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Instalações Elétricas Prediais e Industriais – I (TE344) Aula 15 – Definição da secção de Condutores e eletrodutos ELETRODUTOS ABRIR 5410 DEFINIÇÃO DA SECÇÃO DE CONDUTORES DIELÉTRICOS • As substancias através das quais o campo elétrico pode manifestar-se são denominadas dielétricas. • Outras existem capazes de impedir a manifestação do campo elétrico, são as substancias não - dielétricas (materiais condutores). • Todas as substancias dielétricas são isolantes; • As substancias não dielétricas são condutoras de eletricidade. • As substancias dielétricas ou simplesmente dielétricos, não se comportam do mesmo modo quando sujeitas a diferenças de potencial. Materiais aplicados a condutores Condutor Isolado: ◦ Possui somente o condutor e a isolação Cabo Unipolar: ◦ Condutor, isolação e uma camada de revestimento, chamada cobertura, para proteção mecânica Cabo Multipolar: ◦ Possui sob a mesma cobertura, dois ou mais condutores isolados, denominados veias. Tipos de Linhas Elétricas – Condutores Condutor Isolado: ◦ Possui somente o condutor e a isolação Tipos de Linhas Elétricas – Condutores Cabo Unipolar: ◦ Condutor, isolação e uma camada de revestimento, chamada cobertura, para proteção mecânica Tipos de Linhas Elétricas – Condutores Cabo Multipolar: ◦ Possui sob a mesma cobertura, dois ou mais condutores isolados, denominados veias. Cabo PP Tipos de Linhas Elétricas – Condutores https://www.dino.com.br/releases/sil-ensina-a-especificar-cabos-eletricos-para-extensoes-dino89036522131 Camada de XLPE Camada de HDPE Material de bloqueio Condutores em alumínio Características dos cabos protegidos em uso na rede compacta Tipos de Linhas Elétricas – Condutores Características dos cabos isolados Tipos de Linhas Elétricas – Condutores Características dos cabos isolados Tipos de Linhas Elétricas – Condutores Materiais poliméricos mais usados no setor elétrico HDPE - Polietileno de alta densidade XLPE - Polietileno entrecruzado LDPE - Polietileno de baixa densidade EPR - Borracha de etileno propileno HEPR - Borracha de etileno propileno alto modulo Resina epoxi EVA - Espuma vinílica acetinada Silicone PVC – Cloreto de polivilina Polipropileno e outros Tipos de Linhas Elétricas – Condutores Tipos de Linhas Elétricas – Condutores Dimensionamento de Condutores Conforme NBR 5410, item 6.2.6.1.2 – pg. 113 O dimensionamento técnico de um circuito corresponde à aplicação dos diversos itens da NBR 5410 relativos à escolha da seção de um condutor e do seu respectivo dispositivo de proteção. Os seis critérios da norma são: • Capacidade de condução de corrente, conforme 6.2.5; • Queda de Tensão, conforme 6.2.7; • Seção mínima, conforme 6.2.6.1.1; • Sobrecarga, conforme 5.3.4 e 6.3.4.2; • Curto-circuito, conforme 5.3.5 e 6.3.4.3; e • Choques elétricos, conforme 5.1.2.2.4. Dimensionamento de Condutores Para considerarmos um circuito completo e corretamente dimensionado, é necessário aplicar os seis critérios, cada um resultando em uma seção e considerar como seção final a maior dentre todas as obtidas; Especial atenção deve ser dispensada ao dimensionamento de condutores em circuitos onde haja a presença de harmônicos. Este tópico é abordado no item 6.2.6.2 da NBR 5410 (Condutor Neutro). Dimensionamento de Condutores Capacidade de Condução de Corrente O critério da capacidade de condução de corrente visa garantir uma vida satisfatória a condutores e isolações submetidos aos efeitos térmicos produzidos pela circulação de correntes equivalentes às suas capacidades de condução durante períodos prolongados em serviço normal; Para a determinação da seção do condutor por este critério, deve-se seguir os seguintes passos principais: 1) Calcular a corrente de projeto do circuito; 2) Determinar o método de instalação; 3) Aplicar os fatores de correção apropriados. Cálculo da corrente de projeto IB = 𝑃 𝑉.