instalacoes_eletricas_cap4_parte1_1-2010

Prévia do material em texto

INSTALAÇÕES ELÉTRICAS
Capítulo 4 – Parte 1
Condutores elétricos:
dimensionamento e instalação
 Mauro Moura Severino
1
Considerações básicas
condutor elétrico: corpo constituído de material bom condutor, destinado à transmissão da eletricidade.
fio: condutor sólido, maciço, de seção circular, com ou sem isolamento.
cabo: conjunto de fios encordoados, não-isolados entre si, isolado ou não, conforme o uso a que se destina, sendo mais flexível que um fio de mesma capacidade de carga.
Instalações elétricas
Prof. Mauro Moura Severino
2
Condutores elétricos: dimensionamento e instalação
2
3
Prof. Mauro Moura Severino
Instalações elétricas
3
Os cabos podem ser:
unipolares, quando constituídos por um condutor de fios trançados, com cobertura isolante protetora;
multipolares, quando constituídos por dois ou mais condutores isolados, progetidos por uma camada protetora de cobertura comum.
Instalações elétricas
Prof. Mauro Moura Severino
4
Condutores elétricos: dimensionamento e instalação
4
5
Prof. Mauro Moura Severino
Instalações elétricas
5
Seção nominal de um fio ou cabo é a área transversal do fio ou da soma das seções dos fios componentes de um cabo, não incluindo a isolação e a cobertura.
Até 1982: AWG/CM (American Wire Gauge/Circular Mil).
Instalações elétricas
Prof. Mauro Moura Severino
6
Condutores elétricos: dimensionamento e instalação
6
AWG: progressão geométrica de diâmetros expressos em polegadas até a bitola 0000 (4/0). Acima disso, as seções são expressas em CM ou múltiplo de CM (MCM). Um mil = 1 milésimo quadrado de polegada.
Após 1982: mm2, segundo padrão da série métrica da IEC (International Electrotechnical Commission).
Instalações elétricas
Prof. Mauro Moura Severino
7
Condutores elétricos: dimensionamento e instalação
7
Material
residenciais: cobre, exceto em aterramento e proteção;
comerciais: é permitido alumínio com seção igual ou superior a 50 mm2.
industriais: é permitido alumínio se:
seção for superior ou igual a 50 mm2;
instalação alimentada diretamente por subestação de transformação ou transformador;
instalações e manutenção qualificadas.
Instalações elétricas
Prof. Mauro Moura Severino
8
Condutores elétricos: dimensionamento e instalação
8
Tipos de condutores
propagadores de chama: entram em combustão sob a ação direta da chama e a mantêm mesmo após a retirada – etilenopropileno (EPR) e polietileno reticulado (XLPE).
não-propagadores de chama: removida a chama, a combustão cessa – polivinila (PVC) e neoprene.
Instalações elétricas
Prof. Mauro Moura Severino
9
Condutores elétricos: dimensionamento e instalação
9
Tipos de condutores
resistentes à chama: mesmo em caso de exposição prolongada, a chama não se propaga ao longo do material isolante do cabo – Sintenax Antiflam (Pirelli) e Noflam BWF 750 V (Ficap).
resistentes ao fogo: são incombustíveis, que permitem o funcionamento do circuito mesmo em presença de um incêndio. São usados em circuitos de segurança e sinalizações de emergência.
Instalações elétricas
Prof. Mauro Moura Severino
10
Condutores elétricos: dimensionamento e instalação
10
11
Prof. Mauro Moura Severino
Instalações elétricas
11
Dimensionamento dos condutores
Após o cálculo da corrente de projeto de um circuito, procede-se ao dimensionamento do condutor capaz de permitir, sem excessivo aquecimento e com queda de tensão predeterminada, a passagem da corrente elétrica. Além disso, os condutores devem ser compatíveis com a capacidade dos dispositivos de proteção contra sobrecarga e curto-circuito.
Instalações elétricas
Prof. Mauro Moura Severino
12
Condutores elétricos: dimensionamento e instalação
12
6.2.6.1.2 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);
Instalações elétricas
Prof. Mauro Moura Severino
13
Condutores elétricos: dimensionamento e instalação
13
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;
Instalações elétricas
Prof. Mauro Moura Severino
14
Condutores elétricos: dimensionamento e instalação
14
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.
