

Falta fase-massa Terminal de aterramento principal UF Tenso de falta

Massa sob falta

UB

Tenso de contato

Resistncia entre o elemento condutor e a terra UB = UF UR se R = 0 UR = 0 UB = UF (hiptese usual)

R

UR

Tenso entre o elemento condutor e a terra

A ABNT NBR 5410 estabelece o tempo mximo durante o qual uma pessoa pode suportar uma dada tenso de contato. Esses tempos consideram duas situaes em que podem estar as pessoas:

teMPOs de secciOnaMentO MxiMOs nO esqueMa tn (cOnfOrMe taBela 25 da aBnt nBr 5410)UO (V) 115, 120, 127 220 254 277 400 NOTAUO = tenso nominal entre fase e neutro, valor eficaz em corrente alternada.

situao 1: ambientes normais; situao 2: reas externas, canteiros de obras, outros locais emque as pessoas estejam normalmente molhadas.

Tempo de seccionamento(s) Situao 1 0,8 0,4 0,4 0,4 0,2 Situao 2 0,35 0,20 0,20 0,20 0,05


Pg 37 - Capitulo IV

CAPTULO IVProteo contra choques eltricosA proteo contra contatos indiretos por seccionamento automtico da alimentao do circuito (onde ocorra a falta fase-massa) a principal das medidas de proteo, segundo a ABNT NBR 5410. Seu objetivo evitar que uma tenso de contato UB superior tenso de contato limite UL (50V na situao 1 ou 25V na situao 2) permanea por um tempo que possa resultar em perigo para as pessoas. Baseia-se em 2 condies:

cOndutOres de PrOteOOs condutores de proteo devem estar presentes em todas as instalaes de baixa tenso, seja qual for o esquema de aterramento adotado, TN, TT, ou IT, e desempenham um papel fundamental na proteo contra os contatos indiretos. So eles que garantem a perfeita continuidade do circuito de terra para o escoamento das correntes de fuga e/ou de falta da instalao. Em seu sentido mais geral o termo condutor de proteo inclui:

existncia de um percurso para a corrente de falta, seccionamento do circuito por dispositivo apropriado em tempoadequado. O percurso da corrente de falta funo do esquema de aterramento e s pode ser realizado atravs dos condutores de proteo que ligam as massas ao terminal de aterramento principal. O seccionamento do circuito depende das caractersticas dos dispositivos de proteo utilizados (disjuntores, dispositivos fusveis ou dispositivos DR). O tempo t em que deve ocorrer o seccionamento automtico do circuito deve ser:

os condutores de proteo dos circuitos terminais e de distribuio; os condutores de eqipotencialidade; o condutor de aterramento.Trataremos aqui dos condutores de proteo dos circuitos, designados internacionalmente pelas letras PE (de Protection Earth). Num circuito terminal o condutor de proteo liga as massas dos equipamentos de utilizao e, se for o caso, o terminal terra das tomadas de corrente, alimentados pelo circuito ao terminal de aterramento do quadro de distribuio respectivo. Num circuito de distribuio, o condutor de proteo interliga o terminal de aterramento do quadro de onde parte o circuito ao terminal de aterramento do quadro alimentado pelo circuito. Como condutores de proteo de circuito devem ser usados preferencialmente:

no mximo 5 segundos, quando UB = UL no mximo 5 segundos para circuitos de distribuio e para circuitosterminais que s alimentam equipamentos fixos (na situao 1)

no mximo igual ao obtido da curva t em funo de UB.A ABNT NBR 5410 classifica os esquemas de aterramento (considerando o aterramento funcional e o de proteo), de acordo com a seguinte notao, que utiliza 2, 3 ou 4 letras: 1 letra indica a situao da alimentao em relao terra:a

condutores isolados, como o Afumex Plus e o Superastic Flex cabos unipolares, como o Afumex 1 kV e o Gsette (de 1 condutor) veias de cabos multipolares, como o Afumex 1 kV e o Gsette(de 3 ou 4 condutores) Os condutores isolados e os cabos unipolares devem, de preferncia, fazer parte da mesma linha eltrica do circuito, o que , alis, explicitamente recomendado pela ABNT NBR 5410 nos esquemas TN. Quando os condutores de proteo forem identificados atravs de cor, deve ser usada a dupla colorao verde-amarelo ou, opcionalmente, a cor verde. No caso dos condutores PEN deve ser usada a cor azul-claro (a mesma que identifica o neutro), com indicao verde-amarelo nos pontos visveis e/ou acessveis. Nos condutores isolados e nas veias de cabos multipolares a identificao deve ser feita na isolao, enquanto que, nos cabos unipolares, deve ser feita na cobertura.Seo dos condutores fase (S) mm2 S < 16 _ 16 < S < 35 _ S > 35 Seo dos condutores de proteo (SPE) mm2 SPE = S SPE = 16 SPE = S/2

