4- Critérios de Projeto de Instalação Elétrica de Baixa Tensão em Edifícios

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(Sistemas Prediais) 4- Critérios de Projeto de Instalação Elétrica de Baixa Tensão em Edifícios
MÓDULO 1 - Descrever as normas, as concessionárias de energia, a realização do fornecimento de energia elétrica e a cobrança de serviços.
NORMAS PARA INSTALAÇÕES ELÉTRICAS DE BAIXA TENSÃO: As instalações elétricas de baixa tensão devem atender à Norma NBR 5410 – Instalações Elétricas de Baixa Tensão (BT), da Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT). Esta norma define instalações de Baixa Tensão como as instalações elétricas alimentadas sob tensão nominal igual ou inferior a 1000V em corrente alternada, com frequências inferiores a 400Hz, ou 1500V em corrente contínua.
Outra Norma de grande importância para as instalações elétricas prediais é a NBR 5419 – Proteção contra descargas atmosféricas. Ela é dividida em 4 (quatro) capítulos: Princípios gerais, Gerenciamento de risco, Danos físicos a estruturas e perigos à vida, Sistemas elétricos e eletrônicos internos na estrutura. Na última atualização da norma, em 2015, o termo SPDA (Sistema de Proteção Contra Descargas Atmosféricas) deixou de ser o tema único e passou a apresentar também uma área específica de proteção: MPS — medidas de proteção contra surtos. O SPDA continua tratando da proteção contra danos físicos à estrutura e risco à vida. As MPS, por sua vez, são voltadas à proteção dos sistemas elétricos e eletrônicos instalados na estrutura a ser protegida.
Ainda existem outras diferentes normas para instalações elétricas, tanto Normas Regulamentadoras (NR), que são emitidas e regularmente alteradas pelo Ministério do Trabalho e Emprego (MTE), como Normas Brasileiras (NBRs), que são emitidas pela ABNT.
Atenção: É importante sempre pesquisar antes de fazer qualquer projeto ou trabalho e seguir corretamente as normas.
CONCESSIONÁRIAS DE ENERGIA: Conforme definido pela Agência Nacional de Energia Elétrica – ANEEL, concessionária é o agente titular de concessão federal para prestar o serviço público de distribuição de energia elétrica, doravante denominado “distribuidora”.
Você sabia: O Brasil, até 2020, possuia 105 distribuidoras de energia elétrica, sendo 54 concessionárias e 38 permissionárias, além de 13 cooperativas de eletrização.
A distribuidora, pela Resolução Normativa nº 414 da ANEEL, é obrigada a fornecer, operar e manter o seu sistema elétrico até o ponto de entrega, caracterizado como o limite de sua responsabilidade, observadas as condições estabelecidas na legislação e regulamentos aplicáveis, ou seja, o ponto de entrega nada mais é que a ligação entre a unidade consumidora e o sistema elétrico de distribuição e situa-se entre a via pública e a propriedade consumidora.
O consumidor é responsável por manter sua instalação em dia e em segurança, podendo ser responsabilizado por qualquer dano causado a pessoas ou bens ocasionados em sua unidade consumidora.
Cada concessionária estabelece a sua diretriz para o cálculo de demanda, dimensionamento de equipamentos e requisitos mínimos para os projetos e sua aprovação, além de fixar as condições técnicas mínimas e uniformizar as condutas para o fornecimento de energia elétrica.
Atenção: Antes do início de qualquer obra, o construtor e/ou o projetista devem sempre entrar em contato com a concessionária local de energia elétrica para tomar conhecimento dos detalhes e das normas aplicáveis ao seu caso e ao local da obra, bem como das condições para sua ligação e do pedido desta.
FORNECIMENTO DE ENERGIA ELÉTRICA
O fornecimento de energia elétrica pode ocorrer por meio de ligação aérea ou subterrânea. O ponto de entrega em cada caso é definido a seguir:
· RAMAL DE LIGAÇÃO AÉREO- O ponto de entrega é o ponto de ancoramento do ramal fixado na propriedade particular (em fachada, em pontalete ou poste particular), situado no limite da propriedade com a via pública.
· RAMAL DE LIGAÇÃO SUBTERRÂNEO DERIVADO DE REDE AÉREA- O ponto de entrega é fixado na conexão do ramal subterrâneo com a rede aérea da distribuidora, desde que o ramal não ultrapasse propriedades de terceiros ou vias públicas, exceto calçadas. Todos os custos adicionais decorrentes e eventuais mudanças futuras, bem como a autorização para executar a obra são de responsabilidade do consumidor.
· RAMAL DE LIGAÇÃO SUBTERRÂNEO DERIVADO DE REDE SUBTERRÂNEA- O ponto de entrega é fixado no limite da propriedade com a via pública. Entretanto, algumas concessionárias realizam a conexão do ramal de ligação até o primeiro ponto de conexão interna do consumidor, a fim de evitar a realização de emendas entre os ramais de ligação e de entrada junto ao limite de propriedade (principalmente no atendimento a cargas de grande porte).
Algumas outras considerações do ponto de entrega:
· Em área urbana, se houver propriedade de terceiros, entre a via pública e a propriedade da unidade consumidora propriamente dita, o ponto de entrega é no limite da via pública com a primeira propriedade intermediária.
· Em condomínio horizontal com rede de distribuição interna da concessionária, o ponto de entrega é no limite da via interna do condomínio com cada propriedade individual.
· Em área rural, quando a unidade consumidora for atendida em tensão secundária de distribuição, o ponto de entrega se situará no local de consumo, ainda que dentro da propriedade do consumidor, observadas as normas e padrões da distribuidora.
Você sabia: A fiação subterrânea pode ser mais vantajosa que a aérea, seja rede elétrica, cabos de telefonia ou de televisão. Além de deixar as cidades com uma aparência melhor, o sistema evita problemas de descarga na rede elétrica, diminui os apagões nos bairros, reduz os riscos de queda de energia ocasionados por raios e/ou quedas de árvores, bem como seu custo de manutenção é menor. Tem como desvantagem, porém, o alto valor na implantação, além de poder causar transtorno para a população no ato da instalação.
Cidades como Barcelona, Londres, Amsterdã, Paris e Washington têm praticamente toda sua fiação enterrada, ao contrário do Brasil onde só 1% da distribuição de energia elétrica é feita por redes subterrâneas. As cidades com maior concentração de rede subterrânea no país são: Belo Horizonte, com o percentual estimado de 2%; São Paulo, de 10%; e Rio de Janeiro, 11%.
Tipos de fornecimento: 
As concessionárias fornecem energia das seguintes formas, dependendo da necessidade do consumidor:
· Monofásico a 2 (dois) fios (uma fase + neutro).
· Monofásico a 3 (três) fios (dois condutores fase + neutro) - Área rural.
· Bifásico a 3 (três) fios (duas fases + neutro).
· Trifásico a 4 (quatro) fios (três fases + neutro).
Tensão de fornecimento: O nível de tensão de fornecimento para a unidade consumidora deve seguir os seguintes critérios estabelecidos pela Res. 414/2010 da ANEEL:
· TENSÃO SECUNDÁRIA EM REDE AÉREA- Quando a carga instalada na unidade consumidora for igual ou inferior a 75kW.
· TENSÃO SECUNDÁRIA EM SISTEMA SUBTERRÂNEO- Até o limite de carga instalada conforme padrão de atendimento da distribuidora.
