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Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial SENAI Condutores elétricos Unidade Jacarepaguá – Rua Geremário Dantas, 940 – Freguesia Jacarepaguá Gilmar 2016 Condutores Elétricos. O condutor elétrico é todo material que possui a propriedade de conduzir ou transportar a energia elétrica, ou ainda, transmitir sinais elétricos. Condutores elétricos de potência em baixa tensão podem ser fios ou cabos de cobre ou alumínio capazes de transportar energia elétrica em circuitos com tensões elétricas de até 1000 V. Os condutores, quanto à sua construção, são classificados em fios e cabos. O condutor pode ser constituído por um único fio metálico maciço rígido, sendo nesse caso, denominado de fio rígido. • Fio. • Cabo. O condutor pode também ser constituído por um conjunto de fios encordoados formando um condutor, sendo também denominado de condutor flexível. Em instalações elétricas utiliza-se o cabo de cobre isolado que, construtivamente, pode ser do tipo redondo normal ou compacto. Redondo normal: possui formação concêntrica, sendo composto de um fio longitudinal encordoado por uma ou mais coroas de fios de mesmo diâmetro em forma espiral, garantindo-lhe ótima flexibilidade. Redondo compacto: Construtivamente, é igual ao redondo normal, mas após o encordoamento, o cabo sofre compactação para reduzir os espaços vazios internos, deformando as coroas, com o objetivo de reduzir o seu diâmetro, mas perdendo um pouco de flexibilidade. Isolação dos condutores. A isolação se refere a um conjunto de materiais isolantes aplicados sobre o condutor, cuja finalidade é isolá-lo eletricamente do ambiente que o circunda como, por exemplo, de outros condutores e a terra e contra contatos acidentais. Serve também para proteger o condutor contra ações mecânicas, como no caso da enfiação nos eletrodutos. A isolação define o aspecto qualitativo, por exemplo: isolação de PVC. • Cloreto de Polivinila – PVC; • Polietileno; • Polipropileno. • Polietileno Reticulado (XLPE); • Borracha Etileno. São exemplos de materiais utilizados na isolação de condutores: Seção Nominal dos Condutores. A International Electrotechnical Comission (IEC), uma comissão aceita internacionalmente, estabeleceu a série de seções nominais, em milímetros quadrados (mm2), adotada pela NBR 5410. Seções Nominais, em mm2 0,5 6 70 300 0,75 10 95 400 1 16 120 500 1,5 25 150 630 2,5 35 185 800 4 50 240 1.000 Dimensionamento de Condutores. O dimensionamento de condutores elétricos é um procedimento para verificar a seção mais adequada para permitir a passagem da corrente elétrica, de forma segura e eficaz. O condutor, ao ser submetido a uma ddp (diferença de potencial), faz surgir uma corrente elétrica. Essa corrente, ao passar pelo condutor, produz uma determinada quantidade de calor, que segundo a Lei de Joule, tende a elevar a temperatura do condutor, cuja dissipação térmica depende da natureza dos materiais constituintes e do meio (maneira de instalar o condutor). Todo cuidado deve ser tomado para evitar que o calor eleve a temperatura a níveis que possam danificar o condutor, a isolação e outras partes próximas. Inicialmente, deve ser dimensionado o condutor fase do circuito monofásico ou os condutores fase, no caso de circuitos bifásico e trifásico, sendo os condutores neutro e de proteção dimensionados a partir das fases. Etapas a serem vistas (método de corrente máxima dos condutores). a) Tipo de isolação dos condutores. A isolação determina a temperatura máxima a que os condutores poderão estar submetidos em regime contínuo, em sobrecarga ou em condições de curto-circuito. Tipo de material Temperatura de operação em regime contínuo (0C) Temperatura de sobrecarga (0C) Temperatura de curto-circuito (0C) Policloreto de Vinila (PVC) até 300 mm2 70 100 160 Policloreto de Vinila (PVC) maior que 300 mm2 70 100 140 Borracha – etileno – propileno (EPR) 90 130 250 Polietileno reticulado (XLPE) 90 130 250 Os condutores com isolação de PVC são os mais comuns em instalações elétricas prediais. b) Maneira de instalar o circuito (como os condutores serão instalados). A maneira de instalar exerce certa influência no que se refere à capacidade de troca térmica entre os condutores e o ambiente e, em consequência, na sua capacidade de condução de corrente elétrica. c) Corrente Nominal ou Corrente de Projeto (IP) do circuito. É a corrente que os condutores de um circuito de distribuição ou circuito terminal devem suportar, levando-se em consideração as suas características nominais. Considerando, por exemplo, circuitos monofásicos (fase e neutro). .cos.v P I n p Onde: Ip: Corrente de projeto do circuito, em ampères (A); Pn: Potência nominal do circuito, em watts (W); v: Tensão entre fase e neutro, em volts (V); cos : Fator de potência; : Rendimento, isto é, a relação entre a potência de saída Ps e a potência de entrada Pe de um equipamento ( =Ps /Pe). Observação: Para circuitos puramente resistivos, composto apenas, por