Aula 08 DimensionamentoCondutores Parte4

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UPE

Diego Dias

25/08/2016

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ELET0101 - Eletrotécnica 2 
Prof. José Raimundo Lima Júnior, MSc 
 
 
AULA 8 
DIMENSIONAMENTO DE CONDUTORES ELÉTRICOS – PARTE 4 
 
 
 
Plano de Aula 
 
•Apresentar os conceitos básicos para o 
dimensionamento de condutores elétricos em 
uma planta industrial: 
•Discutir os critérios de sobrecarga e curto 
circuito; 
•Realizar exercícios aplicando os critérios 
discutidos. 
 
 
 
2 
 
 
 
DIMENSIONAMENTO DE CONDUTORES 
 
 
 
3 
 
• Os critérios mínimos para dimensionamento técnico de condutores 
de acordo com a NBR 5410:2004 são: 
 
• Seção mínima, conforme 6.2.6.1.1 (Tabela 47); 
 
• Capacidade de condução de corrente, conforme 6.2.5; 
 
• Queda de Tensão, conforme 6.2.7; 
 
• Sobrecarga, conforme 5.3.4 e 6.3.4.2; 
 
• Curto-circuito, conforme 5.3.5 e 6.3.4.3; 
 
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Dimensionamento de Condutores 
 
 
 
 
• Para considerarmos um circuito corretamente dimensionado, é 
necessário aplicar os cinco critérios, cada um resultando em uma 
seção, e considerar como seção final a maior dentre todas as 
obtidas. 
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Dimensionamento de Condutores 
 
 
 
CRITÉRIO 4: 
SOBRECARGA 
 
 
 
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SOBRECARGA 
• Da norma NBR 5410, tem-se: 
 
 
Dimensionamento de Condutores 
SOBRECARGA 
• Da norma NBR 5410, tem-se: 
 
 
 
 
 
 
 
 
𝐼𝐵 - Corrente de projeto; 
𝐼𝑧 - Capacidade de condução de corrente do condutores; 
𝐼𝑛 - Corrente nominal do dispositivo de proteção; 
𝐼2 - Corrente convencional de atuação (disjuntores) ou de fusão (fusíveis); 
 
Dimensionamento de Condutores 
𝐼𝐵 ≤ 𝐼𝑛 ≤ 𝐼𝑧 
𝐼2 ≤ 1,45 𝐼𝑧 
SOBRECARGA 
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Dimensionamento de Condutores 
 
 
 
CRITÉRIO 5: 
CURTO-CIRCUITO 
 
 
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CURTO-CIRCUITO 
• O conhecimento do nível das correntes de curto-circuito nos 
diferentes pontos da instalação é de grande importância para o 
dimensionamento dos condutores, uma vez que os efeitos térmicos 
podem afetar o seu isolamento. 
 
• Com base na corrente de curto-circuito, consideram-se dois critérios 
básicos para o dimensionamento da seção do condutor de fase: 
a) Limitação da seção do condutor para uma determinada corrente de 
curto-circuito; 
b) Limitação do comprimento do circuito em função da corrente de curto-
circuito. 
 
 
Dimensionamento de Condutores 
CURTO-CIRCUITO 
a) Limitação da seção do condutor para uma 
determinada corrente de curto-circuito; 
 
• As correntes de curto-circuito são normalmente muito maiores que as 
correntes nominais da carga, podendo chegar à 100 vezes as correntes 
de carga. 
 
• Desta forma, os condutores possuem limitação quanto à passagem das 
correntes de curto, ou seja, os condutores suportam a passagem da 
corrente de curto-circuito por um tempo máximo estimado. 
 
Dimensionamento de Condutores 
CURTO-CIRCUITO 
 
Dimensionamento de Condutores 
Fonte da imagem: [1] 
CURTO-CIRCUITO 
 
Dimensionamento de Condutores 
Fonte da imagem: [1] 
CURTO-CIRCUITO 
a) Limitação da seção do condutor para uma determinada corrente 
de curto-circuito; 
 
Os gráficos dos slides 12 e 13 mostram, conforme o tipo de isolamento : 
• A máxima corrente de curto-circuito admissível num cabo; 
 
• A seção do condutor necessária para suportar uma condição particular de curto-
circuito; 
 
• O tempo máximo que o condutor pode funcionar com uma determinada corrente de 
curto-circuito sem danificar a isolação. 
 
