Dimensionamento e analise de Curvas dos Condutores

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Dimensionamento e Curvas dos Condutores ICC (i²t)
Flaviano Freires de Araujo		101619
Felipe Leite Francisco		100657					
Bruno Blanco			89754
Introdução
O dimensionamento de um circuito consiste na aplicação dos diversos itens da NBR 5410 relativos a escolha da seção de um condutor do seu respectivo dispositivo de proteção.
Os seis critérios da norma são:
Seção mínima, conforme 6.2.6.
Capacidade de condução de corrente, conforme 6.2.5.
Queda de tensão, conforme 6.2.7.
Sobrecarga, conforme 5.3.4
Curto – circuito, conforme 5.3.5.
Contatos indiretos, conforme 5.1.3.
Para considerarmos um circuito completo e corretamente dimensionado, é necessário realizar os seis cálculos acima, cada um resultando uma seção e considerar a seção final aquela que obtida é a maior dentre todas as obtidas.
Especial atenção deve ser dispensada ao dimensionamento de condutores, em circuitos onde haja a presença de harmônicas, esse assunto é abordado no item 6.2.6.4 da NBR 5410.
Condutores de fase 
 A seção dos condutores de fase, em circuitos de corrente alternada, e dos condutores vivos, em circuitos de corrente contínua, não deve ser inferior ao valor pertinente dado na tabela.
A seção dos condutores deve ser determinada de forma a que sejam atendidos, no mínimo, todos os seguintes critérios:
a) a capacidade de condução de corrente dos condutores deve ser igual ou superior à corrente de projeto do circuito, incluindo as componentes harmônicas, afetada dos fatores de correção aplicáveis (ver 6.2.5);
b) a proteção contra sobrecargas, conforme 5.3.4 e 6.3.4.2;
c) a proteção contra curtos-circuitos e solicitações térmicas, conforme 5.3.5 e 6.3.4.3;
d) a proteção contra choques elétricos por seccionamento automático da alimentação em esquemas TN e IT, quando pertinente (5.1.2.2.4);
e) os limites de queda de tensão, conforme 6.2.7; e
f) as seções mínimas indicadas em 6.2.6.1.1.
(b) Proteção contra correntes de sobrecarga
Para que a proteção dos condutores contra sobrecargas fique assegurada, as características de atuação do dispositivo destinado a provê-la devem ser tais que:
a) IB ≤ In ≤ Iz; e 
b) I2 ≤ 1,45 Iz
Onde:
IB é a corrente de projeto do circuito;
Iz é a capacidade de condução de corrente dos condutores, nas condições previstas para sua instalação (ver 6.2.5); In é a corrente nominal do dispositivo de proteção (ou corrente de ajuste, para dispositivos ajustáveis), nas condições previstas para sua instalação; I2 é a corrente convencional de atuação, para disjuntores, ou corrente convencional de fusão, para fusíveis.
	
NOTA (A condição da alínea b) é aplicável quando for possível assumir que a temperatura limite de sobrecarga dos condutores não venha a ser mantida por um tempo superior a 100 h durante 12 meses consecutivos, ou por 500 h ao longo da vida útil do condutor. (Quando isso não ocorrer, a condição da alínea b) deve ser substituída. por: I2 ≤ Iz .
5.3.4.2 Localização dos dispositivos que asseguram proteção contra sobrecargas
5.3.4.2.1 Devem ser providos dispositivos que assegurem proteção contra sobrecargas em todos os pontos onde uma mudança (por exemplo, de seção, de natureza, de maneira de instalar ou de constituição) resulte em redução do valor da capacidade de condução de corrente dos condutores. As exceções a essa regra são indicadas em 5.3.4.2.2 e 5.3.4.3.