Instalações elétricas
Prof. Mauro Moura Severino
15
Condutores elétricos: dimensionamento e instalação
15
Para que se considere um circuito completa e corretamente dimensionado, é necessário realizar os seis cálculos anteriores, cada um resultando em uma seção transversal, e considerar como seção escolhida aquela que for a maior entre todas as obtidas.
Especial atenção deve ser dispensada ao caso de circuitos em que haja harmônicas. Esse assunto é abordado em 6.2.6.2 da NBR 5410: 2004.
Instalações elétricas
Prof. Mauro Moura Severino
16
Condutores elétricos: dimensionamento e instalação
16
Uma vez determinada a seção do condutor, escolhe-se em tabela de capacidade de condutores, padronizados e comercializados, o fio ou cabo cuja seção, por excesso, mais se aproxime da seção calculada.
Instalações elétricas
Prof. Mauro Moura Severino
17
Condutores elétricos: dimensionamento e instalação
17
Em circuitos de distribuição de apartamentos, em geral, é suficiente a escolha do condutor com base no critério de não haver aquecimento indesejável.
Em circuitos de iluminação de grandes áreas industriais, comerciais, de escritórios e nos alimentadores nos quadros terminais, calcula-se a seção dos condutores segundo os critérios do aquecimento e da queda de tensão.
Instalações elétricas
Prof. Mauro Moura Severino
18
Condutores elétricos: dimensionamento e instalação
18
Nos alimentadores principais e secundários de elevada carga ou de alta tensão, deve-se proceder à verificação da seção mínima para atender à sobrecarga e à corrente de curto-circuito.
Instalações elétricas
Prof. Mauro Moura Severino
19
Condutores elétricos: dimensionamento e instalação
19
20
Prof. Mauro Moura Severino
Instalações elétricas
20
Critério do aquecimento
Fatores a serem considerados:
tipo de isolação e de cobertura
número de condutores carregados
maneira de instalar dos cabos
proximidade de outros condutores e cabos
temperatura ambiente ou do solo
Instalações elétricas
Prof. Mauro Moura Severino
21
Condutores elétricos: dimensionamento e instalação
21
Fatores a serem considerados:
Tipo de isolação e de cobertura: Em primeiro lugar, deve-se escolher o tipo de isolação, de acordo com as temperaturas de regime constante de operações e de sobrecarga.
Em instalações prediais convencionais, usam-se, em geral, os fios e cabos com isolação de PVC.
Instalações elétricas
Prof. Mauro Moura Severino
22
Condutores elétricos: dimensionamento e instalação
22
23
Prof. Mauro Moura Severino
Instalações elétricas
23
Fatores a serem considerados:
número de condutores carregados
Instalações elétricas
Prof. Mauro Moura Severino
24
Condutores elétricos: dimensionamento e instalação
24
25
Prof. Mauro Moura Severino
Instalações elétricas
25
6.2.5.6.1 O número de condutores carregados a ser considerado é aquele indicado na tab. 46, de acordo com o esquema de condutores vivos do circuito. Em particular, no caso de circuito trifásico com neutro, quando a circulação de corrente no neutro não for acompanhada de redução correspondente na carga dos condutores de fase, o neutro deve ser computado como condutor carregado. É o que acontece quando a corrente nos condutores de fase contém componentes harmônicas de ordem três e múltiplos numa taxa superior a 15%.
Instalações elétricasProf. Mauro Moura Severino
26
Condutores elétricos: dimensionamento e instalação
26
6.2.5.6.1 (cont.) Nessas condições, o circuito trifásico com neutro deve ser considerado como constituído de quatro condutores carregados, e a determinação da capacidade de condução de corrente dos condutores deve ser afetada do “fator de correção devido ao carregamento do neutro”. Tal fator, que em caráter geral é de 0,86, independentemente do método de instalação, é aplicável, então, às capacidades de condução de corrente válidas para três condutores carregados.
Instalações elétricas
Prof. Mauro Moura Severino
27
Condutores elétricos: dimensionamento e instalação
27
Fatores a serem considerados:
maneira de instalar dos cabos
Instalações elétricas
Prof. Mauro Moura Severino
28
Condutores elétricos: dimensionamento e instalação
28
29
Prof. Mauro Moura Severino
Instalações elétricas
29
30
Prof. Mauro Moura Severino
Instalações elétricas
30
31
Prof. Mauro Moura Severino
Instalações elétricas
31
32
Prof. Mauro Moura Severino
Instalações elétricas
32
33
Prof. Mauro Moura Severino
Instalações elétricas
33
34
Prof. Mauro Moura Severino
Instalações elétricas
34
Bitola do condutor supondo temperatura ambiente de 30 oC.
