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3 UNIVERSIDADE FEDERAL FLUMINENSE PROJETO DE INSTALAÇÕES ELÉTRICAS EM BAIXA TENSÃO PROF. EGBERTO P. TAVARES 2009 4 Índice 1. INSTALAÇÃO ELÉTRICA RESIDENCIAL 2. INTRODUÇÃO 3. CRITÉRIOS E PLANEJAMENTO DAS INTALAÇÕES ELÉTRICAS. 3.1 Previsão de carga conforme a NBR 5410/97 3.1.1 Iluminação 3.1.2 Tomadas 3.1.3 Potências típicas de aparelhos eletrodomésticos 3.2. Dispositivos de Comando de circuitos 3.2.1 Interruptor 3.2.2- Interruptor de várias seções 3.2.3- Interruptor Three way ( S3w) 3.2.4- Interruptor Four way ( S4w) 3.3- Quadro de Distribuição de Luz - QDL 3.4 Divisão da instalação em circuitos 3.5 – Aterramento / Condutores Terra ( de proteção) 3.6- Dimensionamento de condutores elétricos 3.6.1 Condutores elétricos 3.6.2 Seções mínimas de condutores elétricos 3.6.3 Métodos de dimensionamento dos condutores elétricos 3.6.4 Critério da Capacidade de Condução de Corrente (Ampacidade) 3.6.4.1 Maneira de instalar 3.6.4.2 Corrente Nominal ou Corrente de Projeto (Ip) 3.6.4.3 Número de condutores carregados 3.6.4.4 Fatores de correção para o dimensionamento de condutores a)Fator de Correção de Temperatura (FCT) ‘b)Fator de Correção de Agrupamento 3.6.4.5 Corrente Corrigida (I’p) 5 3.6.5 Critério do Limite de Queda de Tensão 3.6.5.1 Método Simplificado watts x metros 3.6.6 Seção do Condutor de Proteção (PE) 3.7 Disjuntores 3.7.1 Dimensionamento de disjuntores 3.7.2 Disjuntores Diferenciais Residuais (DR´S) 3.8 Fator de Potência e Fator de Demanda 3.9 Dimensionamento de eletrodutos 4. PROJETO DE UMA INSTALAÇÃO 5. DESENVOLVIMENTO DO PROJETO 6. DIMENSIONAMENTO DA INSTALAÇÃO ELÉTRICA – MEMÓRIA DE CÁLCULO 7. MATERIAIS E ORÇAMENTO ANEXO1- PLANTA UTILIZADA PARA O PROJETO ANEXO 2- PLANTA DO PROJETO DE INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Anexo 3- LEGENDAS BIBLIOGRAFIA 6 1. INSTALAÇÃO ELÉTRICA RESIDENCIAL De acordo com Corpo de Bombeiros do Estado de São Paulo, problemas com fiação elétrica são a segunda maior causa de incêndios no País. Somente no estado de São Paulo a média é de 40 mil casos de incêndios registrados por ano. Desse número, cerca de 48% estão relacionados a acidentes elétricos, com a ocorrência de desarmes ou queima de fusíveis. Isto mostra a importância de se ter os projetos de instalações elétricas efetuados corretamente, o que é objeto desta Apostila. Assim, no que se refere à alimentação aos consumidores, estes recebem a energia elétrica da Concessionária através de um ramal de ligação, com a(s) fase(s) e neutro, de acordo com a potência demandada pelos mesmos. Em sistemas de distribuição monofásicos a tensão para o consumidor é normalmente 220/110 volts e em sistemas de distribuição trifásicos, 220/127 volts. A Figura 1 mostra uma rede de baixa tensão, e detalhes de conexão do ramal que alimenta um consumidor. 7 Figura 1 – Ramal de ligação, medição e circuitos internos (Fonte Prysmian) 2. INTRODUÇÃO O projeto de uma instalação elétrica baseia-se fundamentalmente na finalidade do local (residência, hospital, loja, etc). É composto de um Memorial Descritivo e de uma Planta. O Memorial deve contemplar todos os seus detalhes tais como: localização dos pontos de utilização da energia elétrica, comandos, trajeto dos condutores, divisão em circuitos, seção dos condutores, seção dos eletrodutos, carga de cada circuito, carga total , equilíbrio de carga entre circuitos, dispositivos de proteção, detalhe do quadro de distribuição de luz , etc. Já a planta deve conter basicamente o diagrama unifilar, legendas e detalhes julgados importantes. De uma maneira geral, o projeto compreende quatro partes: 8 memória – o projetista justifica, descreve a sua solução; conjunto de plantas, esquemas e detalhes – deverá conter todos os elementos necessários à perfeita execução do projeto; especificações – descreve-se o material a ser usado e as normas para a sua aplicação; orçamento – são levantados a quantidade e o custo do material e da mão-de- obra. Para a execução do projeto de instalações, o projetista necessita de plantas e cortes de arquitetura, saber o fim a que se destina a instalação, os recursos disponíveis, a localização da rede mais próxima, bem como saber as características elétricas da rede da concessionária (aérea ou subterrânea, tensão , etc) Uma reunião com o proprietário do imóvel é fundamental para se conhecer as necessidades do mesmo, visando a elaboração de um projeto que realmente atenda suas necessidades. 3. CRITÉRIOS E PLANEJAMENTO DAS INTALAÇÕES ELÉTRICAS. 3.1 Previsão de carga conforme a NBR 5410/97 A norma NBR 5410/97 estabelece as condições mínimas que devem ser adotadas, com relação à determinação das potências, bem como a quantidade e a localização dos pontos de iluminação e tomadas em casas, apartamentos, hotéis ou similares. 3.1.1 Iluminação Os principais requisitos para o cálculo da iluminação são: a quantidade e a qualidade da iluminação de uma determinada área, quer seja de trabalho, lazer ou simples circulação. Existem vários métodos para o cálculo da iluminação, a saber: a. Pela carga mínima exigida pela norma NBR 5410/97; b. Pelo método dos lúmens; c. Pelo método das cavidades zonais; d. Pelo método do ponto a ponto; e. Pelos métodos de fabricantes: PHILIPS, GE, etc. 9 A NBR 5410/97 estabelece os seguintes critérios para iluminação: 1. A quantidade mínima de pontos de luz deve atender às seguintes condições: 1.a) Prever pelo menos um ponto de luz fixo no teto, em cada cômodo ou dependência de unidades residenciais, hotéis, motéis ou similares, comandando por interruptor de parede. 1.b) As arandelas de banheiros devem estar a uma distância mínima de 60 cm do limite do boxe. 2. As potências mínimas de iluminação devem atender as seguintes condições: 2.a) Para área igual ou inferior a 6 m2 Deve ser prevista uma carga mínima de 100VA. 2.b) Para área superior a 6 m2 Deve ser prevista uma carga mínima de 100VA para os primeiros 6 m2, acrescida de 60 VA para cada aumento de 4 m2 inteiros. A NBR 5410/97 não estabelece critério para iluminação em áreas externas de residências, ficando a decisão por conta do projetista e do cliente. Apesar da Norma recomendar que nas dependências tais como cozinha, área de serviço, banheiros, garagens, etc., as lâmpadas incandescentes podem ser substituídas pelas fluorescentes, observando as devidas equivalências com relação ao fluxo luminoso, em lúmens (lm) entre elas, por questões de segurança sugere-se efetuar o cálculo supondo a utilização de lâmpadas incandescentes já que não se tem a certeza que um futuro morador venha a utilizar lâmpadas fluoresecentes. Em ambientes com grandes dimensões, ou quando o ambiente é estreito e longo, é necessária a instalação de mais de um ponto de iluminação, como é o caso de salão, varanda e circulação. Caso a potência da iluminação calculada não corresponda à potência da lâmpada, utilizar lâmpada(s) cuja(s) potência(s) seja(m) imediatamente superior(es) (conforme a tabela do fabricante). 