T um ponto diretamente aterrado, I isolao de todas as partes vivas ou aterramento atravsda impedncia; 2a letra situao das massas em relao terra:

T massas diretamente aterradas, independentemente doaterramento eventual de um ponto de alimentao,

N massas ligadas diretamente ao ponto de alimentaoaterrado, geralmente o ponto neutro; outras letras (eventuais) disposio do condutor neutro e do condutor de proteo:

S funes de neutro e de proteo asseguradas por condutores distintos,

C funes de neutro e de proteo combinadas em nicocondutor (condutor PEN).


Pg 38 - Capitulo IV

CAPTULO IVProteo contra choques eltricos disPOsitivO drPrincpio de funcionamento do dispositivo diferencial-residual. Um dispositivo diferencial-residual (dispositivo DR) constitudo, em suas linhas essenciais, pelos seguintes elementos principais: 1 contatos fixos e contatos mveis 2 transformador diferencial 3 disparador diferencial (rel polarizado) Os contatos tm por funo permitir a abertura e o fechamento do circuito e so dimensionados de acordo com a corrente nominal (lN ) do dipositivo. Quando se trata de um disjuntor termomagntico diferencial, os contatos so dimensionados para poder interromper correntes de curto-circuito at o limite dado pela capacidade de interrupo de corrente nominal do dispositivo. O transformador constitudo por um ncleo laminado, de material com alta permeabilidade, com tantas bobinas primrias quantos forem os plos do dispositivo (no caso do dispositivo da fig., bipolar, duas bobinas) e uma bobina secundria destinada a detectar a corrente diferencial-residual. As bobinas primrias so iguais e enroladas de modo que, em condies normais, seja praticamente nulo o fluxo resultante no ncleo; a bobina secundria tem por funo sentir um eventual fluxo resultante. O sinal na sada da bobina secundria enviado a um rel polarizado,que aciona o mecanismo de disparo para abertura dos contatos principais. O disparador diferencial um rel polarizado constitudo por um m permanente, uma bobina ligada bobina secundria do transformador e uma pea mvel, fixada de um lado por uma mola e ligada mecanicamente aos contatos do dispositivo; na condio de repouso, a pea mvel permanece na posio fechada, encostada no ncleo e tracionando a mola. A aplicao do rel polarizado por desmagnetizao ou por saturao generalizada nos dispositivos diferenciais, uma vez que com ele suficiente uma pequena energia para acionar mecanismos de uma certa complexidade. Em condies de funcionamento normal, o fluxo resultante no ncleo do transformador, produzido pelas correntes que percorrem os condutores de alimentao, nulo e na bobina secundria no gerada nenhuma fora eletromotriz. A parte mvel do disparador diferencial est em contato com o ncleo (como na fig.), tracionando a mola, atrada pelo campo do m permanente. Quando o fluxo resultante no ncleo do transformador for diferente de zero, isto , quando existir uma corrente diferencial-residual, lDR, ser gerada uma fora eletromotriz na bobina secundria e uma corrente percorrer a bobina do ncleo do disparador. Quando lDR for igual ou superior a lN (corrente diferencial-residual nominal de atuao do dispositivo), o fluxo criado no ncleo do disparador pela corrente proveniente da bobina secundria do transformador provoca a desmagnetizao do ncleo, abrindo o contato da parte mvel e, conseqentemente, os contatos principais do dispositivo. Os dispositivos DR com lN superior a 0,03A (baixa sensibilidade) so destinados proteo contra contatos indiretos e contra incndio. Os dispositivos com IN igual ou inferior a 0,03A (alta sensibilidade), alm de proporcionarem proteo contra contatos indiretos, se constituem, como vimos, numa proteo complementar contra contatos diretos.IF 1

Em condies normais a soma das correntes que percorrem os condutores vivos do circuito (l1, l2, l3 e lN) igual a zero, isto , lDR = 0, mesmo que haja desequilbrio de correntes.

esqueMa dO disjuntOr diferencial3

E

2

ausncia de falta Para terraid FR I1 = I2 FR = 0

I1

I2

cOndiO de falta Para terraid FR I1 - I2 = IF = IDR FR 0

I1

I2


Pg 39 - Capitulo IV

Esquema TN TN-S

Princpio Alimentao aterrada; massas aterradas junto com a alimentao.RB Uo/U

Configuraes bsicasL1 L2 L3 N PE

Percurso da corrente de falta

Tempo de seccionamento No mximo 5S para circuitos de distribuio e para circuitos terminais que s alimentem equipamentos fixos (situao 1); Em todos os demais casos, no mximo igual ao obtido da curva tempo-tenso em funo de UB.