𝐹𝑃 IB = 𝑃 3.𝑉𝑓𝑓.𝐹𝑃 Onde: ◦ IB : corrente de projeto; ◦ P : potência ativa total do circuito (W); ◦ V : tensão do circuito; ◦ FP : fator de potência total do circuito. Monofásico trifásico Capacidade de Condução de Corrente Métodos de Instalação Método de referencia a utilizar a capacidade de condução de corrente 6.2.5.1.2 • A1: condutores isolados em eletroduto de seção circular embutido em parede termicamente isolante; • A2: cabo multipolar em eletroduto de seção circular embutido em parede termicamente isolante; • B1: condutores isolados em eletroduto de seção circular sobre parede de madeira; • B2: cabo multipolar em eletroduto de seção circular sobre parede de madeira; • C: cabos unipolares ou cabo multipolar sobre parede de madeira; • D: cabo multipolar em eletroduto enterrado no solo; • E: cabo multipolar ao ar livre; • F: cabos unipolares justapostos (na horizontal, na vertical ou em trifólio) ao ar livre; • G: cabos unipolares espaçados ao ar livre. Capacidade de Condução de Corrente Métodos de Instalação Método de referencia a utilizar a capacidade de condução de corrente 6.2.5.1.2 Capacidade de Condução de Corrente Métodos de Instalação Capacidade de Condução de Corrente Método de referencia a utilizar a capacidade de condução de corrente 6.2.5.1.2 Métodos de Instalação Método de referencia a utilizar a capacidade de condução de corrente 6.2.5.1.2 Capacidade de Condução de Corrente Métodos de Instalação Método de referencia a utilizar a capacidade de condução de corrente 6.2.5.1.2 Capacidade de Condução de Corrente Número de condutores carregados Para 4 condutores carregados aplicar o fator de 0,86 “fator de correção devido ao carregamento do neutro”. Tal fator, independentemente do método de instalação, é aplicável então às capacidades de condução de corrente válidas para 3 condutores carregados. Considerar o trifásico com neutro com 4 condutores carregados quando a taxa de harmônicos triplos na corrente de fase for superior a 15%. Item 6.2.5.6.1 da NBR 5410 Capacidade de Condução de Corrente Fatores de Correção: 1) Fatores de correção para temperatura (k1); 2) Fatores de correção para resistividade térmica do solo (k2); 3) Fatores de correção para agrupamento de circuitos (k3). Capacidade de Condução de Corrente Fatores de Correção para Temperatura – k1 ◦ Utilizado para temperaturas ambientes diferentes de 30ºC para linhas não subterrâneas ◦ e de 20ºC (temperatura do solo) para linhas subterrâneas. Capacidade de Condução de Corrente Fatores de Correção para Temperatura – k1 Capacidade de Condução de Corrente PVC tem classe térmica, que em condição de regime permanente, pode suportar temperatura de operação de até 70º C. XLPE ou EPR tem classe térmica de 90º C em regime permanente, 130º C em caso de sobrecarga e 250º C quando em curto-circuit Fatores de Correção para Temperatura – k1 Capacidade de Condução de Corrente PVC Fatores de Correção para Temperatura – k1 Capacidade de Condução de Corrente XLPE Fatores de Correção para Temperatura – k1 Capacidade de Condução de Corrente EPR Fatores de Correção para Resistividade Térmica do Solo – k2 : ◦ Utilizado em linhas subterrâneas, onde a resistividade térmica do solo seja diferente de 2,5 K.m/W ◦ caso típico de solos secos, deve ser feita uma correção adequada nos valores da capacidade de condução de corrente ◦ Solos úmidos possuem valores menores de resistividade térmica, enquanto solos muito secos apresentam valores maiores Capacidade de Condução de Corrente Fatores de Correção para Resistividade Térmica do Solo – k2 : Capacidade de Condução de Corrente Fatores