· TENSÃO PRIMÁRIA DE DISTRIBUIÇÃO INFERIOR A 69KV- Quando a carga instalada na unidade consumidora for superior a 75kW e a demanda a ser contratada pelo interessado, para o fornecimento, for igual ou inferior a 2.500kW.
· TENSÃO PRIMÁRIA DE DISTRIBUIÇÃO IGUAL OU SUPERIOR A 69KV- Quando a demanda a ser contratada pelo interessado, para o fornecimento, for superior a 2.500kW.
A distribuidora, porém, pode estabelecer tensão de fornecimento sem observar os critérios referidos acima, quando:
· “A unidade consumidora, com carga acima de 50kW, tiver equipamento que, pelas características de funcionamento ou potência, possa prejudicar a qualidade do fornecimento a outros consumidores;” (Resolução Normativa ANEEL nº 670, 2015).
· Houver conveniência técnica e econômica para o subsistema elétrico da distribuidora, desde que haja anuência do interessado.
· A unidade consumidora for atendível, em princípio, em tensão primária de distribuição, mas situar-se em edificação de múltiplas unidades consumidoras predominantemente passíveis de inclusão no critériode fornecimento em tensão secundária de distribuição, desde que haja solicitação ou anuência do interessado.
Você sabia: As regiões do Brasil possuem diferentes tensões nominais de distribuição. No site da ANEEL podemos consultar a tensão do município de qualquer lugar do país, além de verificar qual a concessionária que fornece energia para cada região. É possível, ainda, observar os diferentes níveis de tensão nominal secundária encontradas no Brasil, que são: 230/115V, 240/120V, 254/127V, 220/127V, 380/220V, 440/220V.
Além disso, em algumas cidades podemos encontrar até mais de dois níveis de tensão, por exemplo, Além Paraíba – MG, que é abastecida por duas concessionárias de energia, a CEMIG e a Energisa Minas Gerais (EMG), podendo observar ainda os 4 (quatro) níveis de tensões diferentes encontrados na cidade (ver figura).
COBRANÇA DE SERVIÇOS: Elaborar os projetos e executar as obras necessárias ao atendimento das unidades consumidoras até o ponto de entrega de energia elétrica é de responsabilidade das concessionárias. Também são de seu encargo operar e manter o seu sistema elétrico, tudo nos termos da legislação em vigor.
Os equipamentos de medição, os condutores do ramal de ligação aéreo e respectivos acessórios de conexão serão fornecidos pela concessionária. Os demais materiais da entrada de serviço serão fornecidos pelo consumidor, devendo estar de acordo com as Normas Brasileiras específicas e sujeitos, inclusive, à aprovação da concessionária local. Portanto, o consumidor, se for o caso, também é responsável pelas instalações necessárias ao abaixamento da tensão, transporte de energia e proteção dos sistemas, além do ponto de entrega.
Você sabia: A sua conta de energia te dá muitas informações, entre elas o grupo em que sua residência está inserida, a tensão nominal que é disponibilizada, além do valor de energia consumido.
Abaixo, listaremos os itens mais importantes na sua conta de energia:
Conta de luz. Fonte: Autora. O consumidor não paga apenas o consumo de energia, paga os custos com geração e distribuição, além de impostos para manutenção de programas públicos e iluminação pública. Estes tributos estão dispostos na tarifa de energia, e discriminados como:
· PIS - Programas de Integração Social (federal).
· Cofins - Contribuição para o Financiamento da Seguridade Social (federal).
· Custeio do Serviço de Iluminação Pública - CIP (municipal).
· ICMS - Imposto sobre a Circulação de Mercadorias e Serviços (estadual).
Você sabia: Todo consumidor residencial deve pagar uma quantidade mínima mensal de energia elétrica por estar conectado à rede. É um valor pago à distribuidora por disponibilizar a energia elétrica para as residências, mesmo sem haver consumo nenhum. Esse custo de disponibilidade do sistema elétrico, aplicável ao faturamento mensal de consumidor responsável por unidade consumidora do grupo B, é o valor em reais equivalente a:
· 30kWh, se monofásico ou bifásico a 2 (dois) condutores.
· 50kWh, se bifásico a 3 (três) condutores.
· 100kWh, se trifásico.
VERIFICANDO O APRENDIZADO
1. Estudamos características importantes para o fornecimento de energia no Brasil. Assinale a alternativa correta sobre os critérios e as tensões de fornecimento das concessionárias do país, conforme legislação:
a) A tensão secundária é fornecida em rede aérea quando a carga instalada na unidade consumidora for igual ou inferior a 75kW.
b) No Brasil só encontramos dois níveis de tensão: 220/127V, 380/220V.
c) A tensão secundária em sistema subterrâneo é fornecida quando a carga instalada na unidade consumidora for igual ou inferior a 75kW.
d) Cada município do Brasil somente é atendido por uma concessionária.
e) Tensão primária de distribuição inferior a 69kV: Quando a demanda a ser contratada pelo interessado, para o fornecimento, for superior a 2.500kW.
A alternativa "A" está correta.
Conforme Res. 414/2010 da ANEEL, o fornecimento em tensão secundária em rede aérea ocorre quando a carga instalada na unidade consumidora for igual ou inferior a 75kW, e em sistema subterrâneo até o limite de carga instalada. No Brasil, encontramos mais de dois níveis de tensão de energia, podendo um município ser atendido por mais de uma concessionária de energia.
2. De acordo com a NBR 5410/2004 e a Res. 414/2010 da ANEEL, o ponto de conexão do sistema elétrico da empresa distribuidora de eletricidade com a instalação elétrica da unidade consumidora e que delimita as responsabilidades da distribuidora é definido como:
a) Ponto de demanda.
b) Ponto de Entrada.
c) Ponto de Entrega.
d) Ponto de Carga.
e) Ponto de Chegada.
A alternativa "C" está correta.
Conforme Res. 414/2010 da ANEEL, “O ponto de entrega é a conexão do sistema elétrico da distribuidora com a unidade consumidora e situa-se no limite da via pública com a propriedade onde esteja localizada a unidade consumidora”.
MÓDULO 2 - Identificar as variáveis de projeto e suas relevâncias
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VARIÁVEIS DE PROJETO E SUAS RELEVÂNCIAS
Tensão elétrica: Tensão elétrica é a grandeza física que mede a diferença de potencial elétrico entre dois pontos, também chamada de ddp. Sua unidade de medida é o volt (V). Como apresentado anteriormente, o Brasil possui diferentes níveis de tensões, porém a grande maioria das cidades utiliza a tensão fase-neutro, 127V, e fase-fase, 220V. Devido a esses diferentes níveis, muitos aparelhos domésticos já são bivolt ou autovolt.
· Bivolt- Possui a possibilidade de trabalhar com duas tensões diferentes, alguns aparelhos vêm com uma chave para alterar as tensões de funcionamento.
· Autovolt- Trabalha com uma faixa de tensão, normalmente entre 90 e 240V, ou seja, os aparelhos “se adaptam” à tensão fornecida.
Corrente elétrica: Corrente elétrica é definida como o movimento ordenado dos elétrons livres nos fios, provocado pela ação da tensão. A unidade de medida que determina a quantidade de corrente elétrica que passa em um circuito é o ampère (A). Ela pode ser encontrada como contínua ou alternada. A seguir, definimos as duas correntes.
