Aula 15 - Dimensionamento de eletrodutos e proteções elétricas

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Universidade Federal de Rondonópolis
Instituto de Ciências Agrárias e Tecnológicas
Curso de Engenharia Mecânica
Eletrotécnica Geral
Rondonópolis, Mato Grosso
20 de outubro de 2021.
Dimensionamento de Eletrodutos
 Eletrodutos
 A função principal dos eletrodutos é conter o caminho da fiação
elétrica e proteger os condutores elétricos contra algumas influências
externas, como, por exemplo, choques mecânicos ou agentes
químicos. Podem também, em alguns casos, proteger o meio
ambiente contra explosões resultantes de curto-circuito envolvendo
condutores.
 Os eletrodutos, dependendo do material usado, podem ser metálicos
ou isolantes, ou ainda magnéticos ou não magnéticos.
Dimensionamento de Eletrodutos
 Tipos de Eletrodutos
 Rígido: Eletroduto que não pode ser curvado, a não ser com ajuda
mecânica, com ou sem tratamento especial.
 Curvável: Eletroduto que pode ser curvado com a mão, usando uma
força razoável, mas sem qualquer outra ajuda.
 Transversalmente Elástico: Eletroduto curvável que, deformado sob
ação de uma força transversal aplicada durante um certo intervalo de
tempo, retorna sua força original logo após a cessação da força.
 Flexível: Eletroduto curvável que pode ser dobrável com a mão, com
uma força razoavelmente reduzida, é destinado a ser frequentemente
dobrado em serviço.
Dimensionamento de Eletrodutos
 Dimensionamento
 As dimensões internas dos eletrodutos e de suas conexões devem
permitir que, após montagem da linha, os condutores possam ser
instalados e retirados com facilidade. Para tanto a área máxima a ser
utilizada pelos condutores, incluindo o isolamento, deve ser de:
 53% no caso de um condutor;
 31% no caso de dois condutores;
 40% no caso de três ou mais condutores.
Dimensionamento de Eletrodutos
 Dimensionamento
 A área útil do eletroduto é encontrada por
𝐴𝑒𝑙𝑒 =
𝜋𝐷𝑖
2
4
 Deste modo o diâmetro interno do eletroduto é determinado através 
da seguinte equação:
𝐷𝑖 =
4 × 𝐴𝑐𝑜𝑛𝑑
𝑓 × 𝜋
 Onde:
 f – é a taxa percentual de ocupação do eletroduto. 
Dimensionamento de Eletrodutos
Dimensionamento de Eletrodutos
 Exemplo de dimensionamento
 Admita-se que se queira instalar três circuitos em um eletroduto rígido
de PVC, todos com condutores isolados, sendo que o circuito 1 têm 3
condutores de 2,5 mm² (d=3,7 mm), o circuito 2 têm 3 condutores de 4
mm² (d=4,2 mm) e o circuito 3 têm 4 condutores de 6 mm² (d=4,8 mm).
Dimensionar o diâmetro mínimo do eletroduto de PVC que comporta os
três circuitos.
Dimensionamento de Proteção Elétrica
 Dispositivos de proteção e seccionamento
 Os dispositivos de proteção tem como finalidade a proteção contra
choques elétricos, proteção contra sobrecorrentes e seccionamento
não automático. Entre os dispositivos de proteção mais utilizados em
circuitos de baixa tensão, encontra-se:
 Fusíveis.
 Disjuntores termomagnéticos.
 Dispositivos de corrente diferencial-residual.
 Dispositivos de seccionamento não automático e comando.
Dimensionamento de Proteção Elétrica
 Disjuntores de baixa tensão
 Promovem a proteção elétrica de um circuito, ou seja, dos seus
condutores, por meio da detecção de sobrecorrentes e da abertura do
circuito;
 Permitem comandar por meio da abertura ou fechamento voluntário,
sob carga, circuitos ou equipamentos de utilização;
 Promovem o seccionamento de um circuito, na medida em que, ao
abrir um circuito, asseguram uma distância de isolamento adequada.
Dimensionamento de Proteção Elétrica
 Disjuntores de baixa tensão
 Os disjuntores são constituídos basicamente por circuito disparador,
que é responsável por liberar os contatos principais, provocando
abertura ou fechamento, e por uma câmara de extinção, que trata-se
de um compartimento que envolve os contatos principal, capaz de
resistir às solicitações térmicas devido ao arco, projetada
especificamente para promover a extinção de arco elétrico.
Dimensionamento de Proteção Elétrica
 Disjuntores de baixa tensão
❶Atuator - Utilizado para desligar ou ligar
manualmente o disjuntor. A maioria dos
disjuntores são projetados de forma que o
disjuntor desarme mesmo que o atuador seja
segurado ou travado na posição "liga".
❷Mecanismo atuador - Une os contatos
juntos ou independentes.
❸Contatos - Permitem que a corrente flua
quando o disjuntor está ligado e seja
interrompida quando desligado.
❹Terminais
❺Trip bimetálico
❻Parafuso calibrador - permite que
o fabricante ajuste precisamente a corrente de
trip do dispositivo após montagem.
❼Solenóide
❽Extintor de arco
Dimensionamento de Proteção Elétrica
 Disjuntores de baixa tensão
Dimensionamento de Proteção Elétrica
 Disjuntores de baixa tensão
Dimensionamento de Proteção Elétrica
 Disjuntores de baixa tensão
 A corrente nominal do disjuntor de um circuito deve atender os seguintes critérios:
𝐼𝑛 < 𝐼𝑛𝐷 × 1,45 < 𝐼𝑃
′
 onde:
 In – corrente nominal do circuito;
 1,45.InD – corrente convencional de atuação do disjuntor;
 I’p – corrente nominal do condutor corrigida.
𝐼𝑝
′ = 𝐼𝑛𝑐 × 𝑓𝑐𝑎 × 𝑓𝑐𝑡
 Inc – corrente nominal do condutor do circuito;
 fca – fator de correção de agrupamento;
 fct – fator de correção de temperatura.
Dimensionamento de Proteção Elétrica
 Exemplo
 Um circuito com corrente nominal de 11,2 A, é alimentado por
condutores com 1,5 mm² com isolação de PVC e método de
instalação B1. Apresenta um fator de agrupamento de 0,7 e o fator de
correção de temperatura é de 0,94. Calcule a corrente nominal do
disjuntor que deve proteger este circuito.
 Dado: 𝐼𝑛𝑐 = 17,5 𝐴
Dimensionamento de Proteção Elétrica
 Disjuntor diferencial residual
 O dispositivo diferencial residual função, detectar a presença de
corrente residual e permitir a operação quando esta corrente excede o
valor de referência especificado.
 Os dispositivos diferenciais residuais podem ser classificados como
de alta sensibilidade quando identificam correntes de fuga menores
que 30 ma e de baixa sensibilidade quando o valor especificado é
maior do que 30 ma.
Dimensionamento de Proteção Elétrica
 Disjuntor diferencial residual
Dimensionamento de Proteção Elétrica
Ocorrendo uma corrente de falta à terra Id , a corrente “de retono” I2 não será mais
igual à corrente “de ida” I1 e essa diferença provoca a circulação de uma corrente I3 no
enrolamento de detecção. Cria-se, no circuito magnético do relé, um campo que vence
o campo permanente gerado pelo pequeno ímã, liberando a alavanca. A liberação da
alavanca detona o mecanismo de abertura dos contatos.