5.3.4.2.2 O dispositivo destinado a proteger uma linha elétrica contra sobrecargas pode não ser posicionado exatamente no ponto especificado em 5.3.4.2.1, mas deslocado ao longo do percurso da linha, se a parte da linha compreendida entre, de um lado, a mudança de seção, de natureza, de maneira de instalar ou de constituição e, do outro lado, o dispositivo de proteção, não possuir nenhuma derivação, nenhuma tomada de corrente e atender a uma das duas condições seguintes: 
a) estar protegida contra curtos-circuitos de acordo com as prescrições de 5.3.5;
b) seu comprimento não exceder 3 m, ser instalada de modo a reduzir ao mínimo o risco de curto-circuito e não estar situada nas proximidades de materiais combustíveis (ver 5.3.5.5.1). Além disso, essa possibilidade de deslocamento não é admitida em esquemas IT.
5.3.4.3 Omissão da proteção contra sobrecargas
5.3.4.3.1 As possibilidades de omissão da proteção contra sobrecargas enunciadas em 5.3.4.3.2 não são válidas para instalações em locais que apresentem riscos de incêndio ou de explosão, instalações sujeitas a prescrições específicas que derroguem ou não reconheçam essas possibilidades, e instalações conforme o esquema IT. As possibilidades de omissão válidas para esquemas IT são dadas em 5.3.4.3.3.
5.3.4.3.2 Admite-se omitir a proteção contra sobrecargas:
a) em linha que, situada a jusante de uma mudança de seção, de natureza, de maneira de instalar ou de constituição, seja efetivamente protegida contra sobrecargas por um dispositivo de proteção localizado a montante;
b) em linha não sujeita à circulação de correntes de sobrecarga, protegida contra curtos-circuitos de acordo com as prescrições de 5.3.5 e que não possua derivação ou tomada de corrente; c) nas linhas de sinal, incluindo circuitos de comando.
5.3.4.3.3 Em esquemas IT, admite-se omitir a proteção contra sobrecargas se o circuito em questão for protegido por dispositivo a corrente diferencial-residual que seguramente atue na ocorrência de uma segunda falta. Admite-se ainda, no caso particular de esquema IT sem distribuição do condutor neutro, que o
dispositivo de proteção contra sobrecargas seja omitido em uma das fases, se o circuito contar com dispositivo de proteção a corrente diferencial-residual.
5.3.4.4 Casos em que é recomendada a omissão da proteção contra sobrecargas por razões de segurança
Recomenda-se omitir o dispositivo de proteção contra sobrecargas em circuitos que alimentem equipamentos de utilização, nos casos em que o desligamento inesperado do circuito suscitar uma situação de perigo ou, inversamente, desabilitar equipamentos indispensáveis numa situação de perigo. São exemplos de tais casos:
a) circuitos de excitação de máquinas rotativas;
b) circuitos de alimentação de eletroímãs para elevação de cargas;
c) circuitos secundários de transformadores de corrente;
d) circuitos de motores usados em serviços de segurança (bombas de incêndio, sistemas de extração de fumaça etc.).
NOTA Nesses casos pode ser interessante prever dispositivo de sinalização de sobrecargas.
5.3.4.5 Proteção contra sobrecargas de condutores em paralelo
5.3.4.5.1 Quando a proteção de condutores em paralelo contra sobrecargas for provida por dispositivo único, os condutores não devem conter nenhuma derivação nem dispositivos de seccionamento ou manobra.
5.3.4.5.2 Quando a proteção de condutores em paralelo contra sobrecargas for provida por dispositivo único e a corrente total se dividir igualmente entre esses condutores (condutores percorridos por correntes de mesma intensidade), o valor de IZ a ser utilizado no equacionamento das condições exigidas em 5.3.4.1 é a soma das capacidades de condução de corrente dos vários condutores.
NOTA Assume-se que os condutores em paralelo são percorridos por correntes de mesma intensidade se os requisitos de 6.2.5.7 forem atendidos.
5.3.4.5.3 Se o uso de condutores em paralelo for inevitável, face à impraticabilidade de se utilizar um único condutor por fase, e as correntes nos condutores em paralelo forem desiguais, a corrente de projeto e a proteção contra sobrecargas devem ser equacionadas individualmente, para cada um dos condutores em paralelo.
(c) Proteção contra correntes de curto-circuito
5.3.5.1 Determinação das correntes de curto-circuito presumidas
As correntes de curto-circuito presumidas devem ser determinadas em todos os pontos da instalação julgados necessários. Essa determinação pode ser efetuada por cálculo ou por medição.