Corrente contínua: Ocorre quando o fluxo dos elétrons se dá somente em um sentido, ou seja, é sempre positiva ou sempre negativa; o movimento se dá do polo positivo para o polo negativo (sentido convencional da corrente), ou circula do polo negativo para o polo positivo, considerando o sentido da corrente dos elétrons. Esse tipo de corrente é gerada principalmente por elementos químicos, que quando colocados em contato, transformam energia química em energia elétrica, sendo as pilhas e as baterias os melhores exemplos.
Corrente alternada: É caracterizada por um fluxo alternado no sentido dos elétrons, ou seja, eles mudam de direção a todo momento. A corrente alternada é gerada a partir de elementos naturais como quedas d’água (hidrelétricas) e vento (eólica), que fazem girar um ímã ou uma bobina para gerar a corrente. Tal variação de fluxo permite aos transformadores de uma linha de transmissão receberem a energia elétrica produzida, possibilitando que esta percorra uma maior distância e terem perdas menores de energia. Essa é a corrente que chega até as tomadas das nossas casas.
Por não ocorrer a alternância na corrente contínua, ela não é aceita pelos transformadores e assim não consegue alcançar voltagens maiores. Desse modo, a energia elétrica não consegue ser transportada por uma distância longa, ou seja, há a dificuldade de transportar energia entre uma usina e uma cidade.
Você sabia: No final do século XIX, houve a “batalha das correntes”, em que Thomas Edison, que tinha a patente da corrente contínua, disputou com Westinghouse e Nikola Tesla, um ex-funcionário e inventor da transmissão da corrente alternada, qual seria a corrente utilizada para distribuição de energia elétrica nos Estados Unidos da América. O sistema de corrente alternada acabou por prevalecer, pelas vantagens inegáveis de custo, praticidade e eficiência em relação à corrente contínua.
Potência elétrica: A potência elétrica pode ser definida como o trabalho elétrico desenvolvido pela corrente elétrica em umperíodo de tempo. Na corrente contínua, ela é definida pela relação entre tensão e corrente elétrica, dada pela fórmula: P=Uxi. No Sistema Internacional de Medidas, a unidade de potência é o watt (W).
No caso de circuitos de corrente alternada com cargas indutivas e/ou capacitivas, existe uma defasagem entre tensão e corrente. O que nos leva a considerar três tipos de potência:
· POTÊNCIA APARENTE (S)- Nada mais é que o produto da multiplicação entre a tensão e a corrente, porém, em circuitos não resistivos (circuitos com indutores e capacitores) em corrente alternada, esta potência não é real, pois não considera a defasagem que existe entre a corrente e a tensão. É expressa pela fórmula S=Uxi e sua unidade Volt-ampère (VA).
· POTÊNCIA ATIVA (P)- Também chamada de potência real, é a potência que realmente produz o trabalho na carga. Ela é dada pela fórmula P=Sxcosϕ e é expressa em watts (W).
· POTÊNCIA REATIVA (Q)- É a porção da potência aparente que é fornecida ao circuito, mas não é convertida em trabalho. Sua função é constituir o circuito magnético nas bobinas e um campo elétrico nos capacitores, ela é, portanto, responsável pelo funcionamento dos geradores, dos condutores e dos transformadores. A unidade de medida da potência reativa é o volt-ampère reativo (VAr), sendo expressa pela fórmula Q=Sxsenϕ.
A potência ativa é a parcela efetivamente transformada em: potência luminosa (lâmpada), potência mecânica (ventilador, liquidificador etc.) e potência térmica (chuveiro, torradeira etc.). Portanto, a energia que é consumida em nossas casas é dada em kWh, esta é a que encontramos em nossas contas de energia.
Potência instalada: A potência instalada nada mais é que a soma das potências nominais dos equipamentos elétricos instalados na unidade consumidora, expressa em quilowatts (kW).
Para a realização de um projeto elétrico, é necessário saber quantos equipamentos serão utilizados na edificação para assim obtermos a potência elétrica total instalada.
Isto posto, é feito um levantamento das potências mediante uma previsão das potências de iluminação e tomadas a serem instaladas na edificação, possibilitando, assim, determinar a potência total prevista para a instalação elétrica.
A previsão de carga de uma instalação deve ser feita obedecendo algumas prescrições, que são definidas na NBR 5410:2004. Abaixo, são listadas algumas:
A seguir, listamos a potência nominal de alguns equipamentos mais comuns encontrados em instalações residenciais:
Fator de potência: Nos projetos de instalações elétricas prediais, os cálculos efetuados são baseados apenas na potência aparente e na potência ativa. Por essa razão, é importante conhecer a relação entre elas para que se entenda o que é fator de potência.
Para melhor ilustrar, vamos considerar uma tomada qualquer:
otência (aparente) = 100VA, o fator de potência = 0,8 → Potência ativa (W) = 0,8 x 100 VA = 80W, Potência reativa (kVAr) = 60W.
Equipamentos que só possuem resistência, como chuveiro elétrico, torneira elétrica, ferro elétrico, lâmpadas incandescentes e fogão elétrico possuem fator de potência igual a 1, ou seja, toda potência aparente é transformada em potência ativa.
Você sabia: Empresas e indústrias podem pagar multa nas contas de energia se tiverem baixo fator de potência. Esse fenômeno ocorre quando máquinas com motores elétricos geram excesso de energia reativa. Pela legislação brasileira, o fator de potência de referência “fR”, indutivo ou capacitivo, tem como limite mínimo permitido, para as unidades consumidoras do grupo A, o valor de 0,92.
Algumas prováveis causas do baixo fator de potência:
· Transformadores operando a vazio ou subcarregados durante longos períodos.
· Motores operando em regime de baixo carregamento.
· Instalação de lâmpadas de descarga (fluorescentes, de vapor de mercúrio e de vapor de sódio).
Para evitar o acréscimo na fatura de energia, diminuir os riscos com acidentes elétricos por superaquecimento e reduzir as perdas de energia elétrica, as empresas e indústrias devem corrigir o baixo fator de energia. A seguir, são apresentadas algumas soluções para resolver esses problemas:
· Dimensionar corretamente os motores e os equipamentos.
· Selecionar, utilizar e operar corretamente os motores e equipamentos elétricos em geral.
· Utilizar permanentemente reatores de alto fator de potência.
· Instalar capacitores ou banco de capacitores.
Demanda e fator de demanda: Sabe-se que para qualquer instalação elétrica não se utiliza todos os equipamentos elétricos ao mesmo tempo, ou seja, a potência instalada não é a mesma que a utilizada. Dessa forma, podemos introduzir o conceito de demanda e fator de demanda.
Demanda é definida como a média das potências elétricas ativas ou reativas, solicitadas ao sistema elétrico pelas cargas instaladas em operação em uma edificação, em um intervalo de tempo especificado. Sendo expressa em quilowatts (kW) para potência ativa e quilovolt-ampère reativo (kVAr) para potência reativa.
Devemos considerar alguns conceitos de demanda para um melhor entendimento do assunto:
· DEMANDA CONTRATADA- Demanda de potência ativa que é obrigatoriamente disponibilizada pela concessionária, no ponto de entrega, conforme fixado em contrato, e que deve ser paga integralmente, mesmo sem ser utilizada durante o período de faturamento, é expressa em (kW).
· DEMANDA FATURÁVEL- Valor da demanda de potência ativa, considerada para fins de faturamento (cobrança), com aplicação da respectiva tarifa, expressa em quilowatts (kW).
· DEMANDA MEDIDA- Maior demanda de potência ativa, verificada por medição, integralizada em intervalos de 15 (quinze) minutos durante o período de faturamento.