3.1.2 Tomadas A NBR 5410/97 classifica dois tipos de tomada de acordo com a sua aplicação: 10 - a de uso geral (TUG) e - a de uso específico (TUE). Para o dimensionamento do projeto deve-se atentar para as quantidades e potências mínimas detalhadas nas Tabelas 01 e 02 a seguir ; Local Quantidade mínima Cômodos ou dependências com área igualou inferior a 6 m2 no mínimo uma tomada Cômodos ou dependências com área superior a 6 m2 no mínimo uma tomada para cada 5 m ou fração de perímetro, instaladas em local adequado Cozinha, copas, copas-cozinhas, área de serviço, lavanderias e locais análogos uma tomada para cada 3,5 m ou fração de perímetro, sendo que acima de cada bancada com largura igual ou superior a 0,30 m, prevê-se pelo menos uma tomada Halls, corredores, subsolos, garagens, sótãos e varandas pelo menos uma tomada Banheiros no mínimo uma tomada junto ao lavatório com uma distância mínima de 60 cm do limite do boxe Tabela 01 - Quantidade mínima de tomadas de uso geral Local Potência mínima Cozinha, copas, copas-cozinhas, área de serviço, lavanderias e locais semelhantes atribuir no mínimo 600 VA por tomada, até 3 tomadas e atribuir 100 VA as excedentes Halls, corredores, subsolos, garagens, sótãos e varandas atribuir, no mínimo, 100 VA por tomada Tabela 02 - Potência mínima de tomadas de uso geral Para as tomadas de uso específico (TUE’S) a NBR 5410/97 estabelece que: Utilização de aparelhos com corrente nominal superior a 10 A; que as TUE´S devem ser instaladas no máximo a 1,5 metros do local previsto para o equipamento a ser alimentado; 11 e, que sua localização no projeto deve ser destacada e marcada com o valor nominal da potencia do aparelho que será utilizado. 3.1.3 Potências típicas de aparelhos eletrodomésticos Visando subsidiar os projetos de instalações elétricas são apresentadas, na Tabela 03 valores de potências típicas de aparelhos eletrodomésticos, média de utilização por dia, bem como consumo médio mensal. Aparelhos Elétricos Potência Média Dias estimados Uso/Mês Média Utilização /Dia Consumo Médio Mensal Watts (Kwh) ABRIDOR/AFIADOR 135 10 5 min 0,11 AFIADOR DE FACAS 20 5 30 min 0,05 APARELHO DE SOM 3 em 1 80 20 3 h 4,8 APARELHO DE SOM PEQUENO 20 30 4 h 2,4 AQUECEDOR DE AMBIENTE 1550 15 8 h 186 AQUECEDOR DE MAMADEIRA 100 30 15 min 0,75 AR-CONDICIONADO 7.500 BTU 1000 30 8 h 120 AR-CONDICIONADO 10.000 BTU 1350 30 8 h 162 AR-CONDICIONADO 12.000 BTU 1450 30 8 h 174 AR-CONDICIONADO 15.000 BTU 2000 30 8 h 240 AR-CONDICIONADO 18.000 BTU 2100 30 8 h 252 ASPIRADOR DE PÓ 100 30 20 min 10 BARBEADOR/DEPILADOR/MASSAG. 10 30 30 min 0,15 BATEDEIRA 120 8 30 h 0,48 BOILER 50 e 60 L 1500 30 6 h 270 BOILER 100 L 2030 30 6 h 365,4 BOILER 200 a 500 L 3000 30 6 h 540 BOMBA D'ÁGUA 1/4 CV 335 30 30 min 5,02 BOMBA D'ÁGUA 1/2 CV 613 30 30 min 9,2 BOMBA D'ÁGUA 3/4 CV 849 30 30 min 12,74 BOMBA D'ÁGUA 1 CV 1051 30 30 min 15,77 BOMBA AQUÁRIO GRANDE 10 30 24 h 7,2 BOMBA AQUÁRIO PEQUENO 5 30 24 h 3,6 CAFETEIRA ELÉTRICA 600 30 1 h 18 CHURRASQUEIRA 3800 5 4 h 76 CHUVEIRO ELÉTRICO 3500 30 40 min ** 70 CIRCULADOR AR GRANDE 200 30 8 h 48 CIRCULADOR AR PEQUENO/MÉDIO 90 30 8 h 21,6 COMPUTADOR/IMPRESS / ESTABIL. 180 30 3 h 16,2 CORTADOR DE GRAMA GRANDE 1140 2 2 h 4,5 CORTADOR DE GRAMA PEQUENO 500 2 2 h 2 ENCERADEIRA 500 2 2 h 2 ESCOVA DE DENTES ELÉTRICA 50 30 10 min 0,2 ESPREMEDOR DE FRUTAS 65 20 10 min 0,22 EXAUSTOR FOGÃO 170 30 4 h 20,4 EXAUSTOR PAREDE 110 30 4 h 13,2 FACA ELÉTRICA 220 5 10 min 0,18 FERRO ELÉTRICO AUTOMÁTICO 1000 12 1 h 12 FOGÃO COMUM 60 30 5 min 0,15 12 FOGÃO ELÉTRICO 4 CHAPAS 9120 30 4 h 1094,4 FORNO À RESISTÊNCIA GRANDE 1500 30 1 h 45 FORNO À RESISTÊNCIA PEQUENO 800 20 1 h 16 FORNO MICROONDAS 1200 30 2O min 12 FREEZER VERTICAL/ HORIZONTAL 130 - - 50 FRIGOBAR 70 - - 25 FRITADEIRA ELÉTRICA 1000 15 30 min 7,5 GELADEIRA 1 PORTA 90 - - 30 GELADEIRA 2 PORTAS 130 - - 55 GRILL 900 10 30 min 4,5 IOGURTEIRA 26 10 30 min 0,1 LÂMPADA FLUOR. COMPACTA - 11W 11 30 5 h 1,65 LÂMPADA FLUOR. COMPACTA - 15 W 15 30 5 h 2,2 LÂMPADA FLUOR. COMPACTA - 23 W 23 30 5 h 3,5 LÂMPADA INCANDESCENTE - 40 W 40 30 5 h 6 LÂMPADA INCANDESCENTE - 60 W 60 30 5 h 9 LÂMPADA INCANDESCENTE -100 W 100 30 5 h 15 LAVADORA DE LOUÇAS 1500 30 40 min 30 LAVADORA DE ROUPAS 500 12 1 h 6 LIQUIDIFICADOR 300 15 15 min 1,1 MÁQUINA DE COSTURA 100 10 3 h 3,9 MÁQUINA DE FURAR 350 1 1 h 0,35 MICROCOMPUTADOR 120 30 3 h 10,8 MOEDOR DE CARNES 320 20 20 min 1,2 MULTIPROCESSADOR 420 20 1 h 8,4 NEBULIZADOR 40 5 8 h 1,6 OZONIZADOR 100 30 10 h 30 PANELA ELÉTRICA 1100 20 2 h 44 PIPOQUEIRA 1100 10 15 min 2,75 RÁDIO ELÉTRICO GRANDE 45 30 10 h 13,5 RÁDIO ELÉTRICO PEQUENO 10 30 10 h 3 RÁDIO RELÓGIO 5 30 24 h 3,6 SAUNA 5000 5 1 h 25 SECADOR DE CABELO GRANDE 1400 30 10 min 7 SECADOR DE CABELOS PEQUENO 600 30 15 h 4,5 SECADORA DE ROUPA GRANDE 3500 12 1 h 42 SECADORA DE ROUPA PEQUENA 1000 8 1 h 8 SECRETÁRIA ELETRÔNICA 20 30 24 h 14,4 SORVETEIRA 15 5 2 h 0,1 TORNEIRA ELÉTRICA 3500 30 30 min 52,5 TORRADEIRA 800 30 10 min 4 TV EM CORES - 14" 60 30 5 h 9 TV EM CORES - 18" 70 30 5 h 10,5 TV EM CORES - 20" 90 30 5 h 13,5 TV EM CORES - 29" 110 30 5 h 16,5 TV EM PRETO E BRANCO 40 30 5 h 6 TV PORTÁTIL 40 30 5 h 6 VENTILADOR DE TETO 120 30 8 h 28,8 VENTILADOR PEQUENO 65 30 8 h 15,6 VÍDEOCASSETE 10 8 2 h 0,16 VÍDEOGAME 15 15 4 h 0,9 Tabela 03 – Valores de potências típicas de aparelhos eletrodomésticos ( Fonte ELETROBRÁS/PROCEL). 13 3.2. Dispositivos de Comando de circuitos 3.2.1 Interruptor A figura 02 mostra uma visão espacial da instalação de um interruptor, bem como seu diagrama unifilar correspondente. Figura 02- Detalhes de um Interruptor de uma seção 3.2.2- Interruptor de várias seções A figura 03 mostra uma visão espacial da instalação de um interruptor de três seções, bem como seu diagrama unifilar correspondente. Figura 03- Detalhes de um Interruptor de três seções 14 3.2.3- Interruptor Three way ( S3w) O interruptor three way é utilizado quando se deseja comandar um determinado ponto de luz, à partir de 2 locais , como por exemplo, acender uma lâmpada através de um interruptor situado no início de um corredor longo e desliga-la através de um outro interruptor situado ao final do mesmo. Quanto maior a utilização do interruptor three way, maior o conforto propiciado. A figura 04 mostra uma visão espacial da instalação de um interruptor three way, bem como seu diagrama unifilar correspondente. Figura 04 - Detalhes de um circuito com Interruptor Three way 3.2.4- Interruptor Four way ( S4w) O interruptor four way é utilizado quando se deseja comandar um ponto de luz de mais de 2 locais. Seu emprego correto também assegura maior conforto A figura 05 mostra uma visão espacial da instalação de um interruptor four way, bem como seu diagrama unifilar correspondente. 