Unidade 4 - INSTALAÇÕES ELÉTRICAS E DE INCÊNDIO

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INSTALAÇÕES ELÉTRICAS E DEINSTALAÇÕES ELÉTRICAS E DE
INCÊNDIOINCÊNDIO
PADRÃO DE ENTRADA EPADRÃO DE ENTRADA E
ATERRAMENTO. COMBATE AATERRAMENTO. COMBATE A
INCÊNDIOINCÊNDIO
Autor: Me. Antônio Tavares de França Júnior e Me. Marcones
Cleber Brito da Silva
Revisor : Renê Marcel ino Abr i t ta Te ixe ira
IN IC IAR
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introdução
Introdução
Conforme a NBR 5410/2004, todos os circuitos terminais que fazem parte de uma
instalação elétrica têm que ser protegidos contra qualquer tipo de sinistro como
sobrecorrentes (sobrecargas, curtos-circuitos, incêndios) por dispositivos que
reconheçam esses defeitos ou avarias e desligue todo o sistema antes que ele entre em
colapso. Esse tipo de proteção pode ser realizado através de equipamentos como os
disjuntores ou fusíveis. Nesta unidade, estudaremos sobre os requisitos de proteção
contra sobrecorrentes, conforme norma NBR 5410/ 2004 vigente: a necessidade de
dispositivos de atuação rápida e e�caz relacionados à proteção dos usuários e bens, em
caso de curto-circuito (disjuntores); interpretação das curvas dos disjuntores;
dimensionamento dos quadros de distribuição, conforme norma NBR 5410/2004 vigente;
as principais características do padrão de entrada; dimensionamento do Dispositivo
Diferencial Residual - DDR e do Dispositivo de Proteção Contra Surto - DPS. Esta unidade
tratará também do aterramento das instalações elétricas, um dos itens mais importantes
para que se realize um trabalho seguro e sem acidentes, pois a segurança vem em
primeiro lugar.
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Conforme o item 5.3.4 da NBR 5410/2004 que trata de proteção contra correntes de
sobrecarga, para que os condutores elétricos sejam protegidos, é essencial que o
dispositivo de proteção assegure duas condições:
1. IB ≤ IN ≤ IZ (primeira condição de coordenação)                           (1)
2. I2 ≤ 1,45 X IZ (segunda condição de coordenação)                        (2)
Sendo que, de acordo com a ABNT NBR 5410 (2004, p. 63), temos:
IB → Corrente de projeto do circuito;
IZ → Capacidade de condução de corrente dos condutores (em condições
prevista para a sua instalação);
IN → Corrente nominal do dispositivo de proteção ou de ajuste;
I2 → Corrente convencional de atuação dos disjuntores.
É importante observar que a corrente nominal IN também pode ser chamada de
corrente de ajuste para dispositivos ajustáveis e que a corrente convencional I2 é a
máxima corrente permitida de sobrecarga para que não se dani�que a isolação dos
condutores por condições de sobreaquecimento.
Além das proteções contra as correntes de sobrecarga de uma instalação elétrica,
existem também condições para que se garantam e também protejam os circuitos de
uma instalação elétrica, pois é indispensável que uma instalação tenha especi�cações
Proteção ContraProteção Contra
Sobrecarga deSobrecarga de
CorrenteCorrente
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adequadas para seu uso, conforme normas aplicáveis. Então, no próximo tópico, vamos
conhecê-las.
praticar
Vamos Praticar
Enunciado da atividade: Sabemos que nos quadros de distribuição destinados a instalações
residenciais ou prediais devem existir advertências que estão relacionadas ao disjuntor ou
fusível de atuação. Digamos que, quando um disjuntor ou fusível atua de forma a desligar um
ou mais circuitos ou toda a instalação, qual pode ser a causa desse desligamento simultâneo?
Dado: ver ABNT NBR 5410, 2004, p.158.
A partir do apresentado, analise as asserções a seguir e a relação proposta entre elas.
I. A causa pode ser uma sobrecarga ou um curto-circuito.
POIS:
II. Desligamentos frequentes são sinal de sobrecarga. Por isso, NUNCA troque seus disjuntores
ou fusíveis por outros de maior corrente simplesmente.
A seguir, assinale a alternativa correta.
a) A asserção I é uma proposição verdadeira, e a asserção II é uma proposição falsa.
b) As asserções I e II são proposições verdadeiras, mas a II não é uma justi�cativa correta
da I.
c) A asserção I é uma proposição falsa, e a II é uma proposição verdadeira.
d) As asserções I e II são proposições falsas.
e) As asserções I e II são proposições verdadeiras, e a II é uma justi�cativa correta da I.
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A proteção por circuitos, através de disjuntores, faz-se pela aplicação de algumas normas
que devem ser aplicadas para que se tenha condições mínimas de proteção através dos
disjuntores. A seguir, traremos um resumo das normas aplicáveis para disjuntores:
A. NBR NM 60898 : tal norma refere-se aos dispositivos minidisjuntores que são
equipamentos normalmente utilizados em instalações elétricas residenciais e são
projetados para não sofrerem manutenção e poderem ser manuseados por pessoas
comuns sem treinamento ou quali�cação em eletricidade. Os minidisjuntores são
fabricados para uso em sistemas com correntes nominais de até 125 A e capacidade de
interrupção de corrente de sobrecarga ou curto-circuito de até 25kA (kiloamperes).
B. NBR IEC 60947-2 : também se refere a minidisjuntores, porém diferentes da NBR NM
60898, no que diz respeito à capacidade de interrupção de corrente de sobrecarga ou
curto-circuito. Por serem disjuntores mais robustos, esses tipos de disjuntores são mais
utilizados em instalações comerciais e industriais e, por poderem passar por
manutenção e ajustes, devem ser estritamente manipulados e manuseados por
pro�ssionais quali�cados na área da eletricidade, tais como nas instalações industriais.
A tabela a seguir apresenta as características de atuação dos minidisjuntores, conforme
as normas citadas.