· DEMANDA DE ULTRAPASSAGEM- Parcela da demanda medida que excede o valor da demanda contratada.
· DEMANDA MÁXIMA- Maior demanda verificada em um período de tempo.
· DEMANDA MÉDIA- Relação entre a quantidade de energia elétrica utilizada durante um período de tempo definido e esse mesmo período.
Cálculo da demanda: Não há como saber em 100% a demanda utilizada em uma edificação, por isso o projetista deverá sempre prever a demanda baseando-se na finalidade da edificação (indústria, residência, entre outros), nos equipamentos instalados e tempo de utilização.
Além disso, o projetista deverá seguir a realidade da região e as normas da concessionária local, pois a partir do cálculo da demanda é realizado o dimensionamento da entrada de serviço, seu transformador e da proteção geral.
A seguir, é apresentado o método de cálculo da demanda utilizada pela concessionária Light.
· D1 (kVA) = Demanda de iluminação e tomadas de uso geral.
· D2 (kVA) = Demanda de aparelhos para aquecimento (chuveiros, aquecedores, torneiras etc.).
· D3 (kVA) = Demanda de aparelhos de ar-condicionado tipo janela e similares (split, cassete e fan coil), calculada diferentemente para uso residencial e não residencial.
· D4 (kVA) = Demanda de unidades centrais de condicionamento de ar e similares (self contained).
· D5 (kVA) = Demanda de motores elétricos e máquinas de solda tipo motor – gerador.
· D6 (kVA) = Demanda de máquinas de solda a transformador, equipamentos odonto-médico hospitalares (aparelhos de raios-X, tomógrafos, mamógrafos e outros).
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Exemplo: Você é o engenheiro responsável pelo projeto elétrico de uma residência e precisa calcular a demanda total. Considere as seguintes cargas instaladas e seus respectivos fatores de demanda (FD):
· Iluminação: 1.000W (FD conforme tabela apresentada no tópico Cálculo da demanda).
· Tomada de uso geral: 3.600W (FD conforme tabela apresentada no tópico Cálculo da demanda).
· Chuveiro elétrico: 2 x 5.400W (FD = 75).
· Ar-Condicionado: 1500W (FD = 100).
Demandas de entradas coletivas: Muitas concessionárias apresentam procedimentos específicos para o cálculo das demandas de entradas coletivas. Vamos considerar novamente os critérios da concessionária Light para fins de estudo.
A Light considera que além das demandas individuais de cada unidade consumidora e do serviço comum do condomínio, devem ser determinadas tambémas demandas de cada trecho do circuito de uso comum do ramal coletivo. Consideramos os seguintes dados:
· DR – Demanda do ramal de ligação.
· DPG – Demanda de proteção geral da entrada.
· DAG – Demanda do único agrupamento de medidores.
· DS – Demanda do circuito de serviço de uso do condomínio
Atenção: Os valores das demandas DAG e DS são determinados através da mesma fórmula apresentada anteriormente, considerando o conjunto de carga instalada para cada trecho do circuito analisado.
Para o caso da demanda de entradas coletivas com um único agrupamento de medidores, o valor da DPG deve ser igual ao valor da DAG, já a DR deve ser determinada através do somatório da DAG das unidades consumidoras e da DS, sendo o resultado multiplicado por 0,90. Temos então:
No caso da demanda de entradas coletivas com mais de um agrupamento de medidores, temos que considerar além da DR e da DPG, também as seguintes demandas:
· DAGR – Demanda de cada agrupamento de medidores residenciais.
· DAGRN – Demanda de cada agrupamento de medidores não residenciais.
· DSR – Demanda do circuito de serviço de uso do condomínio residencial.
· DSNR – Demanda do circuito de serviço de uso do condomínio não residencial.
Para entrada mista (residencial e não residencial), a DPG será determinada através do somatório das DAG e multiplicado por 0,90.
Para entrada mista com unidades não residenciais que possuam diversidade de cargas (exemplo: lojas e escritórios), a DPG será determinada através do somatório das DAG e multiplicado por 0,90.
No caso de entrada mista com unidades residenciais e unidades não residenciais que possuam diversidade de cargas (exemplo: residências, lojas e escritórios), a DPG será determinada através do somatório das DAG, sendo o resultado multiplicado por 0,90.
A DR deve ser determinada através do somatório das demandas DPG, DSR e DSNR quando for o caso, sendo o resultado multiplicado por 0,90.
Para outros casos específicos, consultar a RECON – BT, Light, Ed. 2019.
VERIFICANDO O APRENDIZADO
1. Uma carga apresenta fator de potência 0,8. A potência ativa é 12kW. Qual a potência reativa e aparente da carga?
a) Q = 9kVAr e S = 15kVA
b) Q = 7,2kVAr e S = 9,6kVA
c) Q = 7,2kVAr e S = 15kVA
d) Q = 9kVAr e S = 9,6kVA
e) Q = 15kVAr e S = 20kVA
A alternativa "A" está correta.
2. Uma carga trifásica de 3000W e 4000VAr está conectada a uma rede na qual a frequência é 60Hz e a tensão de linha é 127V. O fator de potência da referida carga é:
a) 0,8
b) 1,33
c) 0,7
d) 0,6
e) 0,75
A alternativa "D" está correta.
MÓDULO 3 - Descrever os quadros de distribuição e os circuitos.
QUADROS DE DISTRIBUIÇÃO: Quadros de distribuição (QD), também conhecidos como quadros de luz (QL) ou quadros de disjuntor, são equipamentos importantes na instalação elétrica de uma edificação. Servem para receber e distribuir energia elétrica, além de proteger circuitos elétricos contra sobrecargas e curtos-circuitos. Portanto, são considerados como conjuntos de proteção, manobra e comando.
A NBR 5410:2004 define o quadro de distribuição principal como o primeiro quadro de distribuição após a entrada da linha elétrica na edificação. O termo também se aplica ao quadro de distribuição que seja o único de uma edificação.
Os seguintes componentes fazem parte do QD:
· Disjuntor geral.
· Barramentos de interligação das fases.
· Disjuntores dos circuitos terminais.
· Barramento de neutro.
· Barramento de proteção (terra).
· Dispositivo DR (diferencial residual).
· DPS (dispositivos de proteção contra surtos).
Existem ainda outros componentes, como contator, relé, entre outros, mas que não são muito usados em residências.
O projetista deve seguir alguns critérios para a locação dos quadros. Eles devem ser instalados em local de fácil acesso, ou seja, não devem ser instalados em ambientes reservados como quartos e salas específicas, banheiros, escadas ou ambientes que fiquem trancados.
Atenção: É preciso tomar cuidado de não prever o posicionamento dos QD em locais onde possam ser colocados armários.
Os quadros de distribuição devem conter identificação do lado externo legível (não sendo facilmente removível), como também todos os seus componentes no interior, de forma que seja fácil identificar o respectivo circuito de que faz parte.
A norma NBR 5410:2004 define alguns critérios para a instalação dos quadros disjuntores, como disponibilidade de espaço reserva para ampliações futuras, com base no número de circuitos com que o quadro for efetivamente configurado, de acordo com tabela abaixo:
Deve ser previsto também o espaço necessário para outros dispositivos de proteção, como os dispositivos Diferencial Residual (DR) — geral ou para conjuntos de circuitos — e os dispositivos de proteção contra sobretensões (DPS).