 
Dimensionamento de Condutores 
CURTO-CIRCUITO 
a) Limitação da seção do condutor para uma determinada corrente 
de curto-circuito; 
 
Portanto, a seção mínima do condutor pode ser determinada para uma dada corrente de 
curto-circuito através da equação: 
 
𝑆𝑐 =
𝑇𝑒 × 𝐼𝑐𝑠
0,34 × log
234 + 𝑇𝑓
234 + 𝑇𝑖
 
 
𝐼𝑐𝑠 - corrente simétrica de curto-circuito, em kA; 
𝑇𝑒 - tempo de eliminação de defeito, em s; 
𝑇𝑓 - temperatura máxima de curto-circuito suportada pela isolação do condutor, em °C; 
𝑇𝑖 - temperatura máxima admissível pelo condutor em regime normal de operação, em °C; 
Dimensionamento de Condutores 
CURTO-CIRCUITO 
a) Limitação da seção do condutor para uma determinada corrente 
de curto-circuito; 
 
𝑆𝑐 =
𝑇𝑒 × 𝐼𝑐𝑠
0,34 × log
234 + 𝑇𝑓
234 + 𝑇𝑖
 
 
Os valores de 𝑇𝑓 e 𝑇𝑖 são estabelecidos por norma: 
• Condutor com isolação PVC 70°C 
𝑇𝑓 = 160°𝐶 e 𝑇𝑖 = 70°𝐶 
• Condutor com isolação XLPE 
𝑇𝑓 = 250°𝐶 e 𝑇𝑖 = 90°𝐶 
 
Dimensionamento de Condutores 
CURTO-CIRCUITO 
Exemplo 1: 
Considerando-se um cabo de 25 mm2/PVC 70°𝐶, o tempo de eliminação de 
defeito realizado por um fusível foi de 0,5 s para uma corrente simétrica de 
curto-circuito de 4,0 kA no extremo do circuito. Determinar a seção mínima do 
condutor. 
Dimensionamento de Condutores 
CURTO-CIRCUITO 
Exemplo 1: 
Considerando-se um cabo de 25 mm2/PVC 70°𝐶, o tempo de eliminação de 
defeito realizado por um fusível foi de 0,5 s para uma corrente simétrica de 
curto-circuito de 4,0 kA no extremo do circuito. Determinar a seção mínima do 
condutor. 
 
 
• Condutor com isolação PVC 70°C 
𝑇𝑓 = 160°𝐶 e 𝑇𝑖 = 70°𝐶 
 𝑆𝑐 =
0,5×4,0
0,34× log
234+160
234+70
= 24,8 𝑚𝑚2 
 
Dimensionamento de Condutores 
CURTO-CIRCUITO 
Atividade: 
Considerando-se um cabo de 25 mm2/XLPE 90°𝐶, o tempo de eliminação de 
defeito realizado por um fusível foi de 0,5 s para uma corrente simétrica de 
curto-circuito de 4,0 kA no extremo do circuito. Determinar a seção mínima do 
condutor. 
 
 
Dimensionamento de Condutores 
CURTO-CIRCUITO 
b) Limitação do comprimento do circuito em função da corrente de 
curto-circuito 
O comprimento de um determinado circuito deve ser limitado em função da atuação do 
dispositivo de proteção para uma dada corrente de curto-circuito fase e terra no ponto de 
sua instalação. 
 
