Introdução aos Circuitos com Cargas Estaticas - Aula 2

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AULA 2 
DISCIPLINA: 
INTRODUÇÃO AOS CIRCUITOS 
COM CARGAS ESTÁTICAS 
Prof. Fábio José Ricardo 
 
 
02 
CONVERSA INICIAL 
Esta aula tem como objetivo demonstrar os critérios para 
dimensionamento da seção mínima dos condutores fase, neutro e de proteção, 
para circuitos de cargas elétricas estáticas. 
O conteúdo abrange as questões básicas e os critérios mais específicos 
para considerações em dimensionamentos dos condutores fase e neutro a partir 
das fases e de demais pontos específicos e, por último, do condutor de proteção. 
CONTEXTUALIZANDO 
Segundo ABNT, NBR5410, os condutores fase devem ser dimensionados 
levando-se em conta vários parâmetros, tais como corrente de curto-circuito, 
capacidade de condução de corrente, queda de tensão. 
Ainda segundo as normas, os condutores neutro e de proteção (ou 
aterramento), também seguem alguns parâmetros específicos, estes interligados 
a certas considerações referentes aos condutores fase e também a fatores 
isolados, pertinentes de cada tipo de condutor. 
Como então dimensionar corretamente os condutores fases, neutro e de 
proteção, quais são os parâmetros ou considerações que devem ser feitos nos 
dimensionamentos para que os circuitos atendem às especificações das normas 
ABNT 5410 e outras? 
TEMA 1 – DIMENSIONAMENTO DOS CONDUTORES FASE – CRITÉRIOS 
GERAIS 
No dimensionamento de um circuito elétrico para uma carga trifásica, os 
condutores fase (R, S e T) devem ser dimensionados levando-se em conta os 
critérios: 
 Capacidade de condução de corrente dos condutores; 
 Limites de queda de tensão (definidos nas normas ABNT); 
 Capacidade de condução de corrente de curto-circuito por tempo limitado. 
 
O início do dimensionamento passa pela consideração dos dois primeiros 
critérios, ou seja, considera-se apenas a capacidade de condução de corrente 
do cabo elétrico utilizado e os limites de queda de tensão conforme normas 
ABNT, não ultrapassando os 7% da fonte principal até a carga. 
 
 
03 
Após o dimensionamento de toda instalação elétrica, são conhecidos os 
parâmetros de curtos-circuitos dos pontos da instalação, bem como as proteções 
necessárias que deverão ser inseridas nos quadros elétricos de distribuição. 
Desta forma é necessário retornar ao dimensionamento dos condutores para 
comparar os parâmetros de isolamento dos cabos com os tempos de duração do 
curto-circuito em cada respectivo ponto. Caso o condutor não seja compatível, 
ele deve ser substituído por um de maior ampacidade (ou capacidade) para que 
não seja danificado em caso de anomalias na instalação. 
São considerados dois parâmetros de curtos-circuitos: 
 Limitação da seção do condutor para uma demanda de curto-circuito; 
 Limitação do comprimento do circuito em função da corrente de curto-
circuito fase e terra. 
 
Saiba mais 
Os respectivos gráficos destes dois parâmetros podem ser consultados no 
livro Instalações elétricas industriais, de João Mamede Filho, capítulo 3, páginas 
99 e 100 (figuras 3.26 e 3.27). 
 
Para regime de uso contínuo, os condutores também devem respeitar a 
um limite máximo de temperatura, por isso a corrente que será transportada 
pelos condutores pode ser limitada dependendo do método de instalação e da 
temperatura do condutor, conforme tabela 
Tabela 1 – Temperaturas características dos condutores 
 
Fonte: João Mamede, 2010. 
TEMA 2 – DIMENSIONAMENTO DOS CONDUTORES FASE – CRITÉRIOS 
ESPECÍFICOS 
Um dos critérios atribuídos para o dimensionamento dos condutores fase 
de um circuito está na verificação da capacidade de condução de corrente 
Tipo de Isolação
Temperatura máxima para 
serviço contínuo do condutor 
(ºC)
Temperatura limite de 
sobrecarga do condutor 
(ºC)
Temperatura limite de 
curto-circuito do condutor 
(ºC)
Cloreto de polivinila (PVC) 70 100 160
Borracha etileno - propileno 
(EPR)
90 130 250
Polietileno reticulado (XLPE) 90 130 250
 