A NBR 61439-1 define as principais características dos quadros de distribuição. Por essa norma, eles devem ter no mínimo grau de proteção IP2X (IP são padrões internacionais de grau de proteção, nos quais as letras IP são seguidas de dois dígitos, o primeiro assegurando o nível de proteção contra corpos sólidos e contato direto, o segundo contra penetração de água).
Resumindo: Todas as partes vivas devem ser inacessíveis sem o uso de ferramentas.
Portanto, as estruturas, tampas, espelhos, portas, e complementares deverão ser construídos com materiais capazes de suportar os esforços mecânicos, elétricos, térmicos e ambientais suscetíveis de serem encontrados nas condições de serviço especificadas.
Quando houver alimentação a partir de vários sistemas (subestação, gerador etc.), o conjunto de circuitos alimentados por cada sistema constitui uma instalação; e cada quadro de distribuição só deve possuir componentes pertencentes a uma única instalação, com exceção de circuitos de sinalização e comando e de conjuntos de manobra especialmente projetados para efetuar o intercâmbio das fontes de alimentação.
Conforme NBR 5410:2004, os quadros de distribuições devem conter a seguinte advertência:
1. Quando um disjuntor ou um fusível atua, desligando algum circuito ou a instalação inteira, a causa pode ser uma sobrecarga ou um curto-circuito. Desligamentos frequentes são sinal de sobrecarga. Por isso, NUNCA troque seus disjuntores ou fusíveis por outros de maior corrente (maior amperagem) simplesmente. Como regra, a troca de um disjuntor ou fusível por outro de maior corrente requer, antes, a troca dos fios e cabos elétricos por outros de maior seção (bitola).
2. Da mesma forma, NUNCA desative ou remova a chave automática de proteção contra choques elétricos (dispositivo DR), mesmo em caso de desligamentos sem causa aparente. Se os desligamentos forem frequentes e, principalmente, se as tentativas de religar a chave não tiverem êxito, isso significa, muito provavelmente, que a instalação elétrica apresenta anomalias internas, que só podem ser identificadas e corrigidas por profissionais qualificados.
A DESATIVAÇÃO OU REMOÇÃO DA CHAVE SIGNIFICA A ELIMINAÇÃO DE MEDIDA PROTETORA CONTRA CHOQUES ELÉTRICOS E RISCO DE MORTE PARA OS USUÁRIOS DA INSTALAÇÃO.
As conexões em um QD de potência, barramentos verticais/horizontais, bem como conexões de alimentações dos disjuntores devem ser realizadas conforme manuais, desenhos e catálogos do fabricante. Os condutores de alimentação dos componentes e instrumentos fixados nas portas ou tampas devem ser dispostos de tal forma que os movimentos das portas ou tampas não possam causar danos a esses condutores.
Recomendação: Em uma residência com mais de um pavimento, é interessante instalar um QD por andar, mesmo não tendo em norma essa obrigatoriedade.
Podemos listar algumas vantagens, como a economia nos cabos, visto que os circuitos dos disjuntores até as tomadas seriam menores, seria apenas necessário um cabo de diâmetro maior até o QD do segundo pavimento para a distribuição dos circuitos. Outro fator seria a segurança das pessoas e da instalação, uma vez que é importante contar com o fácil acesso aos quadros.
Atenção: A manutenção preventiva dos quadros de distribuição e painéis é de extrema importância.A estrutura dos quadros e painéis deve ser verificada periodicamente, observando-se seu estado geral quanto à fixação, integridade mecânica, pintura, corrosão, fechaduras e dobradiças. Nos seus componentes, é preciso verificar as condições de funcionamento, existência de sinais de aquecimento, ressecamentos, fixação e limpeza.
Atualmente, podemos encontrar quadros de distribuição inteligentes (smart panels). Por meio deles, a energia elétrica é monitorada remotamente, seja pela tela dos smartphones, computadores ou tablets. As informações que são passadas para o operador são, entre outras, consumo de energia, quando e como os recursos são consumidos, com identificação de consumo por tipo e áreas, além de poder desligar e ligar o quadro.
Relembrando: Não se esqueça de que a montagem dos quadros de distribuição deve seguir além das normas, o projeto elétrico, ou seja, deverá levar em conta o local de instalação (área externa ou interna).
Além disso, é preciso levar em conta o tamanho da caixa de distribuição a ser utilizada, baseado na divisão de circuitos, e no dimensionamento dos componentes de proteção, como por exemplo o dimensionamento dos disjuntores e cabos elétricos.
CIRCUITOS ELÉTRICOS: Em um projeto elétrico, após atribuir pontos de tomadas e iluminação, deve-se distribuir as cargas em circuitos.
Circuito nada mais é que o conjunto de cargas alimentadas pelos mesmos condutores, que são protegidas contra sobrecorrentes pelos mesmos dispositivos de proteção.
É muito importante fazer a distribuição correta e adequada das cargas de uma instalação elétrica em circuitos, principalmente a fim de:
· Limitar as ocorrências de falhas nas instalações, de modo que a proteção atue somente no circuito com defeito.
· Facilitar os ensaios e manutenções.
· Reduzir as interferências entre aparelhos, pois alguns alteram a forma de onda de tensão no circuito e prejudicam o funcionamento de outros aparelhos, podendo ainda danificá-los.
· Em instalações bifásicas ou trifásicas, distribuir as cargas entre as fases equitativamente, de modo a se obter o maior equilíbrio possível entre o valor das correntes nos condutores fase de alimentação dos quadros de distribuição e, portanto, no seu dimensionamento.
Os circuitos podem ser divididos em dois tipos:
· Circuitos de distribuição: Originam no quadro de medição e alimentam os quadros terminais ou de distribuição. Podem ser monofásicos, bifásicos ou trifásicos.
· Circuitos terminais: Partem dos quadros de distribuição (ou terminais) e se destinam à alimentação dos equipamentos de utilização (tomadas, iluminação, motores). Podem ser monofásicos, bifásicos ou trifásicos.
Regras de distribuição de circuitos
A NBR 5410:2004 determina que a instalação elétrica deve ser dividida em circuitos conforme regras a seguir:
· A instalação deve ser dividida em tantos circuitos quantos necessários, devendo cada circuito ser concebido de forma a poder ser seccionado sem risco de realimentação inadvertida através de outro circuito.
· Devem ser previstos circuitos distintos para partes da instalação que requeiram controle específico, de tal forma que estes circuitos não sejam afetados pelas falhas de outros.
· Deverá possuir circuito independente o ponto destinado para equipamento com corrente nominal superior a 10A.
· Os pontos de cozinhas, copas, áreas de serviços, lavanderias e locais análogos devem possuir circuitos exclusivamente destinados à sua alimentação.
· Devem ser previstos circuitos terminais distintos para pontos de iluminação e para pontos de tomada.
O último item possui uma exceção no caso de habitações: quando a corrente do circuito for inferior a 16A, pode-se utilizar circuito comum entre iluminação e tomadas, levando em conta que os pontos de iluminação e tomadas não devem ser alimentados, em sua totalidade, por um só circuito e excluindo os locais indicados no quarto item.
Pode-se concluir a partir do item três da divisão de circuitos, que na separação dos circuitos não se deve ultrapassar o limite de 1270VA (ou 1200W), em tensões de 127V, ou de 2200VA (ou 2200W), em tensões de 220V, por circuito.
