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Prof. Dr. Edval Delbone UNIDADE II Instalações Prediais Elétricas 1. Os métodos de dimensionamento segundo a NBR-5410 A – Capacidade de condução de corrente; B – Limites de queda de tensão; C – Proteção contra sobrecarga; D – Proteção contra curtos-circuitos; E – Critério da seção mínima. Dimensionamento de condutores Capacidade de Condução de Corrente: Para circuitos monofásicos (2 fios): In = P(w) / U.cos Ø; em que: In (A) = Corrente nominal do circuito. P (w) = Potência do circuito em watts. U (V) = Tensão nominal do circuito, no caso de monofásico será 127 V ou 220 V. Cos Ø = Fator de Potência Dimensionamento de condutores Considerando F.P = 1, teremos: Exemplo: 1 chuveiro de 7000 W, 220V: I = 7000/220 = 31,8 A = 6 mm2 12 luminárias de 100 W,127 V: 1200/127 = 9,5 A = 1,5 mm2 10 tomadas de 100 W,127 V = 1000/127 = 7,87 A = 2,5 mm2 Dimensionamento de condutores Bitola (mm2) 1 1,5 2,5 4 6 10 16 25 Intensidade máxima de corrente (A) 12 16,5 21 28 36 50 68 89 Para dimensionar um condutor pelo método de capacidade de corrente, é importante observar como e onde os cabos serão lançados, exemplo quando o eletroduto estará embutido em parede termicamente isolante = A1 Dimensionamento de condutores Fonte: Adaptado de: NBR 5410 – 2004. - A 1: 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. Correção pela temperatura ambiente. Exemplo: 35 graus Celsius: FT = 0,94 para cabo de PVC Dimensionamento de condutores Fonte: Adaptado de: NBR 5410 – 2004. Temperatura °C Isolação PVC EPR ou XLPE Ambiente 10 1,22 1,15 15 1,17 1,12 20 1,12 1,08 25 1,06 1,04 35 0,94 0,96 40 0,87 0,91 45 0,79 0,87 50 0,71 0,82 55 0,61 0,76 60 0,50 0,71 65 - 0,65 70 - 0,58 75 - 0,50 80 - 0,41 Exemplo: Fator de agrupamento quando o circuito estará junto com mais 2 circuitos, totalizando 3 e o eletroduto estará embutido no teto: FA = 0,70. Dimensionamento de condutores Fonte: Adaptado de: NBR 5410 – 2004. Ref. Forma de agrupamento dos condutores Número de circuitos ou de cabos multiplicadores Tabela dos métodos de referência1 2 3 4 5 6 7 8 9 a 11 12 a 15 16 a 19 ≥20 1 Em feixe: ao ar livre ou sobre superfície; embutidos; em conduto fechado 1,00 0,80 0,70 0,65 0,60 0,57 0,54 0,52 0,50 0,45 0,41 0,38 36 a 39 (métodos A e F) 2 Camada única sobre parede, piso, ou em bandeja não perfurada ou prateleira 1,00 0,85 0,79 0,75 0,73 0,72 0,72 0,71 0,70 36 e 37 (método C) 3 Camada única no teto 0,95 0,81 0,72 0,68 0,66 0,64 0,64 0,62 0,61 4 Camada única em bandeja perfurada 1,00 0,88 0,82 0,77 0,75 0,73 0,73 0,72 0,72 38 e 39 (métodos E e F)5 Camada única sobre leito, suporte etc. 1,00 0,87 0,82 0,80 0,80 0,79 0,79 0,78 0,78 Exemplo: Dimensionar o condutor para alimentar um chuveiro de 6000 W, 220 V, cujo condutor passará dentro de um eletroduto embutido na parede, e no mesmo eletroduto passará junto com mais 2 circuitos, e em local que a temperatura ambiente é de 35 graus Celsius. I = P/U = 6000/220 = 27,27 A I = 27,27/FTxFA = 27,27/ 0,94x0,70 = 41,44 A = 10 mm2 Dimensionamento de condutores Fonte: Adaptado: NBR 5410 – 2004. Seções nominais mm2 Métodos de referência indicados na tabela 33 A1 A2 B1 B2 C D Número de condutores carregados 2 3 2 3 2 3 2 3 2 3 2 3 (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11) (12) (13) Cobre 0,5 7 7 7 7 9 8 9 8 10 9 12 10 0,75 9 9 9 9 11 10 11 10 13 11 15 12 1 11 10 11 10 14 12 13 12 15 14 18 15 1,5 14,5 13,5 14 13 17,5 15,5 16,5 15 19,5 17,5 22 18 2,5 19,5 18 18,5 17,5 24 21 23 20 27 24 29 24 4 26 24 25 23 32 28 30 27 36 32 38 31 6 34 31 32 29 41 36 38 34 46 41 47 39 10 46 42 43 39 57 50 52 46 63 57 63 52 16 61 56 57 52 76 68 69 62 85 76 81 67 25 80 73 75 68 101 89 