Impedncia

Tenso de contato

Dispositivos de proteo Condio de contra contatos indiretos proteo

Observaes - TN-C s pode ser usado em instalaes fixas com S > 10 mm2; _ - No TN-C no podem ser utilizados dispositivos DR; - Os dispositivos DR devem ser usados quando no puder ser cumprida a condio de proteo; - Devem ser objeto de proteo complementar contra contatos diretos por meio de dispositivos DR de alta sensibilidade (IN < 30mA): _ a) circuitos que sirvam a pontos em locais contendo banheira ou chuveiro; b) circuitos que alimentem tomadas de corrente em reas externas; c) circuitos de tomadas de corrente em reas internas que possam vir alimentar equipamentos no exterior; d) circuitos de tomadas de corrente em cozinhas, copas-cozinhas, lavanderias, reas de servio, garagens e, no geral, a todo local interno molhado em uso normal ou sujeito a lavagens.

Disjuntores Dispositivos fusveis Dispositivos DR

Fonte

Circuito de distribuio

Massa genrica

TN-C

Uo/U

L1 L2 L3 PEN

Uo RE RPE

IF

RL

L PE(PEN)

ZS = RE + RL + RPERB Fonte Circuito de distribuio Massa genrica UB = UF RB

RPE UB = UO ____ ZS

Disjuntores Dispositivos fusveis

TN-CS

Uo/U

ZS . Ia < UO _L1 L2 L3 N PE

Disjuntores Dispositivos fusveis Dispositivos DR

RB

Fonte

Circuito de distribuio

Massa genrica

Legendas U Tenso entre fases Tenso fase-neutro Resistncia de aterramento das massas Resistncia de aterramento da alimentao Resistncia de aterramento do neutro Resistncia do(s) condutor(es) fase Resistncia do(s) condutor(es) fase no trecho juzante do ponto de entrega

Alimentao por rede pblica BT (TN-CS)

Uo/U

RB

Fonte/rede

RN

TAP Consumidor BT

L1 L2 L3 N L1 L2 N PE RB

Uo RL RPEN RL IF

L N L N PE

UO RA ZS = RE + RL + RL + RPE + RPEN RPE + RPEN UB = UO ___________ ZS Dispositivos DR Disjuntores Dispositivos fusveis RB RN RL No mximo 5s - Os dispositivos DR so os nicos permitidos para proteo contra contatos indiretos. - Devem ser objeto de proteo complementar contra contatos diretos por meio de dispositivos DR de alta sensibilidade (IN < 30mA): _ a) circuitos que sirvam a pontos em locais contendo banheira ou chuveiro; b) circuitos que alimentem tomadas de corrente em reas externas; c) circuitos de tomadas de corrente em reas internas que possam vir alimentar equipamentos no exterior; d) circuitos de tomadas de corrente em cozinhas, copas-cozinhas, lavanderias, reas de servio, garagens e, no geral, a todo local interno molhado em uso normal ou sujeito a lavagens. RL

TAP RN

RPE UB = UF

TT

Clssico

Alimentao aterrada; massas aterradas utilizando eletrodo(s) independente(s).RB

Uo/U

L1 L2 L3 N

Uo

IF

RA . IN < UL _ ZS = RA + RB RA UB = UO ________ RA + RB RA . Ia < UL _ Dispositivos DR

RPE Resistncia do(s) condutor(es) de proteo RPEN Resistncia do(s) condutor(es) PEN IF ZS Ia UF UB UL IN RE Corrente de falta direta fase-massa Impedncia do percurso da corrente de falta Corrente que provoca a atuao do dispositivo de proteo no tempo mximo indicado Tenso de falta Tenso de contato Tenso de contato limite Corrente diferencial-residual nominal de atuao (dispositivo DR) Resistncia do secundrio do transformador