Proteção porProteção por
DisjuntoresDisjuntores
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NORMA
CORRENTE
CONVENCIONAL
TEMPO
CONVENCIONAL
CORRENTE
NOMINAL
DO
DISJUNTOR
NÃO
ATUAÇÃO
ATUAÇÃO
NBR NM
60898
1,13 X I 1,45 X I 
1h
2h
≤ 63 A
> 63 A
NBR IEC
60947-2
1,05 X I 1,30 X I 
1h
2h
≤ 63 A
> 63 A
Tabela 4.1 - Tabela das características de atuação de disjuntores
Fonte: Painel setorial de disjuntores - INMETRO (2005, p. 6).
Seguem algumas faixas de valores de corrente nominal de disjuntores padronizadas
pelas normas 60898 e NBR IEC 60947-2:
2A, 4A, 6A, 10A, 16A, 20A, 25A, 32A, 40A, 50A, 63A, 70A, 80A, 100A, 125A.
Atualmente, os disjuntores de baixa tensão estão sendo dimensionados por uma
completa normalização internacional (Quadro 4.1), liberada pela IEC 60947-2, que no
Brasil está como NBR IEC 60947-2, e o quadro que já está atualizado para o padrão
brasileiro. Observe:
N N
N N
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CATEGORIA CARACTERÍSTICAS NORMA
CORRENTES
NOMINAIS
APLICAÇÕES
Minidisjuntores
- Disjuntores
para
instalações
domésticas e
análogas.
Construção
modular,
montagem
em trilho
(quadro
Padrão DIN).
Disparador
não ajustável.
IEC
60898
0,5 a 125 A Proteção de
circuitos terminais
em instalações
com tensão de no
máximo 440VCA
(Volt - Corrente
Alternada).
Disjuntores
para uso geral:
Disjuntores
em caixa
moldada.
Disjuntores
de
potência.
Construção
consagrada, e
tecnologia em
constante
aperfeiçoamento.
Ampla variedade
de disparadores e
acessórios. Ao
lado da tradicional
construção aberta,
versões em
invólucros
isolantes.
Unidades de
disparo versáteis e
com amplos
recursos,
incluindo
comunicação.
IEC
60947-2
40 a 3200 A
630 a 6300
A
Proteção de
circuitos
principais, de
distribuição e
terminais.
Proteção do
quadro geral
(QGBT).
Disjuntor-
motor
Características
apropriadas às
dos motores.
Podem ser usados
como dispositivos
de partida.
IEC
60947-2
IEC
60947-
4.1
0,1 a 63 A Circuitos de
alimentação de
motores,
máquinas e
processos
industriais.Loading [MathJax]/jax/output/HTML-CSS/fonts/TeX/fontdata.js
Quadro 4.1 - As diferentes categorias de disjuntores de Baixa Tensão - BT
Fonte: Adaptado de Revista Eletricidade Moderna Guia EM da NBR 5410 (2004, p. 143).
Esta norma se aplicaa todos os disjuntores, os quais seus contatos principais estão
destinados à ligação de circuitos cuja tensão nominal não possa ultrapassar 1000 VCA
(Volt - Corrente - Alternada) ou até 1500 VCC (Volt - Corrente - Contínua), quaisquer que
sejam as correntes nominais. No próximo item, falaremos sobre os disjuntores
termomagnéticos. Acompanhe!
Disjuntores Termomagnéticos
Os disjuntores, no exercício da função de proteger contra sobrecorrentes, operam
através de disparos que poder atuar por efeito térmico (superaquecimento) ou
magnético e eletrônico (curto-circuito), sendo que os mais tradicionais atuam por
ocorrência de correntes de sobrecarga e disparos magnéticos causados por
sobrecorrentes elevadas. Por isso são chamados de disjuntores termomagnéticos. As
características de tempo-corrente do disjuntor em relação às suas curvas de disparo
térmico e magnético estão evidenciadas na Figura 4.1 a seguir:
Disjuntores
para
equipamentos
Dispositivos
simples,
geralmente
proporcionando
proteção contra
sobrecargas mas
não contra curtos-
circuitos.
IEC
60934
0,1 a 125 A Destinados a
serem
incorporados a
equipamentos de
utilização
(eletrodomésticos,
bombas etc.) .
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A �gura demonstra a característica de tempo-corrente típica de um disjuntor
termomagnético, dando mais evidência ao disparador térmico de sobrecarga ou
sobrecorrente de tempo inverso, e também a atuação instantânea do disparador
magnético do disjuntor e suas características de múltiplos da corrente nominal do
mesmo, pois a corrente se trata de um item importante na escolha do disjuntor. No
subtópico a seguir, veremos as curvas atuando com três zonas de disparo. Acompanhe!
O Disjuntor Termomagnético e suas Zonas de Atuação
Além da curva característica de tempo-corrente do disjuntor termomagnético,
apresentaremos as três zonas de atuação dos disparadores eletrônicos do disjuntor,
conforme a Figura 4.2 a seguir:
Figura 4.1 - Característica tempo-corrente típica de disjuntor termomagnético
Fonte: Revista Eletricidade Moderna Guia EM da NBR 5410 (2004, p. 140).
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Sabe-se que alguns disparadores térmicos possuem uma faixa de corrente de ajustagem,
como também disparos térmicos com compensação de temperatura. No caso do
disparador magnético do disjuntor, a corrente atinge um determinado valor que provoca
a abertura dos contatos principais do disjuntor. Já no disparador eletrônico do disjuntor
existem sensores de corrente, constituídos de um circuito magnético que processam os
sinais, comandam e atuam automaticamente para desarmar o disjuntor, dependendo do
valor da corrente medida caso ela ultrapasse valores elevados, apresentando três zonas
de atuação. Conforme Figura 4.2 anterior, teremos as três seguintes zonas de atuação:
1. Zona de proteção térmica de longo retardo : representa as características de
elevação de temperatura dos condutores, conforme a relação corrente-tempo
(ver �gura 4.2).
2. Zona de curto retardo : assegura a proteção contra queda ou falta de corrente
no condutor ou condutores.