90 80 112 96 104 86 35 99 89 92 83 125 110 111 99 138 119 125 103 50 119 108 110 99 151 134 133 118 168 144 148 122 70 151 136 139 125 192 171 168 149 213 184 183 151 95 182 164 167 150 232 207 201 179 258 223 216 179 120 210 188 192 172 269 239 232 206 299 259 246 203 150 240 216 219 196 309 275 265 236 344 299 278 230 185 273 245 248 223 353 314 300 268 392 341 312 258 240 321 286 291 261 415 370 351 313 461 403 361 297 300 367 328 334 298 477 426 401 358 530 464 408 336 400 438 390 398 355 571 510 477 425 634 557 478 394 500 502 447 456 406 656 587 545 486 729 642 540 445 630 578 514 526 467 758 678 626 559 843 743 614 506 800 669 593 609 540 881 788 723 645 978 865 700 577 1 000 767 679 698 618 1 012 906 827 738 1 125 996 792 652 Há diversos tipos de eletrodutos e vários tipos de caixas de passagem para embutir em lajes e em paredes ou para sobrepor, metálicos ou plásticos, rígidos ou flexíveis. Na área industrial podemos também utilizar leitos, bandejas, eletrocalhas etc. Dimensionamento de eletrodutos Fonte: livro-texto. AE A1 A2 T0 N1 x A1 + N2 x A2 + ... Ni x ai AE Determinar a seção transversal do cabo para alimentar um aparelho de micro-ondas de 1600 W, 127 V, desprezando o fator de temperatura e o fator de agrupamento. a) 1,5 mm2. b) 2,5 mm2. c) 4,0 mm2. d) 6,0 mm2. e) 10,0 mm2. Interatividade Determinar a seção transversal do cabo para alimentar um aparelho de micro-ondas de 1600 W, 127 V, desprezando o fator de temperatura e o fator de agrupamento. I = P/V = 1600/127 = 12,5 A, pelo método de seção mínima, será o cabo de 2,5 mm2 a) 1,5 mm2. b) 2,5 mm2. c) 4,0 mm2. d) 6,0 mm2. e) 10,0 mm2. Resposta Bitola (mm2) 1 1,5 2,5 4 6 10 16 25 Intensidade máxima de corrente (A) 12 16,5 21 28 36 50 68 89 A NBR 5410:2004 (ABNT, 2008) determina que cada circuito deve ser dotado de dispositivo de proteção, capaz de interromper a corrente elétrica. Fusíveis Disjuntores Proteção do circuito Fonte: livro-texto. Fonte: Catálogo Siemens. DPS – dispositivos de proteção contra surtos atmosféricos (RAIOS) Proteção do circuito Fonte: Catálogo Siemens. DDR ou IDR – dispositivo diferencial residual para áreas úmidas. Proteção do circuito Fonte: Catálogo Steck. Nas instalações elétricas, sempre deverá ter um quadro elétrico para alojar os disjuntores ou fusíveis, DPS, DPR (DDR ou IDR) para proteção. Proteção do circuito Fonte: livro-texto. Os disjuntores são classificados por sua corrente nominal (IN), em geral: 10 A, 15 A, 20 A, 25 A, 30 A. O dimensionamento dos disjuntores deverá ser conforme norma. IB: corrente de projeto IN: corrente nominal do disjuntor IZ: corrente do cabo I2: corrente de atuação do disjuntor ou da queima do fusível Disjuntores Tabelas que relacionam a corrente nominal do disjuntor, corrente de atuação e corrente de não atuação. Disjuntores Fonte: livro-texto. Corrente nominal (IN) Corrente convencional de não atuação Corrente convencional de atuação (I2) Tempo convencional (h) Temperatura ambiente de referência IN ≤ 50 A 1,05 1,35 1 25 °C IN ≤ 50 A 1,05 1,35 2 25 °C Determinar a capacidade do disjuntor termomagnético para alimentar um circuito de chuveiro elétrico de 6800 W, 220V. a) 20 A. b) 25 A. c) 30 A. d) 36 A. e) 50 A. Interatividade Determinar a capacidade do disjuntor termomagnético para alimentar um circuito de chuveiro elétrico de 6800 W, 220V. a) 20 A. b) 25 A. c) 30 A. d) 36 A. e) 50 A. Resposta I = P/U = 6800/220= 30,9 A (IB), Cabo de 6 mm2, capacidade de 36 A (IZ), podemos utilizar um disjuntor de 35 A(IN), primeira condição atendida 30,910 Fator de demanda 0,40 0,35 0,31 0,27 0,24 Potência de Demanda = Fator de Demanda x Potência Nominal Exemplo de um apartamento para iluminação de