de Correção para Agrupamento de Circuitos – k3 ◦ Para linhas elétricas contendo um total de condutores superior às quantidades indicadas nas tabelas de capacidade de condução de corrente, fatores de correção devem ser aplicados; ◦ Se um agrupamento consiste em N condutores isolados ou cabos unipolares, pode-se considerar N/2 circuitos com 2 condutores carregados. Capacidadede Condução de Corrente Fatores de Correção para Agrupamento de Circuitos – k3 Capacidade de Condução de Corrente Capacidade de Condução de Corrente Fatores de Correção para Agrupamento de Circuitos – k3 ◦ Os fatores das tabelas 42 a 45 são válidos para grupos de condutores semelhantes, igualmente carregados. ◦ São considerados semelhantes aqueles que se baseiam na mesma temperatura máxima para serviço contínuo e cujas seções nominais estão contidas no intervalo de 3 seções normalizadas sucessivas. ◦ Quando os condutores de um grupo não preencherem essa condição, os fatores de agrupamento aplicáveis devem ser obtidos recorrendo-se a qualquer das duas alternativas seguintes: • Cálculo caso a caso, utilizando, por exemplo, a ABNT 11301; ou • Caso não seja viável um cálculo específico, adoção do fator F da expressão: F = 1 𝑛 F : fator de correção n : número de circuitos ou de cabos multipolares Capacidade de Condução de Corrente Cálculo da Corrente de Projeto Corrigida O valor da corrente de projeto corrigida é utilizado na determinação da seção do condutor através da tabelas a seguir. Capacidade de Condução de Corrente I´B = IB 𝑘1.𝑘2.𝑘3 Para circuitos com 4 condutores carregados (3 + N) equivalente a um circuito 3 condutores caregados I´B = IB 𝑘1.𝑘2.𝑘3.0,86 Cálculo da Corrente de Projeto Corrigida Capacidade de Condução de Corrente Cálculo da Corrente de Projeto Corrigida Capacidade de Condução de Corrente Exemplo: Um circuito de iluminação de 1200 W, fase-neutro (127 V / PVC), passa no interior de um eletroduto embutido em alvenaria, juntamente com 2 circuitos TUG de 127 V (2F de 2,5 mm, 2N de 2,5 mm e 1P de 2,5 mm). A temperatura ambiente é de 35°C. Determinar a seção do condutor. Capacidade de Condução de Corrente Exemplo 2: 1. 𝐼𝐵 = 𝑃 𝑉 . 𝐹𝑃 = 1200 127 . 1 ≅ 9,45 𝐴 2. Método de Instalação: B1 3. Número de condutores carregados: 2 4. 𝑇𝑎𝑚𝑏. = 35 °𝐶 𝒌𝟏 = 𝟎, 𝟗𝟒 5. 𝒌𝟐 = 𝟏 6. 3 circuitos + B1 𝒌𝟑 = 𝟎, 𝟕 7. 𝐼′𝐵 = 𝐼𝐵 𝑘1 . 𝑘2 . 𝑘3 = 9,45 0,94 . 1 . 0,7 ≅ 14,36 𝐴 ∴ 8. Pelo critério de corrente corrigida o dimensional mínimo é de 1,5 mm2. Capacidade de Condução de Corrente Exemplo: Um circuito de chuveiro de 7800 W, fase-neutro (127 V / PVC), passa no interior de um eletroduto embutido em alvenaria, juntamente com 3 circuitos TUG de 127 V (3F de 4 mm, 3N de 4 mm e 1P de 4 mm). A temperatura ambiente é de 45°C. Determinar a seção do condutor tipo unipolar e determinei a secção do eletroduto. Capacidade de Condução de Corrente Dimensão dos eletrodutos Capacidade de Condução de Corrente Dimensão dos eletrodutos Capacidade de Condução de Corrente Exemplo 2: 1. 𝐼𝐵 = 𝑃 𝑉 . 𝐹𝑃 = 7800 127 . 1 ≅ 61,42 𝐴 2. Método de Instalação: B1 3. Número de condutores carregados: 2 4. 𝑇𝑎𝑚𝑏. = 45 °𝐶 𝒌𝟏 = 𝟎, 𝟕𝟗 5. 𝒌𝟐 = 𝟏 6. 4 circuitos + B1 𝒌𝟑 = 𝟎, 𝟔𝟓 7. 𝐼′𝐵 = 𝐼𝐵 𝑘1 . 𝑘2 . 𝑘3 = 61,42 0,79 . 1 . 0,65 ≅ 119,61 𝐴 ∴ 8. Pelo critério de corrente corrigida o dimensional mínimo é de 35 mm2. Capacidade de Condução de Corrente Exemplo 2: 𝑆𝑐𝑜𝑛𝑑. = 𝑁𝑐𝑓..𝐷𝑐𝑓 2 4 + 𝑁𝑐𝑛..𝐷𝑐𝑛2 4 + 𝑁𝑐𝑝..𝐷𝑐𝑝2 4 𝑆𝑐ℎ. = 1..122 4 + 1..122 4 + 1..122 4 ≅ 339,29 𝑚𝑚2 𝑆𝑇𝑈𝐺 = 7. . 6,82 4 ≅ 254,22 𝑚𝑚2 𝑆𝑇 = 317,8 + 254,2 ≅ 593,51 𝑚𝑚 2 Pelo critério de ocupação de 40 % de condutores no eletroduto o dimensional mínimo é de 2” ou 59,4 mm. REVISÃO - Dimensionamento condutor - Tipos de condutor - Capacidade de condução de corrente
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