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ELET0101 - Eletrotécnica 2 Prof. José Raimundo Lima Júnior, MSc AULA 6 DIMENSIONAMENTO DE CONDUTORES ELÉTRICOS – PARTE 2 Plano de Aula •Apresentar os conceitos básicos para o dimensionamento de condutores elétricos em uma planta industrial. •Discutir os principais métodos para o cálculo da seção do condutor. 2 CRITÉRIO 2: CAPACIDADE DE CONDUÇÃO DE CORRENTE (AMPACIDADE) 3 • Garante uma vida satisfatória do condutor e seu isolamento submetidos aos efeitos térmicos da corrente; • A determinação da seção dos condutores é tratada na seção 6.2.5 da NBR 5410, com tabelas para a determinação das seções dos condutores; • Uso de tabelas para correto dimensionamento dos condutores, traduzindo os cálculos para a realidade; 4 Dimensionamento de Condutores CAPACIDADE DE CONDUÇÃO DE CORRENTE • A formulação matemática para o cálculo da capacidade de corrente de um condutor elétrico é: 𝐼 = ∆𝑡 − 𝑊𝑑 1 2 𝑇1 + 𝑇2−3 + 𝑇4 𝑅𝑇 + 𝑅 1 + 𝜆 𝑇2−3 + 𝑇4 ∆𝑡 – Diferença de temperatura entre o condutor e o ambiente (°C); 𝐼 – Corrente no condutor (A); 𝑅 – resistência elétrica do condutor (Ω/cm); 𝑊𝑑 - perdas no dielétrico (W/cm); 𝜆 – perdas no condutor; 𝑇1 – resistência térmica entre o condutor e a blindagem metálica da isolação (°C.cm/W); 𝑇2−3 – resistência térmica do enchimento, capa interna e cobertura (°C.cm/W); 𝑇4 – resistência térmica entre a superfície do cabo e o meio ambiente (°C.cm/W). 5 Dimensionamento de Condutores CAPACIDADE DE CONDUÇÃO DE CORRENTE • A NBR 5410 e os catálogos dos fabricantes de cabos, fornecem tabelas que indicam a capacidade de corrente de cada condutor. • Utilização das tabelas: • Tabela 33: Tipos de linhas elétricas (Métodos de referência A1 A2, B1, B2, C, D, E, F e G). • Tabela 35: Temperaturas características dos condutores. • Tabelas 36, 37, 38 e 39: Capacidade de condução de corrente para os métodos de referência e diversos tipos de linhas indicados na tabela 33. 6 Dimensionamento de Condutores CAPACIDADE DE CONDUÇÃO DE CORRENTE Exemplo: Dimensionar o condutor isolado de um circuito monofásico, de cobre, isolamento em PVC, embutido em eletroduto de seção circular embutido em alvenaria, carregando uma corrente de 41 A. 7 Dimensionamento de Condutores CAPACIDADE DE CONDUÇÃO DE CORRENTE 8 • Exemplo: Dimensionar o condutor isolado de um circuito monofásico, de cobre, isolamento em PVC, embutido em eletroduto de seção circular embutido em alvenaria, carregando uma corrente de 41 A. 9 • Exemplo: Dimensionar o condutor isolado de um circuito monofásico, de cobre, isolamento em PVC, embutido em eletroduto de seção circular embutido em alvenaria, carregando uma corrente de 41 A. 10 • Exemplo: Dimensionar o condutor isolado de um circuito monofásico, de cobre, isolamento em PVC, embutido em eletroduto de seção circular embutido em alvenaria, carregando uma corrente de 41 A. 11 • Exemplo: Dimensionar o condutor isolado de um circuito monofásico, de cobre, isolamento em PVC, embutido em eletroduto de seção circular embutido em alvenaria, carregando uma corrente de 41 A. 12 • Exemplo: Condutor isolado de cobre, isolamento em PVC, embutido em eletroduto de seção circular embutido em alvenaria, corrente de 41 A. 13 • Exemplo: Dimensionar o condutor isolado de um circuito monofásico, de cobre, isolamento em PVC, embutido em eletroduto de seção circular embutido em alvenaria, carregando uma corrente de 41 A. Seção do condutor: 6 mm2 14 • FATORES DE CORREÇÃO • Fator de correção (TEMPERATURA): Na norma NBR 5410, os valores de capacidade de condução de corrente são para uma temperatura ambiente de 30°C, para todas as maneiras de instalação, exceto das linhas enterradas, cujas capacidades são referidas a uma temperatura de 20°C. • Para temperaturas diferentes devem ser aplicados os seguintes fatores de correção, segundo a tabela 40 da NBR 5410. 