exemplo, por lâmpadas incandescentes e resistências, por exemplo, tem- se = 1 e cos = 1, logo, Ip = Pn / v. Considera-se condutor carregado aquele que efetivamente é percorrido pela corrente elétrica no funcionamento normal do circuito. Os condutores fase e neutro são, neste caso, considerados condutores carregados. O condutor de proteção equipotencial, PE, não é considerado condutor carregado. d) Número de condutores carregados. O correto dimensionamento de condutores passa por eventuais correções em função das suas condições de instalação. Em instalações residenciais e comerciais, há duas correções típicas a serem feitas, cada uma correspondendo a um fator: e) Fatores de Correção. • Fator de Correção de Temperatura - FCT. Aplica-se em caso de temperatura ambiente diferente de 30 0C para cabos não subterrâneos e em caso de temperatura do solo diferente de 20 0C para cabos subterrâneos, • Fator de Correção de Agrupamento - FCA. Quando há mais de um circuito instalado em um mesmo eletroduto ou tipo de conduto (eletrocalhas, bandeja, eletrodutos enterrados, etc), deve-se aplicar um fator de correção de agrupamento (FCA). Fatores de correção aplicáveis a condutores agrupados em feixe (em linhas abertas ou fechadas) e a condutores agrupados num mesmo plano, em camada única. f) Determinação da Corrente de Projeto Corrigida – I’P. A corrente de projeto corrigida I’P é aquela obtida pela aplicação dos fatores de correção o à corrente de projeto IP calculada anteriormente. FCAFCT I I p p . • Tabela 1 – Capacidade de condução de corrente, em ampères, para maneiras de instalar (métodos de referência) A1, A2, B1, B2, C e D (ver Tabela com as formas de instalação). específica Informações a que se referem os dados da tabela ao lado: Condutores e cabos isolados de PVC, cobre ou alumínio; Dois e três condutores carregados; Temperatura no condutor 70 0C; Temperatura de referência do ambiente: 30 0C (ar), 20 0C (solo). • Tabela 2 – Capacidade de condução de corrente, em ampères, para maneiras de instalar (métodos de referência) A1, A2, B1, B2, C e D (ver Tabela com formas de instalação). 2.5.2 específica Informações a que se referem os dados da tabela ao lado: Condutores e cabos isolados de XLPE ou EPR, cobre ou alumínio; Dois e três condutores carregados; Temperatura no condutor 90 0C; Temperatura de referência do ambiente: 30 0C (ar), 20 0C (solo). • Tabela 3 – Capacidade de condução de corrente, em ampères, para maneiras de instalar (métodos de referência) E, F e G (ver Tabela com formas de instalação). Informações a que se referem os dados da tabela ao lado: Condutores e cabos isolados de PVC, cobre ou alumínio; Temperatura no condutor 70 0C; Temperatura de referência do ambiente: 30 0C. específica • Tabela 4 – Capacidade de condução de corrente, em ampères, para maneiras de instalar (métodos de referência) E, F e G (ver Tabela com formas de instalação). específica Informações a que se referem os dados da tabela ao lado: Condutores e cabos isolados de PVC, cobre ou alumínio; Temperatura no condutor 70 0C; Temperatura de referência do ambiente: 30 0C. Exemplos: Dimensionar os condutores do circuito de alimentação de um chuveiro elétrico de 5.000 W / 127 V, usando o critério da capacidade de condução de corrente: Especificação do circuito: Eletroduto: PVC rígido Método de instalação: embutido em alvenaria; Temperatura ambiente: 30 0C; Cabo de cobre: isolação de PVC / 70 0C. a) Tipo de isolação dos condutores: PVC / 70 0C. b) Maneira de instalar o circuito: número 7 e referência B1. c) Corrente de Projeto (IP) do circuito: AI p 37,39 1.1.127 000.5 d) Número de condutores carregados: 2. e) Fatores de correção: FCT = 1 – condutor com isolação de PVC e temperatura ambiente de 30 0C. FCA = 1 – um circuito em conduto fechado – Referência 1. QD 1 Chuveiro de 5.000 W / 127 V -1- f) Cálculo da corrente de Projeto corrigida (I’P) do circuito: g) Seção do Condutor para uma Temperatura Ambiente de 300C (Condutores não Enterrados no Solo): AI p 37,39 00,1.00,1 000.5 ' Capacidade de condução de corrente Tabela 1, em ampères, método de referência B1. Condutores e cabos isolados de PVC, cobre; Dois condutores carregados; Temperatura no condutor 70 0C; Temperatura de referência do ambiente: 30 0C (ar). Condutor fase e neutro com seção nominal de 6 mm2. h) Seção mínima do condutor Neutro e Aterramento Bibliografia. • Elementos de Instalações Elétricas. SENAI – RJ. 2008; • CAVALIERI, Geraldo; CERVELIN, Severino. Instalações Elétricas Prediais. 17 ed. São Paulo: Editora Érica, 2007; • FILHO, Domingos Leite Lima. Projeto de Instalações Elétricas Prediais. 11 ed. São Paulo: Editora Érica, 2010; • CRUZ, Eduardo Cesar Alves; ANICETO, Larry Aparecido. Instalações Elétricas – Fundamentos, Prática e Projetos em Instalações Residenciais e Comerciais. 1 ed. São Paulo: Editora Érica, 2011; • NISKIER, Julio; MACINTYRE, Archibald Joseph. Instalações Elétricas. 4 ed. Rio de Janeiro: LTC,1996;
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