tomadas: 19 pontos de iluminação: 10 para lâmpadas de 100 W e 9 para lâmpadas de 60 W. Tomadas de uso geral (TUG) = 6.000 W. Tomadas de uso específico (TUE) e os aparelhos fixos totalizam 15.800 W. Potência Instalada = 1540 + 6000 + 15800 = 9120 = 23340 = 23,3 kW. Iluminação: 10 x 100 W + 9 x 60 W = 1.540 W. Tomadas de uso geral: 6.000 W. Total = 7,54 kW. Potência de Demanda = Fator de Demanda x Potência. PD = 0,35 x 7,54 kW = 2,64 kW. Tomadas de Uso Específico = 15,8 kW. Tomada de Uso Específico não utiliza fator de demanda, logo PD = 2,64 + 15,8 = 18,44 kW. Potência Instalada e Fator de Demanda Determinar o valor da potência de demanda de uma residência que possui 20 lâmpadas LED de 10 W, 20 tomadas de uso geral, sendo 3 de 600 W e 17 de 100 W, um micro-ondas de 1500 W, um chuveiro elétrico de 6000 W e um aparelho de ar-condicionado de 2000 W. a) 8,5 kW. b) 11,7 kW. c) 8,0 kW. d) 22 kW. e) 5,0 kW. Interatividade Determinar o valor da potência de demanda de uma residência que possui 20 lâmpadas LED de 10 W, 20 tomadas de uso geral, sendo 3 de 600 W e 17 de 100 W, um micro-ondas de 1500 W, um chuveiro elétrico de 6000 W e um aparelho de ar-condicionado de 2000 W. a) 8,5 kW. b) 11,7 kW. c) 8,0 kW. d) 22 kW. e) 5,0 kW. Resposta Lâmpadas = 20 x 10 = 200W; TUG = 3x600 + 17 X 100 = 3500; total = 3700 Potência de Demanda = 3700 x 0,59 = 2183 TUE = 1500 + 6000 + 2000 = 9500 Total = 2183 + 9500 = 11683 = 11,7 kW 3Proteção contra descargas atmosféricas Descargas atmosféricas, também conhecidas por raios ou relâmpagos, são descargas elétricas que podem ocorrer entre uma nuvem e a superfície da Terra ou dentro da própria nuvem. Formação dos raios PDA – Proteção contra descargas atmosféricas Fonte: livro-texto. Métodos de proteção contra as descargas atmosféricas. Os SPDA: Captação, Descida e Eletrodo de Aterramento são classificados em quatro níveis na norma atual. R1: perda de vidas humanas. R2: perda de instalação de serviço ao público. R3: perda de memória cultural. R4: perda de valor econômico (estrutura e seu conteúdo, instalação de serviço e perda de atividade). PDA – Proteção contra descargas atmosféricas O cálculo do nível de risco tolerável para determinado projeto de SPDA consiste em um processo probabilístico, que depende de diversas variáveis, inclusive da quantidade de descargas atmosféricas previstas para a região da edificação a ser protegida. Métodos do SPDA: Método de Franklin. Método eletrogeométrico. Método de Faraday. PDA – Proteção contra descargas atmosféricas Método de Franklin. PDA – Proteção contra descargas atmosféricas Captores Descida Ângulo de proteção Aterramento Fonte: livro-texto. Método eletrogeométrico – “Esfera Rolante”. PDA – Proteção contra descargas atmosféricas Fonte: livro-texto. Método Faraday PDA – Proteção contra descargas atmosféricas Fonte: livro-texto. Qual é o objetivo de aterrar carcaças de aparelhos elétricos, como geladeiras ou máquinas de lavar, massas condutoras, como torneiras e registros, que podem estar sujeitos a potenciais diferentes dentro de uma edificação? a) Não queimar os aparelhos. b) Proteger a fiação elétrica. c) Evitar incêndio na edificação. d) Diminuir o consumo de energia. e) Equipotencializar para evitar choques elétricos. Interatividade Qual é o objetivo de aterrar carcaças de aparelhos elétricos, como geladeiras ou máquinas de lavar, massas condutoras, como torneiras e registros, que podem estar sujeitos a potenciais diferentes dentro de uma edificação? a) Não queimar os aparelhos. b) Proteger a fiação elétrica. c) Evitar incêndio na edificação. d) Diminuir o consumo de energia. e) Equipotencializar para evitar choques elétricos. Resposta ATÉ A PRÓXIMA!