 
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elétrica máxima que percorrerá cada condutor, levando-se em conta também o 
método de instalação adotado (verificado na aula 1). De acordo com o método 
de instalação, podem ser consultados os valores de condução de correntes das 
tabelas constantes no capítulo 3 do livro Instalações elétricas, de João Mamede 
Filho (p. 82, tabela 3.6, p. 84 tabela 3.7, p. 85, tabela 3.8 e p. 86, tabela 3.9), 
como também as tabelas originais constantes nas normas ABNT NBR 5410. 
Um segundo critério que deve ser adotado no dimensionamento está na 
questão da queda de tensão que existirá entre o ponto de fornecimento de 
energia até o ponto de conexão com a carga, sendo que os valores devem ser 
inferiores aos limites estipulados pelas normas vigentes. Leva-se em conta 
também que as normas ABNT estipulam limites de queda de tensão entre a 
subestação principal e o quadro de distribuição e deste até a carga, sem que 
sejam transferidos valores de um trecho para o outro. 
Alguns fatores são considerados no critério de queda de tensão, sendo: 
 Utilização da corrente de carga ou de projeto; 
 Para circuitos com presença de harmônicos, devem ser consideradas as 
correntes das diversas ordens presentes; 
 Em alimentação de capacitores, a corrente considerada deve ser 35% a 
mais do que a corrente nominal dos bancos; 
 Para comprimentos de circuitos acima de 100m da carga à fonte, pode-se 
aumentar a queda de tensão em 0,005% por metro de linha superior a 
100m sem que a suplementação não ultrapasse a 5%; 
 Podem ser consideradas quedas de tensão superiores a 10% desde que 
não afetem as demais cargas em operação. 
 
As quedas admissíveis de tensão estão descritas no Erro! Fonte de 
referência não encontrada.. 
Quadro 1 – Métodos de referência 
 
 
05 
 
Fonte: João Mamede, 2010. 
TEMA 3 – CRITÉRIOS PARA DIMENSIONAMENTO DO CONDUTOR NEUTRO 
Após o dimensionamento dos condutores fase dos circuitos, para 
sistemas trifásicos que utilizem o cabo neutro, este é estabelecido seguindo-se 
alguns critérios constantes nas normas ABNT: 
 o condutor neutro não pode ser comum a mais de um circuito; 
 em circuitos monofásicos, a seção do condutor neutro deve ser igual à do 
condutor fase; 
 a seção do condutor neutro em circuitos com duas fases e neutro não 
deve ser inferior à dos condutores fase, podendo ser igual à dos 
condutores fase se a taxa de terceira harmônica e seus múltiplos não for 
superior a 33%; 
 a seção do condutor neutro de um circuito trifásico não deve ser inferior à 
dos condutores fase quando a taxa de terceira harmônica e seus múltiplos 
não for superior a 15%, podendo ser igual ao condutor fase quando a 
referida taxa não for superior a 33%; 
 quando a seção dos condutores fase de um circuito trifásico com neutro 
for superior a 25mm2, a seção do condutor neutro pode ser inferior à do 
condutor fase, com os limites conforme Tabela 2. 
 em um circuito trifásico com neutro ou um circuito com duas fases e um 
neutro com taxas de harmônicos superiores a 33%, a seção do condutor 
neutro não pode ser maior do que a seção dos cabos fase, devido ao 
valor da corrente que circula no condutor neutro. 
Tabela 2 – Seção do condutor neutro – critério “e” 
Item Tipo da Instalação Início da Instalação
Queda de Tensão (%) 
da Tensão Nominal
a
Instalações alimentadas através de 
subestação própria
Terminais secundários de transformador de 
MT/BT 7%
b
Instalações alimentadas através de 
transformadores da companhia de energia 
elétrica
Terminais secundários de transformador de 
MT/BT, quando o ponto de entrega for aí 
localizado 7%
c
Instalações alimentadas através da rede 
secundária de distribuição da companhia de 
energia elétrica Ponto de entrega 5%
d
Instalações alimentadas através de geração 
própria (grupo gerador) Terminais do grupo gerador 7%
 