15 Figura 05 - Detalhes de um circuito com Interruptor Four way 3.3- Quadro de Distribuição de Luz - QDL É a parte central da instalação elétrica, onde se instalam os dispositivos de proteção, onde chegam os condutores (ramal de alimentação) que vêm do medidor ou do centro de medição, como também, de onde partem todos os circuitos que irão alimentar as diversas cargas da instalação. Um QDL típico é constituído por um disjuntor diferencial residual, disjuntor geral, barramentos de interligação das fases, disjuntores dos circuitos de tomadas, iluminação e equipamentos específicos( chuveiro, ar condicionado, microondas, etc), barramento de neutro, barramento de proteção (terra) e, estrutura composta de caixa metálica, chapa de montagem dos componentes, isoladores, tampa (espelho) e sobretampa. O QDL deverá ser colocado em locais de fácil acesso, como por exemplo, cozinha, área de serviço e corredores e estar sempredesobstruído, não devendo conter partes combustíveis, como por exemplo madeira, e nunca deve ser molhado. O QDL não deverá ser instalado em locais onde existe a possibilidade de, por determinados períodos, ficarem fechados com chave ou ser de alguma forma impossibilitado o acesso, como por exemplo: quartos, sótão, depósitos, porões e banheiros. 16 Nos cômodos como cozinha e área de serviço, observar para que a instalação do QDL não atrapalhe a colocação de armários. A sugestão para sua instalação é atrás de portas, desde que não seja porta de correr. Deverá ser instalado de preferência, o mais próximo possível do medidor, ou em locais onde haja maior concentração de cargas de potências elevadas, como por exemplo, cozinhas, áreas de serviço, banheiros e ambientes onde possam existir aparelhos de ar condicionado. A figura 06 mostra detalhes internos de um QDL. Figura 06 - Quadro de Distribuição de Luz ( fonte Prysmian) 17 Figura 07 – Quadro de distribuição trifásico com interruptor diferencial Nos quadros de distribuição são instalados os dispositivos de proteção, que são os disjuntores termomagnéticos (DTM) e os disjuntores diferenciais residuais (DR). Figura 08 - Disjuntores termomagnéticos e disjuntores diferenciais residuais. 3.4 Divisão da instalação em circuitos É de fundamental importância que toda a instalação elétrica seja dividida, de acordo com as necessidades, em vários circuitos, devendo cada circuito ser concebido 18 de forma a poder ser seccionado sem risco de realimentação inadvertida, através de outros circuitos. Para cada circuito deverá ser previsto um dispositivo de proteção. Toda a instalação deve ser dividida em vários circuitos, de modo a: limitar as conseqüências de uma falta, a qual provocará apenas o seccionamento do circuito defeituoso; facilitar as verificações, os ensaios e a manutenção; evitar os perigos que possam resultar da falha de um único circuito, como por exemplo, o caso da iluminação; os circuitos devem ser individualizados pela função dos equipamentos de utilização que alimentam. Em particular, devem ser previstos circuitos distintos para iluminação e tomadas; devem ser previstos circuitos individuais para tomadas de uso geral (TUG’S) da cozinha, copa-cozinha e área de serviço; para cada tomada de uso específico (TUE) deve ser previsto circuito exclusivo; devem ser previstos circuitos independentes para equipamentos de corrente nominal superior a 10 A; limitar em 1200 VA ,em 127 V e 2200 VA, em 220 V, a potência nominal máxima dos circuitos, exceto os circuitos exclusivos das TUE’S; nas instalações alimentadas com duas ou três fases, as cargas devem ser distribuídas entre as fases, de modo a se obter o maior equilíbrio possível. 19 Figura 09 – Circuitos em uma instalação residencial. A partir do QDL saem os condutores que ligarão os pontos de luz, as tomadas e os interruptores. A figura 10 a seguir, apresenta circuitos internos típicos: - circuito de iluminação; - circuito de iluminação externa; - circuito de tomada de uso geral; - circuito de tomada de uso específico. 20 Figura 10 – Circuitos internos típicos ( Fonte Prysmian) 21 3.5 – Aterramento / Condutores Terra ( de proteção) Para se reduzir a possibilidade de choques nas instalações elétricas, deve ser instalado um eficiente sistema de aterramento, composto de haste de aterramento próximo ao medidor. Deste sai um condutor até o Quadro de Distribuição de Luz, donde saem os condutores terra para o interior da instalação. Figura 11 - Detalhes de aterramento e condutores terra (Fonte Prysmian) 3.6- Dimensionamento de condutores elétricos A norma NBR 5410/97 – Instalações Elétricas de Baixa Tensão – Procedimentos fornece as medidas necessárias para que a ênfase com relação à SEGURANÇA e PROTEÇÃO, tenha sempre como objetivo principal evitar a ocorrência de sobrecarga, curtos-circuitos, choques elétricos, causas de muitos acidentes e de outros problemas sérios que poderão ser ocasionados devido ao mau uso da eletricidade. 22 Por tudo isso, os condutores devem ser de excelente qualidade e utilizados corretamente de acordo com a finalidade a que se destinam. Portanto, os projetistas e os instaladores devem seguir rigorosamente a Norma, uma vez que, de acordo com o Código de Defesa do Consumidor, são legalmente responsáveis por eventuais acidentes que venham a acontecer numa instalação, devido a falhas de projeto ou de execução. Os condutores de baixa tensão são normalmente comercializados em rolos de 100 metros em diversas cores, que na instalação devem ser as seguintes: condutor fase – preto, branco, vermelho ou cinza; condutor neutro – azul-claro; condutor de proteção – verde ou verde-amarelo. 3.6.1 Condutores elétricos É assim chamado todo material que possui a propriedade de conduzir corrente elétrica ou transportar a energia elétrica, ou ainda transmitir sinais elétricos. Os condutores devem ser analisados sob os seguintes aspectos: Material a ser utilizado como condutor cobre, chumbo, bronze, alumínio, platina, latão, prata e mercúrio. Forma geométrica do condutor redondo sólido (fio) – até 16 mm² e cabo (redondo normal, redondo compacto, setorial compacto, flexível, extraflexível) – todas as faixas de seção nominal de acordo com a aplicação. Isolação conjunto de materiais isolantes aplicados sobre o condutor, cuja finalidade é isolá-lo do ambiente que o circunda e protegê-lo mecanicamente durante sua enfiação nos eletrodutos. Isolamento refere-se ao aspecto quantitativo, ou seja, condutor com tensão de isolamento p.ex. para 1 kV, resistência de isolamento de 12Mohm. Blindagem são camadas de materiais semicondutores ou partes metálicas aplicadas sobre a segunda camada semicondutora que recobre a isolação cuja finalidade é concentrar o campo elétrico ou facilitar o escoamento das correntes de curto-circuito e das correntes induzidas. 