5.3.5.2 Localização dos dispositivos que asseguram proteção contra curtos-circuitos
5.3.5.2.1 Devem ser providos dispositivos que assegurem proteção contra curtos-circuitos em todos os pontos onde uma mudança (por exemplo,redução de seção) resulte em alteração do valor da capacidade de condução de corrente dos condutores. As exceções a essa regra são indicadas em 5.3.5.2.2 e 5.3.5.3.
5.3.5.2.2 O dispositivo destinado a prover proteção contra curtos-circuitos pode não ser posicionado exatamente no ponto especificado em 5.3.5.2.1, se a parte da linha compreendida entre a redução de seção ou outra mudança e a localização cogitada para o dispositivo atender a uma das duas condições seguintes:
a) não exceder 3 m de comprimento, for realizada de modo a reduzir ao mínimo o risco de um curto-circuito (por exemplo, com uma proteção reforçada contra influências externas) e não estiver situada nas proximidades de materiais combustíveis;
b) estiver protegida contra curtos-circuitos, atendendo-se aí ao disposto em 5.3.5.5.2, por um dispositivo de proteção localizado a montante.
5.3.5.3 Casos em que se pode omitir a proteção contra curtos-circuitos
Admite-se omitir a proteção contra curtos-circuitos nos casos enumerados a seguir, desde que a linha seja realizada de modo a reduzir ao mínimo o risco de curto-circuito (por exemplo, com uma proteção reforçada contra influências externas) e não se situe nas proximidades de materiais combustíveis:
a) linhas ligando geradores, transformadores, retificadores e baterias de acumuladores aos quadros de comando ou distribuição correspondentes, estando os dispositivos de proteção localizados nesse quadro;
b) circuitos cujo desligamento possa significar perigos para a instalação correspondente, tais como os citados em 5.3.4.4;
c) certos circuitos de medição.
5.3.5.4 Proteção contra curtos-circuitos de condutores em paralelo
Na proteção contra curtos-circuitos de condutores em paralelo pode ser usado um único dispositivo de proteção, nas condições de 5.3.5.4.1 e 5.3.5.4.2, ou mais de um dispositivo, nas condições de 5.3.5.4.3.
5.3.5.4.1 Admite-se que a proteção de condutores em paralelo contra curtos-circuitos seja provida por um único dispositivo, se as características desse dispositivo garantirem atuação efetiva mesmo na situação mais adversa, como a de uma falta que venha a ocorrer no ponto mais desfavorável de qualquer dos condutores em paralelo. Deve ser considerada a divisão da corrente de curto-circuito entre os condutores em paralelo e, além disso, o fato de que uma falta pode ser alimentada por ambas as extremidades de um condutor em paralelo.
5.3.5.4.2 Se a efetividade de atuação exigida em 5.3.5.4.1 não puder ser garantida, admite-se ainda assim o uso de dispositivo único, se a linha for realizada de modo a reduzir ao mínimo o risco de curto-circuito, em todos os condutores em paralelo (por exemplo, provendo-se proteção contra danos mecânicos), e não se situar nas proximidades de materiais combustíveis.
5.3.5.4.3 Quando a proteção de condutores em paralelo contra curtos-circuitos for provida com o uso demais de um dispositivo, devem ser observados os seguintes critérios:
a) para dois condutores em paralelo, deve ser previsto um dispositivo de proteção contra curtos-circuitos na origem de cada condutor em paralelo;
b) para mais de dois condutores em paralelo, deve ser previsto um dispositivo de proteção contra curtos-circuitos em cada extremidade (extremidade “fonte” e extremidade “carga”) de cada condutor em paralelo.
5.3.5.5 Características dos dispositivos destinados a prover proteção contra correntes de curto-circuito
Todo dispositivo destinado a prover proteção contra curtos-circuitos deve atender às condições especificadas em 5.3.5.5.1 e 5.3.5.5.2.