 
06 
 
Fonte: João Mamede, 2010. 
TEMA 4 – CRITÉRIOS PARA DIMENSIONAMENTO DO CONDUTOR DE 
PROTEÇÃO 
Após o dimensionamento dos condutores fase dos circuitos e neutro, parasistemas trifásicos que utilizem o cabo de proteção, este também é estabelecido 
seguindo-se alguns critérios constantes nas normas ABNT. 
Todas as partes metálicas, sejam de infraestrutura ou das cargas 
alimentadas, devem ser aterradas com o auxílio do condutor de proteção. Para o 
dimensionamento, deve ser utilizada a equação 1: 
 
𝑋 = 
√𝐼𝑓𝑡2 𝑥 𝑇𝑐
𝐾
 (1) 
 
Sendo: 
 𝐼𝑓𝑡2 – valor eficaz da corrente de falta de fase e terra que pode atravessar 
o dispositivo de proteção para uma falta de impedância desprezível, em 
A; 
 𝑇𝑐 – tempo de eliminação do defeito pelo dispositivo de proteção, em s; 
 𝐾 – fator que depende da natureza do metal condutor de proteção, das 
isolações e outras coberturas, e da temperatura inicial e final. O valor de 
K vale para condutores de proteção envolvidos de isolação em cabos 
multipolares, cabos protegidos por veias de cabo multipolar, condutores 
em que não haja risco de temperaturas danificarem o material isolante, 
seguindo a Tabela 3. 
Seção dos condutores Fase 
(mm2)
Seção mínima do 
condutor (mm2)
S <= 25 S
35 25
50 25
70 35
95 50
120 70
150 70
185 95
240 120
300 150
500 185
 
 
07 
Tabela 3 – Seção mínima do condutor de proteção 
 
Fonte: João Mamede, 2010. 
 
Segundo a NBR 5410, um condutor de aterramento pode ser aplicado 
para vários circuitos de distribuição ou ramais alimentadores, quando os demais 
cabos estiverem acondicionados, ou instalados, em um mesmo meio de 
infraestrutura como uma mesma tubulação, porém sua seção (do cabo de 
proteção) deve ser projetada considerando o maior valor de corrente de curto 
circuito com o maior tempo deste curto. 
Caso o cabo de proteção não esteja acondicionado no mesmo meio físico 
que os demais cabos, sua seção poderá ser de no mínimo 2,5mm2, se estiver 
protegido mecanicamente ou de 4,0mm2 se não possuir proteção mecânica 
(Mamede, 2010). 
Para questões de exclusões, os seguintes materiais não podem ser 
utilizados para a função de condutores de proteção: tubulações e/ou canais de 
água e/ou gás, infraestrutura de líquidos ou gases inflamáveis, elementos que 
possam estar sujeitos a esforços e deslocamentos mecânicos durante sua 
operação, eletrodutos flexíveis, armaduras utilizadas em concretos, estrutura 
metálica e elementos metálicos da construção civil. 
Exemplo prático de aplicação para dimensionamento do condutor de 
proteção: 
 Um circuito trifásico possui cabos fase são de 50mm2, isolados em PVC a 
70ºC. Para o dimensionamento do condutor de proteção, tem-se da 
Tabela 3 que: 
Sp = 0,5 x Sf = 0,5 x 50 = 25mm2 
 
Com base na equação 1 e considerando que a corrente de curto-circuito 
deste ponto seja 9.200A, que o tempo de atuação da proteção seja de 120ms e 
Seção mínima dos 
condutores Fase 
(mm2)
Seção mínima dos 
condutores de 
proteção (mm2)
S <= 16 S
16< S <= 35 16
S > 35 0,5 x S
 
 
08 
que todos os condutores estejam instalados dentro do mesmo eletroduto, tem-se 
que: 
 K = 143 (condutores até 300mm2, isolação PVC, EPR ou XLPE (ver 
capítulo 3, item 3.5.3 do livro Instalações elétricas industriais, de João 
Mamede Filho, página 103. 
 TC = 120ms = 0,12s 
𝑆𝑝 = 
√𝐼𝑓𝑡2 𝑥 𝑇𝑐
𝐾
= 
√9.2002 𝑥 0,12
143
= 22,29 𝑚𝑚2 
 