23 Seção nominal os condutores são caracterizados pela seção nominal, referente à grandeza do condutor respectivo. No entanto, a seção nominal não corresponde a um valor estritamente geométrico e, sim, a um valor determinado por uma medida de resistência, denominada “seção elétrica efetiva”. Vida média de um cabo é de aproximadamente 20 anos. Este dado, porém, depende das condições de instalação e uso. Tipos de isolação para cabos de baixa tensão Os cabos podem ter isolação do tipo PVC, EPR, HEPR ou XLPE, sendo que os cabos isolados em PVC podem operar com temperatura máxima do condutor de 70oC em regime, enquanto que para as outras isolações podem operar a 90oC. Capacidade de corrente de um cabo É a maior corrente, em regime permanente, que um condutor suporta sem que a temperatura do mesmo ultrapasse a temperatura máxima suportada pela isolação (temperatura de trabalho). Depende do material do condutor, do material da isolação, da construção do cabo, da temperatura ambiente e da forma como está instalado. A NBR 5410 apresenta tabelas de capacidade de corrente para vários métodos de instalação de baixa tensão. Especial cuidado deve-se tomar com a corrente de fuga. É a corrente que, por imperfeição dos terminais, conexões ou até mesmo da isolação, flui para a terra ou para elementos condutores estranhos à instalação. São responsáveis por grandes desperdícios de energia elétrica podendo ser comparados aos vazamentos das instalações hidráulicas.3.6.2 Seções mínimas de condutores elétricos As seções dos condutores fase, em circuitos CA, e dos condutores vivos, em circuitos CC, não devem ser inferiores aos valores dados na tabela a seguir. O condutor neutro, se existir, deve possuir a mesma seção que o(s) condutor(es) fase nos seguintes casos: 24 em circuitos monofásicos a 2 e 3 condutores e bifásicos a 3 condutores, qualquer que seja a seção; em circuitos trifásicos, quando a seção dos condutores fase for inferior ou igual a 25 mm2, em cobre ou alumínio; em circuitos trifásicos, quando for prevista a presença de harmônicos, qualquer que seja a seção. Tipo de instalação Utilização do Circuito Seção mínima Condutor (mm2) Material Instalações Fixas em Geral Cabos isolados Circuitos de iluminação 1,5 16 Cobre Alumínio Circuitos de força 2,5 16 Cobre Alumínio Circuitos de sinalização e circuitos de controle 0,5 Cobre Condutores nus Circuitos de força 10 16 Cobre Alumínio Circuitos de sinalização e circuitos de controle 4 Cobre Ligações flexíveis feitas com cabos isolados Circuitos a extrabaixa tensão para aplicações especiais 0,75 Cobre Para qualquer outra aplicação 0,75 Cobre Para em equipamento específico Como especificado na norma do equipamento Tabela 04 – Seções mínimas dos condutores (tabela 43 da NBR 5410/97) A tabela 05 define, para circuitos trifásicos, as seções mínimas do condutor neutro, as quais podem ser inferiores às dos condutores fase, sem serem inferiores aos valores indicados na Tabela 05, em função da seção dos condutores fase, quando as duas condições seguintes forem simultaneamente atendidas: a soma das potências absorvidas pelos equipamentos de utilização alimentados entre cada fase, e o neutro não seja superior a 10% da potência total transportada pelo circuito; a máxima corrente susceptível de percorrer o condutor neutro, em serviço normal, seja inferior a capacidade de condução de corrente correspondente à seção reduzida do condutor neutro. 25 Seção dos condutores fase (mm2) Seção mínima do condutor neutro (mm2) Seção mínima do Condutor de proteção (mm2) 1,5 a 1,6 a mesma seção do condutor fase a mesma seção do condutor fase 25 25 16 35 25 16 50 25 25 70 35 35 95 50 50 120 70 70 150 70 70 185 95 95 240 120 120 300 150 150 400 185 185 Tabela 05 – Seções mínimas do condutor neutro (Tabela 44 da NBR 5410/97) e do condutor de proteção (Tabela 53 da NBR 5410/97) 3.6.3 Métodos de dimensionamento dos condutores elétricos O dimensionamento do condutor é um procedimento para verificar qual a seção mais adequada que seja capaz de permitir a passagem da corrente elétrica, sem aquecimento excessivo e que a queda de tensão seja mantida dentro dos valores (limites) normalizados. Os condutores devem se dimensionados pelos seguintes critérios de: 26 Limite de temperatura, em função da Capacidade de Condução de Corrente (Ampacidade); Limite de Queda de Tensão. Em seguida, quando do dimensionamento dos dispositivos de proteção, verifica-se a capacidade dos condutores em relação às sobrecargas e curtos-circuitos. 3.6.4 Critério da Capacidade de Condução de Corrente (Ampacidade) O condutor ao ser submetido a uma diferença de potencial faz surgir em suas extremidades uma corrente elétrica. Essa corrente, ao passar pelo condutor, produz uma determinada quantidade de calor, que segundo a Lei de Joule, tende a elevar a temperatura do condutor, cuja dissipação térmica depende da natureza dos materiais constituintes e do meio (maneira de instalar o condutor) A norma NBR 5410/97 indica, através da Tabela 06, de Capacidade de Condução de Corrente e, submetidas aos fatores de correção eventuais das tabelas 09 e 10, a corrente máxima admissível para cada tipo, seção e maneira de instalar, para que o condutor, durante períodos prolongados em funcionamento normal a temperatura máxima para serviço contínuo, não ultrapasse os valores limites de temperatura de trabalho. 27 Tabela 06 – Capacidade de condução de corrente (tabela 31 da NBR 5410/97) 3.6.4.1 Maneira de instalar Em uma instalação elétrica, é necessário definir a maneira como os condutores serão instalados (em eletrodutos, embutidos ou aparentes, em canaletas ou bandejas, subterrâneos, diretamente enterrados ou ao ar livre, em escadas para cabos, cabos unipolares ou multipolares, etc.). A maneira de instalar exerce influência no que se refere à capacidade de troca térmica entre os condutores e o ambiente, e em conseqüência, na capacidade de condução de corrente elétrica dos mesmos. 28 Os métodos de instalação definidos na tabela 2B da NBR 5410, são ilustrados abaixo: Tabela 07 - Métodos de instalação de eletrodutos ( Fonte NBR5410) 3.6.4.2 Corrente Nominal ou Corrente de Projeto (Ip) É a corrente que os condutores de um circuito de distribuição ou circuito terminal devem suportar, levando-se em consideração suas características nominais. Dependendo do tipo de circuito, poderá ser utilizada uma das equações da tabela abaixo. 29 Tabela 08 – Equações para cálculo de circuitos monofásicos Tabela 09 – Equações para cálculo de circuitos trifásicos 3.6.4.3 Número de condutores carregados Entende-se por condutor carregado aquele que efetivamente é percorrido pela corrente elétrica no funcionamento normal do circuito. Os condutores fase e neutro são, neste caso, considerados como condutores carregados. O condutor de proteção equipontecial (PE) não é considerado como condutor carregado. Circuito Trifásico sem Neutro: 3 F=3 condutores carregados (3 c.c,); Circuito Trifásico com Neutro: 3F+N=4 condutores carregados (4c.c.);. Circuitos Bifásicos: a) 2F+N=3 condutores carregados (3c.c.) b) F+F=2 condutores carregados (2c.c.) Circuito Monofásico: a) F+N=2 condutores carregados (2 c.c.) b) 3 condutores carregados (3 c.c.) 30 OBS.: Quando num circuito trifásico com neutro as correntes são consideradas equilibradas, o condutor neutro não deve ser computado, considerando-se, portanto, 3 condutores carregados. Quando for prevista a circulação de correntes harmônicas no condutor neutro de um circuito trifásico (como por exemplo em iluminação de descarga), este condutor deve ser sempre computado, tendo-se, portanto, 4 condutores carregados. 