3. Zona de atuação instantânea : nada mais é que a proteção contra
sobrecorrentes e curto-circuito que atuará nessa elevação exagerada da
corrente de forma imediata desarmando o disjuntor.
Figura 4.2 - Característica tempo-corrente de um disparador eletrônico
Fonte: Revista Eletricidade Moderna Guia EM da NBR 5410 (2004, p. 141).
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Lembre-se que as curvas características dessas três zonas de atuação, da Figura 4.2,
trabalham conforme o disparador eletrônico, que pode ser ajustado entre 0,4 e 1 vez a
corrente nominal e IM entre 2 e 10 vezes a corrente de ajustagem Ir .
Interpretação das Curvas dos Disjuntores
Conforme a norma NBR NM 60898, existem três faixas de atuação instantâneas para
minidisjuntores termomagnéticos, ou seja, os disjuntores podem ser classi�cados em
tipos, conforme Figura 4.3 a seguir:
A Figura 4.3 mostra as três curvas características do disjuntor ou minidisjuntores, pois a
norma IEC 60898 estabelece que tais curvas desses dispositivos de proteção estão
relacionadas ao tempo versus a corrente e que:
Disjuntores de curva B : devem atuar para correntes de curto-circuito entre 3
e 5 vezes a corrente nominal, ou seja, a corrente instantânea deverá suportar
de três a cinco vezes a corrente nominal. Este tipo é utilizado para proteger
cargas resistivas com pequena corrente de partida.
Disjuntores de curva C : devem atuar para correntes de curto-circuito entre 5 e
10 vezes a corrente nominal, ou seja, a corrente instantânea deverá suportar de
Figura 4.3 - Características tempo-corrente de minidisjuntores normalizadas pela IEC
60898
Fonte: Revista Eletricidade Moderna Guia EM da NBR 5410 (2004, p. 141).
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cinco a dez vezes a corrente nominal de carga. Este tipo de disjuntor é mais
robusto em relação à capacidade de suportar corrente e é utilizado para
proteger cargas indutivas.
Disjuntores de curva D : devem atuar para correntes de curto-circuito entre 10
e 20 vezes a corrente nominal de carga, ou seja, a corrente instantânea deverá
suportar de dez a vintes vezes a corrente nominal de carga. É o tipo de disjuntor
de maior capacidade de suportar correntes de curto-circuito e também são
utilizados para proteger grandes cargas indutivas por serem mais robustos
ainda que os disjuntores do tipo C.
Identi�cando qual faixa de atuação dos disjuntores ou minidisjuntores eletromagnéticos,
você conseguirá saber qual usar e em qual situação, pois saber como e quando utilizá-los
é de extrema importância para se efetuar uma instalação elétrica mais segura e livre de
acidentes de origem elétrica.
Proteção Contra Correntes de Curto-circuito
A proteção das instalações Elétricas contra correntes de curto-circuito, descrita na NBR
5410, descreve que as correntes de curto-circuito presumidas podem ser determinadas
por cálculos ou por medição em todos os pontos da instalação que se julguem
necessários em uma instalação elétrica residencial, pois tanto os disjuntores quantos os
fusíveis devem interromper tais correntes de curto-circuito de forma segura. Seu valor ou
saibamais
Saiba mais
Existem diversos tipos e modelos de fusíveis
disponíveis no mercado, com Invólucros, intensidade
de corrente e utilizações diferentes. Existem fusíveis
especí�cos para equipamentos eletrônicos, para
motores, etc. Pesquise sobre as características
técnicas desses dispositivos de proteção e suas
aplicações. Utilize sites con�áveis da internet e, só
assim você poderá ampliar seus conhecimentos
sobre dispositivos de proteção.
ACESSAR
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https://www.conhecendoaeletrica.com/blog/2019/04/21/tipos-de-fusiveis/
capacidade de interrupção, devem estar descritos no corpo do dispositivo (disjuntor ou
fusível), em quiloampères (kA).
A corrente de curto-circuito depende das características do transformador que alimenta
a instalação e o comprimento dos cabos que �ca entre esse transformador e o quadro
de distribuição onde se encontram os disjuntores ou fusíveis da instalação. Em grande
parte dos casos, as instalações elétricas são alimentadas por um transformador
instalado na rede pública ou em cabine primária da unidade consumidora.
praticar
Vamos Praticar
Sabemos que disparadores uma faixa de corrente de ajustagem, como também disparos para
desarmar o disjuntor dependendo do valor da corrente medida e caso ela ultrapasse valores
elevados o disjuntor pode apresentar três zonas de atuação. Com base na a�rmação, analise as
a�rmativas com relação às zonas de atuação do disjuntor.
I. A Zona de proteção térmica de longo retardo, representada as características de elevação de
temperatura dos condutores, conforme a relação corrente-tempo.
II. A Zona de curto retardo, assegura a proteção contra queda ou falta de correnteno condutor
ou condutores.
III. A Zona de atuação instantânea é que a proteção contra sobrecorrentes e curtos-circuitos,
que atuará nessa elevação exagerada da corrente de forma imediata desarmando o disjuntor.
IV. A zona de proteção de curto retardo é única e exclusivamente para cargas resistivas e
indutivas em circuitos industriais como máquinas de solda cuja corrente ultrapassa a 250A.
Está correto o que se a�rma em:
a) II e III, apenas.
b) I e IV, apenas.
c) I, apenas.
d) IV, apenas.
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e) I, II, III e IV.
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Para se poder fazer a especi�cação física do QD, é preciso conhecer e dimensionar quais
dispositivos serão montados nele, pois já sabemos que a energia da entrada deve ser
distribuída em circuitos numerados com a quantidade de circuitos quanto forem
necessários e que essa quantidade de circuitos em uma instalação elétrica está
diretamente relacionada à potência das cargas instaladas, além de previstas suas
potências unitárias dos critérios para pontos e circuitos reservas que o quadro deve
conter para futuras ampliações na instalação elétrica. Com essas informações, é possível
se concluir que os quadros de distribuição são fabricados em diversos tamanhos,
conforme o espaço e tipo de instalação que se deseja projetar. A NBR 5410/2004, nesse
contexto, informa-nos sobre algumas premissas que devem ser respeitadas em um
projeto de instalações elétrica, que são as seguintes:
A. Capacidade de reserva do QD:
Quadros com até 6 circuitos : deve-se prever um espaço reserva de, no
mínimo, dois circuitos.