PE Fonte Circuito de distribuio RA Massa genrica

RB

RA U = U B F

Alimentao por rede pblica BT

Uo/U

Uo L1 L2 L3 N L1 L2 N TAP RN RA Consumidor BT RB RN IF

L N L N

TAP RA UB = UF

ZS = RA + RN

RA UB = UO ________ RA + RN

RA . IN < UL _

RB Fonte/rede

CAPTULO IVProteo contra choques eltricos aPlicaO dOs disPOsitivOs drAs instalaes eltricas sempre apresentam correntes de fuga. O valor de tais correntes, que fluem para a terra, depender de diversos fatores, entre os quais a qualidade dos componentes e dos equipamentos de utilizao empregados, a qualidade da mo de obra de execuo da instalao, a idade da instalao, o tipo de prdio, etc. Via de regra, as correntes de fuga variam desde uns poucos miliampres at alguns centsimos de ampre. evidente que para poder instalar um dispositivo DR na proteo de um circuito ou de uma instalao (proteo geral), as respectivas correntes de fuga devero ser inferiores ao limiar de atuao do dispositivo. Observe-se, por exemplo, que no se poderia nunca utilizar um dispositivo DR (pelo menos um de alta sensibilidade) numa instalao onde exista um chuveiro eltrico metlico com resistncia nua (no blindada). Nessas condies, antes de instalar um dispositivo DR, sobretudo em instalaes mais antigas, necessrio efetuar uma medio preventiva destinada a verificar a existncia, pelo menos, de correntes de fuga superiores a um certo limite. Se o resultado dessa prova for favorvel, isto , se no existirem correntes significativas fluindo para a terra, poderse- instalar um dispositivo DR como proteo geral contra contatos indiretos; caso contrrio, s podero ser instalados dispositivos DR nas derivaes da instalao (geralmente em circuitos terminais). importante observar que pequenas correntes de fuga aumentam a eficcia dos dispositivos DR. De fato, se considerarmos uma instalao protegida por um diferencial com IN = 0.03A, cujo limiar de atuao seja de 0,025A, e que apresente uma corrente de fuga permanente de 0.008A, um incremento de corrente diferencial (provocado, por exemplo, por uma pessoa tocando numa parte viva, ou por uma falta fasemassa num equipamento de utilizao) de 0,017A ser suficiente para determinar a atuao da proteo. Para os esquemas TT a ABNT NBR 5410 recomenda que, se a instalao for protegida por um nico dispositivo DR este deve ser colocado na origem da instalao, como proteo geral contra contatos indiretos, a menos que a parte da instalao compreendida entre a origem e o dispositivo no possua qualquer massa e satisfaa medida de proteo pelo emprego de equipamentos classe II ou por aplicao de isolao suplementar. Na prtica essa condio pode ser realizada se entre a origem (situada, por exemplo, na caixa de entrada da instalao) e o dispositivo DR nico (instalado, por exemplo, no quadro de distribuio) existirem apenas condutores isolados contidos em eletrodutos isolantes ou cabos uni ou multipolares (contidos, ou no, em condutos isolantes). A opo utilizao de um nico DR o uso de vrios dispositivos, um em cada derivao (geralmente nos circuitos terminais), como mostra a figura (b) no quadro abaixo.

Valores mximos de resistncia de aterramento das massas (RA) num esquema TT, em funo da corrente diferencial-residual de atuao do dispositivo DR (lAN) e da tenso de contato limite (UL). IAN(A) Valor mximo de RA () Situao 1 (UL = 50 V) 0,03 0,3 0,5 1667 167 100 Situao 2 (UL = 25 V) 833 83,3 50

Uso dos dispositivos DR

DR

DR

DR

DR

DR

DR

(a) Geral

(b) Nos circuitos terminais


Pg 41 - Capitulo IV

CAPTULO IVProteo contra choques eltricos aPlicaO tPica de uM disPOsitivO dr nuM esqueMa ttUm pequeno prdio (1 nico consumidor) alimentado a partir de uma rede pblica de baixa tenso, com duas fases e neutro. No quadro de entrada, alm do medidor existe um disjuntor termomagntico diferencial, que se constitui na proteo geral da instalao. O aterramento das massas feito junto ao quadro, onde se localiza o terminal de aterramento principal da instalao. Do quadro de entrada parte o circuito de distribuio principal, com duas fases, neutro e condutor de proteo, que se dirige ao quadro de distribuio (terminal) da instalao onde, eventualmente, podero existir outros dispositivos DR (por exemplo, outros disjuntores termomagnticos diferenciais), devidamente coordenados com o primeiro, para a proteo de certos circuitos terminais; a coordenao pode ser conseguida tendo-se para o dispositivo geral lN = 0.3A e para os demais lN = 0,03A.