5.3.5.5.1 A capacidade de interrupção do dispositivo deve ser no mínimo igual à corrente de curto-circuito presumida no ponto onde for instalado. Só se admite um dispositivo com capacidade de interrupção inferior se houver, a montante, outro dispositivo com a capacidade de interrupção necessária; neste caso, as características dos dois dispositivos devem ser coordenadas de tal forma que a energia que eles deixam passar não seja superior à que podem suportar, sem danos, o dispositivo situado a jusante e as linhas por eles protegidas.
5.3.5.5.2 A integral de Joule que o dispositivo deixa passar deve ser inferior ou igual à integral de Joule necessária para aquecer o condutor desde a temperatura máxima para serviço contínuo até a temperatura limite de curto-circuito, o que pode ser indicado pela seguinte expressão:
∫ i² dt ≤ k² S² (integral de T até 0)
onde: 
∫ i²dt é a integral de Joule (energia) que o dispositivo de proteção deixa passar, em ampères quadrados–segundo; k² S² é a integral de Joule (energia) capaz de elevar a temperatura do condutor desde a temperatura máxima para serviço contínuo até a temperatura de curto-circuito, supondo-se aquecimento adiabático. O valor de k é indicado na tabela 30 e S é a seção do condutor, em milímetros quadrados.
NOTA Para curtos-circuitos de qualquer duração em que a assimetria da corrente não seja significativa, e para curtos-circuitos assimétricos de duração 0,1 s ≤ t ≤ 5 s, pode-se escrever:
I² t ≤ k² S²
onde:
I é a corrente de curto-circuito presumida simétrica, em ampères, valor eficaz;
t é a duração do curto-circuito, em segundos.
 *Valores de k para condutores com isolação de PVC, EPR ou XLPE
5.3.5.5.3 A corrente nominal do dispositivo destinado a prover proteção contra curtos-circuitos pode ser
superior à capacidade de condução de corrente dos condutores do circuito.
Condutor Neutro
Conforme 6.2.6.2 na NBR 5410/1997, o condutor neutro deve possuir, no mínimo, a mesma seção que os condutores fase nos seguintes casos:
Em circuitos monofásicos e bifásicos;
Em circuitos trifásicos, quando a seção do condutor fase for igual ou inferior a 25 mm².
Em circuitos trifásicos, quando for prevista a presença de harmônicas.
Conforme 6.2.6.3 da NBR 5410/1997, apenas nos circuitos trifásicos, é admitida a redução do condutor neutro nos seguintes casos:
Quando não for prevista a presença a presença de harmônicas;
Quando a máxima corrente susceptível de percorrer o neutro seja inferior à capacidade de condução de corrente correspondente à seção reduzida do condutor neutro.
Os valores mínimos da seção do condutor neutro nestes casos estão indicados na tabela a seguir. 
Seção do condutor Neutro
Condutor de Proteção (Fio terra)
A NBR 5410/1997 recomenda o uso de condutores de proteção (designados por PE), que, preferencialmente, deverão ser condutores isolados, cabos unipolares ou veias de cabos multipolares.
A tabela a seguir, indica a seção mínima do condutor de proteção em função da seção dos condutores fase do circuito. Em alguns casos, admite-se o uso de um condutor com a função dupla, neutro e condutor de proteção. É o condutor PEN ( PE + N), cuja seção mínima é de 10mm², se for condutor isolado ou cabo unipolar, ou de 4 mm² se for uma veia de um cabo multipolar.
Seções mínimas dos condutores de proteção
Correntes Máximas de Curto Circuito 	
	
Determinação da integral de joule (i²t) de condutores elétricos
O cálculo do valor da integral de joule pode ser determinado de acordo com a norma IEC 949(1988)
Assim temos:
Formula geral: i²t=i²G², onde:
Exemplo
Conclusão
Ao dimensionarmos um circuito. Devemos levar em consideração o ambiente aos quais os cabos serão instalados levando em conta a temperatura e o regime de trabalho. As proteções dos circuitos devem proteger não só a carga, como também os cabos tanto numa sobrecarga como num curto circuito para poder garantir uma maior vida útil dos cabos. E é de suma importância seguirmos todas as normas e recomendações ao dimensionarmos um circuito e suas proteções.