Quadros de 7 a 12 circuitos : deve-se prever um espaço reserva de no mínimo,
três circuitos.
Quadros de 13 a 30 circuitos : deve-se prever um espaço reserva de no
mínimo, quatro circuitos.
Quadros com mais de 30 circuitos : deve-se prever um espaço reserva de no
mínimo, 15% do total de circuitos da instalação.
Dimensionamento doDimensionamento do
Quadro deQuadro de
Distribuição - QDDistribuição - QD
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B.  Os circuitos terminais devem ser individuais, de modo que cada circuito possa ser
ligado ou desligado, sem que ocorra risco de realimentação através de um outro circuito.
C. Os circuitos terminais da instalação elétrica devem ser individuais, conforme a função
de cada equipamento nele ligados.
O próximo item iremos de�nir o que seria o padrão de entrada de uma instalação
elétrica, assim como os itens necessários para sua composição.
Padrão de Entrada
O padrão de entrada nada mais é que o local onde a distribuidora de energia local liga os
cabos de energia para alimentar o imóvel em questão. Existem muitos tipos de padrões
de entrada que devem ser instalados, conforme as normas da empresa distribuidora de
energia local, dependendo, também, da quantidade de elementos condutores de uma
instalação, da quantidade de medidores a serem instalados na mesma edi�cação ou no
mesmo local (terreno), como é o caso de conjuntos residenciais, prédios ou outros tipos
de condomínios. O padrão de entrada de uma instalação elétrica residencial é
comumente composto por:
poste;
caixa do medidor;
eletrodutos e condutores de entrada;
dispositivos de proteção contra curtos-circuitos;
haste de aterramento.
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Figura 4.4 - Ramal de entrada ou padrão de entrada residencial
Fonte: Adaptadas de Sergey Khamidulin / 123RF;  PaylessImages - / 123RF e PxHere.
No próximo tópico, faremos uma de�nição sobre um dos dispositivos de proteção para
que se evite choques elétricos em pessoas ou animais que possam estar em contato com
a rede de energia elétrica. Então, vamos conhecer o DR. Acompanhe!
Dimensionamento do Dispositivo
Diferencial Residual - DR
Sabemos que os dispositivos de proteção usados em instalações elétricas têm a
�nalidade de evitar que as instalações elétricas causem danos aos usuários, animais e ao
patrimônio, e o Dispositivo de Diferencial Residual - DR previne que pessoas e animais
em contato com qualquer fonte de energia, em que esse dispositivo esteja conectado,
recebam um choque elétrico. Além disso, o DR também pode, com seu uso, proteger o
patrimônio do cidadão que tenha instalado ele em seus circuitos em seu quadro de
distribuição - QD.
O DR, por ter uma alta sensibilidade a interferências da passagem de corrente na ordem
de miliampères (mA - normalmente em níveis bem baixos), é um dispositivo automático
que desliga o circuito elétrico caso haja uma fuga de corrente que coloque em risco a
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vida de humanos, animais domésticos e a instalação elétrica, aumentando os níveis de
segurança contra pequenos choques e incêndios a propriedade.
A NBR 5410 (2004) em seu subitem 6.3.3.2 descreve tal dispositivo de proteção, pois,
apesar de ser obrigatório no Brasil em todas as instalações elétricas de baixa tensão, ele
não dispensa, em hipótese alguma, o uso de condutor de proteção (cabos e �os), mesmo
que a instalação, como segue em nota e subitem:
NOTA O uso de DR não dispensa, em nenhuma hipótese, o uso de condutor
de proteção. Como especi�cado em 5.1.2.2.3.6, todo circuito deve dispor de
condutor de proteção, em toda sua extensão (ver também 6.4.3.1.5) (ABNT
NBR 5410, 2004, p. 125).
6.3.3.2.1 Em circuitos de corrente contínua só devem ser usados DR capazes
de detectar correntes diferenciais-residuais contínuas. Eles devem ser
capazes, também, de interromper as correntes do circuito tanto em
condições normais quanto em situações de falta (ABNT NBR 5410, 2004, p.
125).
Em Corrente Alternada - AC, onde a corrente de falta pode conter Corrente Contínua, de
acordo com o item 6.3.3.2.2 da NBR 5410 (2004), o DR também deve ser capaz de
detectar correntes diferenciais residuais que possuam essas características e nota como
segue:
6.3.3.2.2 Em circuitos de corrente alternada nos quais a corrente de falta
pode conter componente contínua só devem ser utilizados dispositivos DR
capazes de detectar também correntes diferenciais-residuais com essas
características (ABNT NBR 5410, 2004, p.126).
NOTA São exemplos de dispositivos DR aptos a detectar correntes de falta c.a.
com componente contínua, além de correntes de falta senoidais, os
dispositivos DR do tipo A conforme a IEC 61008-2-1 e IEC 61009-2-1 (ABNT
NBR 5410, 2004, p. 126).
A Figura 4.5 a seguir representa um Dispositivo Diferencial Residual - DR:
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Figura 4.5 - Interruptor Diferencial Residual - IDR
Fonte: Adaptada de gyddik / 123RF.
Internamente, o DR possui um transformador de corrente, um disparador e um sistema
liga/desliga que compara a corrente de entrada à corrente de saída que, em caso de
alterações da corrente de até 30 mA (miliampère), o dispositivo desliga o sistema
instantaneamente por conta dessa alta sensibilidade de detecção de falha, apesar que
também existem DRs de baixa sensibilidade que detecta correntes residuais acima de 30
mA ou 0,03 A. Esses DRs de sensibilidade baixa, auxiliam na proteção das instalações
elétricas contra incêndios em locais que armazenem, fabriquem ou processem materiais
de alta in�amabilidade como papel (celulose), serragem (madeira), materiais plásticos,
contudo não oferecem proteção adicional contra choques elétricos por não detectar
correntes residuais abaixo de 300 mA ou 0,3A.