Nos casos em que os circuitos de iluminação e tomadas são separados, o circuito de iluminação deve conter seção mínima de condutor (cabos) de 1,5mm2 e o circuito de tomada deve conter seção mínima de 2,5mm2, porém quando estas cargas são colocadas no mesmo circuito, a seção mínima deverá ser de 2,5mm2.
A NR 10 – Segurança em instalações e serviços em eletricidade, também estabelece alguns requisitos e condições mínimas para serem previstos em projeto e na instalação de circuitos, entre eles:
· Obrigatoriedade de dispositivos de desligamento de circuitos que possuam recursos para impedimento de reenergização, para sinalização de advertência com indicação da condição operativa.
· Os circuitos elétricos com finalidades diferentes, tais como comunicação, sinalização, controle e tração elétrica devem ser identificados e instalados separadamente.
· Sempre que for tecnicamente viável e necessário, devem ser projetados dispositivos de seccionamento que incorporem recursos fixos de equipotencialização e aterramento do circuito seccionado.
· Identificação de circuitos elétricos.
· O memorial descritivo do projeto deve conter indicação de posição dos dispositivos de manobra dos circuitos elétricos: (Verde - “D”, desligado e Vermelho - “L”, ligado).
Você sabia: A NBR 5410:2004 também padroniza as cores dos condutores, sendo: azul-claro para condutor neutro e verde-amarela ou verde para condutor de proteção (PE). Os condutores de fase e de comando não possuem normalização de cor, mas são comumente utilizadas as cores: vermelho para primeira fase e amarelo, preto ou branco para segunda fase ou comando de iluminação.
Tensão dos circuitos: Dependendo do número de fases e da tensão de fornecimento, é necessário seguir algumas recomendações quanto à tensão de ligação dos circuitos terminais:
· INSTALAÇÃO MONOFÁSICA- Todos os circuitos terminais deverão apresentar ligação fase-neutro, na tensão de fornecimento da concessionária local.
· INSTALAÇÃO BIFÁSICA OU TRIFÁSICA- Os circuitos de iluminação e tomada de uso geral deverão apresentar o menor valor de tensão, isto é, serão circuitos monofásicos (fase-neutro).
· INSTALAÇÃO BIFÁSICA OU TRIFÁSICA, E MAIOR DAS TENSÕES (FASE-FASE) FOR ATÉ 230V- Os circuitos de tomada de uso específico podem ser bifásicos ou circuitos monofásicos (fase-neutro). Nestes casos, geralmente utiliza os circuitos bifásicos para aparelhos de potência alta, tais como chuveiro elétrico e aparelhos de ar-condicionado.
Os circuitos monofásicos são geralmente utilizados em residências com baixo consumo, ou nas áreas rurais com transformadores especiais.
Você sabia: Os condutores elétricos têm vida útil estimada em 30 anos, considerando as condições normais de operação. Já os dispositivos de proteção, considerando desarmes ocasionais de proteção, podem durar por 25 anos. Porém, é preciso ficar atento aos sinais de desgaste de todos os componentes da instalação elétrica, especialmente na ocorrência de falhas mecânicas e elétricas, nos desarmes frequentes ou nas operações consideradas fora da normalidade.
VERIFICANDO O APRENDIZADO
1. Em relação às exigências da NBR 5410:2004 na divisão de circuitos, é correto afirmar que:
a) Deverá ser previsto circuito independente o ponto destinado para equipamento com corrente nominal inferior a 10A.
b) A correta divisão limita as ocorrências de falhas nas instalações, de modo que a proteção atue em todos os circuitos.
c) Não existe a necessidade de separar os circuitos de iluminação e de tomada.
d) Os pontos de cozinhas, copas, áreas de serviços, lavanderias e locais análogos devem possuir circuitos exclusivamente destinados à sua alimentação.
e) Não se deve distribuir as cargas entre as fases equitativamente.
A alternativa "D" está correta.
Conforme a NBR 5410:2004: Deverá ser previsto circuito independente para corrente nominal SUPERIOR a 10A; a correta divisão limita a ocorrência de falhas nas instalações, afim de que a proteção atue SOMENTE no circuito da falha. Os circuitos de iluminação e tomadas devem ser separados, exceto em circuitos em que a corrente não seja superior a 16A. Os pontos de cozinhas, copas, áreas de serviços, lavanderias e locais análogos devem possuir circuitos exclusivamente destinados à sua alimentação, além de SEMPRE distribuir as cargas entre as fases equitativamente.
2. Um quadro de distribuição de circuitos elétricos deverá prever espaço reserva para ampliações futuras da instalação elétrica. Em relação a isso, é correto afirmar:
a) Para quadros de distribuição de até 6 circuitos, prever espaço reserva mínimo de 1 circuito.
b) Não há exigência em norma sobre o mínimo de circuitos para quadros com mais de 30 circuitos.
c) Não há exigência em norma sobre o mínimo de circuitos para quadros com menos de 5 circuitos.
d) Para quadros de distribuição de 13 a 30 circuitos, prever espaço reserva mínimo de 2 circuitos.
e) Para quadros de distribuição de 7 a 12 circuitos, prever espaço reserva mínimo de 3 circuitos
A alternativa "E" está correta.
A NBR 5410:2004 exige conforme tabela apresentada no item quadros de distribuição que para QD de 7 a 12 circuitos, o espaço mínimo de reserva seja de 3 circuitos.
MÓDULO 4 - Descrever os aterramentos do sistema e os dispositivos de proteção.
ATERRAMENTO DO SISTEMA: O sistema de aterramento nas instalações residenciais, comerciais ou industriais é fundamental e obrigatório.
Aterrar nada mais é que colocar a instalação e os equipamentos no mesmo potencial, de modo que a diferença de potencial entre a terra e o equipamento seja o menor possível, ou seja, o mais próximo de zero.
Existem diversos tipos de aterramento, dependendo da necessidade e sua importância. Os principais tipos de sistemas de aterramento são:
· Hastes simples cravadas no solo.
· Hastes alinhadas.
· Hastes em triângulo.
· Hastes em quadrado.
· Hastes em círculos.
· Placas enterradas no solo.
· Cabos enterrados.
Pode-se dizer que existem dois tipos principais de aterramento:
· O aterramento que deve ser realizado para garantir o funcionamento correto dos equipamentos ou para permitir o funcionamento seguro e confiável da instalação.
· O aterramento que consiste na ligação à terra das massas metálicas, e cujo objetivo é a proteção contra choques elétricos por contato indireto.
A NBR 5401:2004 apresenta cinco esquemas de aterramentos. Para a classificação desses esquemas, é utilizada a seguinte simbologia:
PRIMEIRA LETRA – SITUAÇÃO DA ALIMENTAÇÃO EM RELAÇÃO À TERRA
· T: Um ponto diretamente aterrado.
· I: Isolação de todas as partes vivas em relação à terra ou aterramento de um ponto através de uma impedância.
SEGUNDA LETRA – SITUAÇÃO DAS MASSAS DA INSTALAÇÃO ELÉTRICA EM RELAÇÃO À TERRA
· T: Massas diretamente aterradas, independentemente do aterramento eventual de um ponto de alimentação.
· N: Massas ligadas diretamente ao ponto de alimentação aterrado (em corrente alternada, o ponto aterrado é normalmente o ponto neutro).
OUTRAS LETRAS (EVENTUAIS) – DISPOSIÇÃO DO CONDUTOR NEUTRO E DO CONDUTOR DE PROTEÇÃO
· S: Funções de neutro e de proteção asseguradas por condutores distintos.