3.6.4.4 Fatores de correção para o dimensionamento de condutores Para o dimensionamento de condutores será necessário efetuar correções eventuais, cuja finalidade é adequar cada caso específico às condições de instalação desses condutores, em função das tabelas de capacidade de correção de corrente, para as quais foram elaboradas. São duas as correções que eventualmente devem ser feitas, correspondendo cada uma a um fator de correção: a)Fator de Correção de Temperatura (FCT) Caso a temperatura ambiente seja diferente de 30ºC para condutores não enterrados e de 20ºC (temperatura do solo) para condutores enterrados, aplicam-se os fatores de correção da tabela abaixo. 31 Tabela 10 – Fatores de correção para temperaturas ambientes diferentes de 30°C para linhas não subterrâneas e de 20°C para linhas subterrâneas - FCT (tabela 35 da NBR 5410/97) b)Fator de Correção de Agrupamento O fator de correção de agrupamento é aplicável a vários circuitos, quando instalados, em um mesmo eletroduto, calha, bloco alveolado, bandeja, agrupadossobre uma superfície, ou ainda para cabos em eletrodutos enterrados, ou cabos diretamente enterrados no solo. Conforme a Tabela 11, a seguir. Tabela 11 – Fatores de correção para agrupamento de circuitos de acordo com a capacidade de condução de corrente - FCA (tabela 37 da NBR 5410/97) 32 3.6.4.5 Corrente Corrigida (I’p) É um valor hipotético ou fictício em função da corrente do circuito, obtida pela aplicação dos fatores de correção FCT e FCA à corrente de projeto. FCAFCT II PP ' onde, PI ' - corrente de projeto corrigida, em ampères PI - corrente de projeto, em ampères 3.6.5 Critério do Limite de Queda de Tensão O valor da tensão padrão não é o mesmo, considerando desde o ponto de tomada de energia até o ponto mais afastado. O que ocorre é uma queda de tensão provocada pela passagem da corrente elétrica em todos os elementos do circuito (interruptores, condutores, etc). Essa queda de tensão não deve superior aos limites máximos estabelecidos pela norma NBR 5410/97, a fim de não prejudicar o funcionamento dos equipamentos de utilização conectados aos circuitos terminais. A queda de tensão em uma instalação elétrica, desde a origem até o ponto mais afastado de utilização de qualquer circuito terminal, não deve ser superior aos valores apresentados na figura 04, dados em relação ao valor da tensão nominal da instalação. A queda de tensão nos circuitos alimentadores e terminais de uma instalação elétrica produzem efeitos que poderão levar os equipamentos, desde a redução de sua vida útil até a sua queima. Essa queda de tensão faz com que os equipamentos recebam em seus terminais uma tensão inferior aos valores nominais, prejudicando o seu desempenho. 33 Figura 12 – Valores máximos permitidos para queda de tensão nas instalações elétricas 3.6.5.1 Método Simplificado watts x metros Roteiro: Cálculo da corrente nominal: PI Cálculo da corrente corrigida: PI ' Queda de Tensão: mW lP Escolha do condutor. Com os dados obtidos pela equação acima, entramos em uma das tabelas 12 e 13, conforme a tensão do circuito e da queda de tensão. 34 Tabela 12 – Soma dos produtos potências (watts) x distâncias (m), V = 110 V Tabela 13 – Soma dos produtos potências (watts) x distâncias (m), V = 220 V 35 3.6.6 Seção do Condutor de Proteção (PE) Os condutores de proteção, como já mencionado anteriormente, são necessários em todas as instalações elétricas de baixa tensão, independente do tipo de esquema do aterramento, cuja finalidade é a proteção contra contatos indiretos. Esses condutores permitem o escoamento das correntes de fuga e/ou de falta da instalação, garantindo assim uma perfeita continuidade do circuito terra. Os condutores de proteção dos circuitos são designados internacionalmente pelas letras PE (de Protection Earth), e no Brasil (de Proteção Equipotencial). O condutor de proteção de um circuito terminal liga as massas (estruturas metálicas) dos equipamentos de utilização e, se for o caso, o terminal “terra” das tomadas de corrente, alimentado pelo circuito ao terminal de aterramento (barramento de terra) do Quadro de Distribuição de Luz respectivo. No caso de circuito de distribuição, o condutor de proteção interliga o terminal de aterramento do quadro de onde parte o circuito ao terminal de aterramento do quadro alimentado pelo circuito. A seção do condutor de proteção pode ser determinada pela Tabela 05 apresentada anteriormente. Um condutor de proteção pode ser comum a vários circuitos. 3.7 Disjuntores São dispositivos que garantem, simultaneamente, a manobra e a proteção contra correntes de sobrecarga e contra corrente de curto-circuito. São caracterizados pelo seu número de pólos (monopolar, bipolar e tripolar) e pela sua tensão de operação (disjuntores de baixa tensão – até 1000 V e disjuntores de média e alta tensão – acima de 1000 V). 3.7.1 Dimensionamento de disjuntores A NBR 5410/97, item 5.3.3 diz que, “devem ser previstos dispositivos de proteção para interromper toda a corrente de sobrecarga nos condutores dos circuitos antes que esta possa provocar um aquecimento prejudicial à isolação, aos terminais, ou às vizinhanças das linhas”. 36 E, para que ocorra uma perfeita coordenação entre o dispositivo de proteção e os condutores, deve satisfazer as duas seguintes condições: ZNP III ZII 45,12 FCAFCTII CZ onde, PI - corrente de projeto ZI - capacidade de corrente dos condutores NI - corrente nominal do dispositivo de proteção 2I - corrente que assegura a atuação do dispositivo de proteção CI - corrente do condutor de acordo com o método de instalação (B1) Tabela 14 – Correntes nominais de disjuntores termomagnéticos em função da temperatura ambiente (de acordo com a NBR 5410/97). 3.7.2 Disjuntores Diferenciais Residuais (DR´S) A NBR 5410/97 estabelece as prescrições mínimas quanto à aplicação de dispositivos DR. Trata-se de um dispositivo de proteção reconhecidamente mais eficaz na proteção contra choques elétricos, que além de tornar mais seguras e confiáveis as instalações elétricas de baixa tensão, constitui-se também uma garantia da “qualidade da instalação” , devido ao fato de que os dispositivos DR´S não admitem corrente de 37 fuga ou de faltas excessivas, contribuindo desta forma, para redução das perdas por efeito joule, em que contribuem para a conservação de energia. Os interruptores ou disjuntores diferenciais – residuais devem ser utilizados para proteção: das partes metálicas conectadas à terra que se tornem; de pessoas ou animais domésticos contra contatos acidentais com partes vivas da instalação elétrica; contra perigos de incêndio devido a faltas à terra; contra a presença de faltas à terra provocada por aparelhos eletrodomésticos ou instalações elétricas em más condições de conservação; e principalmente em locais de grande concentração de umidade, banheiros, área de serviço, cozinha, e piscinas. 