No caso de acontecer uma fuga de corrente, acontecerá uma diferença de corrente
elétrica entre o condutor de entrada e o de saída do DR, ou seja, ele é um dispositivo que
permite a comparação entre as correntes de entrada e saída que quando ocorre a falha
ou diferença de corrente residual provocam o desarme desse tipo de disjuntor. O Dr
também possui um botão de desarme manual, ou seja, um botão que possibilita que se
faça um teste do seu funcionamento. Acompanhe, a seguir, a Figura 4.6 que mostra um
exemplo de instalaçãodo DR:
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Figura 4.6 - Ligação diagrama multi�lar Dispositivo Diferencial Residual - DR
Fonte: Adaptada de Denis Shipunov / 123RF.
L1 - Fase 1 de entrada de energia;
L2 - Fase 2 de entrada de energia;
L3 - Fase 3 de entrada de energia e;
N - Fio ou cabo de neutro da entrada de energia.
praticar
Vamos Praticar
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Sabe-se que o dispositivo de proteção DR de alta sensibilidade visa aos casos de falha de
energia elétrica de outros meios de proteção e de descuido ou até mesmo alguns casos de
imprudência do proprietário da casa ou de um eletricista imperito. No caso de se utilizar um DR
de alta sensibilidade, qual é a corrente diferencial residual nominal para proteção de pessoas e
animais?
a) 300 mA (trezentos miliampère).
b) 30 mA (trinta miliampère).
c) 500 mA (quinhentos miliampère).
d) 3000 mA ou 3A (três mil miliampères ou três ampères).
e) 125A (cento e vinte e cinco Ampères).
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É fato que no Brasil existe a maior incidência de raios no mundo. Conforme registros
realizados pelo Grupo de Eletricidade Atmosférica - ELAT, do Instituto Nacional de
Pesquisas Espaciais - INEP em 2011, 81 pessoas morreram atingidas por raios no Brasil.
O que nos determina a estatística é que, a cada 50 pessoas que morrem por serem
atingidas por raios no mundo, uma é brasileira.
Os dispositivos de proteção contra surtos estão divididos em três grandes famílias,
classi�cados como Classes I, II e II e para se dimensionar tais dispositivos de proteção é
indispensável:
A identi�cação da classe que ele se enquadra : é necessário veri�car se o
projeto da edi�cação possui sistema de proteção contra raios ou Sistema de
Proteção Contra Descargas Atmosféricas - SPDA externamente ou se a rede de
energia da concessionária chega por via aérea. Tendo uma dessas condições
como sendo verdadeira, recomenda-se a instalação do DPS de Classe I.
Conhecer a tensão Nominal do DPS : a tensão nominal nada mais é que a
tensão que alimenta a instalação elétrica. Por exemplo, se a instalação for
monofásica, a tensão nominal será de 127V. Se for bifásica, a tensão será de
220V.
Dimensionamento doDimensionamento do
Dispositivo deDispositivo de
Proteção Contra SurtoProteção Contra Surto
- DPS- DPS
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Saber a corrente de impulso : esse é o caso para DPS de classe I, pois a
corrente de impulso irá depender das características das descargas
atmosféricas de cada região, como níveis de incidência esperadas. Além disso,
deve-se pensar na localização da edi�cação, a exposição que esse imóvel
poderá ter a incidências de raios no local e as dimensões da edi�cação. A
norma NBR 5419 - Proteção contra descargas atmosféricas, pode auxiliar nesse
tipo de avaliação como a corrente de impulso que o DPS escolhido deve
suportar.
Conhecer a corrente nominal de descarga : esse é o caso para DPS de Classe
II onde a corrente nominal de descarga deverá ser estimada por conta que os
fatores são, muitas vezes, variáveis e de difícil previsão. No caso de casas,
grandes edi�cações e até mesmo fábricas, normalmente utiliza-se um DPS com
corrente nominal de descarga de 20 kA (quiloampères) que deverá atuar em um
tempo de 8/20 μS e corrente máxima de 40kA (quiloampères) que deverá atuar
em um tempo de 1/20 μS.
Como podemos veri�car nesses fatores mencionados acima, do correto
dimensionamento destes Dispositivos de Proteção contra Surtos - DPS garantirá a
segurança de toda a instalação elétrica, assim como dos equipamentos a que ele estão
ligados.
A seguir, no próximo tópico, veremos as �nalidades desse tipo de dispositivo de proteção
para garantir a segurança de equipamentos e bens materiais. Acompanhe!
Finalidade do DPS
A função do dispositivo de proteção contra surtos - DPS é de limitar as sobrecorrentes e
descarregar toda essa energia, seja ela uma descarga atmosférica ou sobrecorrente
causadas por manobras da redes concessionária, protegendo assim todos os
equipamentos elétricos, eletrônicos ou até mesmo industriais de uma instalação,
anulando as descargas indiretas na rede elétrica. Além disso, o DPS também visa à
segurança e à saúde das pessoas.
Instalação do DPS
Este tipo de dispositivo de proteção deve ser instalado em paralelo com a linha em um
dos lados. As demais conexões devem ser curto-circuitadas e ligadas no terminal de
proteção (terra) da instalação. A Figura 4.7 mostra um modelo de sistema de proteção
contra sobretensão em um sistema bifásico.
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Figura 4.7 - Instalação de DPS na origem da instalação junto à caixa de medição
Fonte: Paulino (2016, p. 199).
A Figura 4.7 anterior nos mostra, visualmente, um esquema de ligação multi�lar trifásica
a quatro �os (fase, fase, fase e neutro) em que 3 DPS estão ligados às três fases de
entrada da instalação, impedindo que entrem tensões e correntes de sobrecarga nas
fases da instalação.