A equação abaixo, permite definir o comprimento máximo do circuito trifásico em função 
das impedâncias dos vários componentes do sistema: 
 
𝐿𝑐 =
0,95 × 𝑉𝑓𝑓
3 × 𝐼𝑓𝑡
− 𝑍𝑚𝑝
2 × 𝑍𝑗𝑝
1000
 
 
𝑉𝑓𝑓 - tensão fase-fase do sistema, em V; 
𝐼𝑓𝑡 - corrente de curto-circuito que assegura a atuação da proteção da barra de onde deriva 
o circuito de comprimento 𝐿𝑐; 
𝑍𝑚𝑝 - impedância de seq. Positiva entre a fonte até a barra, em Ω; 
𝑍𝑗𝑝 - impedância de seq. Positiva entre a fonte até a do circuito a frente, em Ω; 
 
 
 
Dimensionamento de Condutores 
CURTO-CIRCUITO 
Exemplo: 
Determinar a seção dos condutores de um circuito que alimenta um motor de 
40 cv/380 – IV polos, Ic=56,6 A, sabendo-se que a corrente de curto-circuito 
fase-terra no CCM que assegura o disparo da proteção fusível em 0,2 s é de 
500 A. A impedância do sistema desde a fonte até o referido CCM é de 
0,0014+j0,026 Ω. Os condutores são isolados em PVC e estão instalados em 
eletroduto no interior de canaleta fechada com dimensão de 30x30 cm. O 
comprimento do circuito terminal do motor é 50 m. 
Queda de tensão máxima admissível: 2%. 
Dimensionamento de Condutores 
CURTO-CIRCUITO 
Exemplo: 
• Pelo critério de seção mínima: 3#2,5 mm2 
(Justificativa: circuito de força, condutor de cobre) 
Dimensionamento de Condutores 
CURTO-CIRCUITO 
Exemplo: 
 
• Pelo critério de capacidade de condução de corrente: 
Método de instalação: B1 
 
 
 
 
𝐼𝑐 = 56,6 𝐴 
𝑆𝑐 = 3#16 𝑚𝑚
2 
 
Dimensionamento de Condutores 
CURTO-CIRCUITO 
Exemplo: 
• Pelo critério de queda de tensão 
 
𝑆𝑐 =
100 × 3 × 1/56 × 50 × 56,6
2 × 380
= 11,6 𝑚𝑚2 
 
Logo: 3#16 mm2 
Dimensionamentode Condutores 
CURTO-CIRCUITO 
Exemplo: 
• Pelo critério de capacidade de corrente de curto-circuito: 
 
𝑆𝑐 =
0,2 × 0,5
0,34 × log
234 + 160
234 + 70
= 1,95 𝑚𝑚2 
 
 
Logo: 3#2,5 mm2 
 
 
Dimensionamento de Condutores 
RESUMO 
Exemplo: 
• Dos critérios utilizados, conclui-se: 
 
CRITÉRIO 1 (Seção Mínima): 3#2,5 mm2 
CRITÉRIO 2 (Cap. de Condução de Corrente): 3#16 mm2 
CRITÉRIO 3 (Queda de Tensão): 3#16 mm2 
CRITÉRIO 4 (Corrente de Curto-circuito): 3#2,5 mm2 
 
SEÇÃO ADOTADA: 3#16mm2 
 
Dimensionamento de Condutores 
Seção do Condutor Comprimento Preço 
1,5 mm2 100 m R$ 91,90 
2,5 mm2 100 m R$ 112,90 
4 mm2 100 m R$ 203,90 
6 mm2 100 m R$ 260,90 
10 mm2 100 m R$ 489,90 
16 mm2 100 m R$ 645,90 
25 mm2 100 m R$ 749,90 
35 mm2 100 m R$ 1450,00 
50 mm2 100 m R$ 1790,00 
70 mm2 100 m R$ 2290,00 
95 mm2 100 m R$ 5875,00 
120 mm2 100 m R$ 7434,00 
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Valores vigentes em 10/2015 
Fontes: 
http://www.fg.com.br/categorias/saldao/cabo 
http://www.cec.com.br/material-eletrico/fio-e-cabo 
http://www.leroymerlin.com.br/cabos-de-energia 
Dimensionamento de Condutores 
Referências 
• [1] NBR 5410:2004 
• [2] Instalações Elétricas Industriais – João Mamede Filho, 8ª Edição 
• [3] Tabela de Dimensionamento Pirelli 
 
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