3.8 Fator de Potência e Fator de Demanda O fator de potência é um índice (porcentagem) que mostra a forma como a energia elétrica recebida está sendo utilizada, ou seja, ele indica quando a energia solicitada da rede da concessionária (potência aparente) está sendo usada de forma útil (potência ativa). Para o dimensionamento de circuitos será adotado os seguintes valores para o fator de potência: circuitos de iluminação; incandescente 0,1fp de descargas: considerar o fp do reator. circuitos de tomadas de uso geral (TUG’S) 8,0fp circuitos de tomadas de uso específico (TUE’S): para circuitos resistivos 0,1fp para circuitos indutivos considerar o fp do equipamento 38 A demanda de utilização é a soma das potências nominais de todos os aparelhos elétricos que funcionam simultaneamente, utilizada para dimensionamento dos condutores dos ramais alimentadores, dispositivos de proteção, categoria de atendimento ou tipo de fornecimento e demais características do consumidor. Para calcular a demanda é necessário conhecer o fator de potência que é dado pelas Tabelas 15 e 16, a seguir. Tabela 15 – Fatores de demanda para iluminação e tomadas de uso geral Tabela 16 – Fatores de demanda para tomadas de uso específico 39 3.9 Dimensionamento de eletrodutos Dimensionar um eletroduto é determinar seu diâmetro nominal para cada trecho da instalação, expresso em milímetros, padronizado por norma. A área útil do eletrodutoe respectivos acessórios de ligação devem possibilitar a instalação e retirada com facilidade dos condutores (fios ou cabos), bem como deixar uma área livre para permitir a dissipação do calor. A NBR 5410/97 estabelece as seguintes prescrições quanto à taxa máxima de ocupação: 53% no caso de um condutor (fio ou cabo); 31% no caso de dois condutores (fios ou cabos) e; 40% no caso de três ou mais condutores (fios ou cabos). Para o dimensionamento correto do eletroduto procede-se da seguinte forma: para condutores de seções diferentes, determina-se a seção total ocupada pelos condutores, conforme a tabela 17 e utilizando a seguinte equação ET SS , onde ES é a área total do condutor; determina-se o diâmetro externo do eletroduto, consultando a tabela 16, com valor ( TS ) encontrado no item anterior; para se determinar o comprimento máximo dos eletrodutos para interligação de caixa de passagem utiliza-se a seguinte equação NL 315max , onde ‘N’ é o número de curvas de 90° existentes no trecho; na eventualidade de não ser possível a utilização de caixa de passagem, utiliza-se eletroduto de diâmetro nominal imediatamente superior para cada 6 metros ou, fração, de aumento desta distância. Para este caso utiliza-se a seguinte equação 6 MAXREAL llA , onde ’A’ são os aumentos de diâmetro nominais do eletroduto. 40 Tabela 17 – Eletrodutos de PVC rígido rosqueavel. Tabela 18 – Dimensões totais dos condutores isolados, para 750 V. 41 4. PROJETO DE UMA INSTALAÇÃO Visando tornar a presente apostila prática, será tratado a seguir o desenvolvimento de um Projeto de Instalação de uma residência. Para tal foi inicialmente utilizada como subsídio a planta de um apartamento, a qual segue no Anexo 01. Nela encontram-se indicadas as posições do mobiliário. Modificações e adições foram feitas para transformar este apartamento em uma casa que segue no Anexo 02. O desenvolvimento do projeto é apresentado a seguir: 4.1 Com base nos critérios de estimativa de carga e utilizando a planta modificada foram realizados: a) cálculo da quantidade de pontos ativos (pontos de luz e tomadas) e suas respectivas potências; b) cálculo da estimativa total da carga; c) desenho da fiação para atender aos pontos ativos partindo de uma caixa de distribuição colocada na cozinha, o qual segue no anexo 03; d) consideração do condutor de proteção elétrica (terra) para todos os circuitos conforme a norma em vigência; e) consideração de todos os banheiros com chuveiro elétrico. 4.2 De acordo com a decoração e disposição dos móveis na planta e atendidas as necessidades do cliente foram previstas as seguintes considerações: a) energia elétrica a todos os pontos de luz e tomadas conforme decoração da planta; b) ar-condicionado na sala e nos quartos; c) ventilador de teto na dependência de empregada; d) interruptor de luz three-way e four-way na sala; e) nos banheiros, uma arandela em cima da pia com interruptor de acionamento; f) uma banheira de hidromassagem no banheiro da suíte, e; g) dimmer na suíte; h) spots de luz nos tetos da sala e da suíte (teto rebaixado). 42 4.3 Planta da residência ( apresentada no anexo 1) 4.4 Planta do Projeto elétrico ( apresentada no anexo 2) 5. DESENVOLVIMENTO DO PROJETO Adotando as normas vigentes da ABNT já mencionadas anteriormente, foi montado o quadro de potência mínima de iluminação, por cômodos, conforme abaixo: DEPENDÊNCIA DIMENSÕES ÁREA (m2) POTÊNCIA MÍNIMA ESTIMADA EM ILUMINAÇÃO (VA) Sala 23,92 23,92 = 6,00 + 4,00 + 4,00+ 4,00 + 4,00 + 1,92 280 100 60 60 60 60 Copa/ Cozinha 8,70 8,70 = 6,00 + 2,70 100 100 Quarto 9,57 9,57 = 6,00 + 3,57 100 100 Suíte 12,47 12,47 = 6,00 + 4,00 + 2,47 160 100 60 Circulação 2,61 Área igual ou inferior a 6,00 m2 =100 100 Banho 1 4,58 100 Banho 2 4,58 100 Área de Serviço 3,06 100 Quarto Emp. 4,18 100 W.C. 2,20 100 Garagem 11,52 11,52 = 6,00 + 4,00 + 1,52 160 100 60 Varanda 22,19 22,19 = 6,00 + 4,00 + 4,00+ 4,00 + 4,00 + 0,19 280 100 60 60 60 60 Tabela 19 - Potência mínima da iluminação da residência em VA 43 Da mesma forma foi realizado o levantamento da quantidade mínima de tomadas por cômodos presentes na planta, sintetizado na Tabela 20. DEPENDÊNCIAS DIMENSÕES QUANTIDADE Área (m2) Perímetro (m) TUG´S TUE´ S Sala 23,92 19,96 4 Copa/ Cozinha 8,70 12,70 4 1 Quarto 9,57 12,40 4 Suíte 12,47 14,40 3 Circulação 2,61 7,60 1 Banho 1 4,58 8,96 1 1 Banho 2 4,58 8,96 1 1 Área de Serviço 3,06 7,06 1 Quarto Emp. 4,18 8,20 1 W.C. 2,20 6,40 1 1 Garagem 11,52 13,66 1 Varanda 22,19 33,50 1 Tabela 20 - Quantidade de tomadas de uso geral – TUG e de uso específico - TUE Porém, de acordo com a necessidade do cliente, e do próprio layout da planta, novos circuitos específicos e pontos de iluminação foram acrescentados no projeto. Segue abaixo, tabela sintetizando todas as cargas de iluminação e tomadas estabelecidas por cômodo. 44 DEPEND. DIMENSÕES POTÊNCIA ILUM. (VA) TUG´S TUE´S A (m2) Per. (m) Qtde. Pot. (VA) Tipo Pot. (W) Sala 23,92 19,96 520 6 600 AR 1900 Copa/ Cozinha 8,70 12,70 120 (ilum. fluor.) 