Determinação da Demanda de Potências Residenciais
As condições gerais para o fornecimento de energia elétrica no Brasil são determinadas
pela resolução normativa n° 414 da ANEEL, uma agência vinculada ao Ministério de
Minas e Energia que tem, como atribuições, regular e �scalizar a geração, a transmissão,
a distribuição e a comercialização da energia elétrica fornecida pelas concessionárias de
energia (ENERSUL, ENERGISA, CPFL, CEMIG, ELETROPAULO ETC.).
Dentro de cada estado da federação, essas empresas, ditas concessionárias de energia,
também editam normas internas para o fornecimento de energia, de acordo com
regulamentação prévia da ANEEL.
Segundo a resolução normativa nº 414 (2010), da Agência Nacional de Energia Elétrica -
ANEEL a demanda contratada, também conhecida como demanda de potência ativa,
passa a ser obrigatória e deve se disponibilizada continuamente, pela rede
concessionária de distribuição de energia local, no ponto de entrega, pois, para se
realizar o cálculo de demanda, o pro�ssional deve, primeiramente, consultar as normas
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vigentes utilizadas pela rede concessionária local (resolução normativa nº414 ANEEL
2010, p. 3).
Como as normas técnicas para cálculo de fator de demanda podem variar de local para
local conforme concessionária, para efeito de exemplo de base de cálculo, utilizaremos a
Norma NDU 001 - Norma de Distribuição Uni�cada 001 - fornecimento de energia em
tensão secundária, norma esta utilizada pela rede distribuidora de energia ENERGISA no
Estado do MS.
As especi�cações de entradas de energia seguirão os três tipos de atendimento, a saber:
(A) Tipo M (dois condutores – uma fase e neutro) - MONOFÁSICO;
(B) Tipo B (três condutores – duas fases e neutro) - BIFÁSICO;
(C) Tipo T (quatro condutores – três fases e neutro) - TRIFÁSICO.
-Tensão de Fornecimento para MS:
127 Volts – Monofásico – cores: 1 Preto e 1 Azul;
220 Volts – Bifásico – cores: 2 Preto e 1 Azul;
220 Volts – Trifásico – Cores: 1 Preto, 1 vermelho, 1 Cinza e 1 Azul.
Conforme a norma NDU 001 (2014), a demanda nada mais é que a média das potências
elétricas, ativas ou reativas, solicitadas ao sistema elétrico, dividida pela parcela instalada
em operação na Unidade Consumidora - UC, durante um intervalo de tempo. (NDU - 001
- Versão 4.0 2014 p.2).
As condições gerais de fornecimento de energia, conforme a NDU - 001 (2014), informam
que o fornecimento de energia de redes de distribuição deve ser feito nas seguintes
condições do quadro a seguir de tensões secundárias:
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Tensão(ões) de fornecimento
Empresa
Rede Secundária
comentários /
excepcionalidades
Sistema
Monofásico
e/ou Rural
sistema trifásico
Sergipe 115/230 V
127/200 V e
220/380 V
A tensão de 220/380
V está disponível em
algumas áreas do
interior do Estado,
sendo que a sua
adoção deveráser
submetida à
aprovação da
concessionária.
Nova Friburgo 115/230 V
127/220 V e
220/380 V
A tensão de 127/220
V está disponível em
algumas áreas da
Energisa Nova
Friburgo, sendo que
a sua adoção deverá
ser submetida à
aprovação da
concessionária.
Minas Gerais 115/230 V 127/220 V -
Paraíba 220 V 220/380 V
A tensão de 220 V -
FF está disponível em
algumas áreas do
interior do Estado,
sendo que a sua
adoção deverá ser
submetida à
aprovação da
concessionária.Loading [MathJax]/jax/output/HTML-CSS/fonts/TeX/fontdata.js
Borborema 220 V 220/380 V
A tensão de 220 V -
FF está disponível em
algumas áreas do
interior do Estado,
sendo que a sua
adoção deverá ser
submetida à
aprovação da
concessionária.
Caiuá
115/230 V e
127/254 V
127/220 V -
Nacional 127/254 V 127/220 V -
Bragantina 127/254 V 127/220 V -
Força e Luz do
Oeste
127/254 V 127/220 V -
Vale
Paranapanema
127/254 V 127/220 V -
Celtins 220/440 V 220/380 V -
Cemat 127/254 V
127/220 V e
220/380 V
A tensão de 220/380
V está disponível em
algumas áreas do
interior do Estado,
sendo que a sua
adoção deverá ser
submetida à
aprovação da
concessionária.
Enersul 127/254 V 127/220 V
Sistema monofásico
F-T e F-F, com BT C/
03(três) terminais
(X1, X2 e X3).Loading [MathJax]/jax/output/HTML-CSS/fonts/TeX/fontdata.js
Quadro 4.1 - Quadro das condições de fornecimento de tensão da norma NDU 001
Fonte: Norma NDU 001 (2014, p. 5).
Os limites de fornecimento de energia deverão ser feitos em tensão secundária de
distribuição em instalações que tenham carga instalada igual a 75kW, ressalvados os
casos previstos na legislação vigente. As categorias de atendimento com suas respectivas
limitações de potência instaladas com tensão de 220/127V e sistema trifásico serão
apresentadas no quadro a seguir:
CATEGORIA
POTÊNCIA /
DEMANDA
Monofásico
Carga Instalada (kW)
M1 0,00 < P ≤ 3,80
M2 3,80 < P ≤ 6,30
M3 6,30 < P ≤ 8,80
Bifásico
B1 0,00 < P ≤ 10,10
B2 10,10 < P ≤ 12,70
B3 12,70 < P≤ 17,70
Trifásico Demanda provável (kVA)
T1 0,00 < D ≤ 15,20
T2 15,20 < D ≤ 19,00
T3 19,00 < D ≤ 26,60
T4 38,10 < D ≤ 57,10
T5 38,10 < D ≤ 57,10
T6 57,10 < D ≤ 75,00
Quadro 4.2 - Quadro das categorias de atendimento de carga Instalada conforme tensão da
norma NDU 001 2014
Fonte: Norma NDU 001 (2014, p. 6).