Instalações elétricas
Prof. Mauro Moura Severino
35
Condutores elétricos: dimensionamento e instalação
35
36
Prof. Mauro Moura Severino
Instalações elétricas
36
37
Prof. Mauro Moura Severino
Instalações elétricas
37
38
Prof. Mauro Moura Severino
Instalações elétricas
38
39
Prof. Mauro Moura Severino
Instalações elétricas
39
40
Prof. Mauro Moura Severino
Instalações elétricas
40
41
Prof. Mauro Moura Severino
Instalações elétricas
41
42
Prof. Mauro Moura Severino
Instalações elétricas
42
Correções a serem introduzidas no dimensionamento dos condutores
efeito da temperatura (tab. 40) => k1
agrupamento de condutores (tab. 42, 43, 44 e 45) => k2
agrupamento de eletrodutos (tab. 4.13 e 4.14) => k3
resistividade do solo (tab. 41) => k4
Instalações elétricas
Prof. Mauro Moura Severino
43
Condutores elétricos: dimensionamento e instalação
43
Correções a serem introduzidas no dimensionamento dos condutores
Ip’ = Ip/(k1 x k2 x k3 x k4)‏
Instalações elétricas
Prof. Mauro Moura Severino
44
Condutores elétricos: dimensionamento e instalação
44
Correções a serem introduzidas no dimensionamento dos condutores
efeito da temperatura (tab. 40) => k1
Instalações elétricas
Prof. Mauro Moura Severino
45
Condutores elétricos: dimensionamento e instalação
45
46
Prof. Mauro Moura Severino
Instalações elétricas
46
Correções a serem introduzidas no dimensionamento dos condutores
agrupamento de condutores (tab. 42, 43, 44, 45, 4.10 e 4.11) => k2
Instalações elétricas
Prof. Mauro Moura Severino
47
Condutores elétricos: dimensionamento e instalação
47
48
Prof. Mauro Moura Severino
Instalações elétricas
48
49
Prof. Mauro Moura Severino
Instalações elétricas
49
50
Prof. Mauro Moura Severino
Instalações elétricas
50
51
Prof. Mauro Moura Severino
Instalações elétricas
51
52
Prof. Mauro Moura Severino
Instalações elétricas
52
53
Prof. Mauro Moura Severino
Instalações elétricas
53
Os fatores de agrupamento indicados nas tab. de 42 a 45 são válidos para grupos de condutores semelhantes, igualmente carregados. São considerados condutores “semelhantes” aqueles cujas capacidades de condução de corrente baseiam-se na mesma temperatura máxima para serviço contínuo e cujas seções nominais estão contidas no intervalo de três seções normalizadas sucessivas. 
Instalações elétricas
Prof. Mauro Moura Severino
54
Condutores elétricos: dimensionamento e instalação
54
Quando os condutores de um grupo não preencherem essa condição, os fatores de agrupamento aplicáveis devem ser obtidos por:
cálculo caso a caso, utilizando, por exemplo, a ABNT NBR 11301; ou
caso não seja viável um cálculo mais específico, adoção do fator F da expressão: F = 1/n1/2, em que n é o número de circuitos ou de cabos multipolares.
Instalações elétricas
Prof. Mauro Moura Severino
55
Condutores elétricos: dimensionamento e instalação
55
Correções a serem introduzidas no dimensionamento dos condutores
agrupamento de eletrodutos (tab. 4.13 e 4.14) => k3
Instalações elétricas
Prof. Mauro Moura Severino
56
Condutores elétricos: dimensionamento e instalação
56
57
Prof. Mauro Moura Severino
Instalações elétricas
57
58
Prof. Mauro Moura Severino
Instalações elétricas
58
Correções a serem introduzidas no dimensionamento dos condutores
resistividade do solo (tab. 41) => k4
Instalações elétricas
Prof. Mauro Moura Severino
59
Condutores elétricos: dimensionamento e instalação
59
60
Prof. Mauro Moura Severino
Instalações elétricas
60