4 1900 TE 4400 Quarto 9,57 12,40 100 4 400 AR 1300 Suíte 12,47 14,40 260 4 400 AR 1600 Circulação 2,61 7,60 100 1 100 Banho 1 4,58 8,96 160 1 600 CH 5400 Banho 2 4,58 8,96 220 3 1800 CH 5400 Área de Serviço 3,06 7,06 100 2 1200 Quarto Emp. 4,18 8,20 100 2 200 W.C. 2,20 6,40 160 1 600 CH 5400 Garagem 11,52 13,66 80 (ilum. fluor.) 1 100 Varanda 22,19 33,50 300 2 200 TOTAL - - 2220 - 8100 - 25400 Tabela 21 - Potência em iluminação e tomadas - versão final Com base nesta última tabela, onde foram identificadas as necessidades do cliente, partiu-se para o dimensionamento da instalação elétrica. 6. DIMENSIONAMENTO DA INSTALAÇÃO ELÉTRICA – MEMÓRIA DE CÁLCULO 6.1- Condicionantes Os cálculos de dimensionamento levam em consideração : para o cálculo da ampacidade foi considerado K=1 (todos os circuitos se apresentam com dois condutores carregados); 45 a seção mínima do condutor para circuitos de iluminação, segundo a norma, é de 1,5 mm2; (ver Tabela 04) a seção mínima do condutor para circuitos de tomadas de uso geral, segundo a norma, é de 2,5 mm2; (ver Tabela 04) para o fator de correção de temperatura foi considerada temperatura ambiente de 30°C, resultando em um FCT=1,0; (ver Tabela 10) para os circuitos de iluminação e tomada de uso específico, considerar fator de potência 0,1fp ; para os circuitos de tomada de uso geral, considerar 8,0fp ; o fator de correção de agrupamento deve ser avaliado em cada circuito; (ver Tabela 11) corrente de projeto, V PI np corrente corrigida, FCAFCT I I pp ' para este projeto foi utilizado o método de instalação n° 7 (método de referência B1), de acordo com a Tabela 33 da NBR 5410/04. para determinação da seção do condutor foram utilizados os métodos da ampacidade V PI np e da queda de tensão mW lP ; (ver Tabelas 06, 12 e 13) respectivamente. o dimensionamento do disjuntor foi baseado nas seguintesexpressões ZNP III , ZII 45,12 , FCAFCTII CZ , ( ver Tabela 14); para o cálculo da demanda foram consideradas as Tabelas 15 e 16; o dimensionamento dos eletrodutos foi feito a partir das Tabelas 17 e 18; e, com as equações ET SS , NL 315max , 6 MAXREAL llA , 46 6.2 Cálculos dos condutores e proteções 6.2.1 Circuito 01 - carga instalada: 840 VA - tensão: 127 V - FCA: 0,7 AI p 6,6127 840 AI p 42,97,01 6,6' WmlP mW 127805,281205,27100212605,11100 ramo 1 WmlP mW 5550211005,1810016100 ramo 2 - Seção por ampacidade: 0,75 mm2 - Seção por norma: 1,5 mm2 - Seção por queda de tensão(ramo 1): 2,5 mm2 - Seção por queda de tensão(ramo 2): 1,5 mm2 - Seção adotada por excesso: 2,5 mm2 AIZ 8,167,00,124 - Disjuntor adotado: 10 A 6.2.2 Circuito 02 carga instalada: 820 VA tensão: 127 V FCA: 0,7 AI p 5,6127 820 AI p 2,97,01 5,6' WmlP mW 390092605260 ramo 1 WmlP mW 18201010061201100 ramo 2 Seção por ampacidade: 0,75 mm2 Seção por norma: 1,5 mm2 Seção por queda de tensão(ramo 1): 1,5 mm2 Seção por queda de tensão(ramo 2): 1,5 mm2 Seção adotada: 1,5 mm2 47 AIZ 3,127,00,15,17 Disjuntor adotado: 10 A 6.2.3 Circuito 03 carga instalada: 560 VA tensão: 127 V FCA: 0,7 AI p 4,4127 560 AI p 3,67,01 4,4' WmlP mW 8505,51005,2120 ramo 1 WmlP mW 19506,7601,71006,51006,3400,240 ramo 2 Seção por ampacidade: 0,5 mm2 Seção por norma: 1,5 mm2 Seção por queda de tensão(ramo 1): 1,5 mm2 Seção por queda de tensão(ramo 2): 1,5 mm2 Seção adotada: 1,5 mm2 AIZ 3,127,00,15,17 Disjuntor adotado: 10 A 6.2.4 Circuito 04 carga instalada: 1900 VA tensão: 220 V FCA: 0,8 AI p 6,8220 1900 AI p 75,108,01 6,8' WmlP mW 195703,101900 Seção por ampacidade: 0,75 mm2 Seção por norma: 2,5 mm2 Seção por queda de tensão: 1,5 mm2 Seção adotada: 2,5 mm2 AIZ 2,198,00,124 48 Disjuntor adotado: 15 A 6.2.5 Circuito 05 carga instalada: 1300 VA tensão: 220 V FCA: 0,8 AI p 0,6220 1300 AI p 5,78,01 0,6' WmlP mW 15600121300 Seção por ampacidade: 0,5 mm2 Seção por norma: 2,5 mm2 Seção por queda de tensão: 2,5 mm2 Seção adotada: 2,5 mm2 AIZ 2,198,00,124 Disjuntor adotado: 15 A 6.2.6 Circuito 06 carga instalada: 1600 VA tensão: 220 V FCA: 0,8 AI p 3,7220 1600 AI p 1,98,01 3,7' WmlP mW 24000151600 Seção por ampacidade: 0,75 mm2 Seção por norma: 2,5 mm2 Seção por queda de tensão: 1,5 mm2 Seção adotada: 2,5 mm2 AIZ 2,198,00,124 Disjuntor adotado: 15 A 49 6.2.7 Circuito 07 carga instalada: 1200 VA tensão: 127 V FCA: 0,8 AI p 5,9127 1200 AI p 9,118,01 5,9' WmlP mW 660066005600 Seção por ampacidade: 1,0 mm2 Seção por norma: 2,5 mm2 Seção por queda de tensão: 1,5 mm2 Seção adotada: 2,5 mm2 AIZ 2,198,00,124 Disjuntor adotado: 15 A 6.2.8 Circuito 08 carga instalada: 4400 VA tensão: 220 V FCA: 0,8 AI p 0,20220 4400 AI p 258,01 0,20' WmlP mW 242005,54400 Seção por ampacidade: 4,0 mm2 Seção por queda de tensão: 4,0 mm2 Seção adotada: 4,0 mm2 AIZ 6,258,00,132 Disjuntor adotado: 25 A 6.2.9 Circuito 09 carga instalada: 1200 VA tensão: 127 V FCA: 0,7 50 AI p 5,9127 1200 AI p 6,137,01 5,9' WmlP mW 114005,91200 Seção por ampacidade: 1,0 mm2 Seção por norma: 2,5 mm2 Seção por queda de tensão: 2,5 mm2 Seção adotada: 2,5 mm2 AIZ 8,167,00,124 Disjuntor adotado: 15 A 6.2.10 Circuito 10 carga instalada: 900 VA tensão: 127 V FCA: 0,7 AI p 1,7127 900 AI p 1,107,01 1,7' WmlP mW 82908,106008,91003,8100 ramo 1 WmlP mW 25308,131005,11100 ramo 2 Seção por ampacidade: 0,75 mm2 Seção por norma: 2,5 mm2 Seção por queda de tensão(ramo 1): 1,5 mm2 Seção por queda de tensão(ramo 2): 1,5 mm2 Seção adotada: 2,5 mm2 AIZ 8,167,00,124 Disjuntor adotado: 10 A 6.2.11 Circuito 11 carga instalada: 600 VA tensão: 127 V FCA: 0,7 51 AI p 7,4127 600 AI p 7,67,01 7,4' WmlP mW 14701,71008,3200 ramo 1 WmlP mW 465019100161005,11100 ramo 2 Seção por ampacidade: 0,5 mm2 Seção por norma: 2,5 mm2 Seção por queda de tensão(ramo 1): 1,5 mm2 Seção por queda de tensão(ramo 2): 1,5 mm2 Seção adotada: 2,5 mm2 AIZ 8,167,00,124 Disjuntor adotado: 10 A 6.2.12 Circuito 12 carga instalada: 800 VA tensão: 127 V FCA: 0,7 AI p 3,6127 800 AI p 0,97,01 3,6' WmlP mW 25001310012100 ramo 1 WmlP mW 25407,131007,11100 ramo 2 WmlP mW 32005,161005,15100 ramo 3 WmlP mW 31005,15200 ramo 4 Seção por ampacidade: 0,5 mm2 Seção por norma: 2,5 mm2 Seção por queda de tensão(ramo 1): 1,5 mm2 Seção por queda de tensão(ramo 2): 1,5 mm2 Seção por queda de tensão(ramo 3): 1,5 mm2 Seção por queda de tensão(ramo 4): 1,5 mm2 Seção adotada: 2,5 mm2 AIZ 8,167,00,124 52 Disjuntor adotado: 10 A 6.2.13 Circuito 13 carga instalada: 1200 VA tensão: 127 V FCA: 0,7 AI p 5,9127 1200 AI p 6,137,01 5,9' WmlP mW 18000151200 Seção por ampacidade: 1,0 mm2 Seção por norma: 2,5 mm2 Seção por queda de tensão: 4,0 mm2 Seção adotada: 4,0 mm2 AIZ 4,227,00,132 Disjuntor adotado: 15 A 6.2.14 Circuito 14 carga instalada: 700 VA tensão: 127 V FCA: 0,7 AI p 5,5127 700 AI p 9,77,01 5,5' WmlP mW 1050015700 Seção por ampacidade: 0,5 mm2 Seção por norma: 2,5 mm2 Seção por queda de tensão: 1,5 mm2 Seção adotada por excesso: 2,5 mm2 AIZ 8,167,00,124 Disjuntor adotado: 10 A 53 6.2.15 Circuito 15 carga instalada: 5400 VA tensão: 220 V FCA: 0,7 AI p 6,24220 5400 AI p 1,317,01 6,24' WmlP mW 729005,135400 Seção por ampacidade: 6,0 mm2 Seção por queda de tensão: 4,0 mm2 Seção adotada: 6,0 mm2 AIZ 7,287,00,141 