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Segundo a NDU - 001 (2014), os tipos e limites de atendimento são determinados ao
consumidor, deverão ser consideradas potências em kVA (quiloVolt-Ampères) e são
classi�cadas, de acordo com a tabela, como:
Tipo M: Consumidores monofásicos (127V fase+neutro) com carga instalada até 8,8kW, e
monofásicos (220V fase+neutro) com carga demandada 15,4kW que não conste:
a soma das potências dos motores monofásicos não superior a 2 CV (cavalo a
Vapor ou 2 HP (Horse Power);
a máquina de solda a transformador com potência superior a 2kVA.
Tipo B: Consumidores bifásicos 127V/220V (2 fases+neutro) que não se enquadrem no
tipo M, com carga instalada de até 17,7kW e até 22kW 220V/380V que não possa constar:
os aparelhos vetados aos consumidores do tipo M quando alimentados em
tensão fase e neutro;
a soma das potências dos motores monofásicos de 220V não seja superior a 5
CV (Cavalo a Vapor) ou HP (Horse Power);
a máquina de solda a transformador alimentada em 220V com potência
superior a 8kW.
Tipo T: Consumidores trifásicos (3 fases+neutro) não classi�cados nos tipos M e B, com
tensão 127/220V ou 380/220V com demanda de até 75kVA, que não conste:
os aparelhos vetados aos consumidores dos Tipos M e B, se alimentados em
tensão fase e neutro;
a soma das potências dos motores elétricos não seja superior a 30CV ou 30HP;
máquina de solda tipo gerador com potência superior a 7,5CV;
máquina de solda a transformador, 220V (2 fases), 220V (3 fases), ou 380V (3
fases), ligação V -V invertida com potência superior a 15kVA;
máquina de solda a transformador, 220V (3 fases), ou 380V (3 fases), com
reti�cação em ponte trifásica com potência superior a 7,5kVA.
os motores trifásicos com potência acima de 5CV devem ter partida
compensada.
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reflita
Re�ita
As considerações mencionadas para o
cálculo de demanda constam na norma NDU
- 001 (2014) e devem servir de base para se
iniciar o cálculo da demanda da unidade
consumidora.
A seguir, veremos as expressões que servirão para se calcular a demanda provável do
consumidor. Acompanhe!
Demanda e Dimensionamento para Entradas Monofásicas, Bifásicas e
Trifásicas
Como já comentamos antes, toda essa base de cálculo seguirá a norma NDU - 001
Fornecimento de energia elétrica em tensão secundária aplicada pela concessionária de
energia ENERGISA de MS como exemplo e base de cálculos da demanda da unidade
consumidora. Para iniciar, usaremos a expressão para se efetuar o cálculo da demanda
provável do consumidor (em KVA) que é a seguinte:
D(kVA) = d(kW)/0,92                                                                       (1)
D(kVA) = (d1 + d2 + d3 + d4 + d5 + d6 + d7)                               (2)
Onde temos:
d1 (kVA) = Demanda de iluminação e tomadas;
d2 (kVA) = Demanda dos aparelhos para aquecimento de água (chuveiros, aquecedores,
torneiras elétricas, etc.);
d3 (kVA) = Demanda secador de roupa, forno de micro-ondas, máquina de lavar louça e
hidromassagem;
d4 (kVA) = Demanda de fogão e forno elétrico;Loading [MathJax]/jax/output/HTML-CSS/fonts/TeX/fontdata.js
d5 (kVA) = Demanda dos aparelhos de ar-condicionado tipo janela ou centrais individuais;
d6 (kVA) = Demanda dos motores elétricos e máquinas de solda tipo motor gerador;
d7 (kVA) = Demanda de máquinas de solda a transformador e aparelhos de raio-X.
Aterramento das Instalações
A ligação à terra é realizada com o objetivo de proteger pessoas e edi�cações quando
submetidos a descargas atmosféricas e cargas eletrostáticas originadas das instalações
com grandes dimensões (NISKIER e MACINTYRE, 2013).
Para atingir os objetivos, o aterramento na prática conecta eletricamente elementos
condutores (massas), estabelecendo a menor tensão possível, assegurando a proteção
contra sobrecarga e interferências eletromagnéticas, resultando em:
1. percurso de retorno com baixa resistência entre o ponto de defeito e a fonte,
atenuando os efeitos dos potenciais até a atuação de dispositivos de proteção;
2. entre equipamentos elétricos ou eletrônico e objetos metálicos próximos é
estabelecido um percurso de baixa resistência, minimizando os riscos em caso
saibamais
Saiba mais
A norma de distribuição Uni�cada – NDU-001 é uma
norma aplicada para se efetuar o cálculo de
demanda de fornecimento de energia elétrica em
tensões secundárias em edi�cações individuais ou
até mesmo de até três unidades consumidoras
agrupadas. Para saber mais e consultar as tabelas
do anexo I da NDU 001 e efetuar o cálculo da
demanda, pesquise sobre a Norma. Nunca se
esqueça de utilizar sites e links con�áveis da internet.
Fonte: Adaptado de NDU 001 (2014).
ACESSAR
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https://www.energisa.com.br/Normas%20Tcnicas/NDU-001.pdf
de falha do equipamento;
3. caminho entre o ponto afetado por uma descarga atmosférica em objeto
exposto e o solo;
4. surgimento de um plano comum de baixa impedância relativa entre dispositivos
eletrônicos, circuitos e sistemas.
A conexão do aterramento é realizada por meio de :
Condutor de proteção (PE) : condutor de ligação das massas e os
componentes condutores estranhos à instalação entre si e/ou um ponto de
aterramento principal, designado por PE, e o neutro, pela letra N. Quando
possui funções combinadas, é denominado por PEN.
Eletroduto de aterramento : formado por condutores ou haste com contato
direto a terra, constituindo a malha de terra, ligados ao ponto de aterramento.