15 Dimensionamento de Condutores CAPACIDADE DE CONDUÇÃO DE CORRENTE • FATORES DE CORREÇÃO (TEMPERATURA) 16 Dimensionamento de Condutores CAPACIDADE DE CONDUÇÃO DE CORRENTE • FATORES DE CORREÇÃO (TEMPERATURA) • Exemplo: Se considerarmos, para o exemplo anterior, uma temperatura ambiente de 40°C, teremos: Logo, para a corrente de 41 A, PVC, temperatura ambiente de 40°C, o fator de correção deverá ser: 41 A / 0,87 = 47 A 17 Dimensionamento de Condutores CAPACIDADE DE CONDUÇÃO DE CORRENTE • FATORES DE CORREÇÃO (AGRUPAMENTO DE CIRCUITOS) • Os valores de capacidade de condução de corrente fornecidos pelas tabelas 36 a 39 são válidos para o número de condutores carregados indicados nas tabelas. • Para linhas elétricas que possuam um número maior de condutores do que o mostrado nas tabelas 36 a 39, a capacidade de condução de corrente dos condutores de cada circuito deve ser corrigida aplicando-se os fatores dados nas tabelas 42 a 45. 18 Dimensionamento de Condutores CAPACIDADE DE CONDUÇÃO DE CORRENTE • FATORES DE CORREÇÃO (AGRUPAMENTO DE CIRCUITOS) 19 Dimensionamento de Condutores CAPACIDADE DE CONDUÇÃO DE CORRENTE Número de condutores carregados: 20 Dimensionamento de Condutores CAPACIDADE DE CONDUÇÃO DE CORRENTE •RECEITA DE BOLO • Para a determinação da seção do condutor por este critério, deve-se seguir os seguintes passos: • ETAPA 1: Calcular a corrente de circuito; • ETAPA 2: Determinar o método de instalação; • ETAPA 3: Aplicar os fatores de correção apropriados, quando necessário. 21 Dimensionamento de Condutores CAPACIDADE DE CONDUÇÃO DE CORRENTE • ETAPA 1: Cálculo da corrente de circuitos: 22 Dimensionamento de Condutores 𝐼𝐶𝐼𝑅𝐶 = 𝑃 𝑉𝑓𝑛 × 𝐹𝑃 𝐼𝐶𝐼𝑅𝐶 = 𝑃 3 × 𝑉𝑓𝑓 × 𝐹𝑃 𝐼𝐶𝐼𝑅𝐶 – Corrente do circuito 𝑃 – potência ativa total do circuito 𝑉𝑓𝑛 – Tensão fase neutro do circuito 𝑉𝑓𝑓 – Tensão fase-fase do circuito 𝐹𝑃 – Fator de potência CAPACIDADE DE CONDUÇÃO DE CORRENTE • ETAPA 2: Métodos de Instalação: 23 Dimensionamento de Condutores CAPACIDADE DE CONDUÇÃO DE CORRENTE ETAPA 2: Métodos de Instalação: 24 Dimensionamento de Condutores CAPACIDADE DE CONDUÇÃO DE CORRENTE ETAPA 3: Fatores de correção: • Fator de correção de temperatura (FCT) e • Fator de correção para número de circuitos ou agrupamento (FCNC). • Cálculo da corrente de fase: 𝐼𝐶𝐼𝑅𝐶 = 𝑃𝐶𝐼𝑅𝐶 𝑉𝐶𝐼𝑅𝐶 × 𝐹𝑃 = 𝑆𝐶𝐼𝑅𝐶 𝑉𝐶𝐼𝑅𝐶 • Cálculo da corrente de projeto: 𝐼𝑃𝑅𝑂𝐽 = 𝐼𝐶𝐼𝑅𝐶 𝐹𝐶𝑇 × 𝐹𝐶𝑁𝐶 25 Dimensionamento de Condutores CAPACIDADE DE CONDUÇÃO DE CORRENTE ETAPA 3: Fatores de correção (Temperatura (FCT) - NBR 5410/2004) 26 Dimensionamento de Condutores CAPACIDADE DE CONDUÇÃO DE CORRENTE ETAPA 3: Fatores de correção (Agrupamento de circuitos (FCNC)) 27 Dimensionamento de Condutores CAPACIDADE DE CONDUÇÃO DE CORRENTE • Cálculo da Corrente de Projeto: 𝐼𝑃𝑅𝑂𝐽= 𝐼𝐶𝐼𝑅𝐶 𝐹𝐶𝑇 × 𝐹𝐶𝑁𝐶 • O valor da corrente de projeto corrigida é utilizado na determinação da seção do condutor através das tabelas 36 a 39 da NBR 5410. 28 Dimensionamento de Condutores CAPACIDADE DE CONDUÇÃO DE CORRENTE • EXERCÍCIO: Um condutor de um circuito de 1200W de iluminação, fase e neutro, passa no interior de um eletroduto de PVC embutido em alvenaria, juntamente com outros dois condutores isolados, 2,5 mm2, de outro circuito. A temperatura ambiente é de 35°C. A tensão é de 120V. Determinar a seção do condutor. OBS: Considerar fator de potência unitário. 29 Dimensionamento de Condutores CAPACIDADE DE CONDUÇÃO DE CORRENTE SOLUÇÃO • Cálculo da corrente do circuito (fator de potência igual a 1) • ICIRC = 1200W/120V = 10 A • Fator de correção de temperatura (FCT) = 0,94 • Fator de correção para número de circuitos (FCNC) = 0,70 • Cálculo da corrente de projeto IPROJ = ICIRC/(FCT*FCNC) = 10A/(0,94*0,70) = 15,2 A Método de Instalação 7, Método de referência: B1 – Condutores isolados ou cabos unipolares em eletrodutos de seção circular embutido em alvenaria. • Conclusão: • O condutor a ser escolhido é o de seção 1,5 mm2 . 30 Dimensionamento de Condutores CAPACIDADE DE CONDUÇÃO DE CORRENTE Referências • [1] NBR 5410:2004 • [2] Instalações Elétricas Industriais – João Mamede Filho, 8ª Edição • [3] Tabela de Dimensionamento Pirelli 31
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