· C: Funções de neutro e de proteção combinadas em um único condutor (condutor PEN).
Nas figuras de representação dos esquemas de aterramento, serão utilizados os seguintes símbolos:
Esquema TN
O ponto de alimentação é diretamente aterrado, sendo as massas ligadas a este ponto por meio de condutores de proteção. Nesse esquema, toda corrente de falta direta fase-massa é uma corrente de curto-circuito.
São considerados três tipos de esquemas TN, de acordo com a disposição do condutor neutro e do condutor de proteção:
Esquema TT
O esquema TT possui um ponto de alimentação diretamente aterrado, estando as massas da instalação ligadas a eletrodos de aterramento eletricamente distintos do eletrodo de aterramento da alimentação.
Esquema IT
No esquema IT todas as partes vivas são isoladas da terra ou um ponto da alimentação é aterrado através de impedância. As massas da instalação são aterradas, verificando-se as seguintes possibilidades:
· Massas aterradas no mesmo eletrodo de aterramento da alimentação, se existente.
· Massas aterradas em eletrodo(s) de aterramento próprio(s), seja porque não há eletrodo de aterramento da alimentação, seja porque o eletrodo de aterramento das massas é independente do eletrodo de aterramento da alimentação.
O neutro pode ou não ser distribuído, veja:
DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO: A fim de aumentar a segurança das instalações elétricas, prevenindo contra choques elétricos, sobreaquecimento ou surtos de corrente ou tensão, devem ser obrigatoriamente instalados dispositivos de proteção, conforme norma. A seguir, definiremos o que é sobrecorrente e citaremos os principais dispositivos de proteção utilizados nos projetos elétricos.
Sobrecorrentes: Sobrecorrentes são correntes acima do valor nominal (prevista) nos equipamentos ou nos condutores dos circuitos. Elas podem ser encontradas na forma de sobrecarga ou curto-circuito.
· Sobrecarga- Sobrecorrente ocasionada pela quantidade de carga superior à prevista para o circuito (mais aparelhos conectados, aparelhos de maior potência, falhas na isolação etc.).
· Curto-circuito- Sobrecorrente, resultante de uma falta, que acontece quando dois condutores de potencial elétrico diferente são colocados em contato direto.
FUSÍVEIS: O fusível é um dispositivo de baixo custo, utilizado na proteção contra sobrecargas e curtos-circuitos. Sua atuação consiste na fusão do elo fusível por efeito Joule, isto é, pela elevação da temperatura. Uma desvantagem é que uma vez tendo atuado, ele não poderá ser reutilizado. Existem no mercado diferentes tipos de fusíveis, citaremos alguns.
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Os fusíveis possuem sua especificação descrita por duas letras, sendo a primeira minúscula e a segunda maiúscula, conforme tabela abaixo:
Exemplo: gL/gG - Fusível para proteção de cabos e uso geral (atua em sobrecargas e curtos-circuitos).
DISJUNTOR: A principal função do disjuntor é de proteção e segurança, porém também é utilizado para ligar e desligar circuitos e cargas. O disjuntor é um equipamento que serve para desarmar o circuito automaticamente, ao detectar uma sobrecarga ou um curto-circuito em uma instalação elétrica. Ele é projetado para suportar determinada corrente elétrica, caso ocorra um pico de corrente ou um curto-circuito que eleve a corrente acima do limite suportado por este, ele interrompe o circuito.
Os disjuntores podem ser: térmicos, magnéticos e termomagnéticos, monopolares, bifásicos ou trifásicos e categorizados de acordo com a curva de ruptura, podendo ser curva B (ex: chuveiros, aquecedores elétricos, tomadas de uso geral), curva C (ar-condicionado, circuitos de iluminação e sistemas de comando e controle) ou curva D (motores de grande porte e grandes transformadores).
Disjuntor térmico
Os disjuntores térmicos funcionam através da deformação de uma lâmina bimetálica, causada pelo aquecimento. Quando uma sobrecarga de corrente atravessa o disjuntor, a lâmina bimetálica se aquece por efeito Joule e se deforma. Essa deformação desencadeia mecanicamente a interrupção de um contato abrindo o circuito.
O disjuntor térmico é um componente mecanicamente simples e robusto, portanto relativamente barato, em contrapartida não possui uma grande precisão de corrente de seccionamento e dispõe de um tempo de reação relativamente lento, o que o torna incapaz para proteção de curtos-circuitos.
Disjuntor magnético
No disjuntor magnético, a forte variação de corrente elétrica que atravessa as espiras de uma bobina gera um campo magnético, que quando atinge determinada intensidade, faz com que a chapa metálica do contato seja atraída, abrindo, assim, o contato, protegendo a fonte e o circuito elétrico. Portanto, quando a corrente elétrica ultrapassa o limite máximo do disjuntor, a bobina cria um campo eletromagnético que desarma o disjuntor.
A interrupção desse disjuntor é instantânea, o que garante uma alta precisão. Esta velocidade de interrupçãoinstantânea é o que possibilita a proteção contra curto-circuito. Entretanto, na proteção de sobrecarga, ele não tem tanta precisão como o disjuntor térmico, já que a carga terá que exceder muito o limite.
Disjuntor termomagnético
É o disjuntor mais utilizado nas instalações elétricas. Ele possui função de manobra (abrir ou fechar um circuito), proteção contra curto-circuito e proteção contra sobrecarga, ou seja, ele é a união das funcionalidades do térmico com o magnético em um único equipamento.
Curva de ruptura dos disjuntores: A curva de ruptura mostra a corrente em relação ao tempo, após o disjuntor ultrapassar a sua corrente nominal, ou seja, a corrente de ruptura é a que causa a atuação disjuntor, fazendo ele abrir o circuito.
· CURVA B- Corrente de ruptura de 3 a 5 vezes maior que a corrente nominal do disjuntor. São utilizados em cargas resistivas, que podem gerar curto-circuito de baixas proporções, por exemplo, tomadas de uso geral.
· CURVA C- Corrente de ruptura de 5 a 10 vezes maior que a corrente nominal do disjuntor. Utilizadas em cargas indutivas, por exemplo, ar-condicionado e circuitos de iluminação.
· CURVA D- Corrente de ruptura de 10 a 20 vezes maior que a corrente nominal do disjuntor. São utilizados em circuitos industriais, como motores de altas correntes de partida, transformadores e máquinas de solda.
Polaridade dos disjuntores
· Monopolares ou unipolares – Protegem uma única fase
· Bipolares – Protegem, simultaneamente, duas fases.
· Tripolares – Protegem, simultaneamente, três fases.
Atenção: É muito importante utilizar disjuntores adequados nas instalações elétricas, pois a utilização de disjuntores com capacidade acima do necessário poderá danificar as instalações e os aparelhos elétricos. Além disso, se a amperagem desses dispositivos de proteção for abaixo do indicado, ocorrerá o desarme sem necessidade.
DISPOSITIVO DE PROTEÇÃO CONTRA SURTOS (DPS): Os dispositivos de proteção contra surtos (DPS) são equipamentos que têm o objetivo de proteger as instalações contra sobretensões transitórias, envolvendo tanto as linhas de energia como as linhas de sinal (telefonia, comunicação de dados, televisão).
Os DPS devem ser selecionados com base no mínimo nas seguintes características: nível de proteção, máxima tensão de operação contínua, suportabilidade a sobretensões temporárias, corrente nominal de descarga e/ou corrente de impulso e suportabilidade à corrente de curto-circuito.
urto elétrico é uma onda transitória de tensão, corrente ou potência que tem como característica uma elevada variação em um curto período.