Trafo (Poste) Rede area BT L1 L2 L3 N Proteo geral Ramal de entrada (areo) Circuito de distribuio F F N kWh Caixa de entrada DR PE DR (PE) quadro terminal

(N)

Terminal de aterramento principal

Ligao eqipotencial principal

Terminal de aterramento do quadro Circuito terminal

PE

(RB)

aterramento do neutro do trafo (concessionria)

Aterramento das massas

(RA)

Instalao alimentada por rede pblica BT utilizando dispositivos DR


Pg 42 - Capitulo IV

housepress - verso A - 02/08/2010

CAPTULO VClculos corrente de ProjetoOs circuitos de uma instalao, ou seja, os circuitos terminais e os circuitos de distribuio, so caracterizados pela corrente de projeto, lB. Trata-se da corrente que os condutores do circuito devem transformar em condies normais de funcionamento. No clculo de IB esto envolvidas, no caso mais geral, vrias grandezas, que passamos a analisar: a - potncia (ativa) nominal de sada de um equipamento de utilizao b - potncia (ativa) nominal de entrada de um equipamento de utilizao c - rendimento de um equipamento de utilizao SN (em VA ou kVA) d - potncia aparente nominal de entrada de um equipamento de utilizao e - fator de potncia nominal de um equipamento de utilizao f - fator a g - tenso nominal (de linha) do circuito

I - fator de demanda, g, definido como o fator que caracteriza a simultaneidade de funcionamento dos equipamentos de utilizao, de um conjunto de equipamentos de utilizao de mesmo tipo ligados a um quadro de distribuio, ou de todos os equipamentos de utilizao ligados a um quadro de distribuio, no instante de maior solicitao (maior demanda) da instalao. As tabelas 3 a 8 so exemplos de fatores de demanda. Elas devem ser utilizadas com cautela, uma vez que os fatores podem variar em funo da regio onde a instalao est situada. Geralmente, as concessionrias de energia locais possuem valores mais adequados a serem utilizados.

PN (em W ou kW)

PA g = ____ PINST

PN (em W ou kW) PN = ____ PN PN SN = ______ cosN

eXeMPloEntre os equipamentos de utilizao ligados a um quadro de distribuio de uma indstria existem 12 tornos de 3 kW cada um. O fator de demanda do conjunto estimado em 0,3. - A potncia instalada do conjunto dos tornos ligados ao quadro de 12 x 3 = 36 kW (PINST = 36 kW) - No instante de maior solicitao da instalao esto em funcionamento 0,3 x 12 = 4 dos tornos ligados ao quadro; em outras palavras, a potncia de alimentao do conjunto de tornos ligados ao quadro no instante de maior demanda da instalao PA = g x PINST = 0,3 x 36=12 kW A corrente de projeto de um circuito terminal (que s deve alimentar equipamentos de mesmo tipo) determinada a partir da potncia instalada do circuito, isto ,

cosN 1 a = _________ (ver tabela 2) x cosN UN (em V)

PINST IB = ___________ t x UN x cosN

(Obs.: Se PINST for dada em kW devemos multiplic-la por 1000)

h - fator t, que vale A 3 para circuitos trifsicos (3F ou 3F + N) e 1 para circuito monofsicos (FF ou FN ou 2F + N); i - fator que converte kVA em A

ou ento, se forem dadas apenas as potncias de sada (PN) dos equipamentos,P N IB = ______________ t x UN x x cosN

103 f = ___ (ver tabela 1) t.UN

(Obs.: Se PN for dada em kW devemos multiplic-la por 1000)

j - potncia instalada, PINST (em W ou kW), definida como a soma das potncias nominais de entrada dos equipamentos de utilizao ligados a um circuito terminal (potncia instalada de um circuito terminal), ou de um conjunto de equipamentos de utilizao de mesmo tipo ligados a um quadro de distribuio (por exemplo, conjunto de aparelhos de iluminao, conjunto de tomadas, conjunto de motores, etc), ou de todos os equipamentos de utilizao ligados a um quadro de distribuio (potncia instalada de um quadro de distribuio), ou de todos os equipamentos de utilizao de uma instalao (potncia instalada de uma instalao); k - potncia de alimentao, PA (em W ou kW), definida como a soma das potncias nominais de entrada dos equipamentos de utilizao de um conjunto de equipamentos de utilizao de mesmo tipo ligados a um quadro de distribuio, ou de todos os equipamentos de utilizao ligados a um quadro de distribuio, que estejam em funcionamento no instante de maior solicitao da instalao;

tabela 1 Valores tpicos do fator fTipo de circuito Tenso UN (V) 110 115 127 208 220 230 208 220 230 380 440 460 f (Valor arredondado) 9 8,6 8 4,8 4,5 4,3 2,8 2,7 2,5 1,5 1,3 1,25