Simbologia e Modalidades de Aterramento
Nas instalações de baixa tensão, a norma NBR 5410:2004, apresenta os esquemas de
aterramento descritos a seguir. Sobre esses, as ilustraçõese símbolos presentes nesses
esquemas, deve-se observar o seguinte:
a.    A �guras 4.8 a 4.13, devem ser entendidas de maneira geral. Elas fazem uso de
sistemas trifásicos como exemplo. As massas indicadas não representam um único
equipamento. É importante perceber que, como uma mesma instalação pode pertencer
a mais de uma edi�cação, as massas devem compartilhar impreterivelmente o mesmo
eletroduto de aterramento, quando pertencerem à mesma edi�cação, estando
conectadas a eletrodos de aterramento diferentes, caso localizadas em diferentes
edi�cações. Nas �guras, são usados os seguintes símbolos:
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b.  Nos esquemas, para classi�cá-los utiliza-se a seguinte simbologia:
Primeira letra - situação da alimentação considerando a terra:
T - Para um ponto diretamente aterrado.
I - Isolação de todas as partes vivas em relação a terra ou emprego de uma impedância
de aterramento, limitando a corrente de curto-circuito para a terra.
A segunda letra indica a condição das massas em relação a terra:
T - Massas diretamente aterradas, não dependendo de aterramento eventual de um
ponto de alimentação.
N - Massa conectada diretamente ao ponto de alimentação aterrado(Ponto neutro).
Outras letras ( eventuais): arranjo do condutor Neutro e do condutor de
proteção:
S - Funções de condutores neutro e de condutor de proteção realizadas por condutores
separados.
C - Funções de condutores neutro e de condutor de proteção combinadas em um único
condutor (que é o condutor PEN).
Figura 4.8 - Símbolos
Fonte: Elaborada pelo autor.
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Quando a alimentação é realizada em baixa tensão, o condutor neutro deve ser aterrado
na origem da instalação do consumidor.
Esquema TN - NBR 5410/2004
Figura 4.9 - Esquema TN-S
Fonte: Elaborada pelo autor.
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As funções de neutro e de condutor de proteção são combinadas num único condutor
em parte do esquema.
Figura 4.10 - Esquema TN-C-S
Fonte: Elaborada pelo autor.
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Figura 4.11 - Esquema TN-C
Fonte: Elaborada pelo autor.
As funções de neutro e de condutor de proteção são combinadas num único condutor,
em todo o esquema.
Esquema TT - NBR 5410/2004
O esquema TT é formado por um ponto da alimentação aterrado diretamente, sendo as
massas da instalação conectadas a eletrodo(s) de aterramento eletricamente diferente(s)
do eletrodo de aterramento da alimentação.
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Esquema IT - NBR 5410/2004
No esquema IT, todas as partes vivas são isoladas da terra ou um ponto da alimentação é
aterrado através de impedância (Figura 4.13).
Figura 4.12 - Esquema TT
Fonte: Elaborada pelo autor.
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As massas da instalação são aterradas, veri�cando-se as seguintes possibilidades:
massas aterradas no mesmo eletrodo de aterramento da alimentação, se
existente; e
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.
praticar
Figura 4.13 - Esquemas IT
Fonte: Elaborada pelo autor.
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praticar
Vamos Praticar
Temos no Brasil a maior incidência de descargas atmosféricas no mundo. Por conta disso, em
toda instalação elétrica é necessário que se tenha um sistema de aterramento e dispositivos de
proteção como o Dispositivo de Proteção Contra Surtos - DPS, cuja sua �nalidade é:
a) limitar as Potências e descarregar os surtos de tensão originados por manobras da
rede concessionária nacional.
b) um dispositivo automático, que pode ser rearmado toda a vez que atuar, ou seja,
pode ser ligado e desligado manualmente sem precisar de troca.
c) limitar as sobretensões e descarregar os surtos de corrente originários de descargas
atmosféricas nas redes de energia, protegendo os equipamentos conectados a essa
instalação.
d) um dispositivo que possui características de atuação de correntes de curto-circuito
que possui curvas de disparo que correspondem a características de atuação da bobina
eletromagnética.
e) são dispositivos de proteção com níveis de sensibilidade alta e baixa de corrente
residual nominal que vai de 30 mA até 500 mA (miliampère).
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indicações
Material
Complementar
LIVRO
Proteção de Equipamentos Elétricos Contra
Surtos Elétricos em Instalações
Autor : José Osvaldo Saldanha Paulino
Ano : 2016.
ISBN : 978-85-93065-00-2.
Comentário : Livro que trata sobre normas técnicas
relacionadas a equipamentos de proteção, como a NBR 5419
(partes 1, 2 e 3), projetos de aterramento ou também conhecido
como: Sistemas de Proteção Contra Descargas Atmosféricas -
SPDA. Além disso, o livro trata sobre a formação da descarga
atmosférica (raios) e danos causados por ela. Trata-se de
equipamentos de proteção, dando mais ênfase aos Dispositivos
de Proteção Contra Surtos Elétricos - DPS, seu
dimensionamento, assim como exemplos de aplicação dos DPS
e muito mais. É uma leitura bem interessante para quem quer
se aprofundar sobre aterramento, projetos de SPDA e
montagens práticas de dispositivos de proteção.
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conclusão
Conclusão
Nesta unidade, aprendemos um pouco sobre dimensionamento dos sistemas de
proteção, segundo a NBR 5410 de 2004, como proteção contra sobrecargas de corrente,
sistemas de proteção com uso de disjuntores segundo as normas NBR 60898 e NBR IEC
60947-2, com as características dos disjuntores e minidisjuntores termomagnéticos e
suas zonas de atuação e curvas características, funções e aplicações. Falamos, também,
sobre proteções contra correntes de curto-circuito, dimensionamento dos quadros de
distribuição, padrão de entrada e sua composição. Para �nalizarmos nossos estudos,
falamos sobre a importância do dimensionamento do DR e DPS e do aterramento nas
instalações elétricas.
referências
Referências
Bibliográ�cas
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INPE - Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais e Grupo de Eletricidade Atmosférica -
ELAT. Raios mataram 81 pessoas no Brasil em 2011 . Disponível em:
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PAULINO, José Saldanha. Proteção de equipamentos elétricos contra surtos elétricos
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