Essa onda se propaga ao longo de sistemas elétricos, podendo causar sérios danos aos equipamentos eletroeletrônicos ligados na rede elétrica. Esses surtos elétricos são normalmente causados por descargas atmosféricas, queda de energia, manobras de rede e no liga/desliga de grandes máquinas.
Os DPS são utilizados em diversas aplicações: em redes de distribuição de energia elétrica, para proteção de transformadores e luminárias urbanas, nas linhas de telecomunicações, nos painéis de energia solar fotovoltaica, nos quadros de distribuição das edificações e até mesmo conectados às tomadas, acoplados diretamente aos equipamentos. Os DPS podem ser assim divididos em três classes:
· CLASSE I- Dispositivos utilizados na proteção de ambientes expostos a descargas atmosféricas diretas, como áreas urbanas periféricas ou áreas rurais. Instalados nos quadros primários (ponto de entrada) de distribuição.
· CLASSE II- Dispositivos com capacidade para proteger contra os efeitos indiretos de uma descarga atmosférica. Utilizados em áreas urbanas e instalados nos quadros secundários de distribuição.
· CLASSE III- Dispositivos destinados à proteção fina de equipamentos, instalados próximos aos equipamentos. São utilizados para proteger somente um equipamento, geralmente eletroeletrônicos.
A NDR 5410:2004 ainda recomenda seções mínimas dos condutores de aterramento para as duas primeiras classes:
Classe I: 16mm²;
Classe II: 4mm².
DISPOSITIVO DE PROTEÇÃO DIFERENCIAL RESIDUAL (DR): O dispositivo de proteção diferencial residual (DR) é um dispositivo de proteção contra choques elétricos, capaz de detectar fugas de correntes (faltas), ou seja, diferença entre a corrente que entra e a que sai de um dispositivo. Essa diferença se dá quando uma parte da corrente que deveria circular pelo circuito é desviada de sua trajetória e volta para o dispositivo com essa parte faltando. Isso pode ocorrer devido a um choque elétrico ou falhas de isolação.
Existem dois tipos de dispositivos DR:
· Disjuntor DR (DDR)- Possui elevada capacidade de interrupção, garante proteção contra sobrecargas, curto-circuito e contra os contatos indiretos.
· Disjuntor DR (IDR)- Possui pequena capacidade de interrupção, sendo mais utilizado para proteção contra contatos indiretos.
Conforme norma, os circuitos que devem obrigatoriamente possuir a instalação de DR são:
· Circuitos que sirvam a pontos situados em locais contendo banheira ou chuveiro.
· Circuitos que alimentem tomadas de corrente situadas em áreas externas à edificação.
· Circuitos de tomadas de corrente situadas em áreas internas que possam vir a alimentar equipamentos no exterior.
· Circuitos de tomadas de corrente de cozinhas, copas-cozinhas, lavanderias, áreas de serviço, garagens e, no geral, a todo local interno molhado em uso normal ou sujeito a lavagens.
O DR pode ser instalado individualmente por grupos de circuitos ou até mesmo na proteção geral, neste último caso, o inconveniente é o desarme de toda a instalação no caso de detecção de uma falta.
Os dispositivos diferenciais devem ser dimensionados dependendo do uso:
· 10mA utilizado para locais de difícil acesso (exemplo: leito de UTI, fosso de elevador etc.).
· 30mA proteção das pessoas contra choques elétricos por contato direto.
· ≥30mA proteção das pessoas contra choques elétricos por contato indireto.
· 300mA a 1000mA proteção das instalações contra os riscos de incêndio.
Para as instalações residenciais, a corrente recomendada usual é de 30mA para corrente elétrica máxima de fuga.
Atenção: Vale ressaltar que os dispositivos diferenciais não extinguem completamente a possibilidade de choque elétrico, mas reduzem o tempo de exposição do corpo humano à passagem de corrente elétrica.
VERIFICANDO O APRENDIZADO
1. A NBR-5410 prevê esquemas de aterramento. Assinale a alternativa correta que representa a terminologia para um esquema de aterramento no qual um ponto de alimentação é diretamente aterrado no solo e as massas da instalação são ligadas a eletrodos de aterramento eletricamente distintos do eletrodo de aterramento da alimentação.
a) Esquema TN-C-S
b) Esquema TT
c) Esquema IT
d) Esquema TN-S
e) Esquema TN-C
A alternativa "B" está correta.
Conforme NBR 5410:2004, o esquema TT possui um ponto de alimentação diretamente aterrado, estando as massas da instalação ligadas a eletrodos de aterramento eletricamente distintos do eletrodo de aterramento da alimentação.
2. Assinale qual é o dispositivo que deve ser instalado em circuitos que atendam locais contendo banheira ou chuveiro para proteger as pessoas contra contatos indiretos:
a) Dispositivo de proteção contra surtos (DPS).
b) Disjuntor Termomagnético.
c) Fusíveis.
d) Diferencial Residual (DR).
e) Disjuntor magnético.
A alternativa "D" está correta.
Conforme a NBR 5410:2004, os circuitos que devem obrigatoriamente possuir a instalação de DR são circuitos que sirvam a pontos situados em locais contendo banheira ou chuveiro. O dispositivo de proteção diferencial residual (IDR) é um dispositivo de proteção contrachoques elétricos, ou seja, dos contatos indiretos.
Exercício:
1. A NBR 5410:2004 aplica-se as instalações elétricas com circuitos alimentado sob tensão nominal:
a) Igual ou inferior a 2000V em corrente contínua.
b) Igual ou inferior a 1000V em corrente alternada, com frequências inferiores a 400Hz.
c) Superior a 1500V em corrente contínua.
d) Igual ou superior em corrente alternada com frequências inferioresa 800Hz.
e) Superior a 1000V em corrente alternada, com frequências inferiores a 400Hz.
2. Os consumidores de energia são divididos em 2 grupos, grupo B (baixa tensão) e grupo A (alta tensão). O grupo B é composto de unidades consumidoras com fornecimento em tensão inferior a 2,3kV e ele é dividido em subgrupos. Sendo assim qual subgrupo refere-se a iluminação pública.
a) B1
b) B2
c) B3
d) B4
e) Nenhuma das alternativas
3. A demanda elétrica que é obrigatoriamente disponibilizada pela concessionária, no ponto de entrega, é chamada de:
a) Demanda faturável
b) Demanda contratada
c) Demanda máxima
d) Demanda medida
e) Demanda média
4. A secção mínima exigida por norma para os circuitos de iluminação e de tomadas de uso geral é respectivamente:
a) 1,5mm2 e 2,5mm2
b) 4mm2 e 6mm2
c) 2,5mm2 e 1,5mm2
d) 2,5mm2 e 2,5mm2
e) 2,5mm2 e 4mm2
5. Os quadros de distribuição devem seguir padrões para a sua instalação, é correto afirmar que:
a) Não precisam possuir identificação dos componentes e seus circuitos, em seu interior;
b) Devem ser dimensionados para que sejam totalmente preenchidos, sem espaço sobrando;
c) Devem possuir componentes pertencentes a uma única instalação, com exceção de circuitos de sinalização de comando;
d) Podem ser instalados em qualquer lugar da edificação;
e) Devem ser construídos com materiais capazes de suportar somente os esforços elétricos, não tendo necessidade de suportar esforços mecânicos ou térmicos;
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