Monofsico (FN, FF ou 2F-N)

Trifsico (3F ou 3F-N)


Pg 43 - Capitulo V

CAPTULO VClculostabela 2 Valores tpicos do fator de potncia, do rendimento e do fator a, a ser utilizados na falta de dados especficos do fabricante.Equipamento ILUMINAO Incandescente Mista Vapor de sdio baixa presso (sempre aparelhos compensados) 8a 180W lodeto metlico 220 V-230 a 1000 W 380 V - 2000 W Fluorescente com starter -18 a 65 W partida rpida - 20 a 110 W Vapor de mercrio 220 V-50 a 1000 W Vapor de sdio alta presso 70 a 1000 W lodeto metlico 220 V-230 a 1000 W 380 V - 2000 W Fluorescente com starter-18 a 65 W partida rpida - 20 a 110 W Vapor de mercrio 220 V- 50 a 1000 W Vapor de sdio alta presso 70 a 1000 W MOTORES (trifsicos de gaiola) At 600 W De 1 a 4 cv De 5 a 50 cv Mais de 50 cv AQUECIMENTO (por resistor) 0,5 0,75 0,85 0,9 1,0 0,75 0,8 0,9 1,0 2,0 1,8 1,5 1,2 1,0 1,0 ~1,0 0,85 1,0 1,0 0,7 a 0,8 1,0 1,4* 1,6* cos a

Sendo P a soma das potncias de sada dos equipamentos, em kW, N ligados ao circuito, podemos escrever tambm

IB = PN x a x f

(P dada em kW) N

eXeMPlos1 - Circuito terminal alimentando um motor trifsico de 5 cv (1cv = 0,736 kW), tenso de 220 V.

APARELHOS NO COMPENSADOS (baixo cos) 0,6 0,6 0,5 0,5 0,9 a 0,95 0,9 0,6 a 0,83 0,54 a 0,8 3,5* 3,5 3,2 a 2,4 3,7 a 2,5

P = P = 5 x 0,736 = 3,68 kW (s 1 motor no circuito) N N dadas tabelas

{ fa==2,7 1,5

IB = 3,68 x 1,5 x 2,7 = 14,9 A (no caso, por haver apenas um motor no circuito, a corrente de projeto igual corrente nominal do motor) 2 - Circuito terminal (monofsico) alimentando 3 tomadas de 600 VA cada e 3 tomadas de 100 VA cada, todas com o fator de potncia 0,8; tenso 127 V. Potncia (de entrada) duas tomadas 600 VA PN = 600 x 0,8 = 480 W 100 VA PN = 100 x 0,8 = 80 W PINST = 3 x 480 + 3 x 80 = 1680 W t=1 1680 IB = __________ = 16,5 A 1 x 127 x 0,8 Calculando pelas potncias aparentes, teremos: SN = 3 x 600 + 3 x 100 = 2100 VA 2100 IB = _______ = 16,5 A 1 x 127 Nos circuitos terminais, como todos os equipamentos de utilizao alimentados so de mesmo tipo, o fator de potncia o mesmo e podemos somar as potncias aparentes nominais de entrada. AsS sim, a corrente de projeto pode ser calculada por N _____

0,5 0,4

0,87 a 0,95 0,9

4,0* 4,2*

APARELHOS COMPENSADOS (alto cos) 0,85 0,85 0,85 0,85 0,85 0,85 0,9 a 0,95 0,9 0,6 a 0,83 0,54 a 0,8 0,87 a 0,95 0,9 2,4* 2,4* 1,9 a 1,4 2,2 a 1,5 2,5* 2,0*

* Para certos aparelhos de iluminao, o fator a foi majorado para levar em conta as correntes absorvidas na partida.

IB =

t x UN


Pg 44 - Capitulo V

CAPTULO VClculos3 - Circuito terminal alimentando 10 aparelhos de iluminao fluorescente, compensados, partida rpida, cada um com 4 lmpadas de 65 W (potncia de sada); circuito monofsico de 115 VP = 10 x (4 x 65) = 2600 W = 2,6 kW N

tabela 3 Fatores de demanda para iluminao e tomadas de uso geral para uma unidade residencialPotncia - P (kVA) 0

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