Ou seja, o condutor inicialmente calculado em 25mm2 poderá ser utilizado 
neste caso. 
TEMA 5 – FATORES DE CORREÇÃO DE CORRENTE 
Para os casos em que os condutores estão acondicionados ou instalados 
de forma diferente aos métodos de referência vistos, é necessário aplicar fatores 
de correção de redução para que o condutor se mantenha em regime contínuo, 
com a temperatura igual ou inferior aos limites estabelecidos pelas normas. 
Estes fatores estão ligados aos itens de temperatura ambiente, resistividade 
térmica do solo e agrupamento dos circuitos. 
5.1 Temperatura ambiente 
Conforme ABNT 5410, a temperatura máxima para condução de corrente 
para condutores é de 20ºC para linhas subterrâneas e 30ºC para linhas aéreas 
ou não subterrâneas. 
Se as temperaturas do solo forem diferentes das estabelecidas nas 
normas, devem ser aplicados os fatores de correção conforme Tabela 4 e 
 
 
09 
Tabela 5. 
Tabela 4 – Fatores de correção para temperaturas ambiente diferentes de 30ºC 
para linhas não subterrâneas 
 
Fonte: João Mamede, 2010. 
 
 
PVC EPR ou XLPE
10 1,22 1,15
15 1,17 1,12
25 1,12 1,08
30 1,06 1,04
35 0,94 0,96
40 0,87 0,91
45 0,79 0,87
50 0,71 0,82
55 0,61 0,76
60 0,50 0,71
65 - 0,65
70 - 0,58
75 - 0,50
80 - 41,00
IsolaçãoTemperatura 
ambiente (ºC)
 
 
010 
Tabela 5 – Fatores de correção para temperaturas ambiente diferentes de 20ºC 
(temperatura do solo) para linhas subterrâneas 
 
Fonte: João Mamede, 2010. 
5.2 Resistividade térmica do solo 
Este fator deve ser considerado quando os condutores estão instalados 
no solo (linhas subterrâneas). Tabelas de correção podem ser consultadas no 
livro Instalações elétricas industriais, de João Mamede Filho, páginas 112 e 113 
(tabelas 3.35 e 3.36). 
5.3 Agrupamento dos circuitos 
Quando há a existência de agrupamento de quatro ou mais condutores, 
todos transportando corrente elétrica, o fator agrupamento de circuitos deve ser 
considerado no dimensionamento de condutores, observando-se os seguintes 
requisitos: 
 Os fatores de correção são aplicáveis a grupos de condutores isolados, 
cabos unipolares ou cabos multipolares com a mesma temperatura 
máxima para serviço contínuo; 
 Para grupos contendo grupos de condutores com diferentes temperaturas 
nominais de serviço contínuo, a capacidade de condução de corrente 
deve ser balizada pela menos corrente referente a menos das 
temperaturas de serviço dos condutores envolvidos; 
 Se um circuito ou cabo multipolar for previsto para conduzir até 30% da 
capacidade de condução de corrente de seus condutores, já afetada pelo 
PVC EPR ou XLPE
10 1,10 1,07
15 1,05 1,04
25 0,95 0,96
30 0,89 0,93
35 0,84 0,89
40 0,77 0,85
45 0,71 0,8
50 0,63 0,76
55 0,55 0,71
60 0,45 0,65
65 - 0,6
70 - 0,53
75 - 0,46
80 - 0,38
Temperatura do 
solo (ºC)
Isolação
 
 
011 
fator de correção aplicável, o circuito ou cabo pode ser omitido para efeito 
de obtenção do fator de correção do restante do grupo. 
FINALIZANDO 
Nesta aula verificou-se a importância do dimensionamento dos 
condutores de proteção, neutro e fases de um circuito, bem como todos os 
parâmetros a serem considerados. Em uma instalação industrial, os 
alimentadores, sejam de circuitos para cargas isoladas estáticas, sejam 
alimentadores de quadros de energia secundários, sofrem a maior parte senão 
influência de todos os pontos citados. 
Por exemplo, um circuito de alimentação trifásico, composto por três 
cabos fase, neutro e proteção, que interliga o secundário do transformador de 
uma subestação até a respectiva carga, que se encontra instalado de forma 
embutida no piso (ou solo), dentro de eletrodutos de PVC, poderá ter em seus 
cálculos de dimensionamento as considerações referentes aos pontos de 
temperatura do solo, queda de tensão, corrente de curto-circuito, distância do 
quadro até a carga (ocasionando queda de tensão), além de outros parâmetros. 
 
 
012 
REFERÊNCIAS 
CREDER, H. Instalações elétricas. 16. ed. São Paulo: LTC, 2010. 
MAMEDE FILHO, J. Instalações elétricas industriais. 8. ed. São Paulo: LTC, 
2010.