Disjuntor adotado: 30 A 6.2.16 Circuito 16 carga instalada: 5400 VA tensão: 220 V FCA: 0,7 AI p 6,24220 5400 AI p 1,317,01 6,24' WmlP mW 1096203,205400 Seção por ampacidade: 6,0 mm2 Seção por queda de tensão: 4,0 mm2 Seção adotada: 6,0 mm2 AIZ 7,287,00,141 Disjuntor adotado: 30 A 6.2.17 Circuito 17 carga instalada: 600 VA tensão: 127 V FCA: 0,7 54 AI p 7,4127 600 AI p 7,67,01 7,4' WmlP mW 139803,23600 Seção por ampacidade: 0,5 mm2 Seção por norma: 2,5 mm2 Seção por queda de tensão: 2,5 mm2 Seção adotada: 2,5 mm2 AIZ 8,167,00,124 Disjuntor adotado: 10 A 6.2.18 Circuito 18 carga instalada: 5400 VA tensão: 220 V FCA: 0,7 AI p 6,24220 5400 AI p 1,317,01 6,24' WmlP mW 567005,105400 Seção por ampacidade: 6,0 mm2 Seção por queda de tensão: 2,5 mm2Seção adotada: 6,0 mm2 AIZ 7,287,00,141 Disjuntor adotado: 30 A 6.2.19 Circuito 19 carga instalada: 700 VA tensão: 127 V FCA: 1,0 AI p 5,5127 700 AI p 5,51,11 5,5' WmlP mW 3100101007700 Seção por ampacidade: 0,5 mm2 55 Seção por norma: 2,5 mm2 Seção por queda de tensão: 1,5 mm2 Seção adotada: 2,5 mm2 AIZ 5,50,10,15,5 Disjuntor adotado: 10 A 6.3 Dimensionamento dos eletrodutos 6.3.1 Situação mais crítica (1) Trecho do QD até a tomada do circuito 15. 06 condutores de 6,0 mm2 e 03 condutores de 2,5 mm2. De acordo com a tabela 17: área total do condutor 6,0 mm2 é 17,3 mm2. área total do condutor 2,5 mm2 é 10,2 mm2. 24,1342,1033,176 mmSS ET Aplicando o valor encontrado acima, na tabela 16, na coluna 40%, encontrou-se o diâmetro de 25 mm. (3/4’’) Cálculo do máximo comprimento: mNL 92315315max Comprimento real: 12 m, como é maior que o comprimento máximo é necessário a correção, usando a seguinte expressão: 5,0 6 912 6 MAXREAL llA O eletroduto adotado será de 1’ devido à correção de 0,5 de aumentos. 6.3.2 Situação mais crítica (2) Trecho do QD até a caixa de luz do quarto. 08 condutores de 2,5 mm2. De acordo com a tabela 17: área total do condutor 2,5 mm2 é 10,2 mm2. 56 26,812,108 mmSS ET Aplicando o valor encontrado acima, na tabela 16, na coluna 40%, encontrou-se o diâmetro de 25 mm. (3/4’’) Cálculo do máximo comprimento: mNL 121315315max Comprimento real: 8,70 m, como é menor que o comprimento máximo, não é necessário à correção e, portanto, o diâmetro será mantido em 25 mm, (3/4’’). 6.3.3 Situação mais crítica (3) Trecho do QD até a caixa de luz da garagem. 03 condutores de 6,0 mm2, 03 condutores de 2,5 mm2 e 02 condutores de 1,5 mm2. De acordo com a tabela 17: área total do condutor 6,0 mm2 é 17,3 mm2. área total do condutor 2,5 mm2 é 10,2 mm2. área total do condutor 1,5 mm2 é 7,1 mm2. 27,961,722,1033,173 mmSS ET Aplicando o valor encontrado acima, na tabela 16, na coluna 40%, encontrou-se o diâmetro de 25 mm. (3/4’’) Cálculo do máximo comprimento: mNL 121315315max Comprimento real: 3,5 m, como é menor que o comprimento máximo, não é necessário à correção e, portanto, o diâmetro será mantido em 25 mm, (3/4’’). Como foram estudados os piores casos, as interligações entre as caixas de luz serão feitas com eletrodutos de 25 mm e as descidas para interruptores e tomadas com eletrodutos de 20 mm. 6.4 Cálculo da Demanda 6.4.1 Fase R 57 TUG = 8,0fp TUE’s e iluminação = 0,1fp TUG’s = 0,8 x 3400 = 2720 W P1 = ILUM. + TUG’S = 840 + 2720 = 3560 W P2 = 7750 x 1,0 = 7750 W G1 = 0,59 ( 3560 W ) G2 = 0,70 ( 5 circuitos ) DR = P1 x G1+ P2 x G2 = 3560 x 0,59 + 7750 x 0,70 = 7525,4 W 6.4.2 Fase S TUG = 8,0fp TUE’s e iluminação = 0,1fp TUG’s = 0,8 x 2300 = 1840 W P1 = ILUM. + TUG’S = 560 + 1840 = 2400 W P2 = 9200 x 1,0 = 9200 W G1 = 0,66 ( 2400 W ) G2 = 0,70 ( 5 circuitos ) DR = P1 x G1+ P2 x G2 = 2400 x 0,66 + 9200 x 0,70 = 8024 W 6.4.3 Fase T TUG = 8,0fp TUE’s e iluminação = 0,1fp TUG’s = 0,8 x 1800 = 1440 W P1 = ILUM. + TUG’S = 820 + 1440 = 2260 W P2 = 9050 x 1,0 = 9050 W G1 = 0,66 ( 2260 W ) G2 = 0,70 ( 5 circuitos ) DR = P1 x G1+ P2 x G2 = 2260 x 0,66 + 9050 x 0,70 = 7826,6 W 58 6.5 Cálculo da corrente em função da demanda ADI RR 25,59127 4,7525 127 ADI SS 18,63127 8024 127 ADI TT 63,61127 6,7826 127 Condutor = 25 mm² AIP 18,63 AIZ 890,10,189 Disjuntor para o medidor de energia será = 90 A Disjuntor Geral = Interruptor diferencial Tetrapolar de 80 A Toda a memória de cálculo foi expressa na tabela que segue. Pode-se dizer que esta Tabela 22 representa o Quadro de Carga da residência. 59 Circuito T en sã o (V ) Local Potência Ip (A) FCA I`p (A) Seção de Cond. (mm2) Proteção Fases N° Tipo Qtde. x Pot. (VA) Total (VA) N° Cir Cor. Tipo N° de pólos In R S T 1 Ilum 127 Suite 100 + (4 x40) 840 6,6 3 0,7 9,4 2,5 DTM 1 10 840 Quarto 100 Circulção 100 Banh.1 100 + 60 Banh.2 100 + (2x60) 2 Ilum 127 Sala Estar 100 + (4 x 40) 820 6,5 3 0,7 9,2 1,5 DTM 1 10 820 Sala Jantar 100 + (4 x40)) Varanda 300 3 Ilum 127 Cozinnha 3 x 40 560 4,4 3 0,7 6,3 1,5 DTM 1 10 560 Garagem 2 x 40 Quarto emp. 100 W.C. 160 Ár. de Serv 4 TUE 220 Sala 1900 1900 8,6 2 0,8 10,8 2,5 DTM 2 15 950 950 5 TUE 220 Quarto 1300 1300 6 2 0,8 7,5 4 DTM 2 15 650 650 6 TUE 220 Suite 1600 1600 7,3 2 0,8 9,1 2,5 DTM 2 15 800 800 7 TUG 127 Cozinnha 2 x 600 1200 9,5 2 0,8 11,9 2,5 DTM 1 15 1200 8 TUE 220 Cozi. Torn 4400 4400 20 2 0,8 25,0 4 DTM 2 25 2200 2200 9 TUG 127 Ár. de Serv 2 x 600 1200 9,5 3 0,7 13,6 2,5 DTM 1 15 1200 10 TUG 127 Quarto emp. 100 1100 8,7 3 0,7 12,4 2,5 DTM 1 10 1100 Vent. Teto 100 W.C. 600 Garagem 100 Varanda 200 11 TUG 127 S. de Estar 4 x 100 600 4,7 3 0,7 6,7 2,5 DTM 1 10 600 S. de Jantar 2 x 100 12 TUG 127 Quarto 4 x 100 800 6,3 3 0,7 9,0 2,5 DTM 1 10 800 Suite 4 x 100 13 TUG 127 Banh.2 2 x 600 1200 9,5 3 0,7 13,6 4 DTM 1 15 1200 14 TUG 127 Banh.1 600 700 5,5 3 0,7 7,9 2,5 DTM 1 10 700 Circulação 100 15 TUE 220 Chuv.Banh 5400 5400 25 3 0,7 35,1 6 DTM 2 30 2700 2700 16 TUE 220 Chuv.Suite 5400 5400 25 3 0,7 35,1 6 DTM 2 30 2700 2700 17 TUE 220 Banh.Suite 600 600 4,7 3 0,7 6,7 2,5 DTM 1 10 600 18 TUE 220 Chuv.WC 5400 5400 25 3 0,7 35,1 6 DTM 2 30 2700 2700 19 TUG 127 Cozinha 100 + 600 700 5,5 1 1 5,5 2,5 DTM 1 10 700 Carga Instalada DTM 3 90 11990 12060 11670 Demanda DR 4 80 7525,4 8024 7826,6 Corrente em função da demanda 59,25 63,18 61,63 Tabela 22 - Quadro completo de carga da residência 60 7. MATERIAIS E ORÇAMENTO É apresentado na Tabela 23, a seguir, uma síntese do material a ser utilizado na instalação, bem como o respectivo orçamento. ITEM ESPECIFICAÇÃO UNID QUANT PREÇO R$ Unitário Total 1 Quadro Stratum Plum de Embutir 34MD Tripolar PÇ 1 265,20 265,20 2 Eletroduto de PVC 2" VR 5 20,00 100,00 3 Luva de PVC para eletroduto de 2" PÇ 3 1,80 5,40 4 Curva de PVC para eletroduto de 2" PÇ 2 4,50 9,00 5 Eletroduto de PVC 1" VR 7 18,00 126,00 6 Luva de PVC para eletroduto de 1" PÇ 10 1,00 10,00 7 Curva de PVC para eletroduto de 1 PÇ 2 2,50 5,00 8 Eletroduto de PVC 3/4" VR 18 15,00 270,00 9 Luva de PVC para eletroduto de 3/4" PÇ 30 0,80 24,00 10 Curva de PVC para eletroduto de 3/4" PÇ 10 2,90 29,00 11 Eletroduto de PVC 1/2" RL 26 8,00 208,00 12 Luva de PVC para eletroduto de 1/2" RL 20 2,20 44,00 13 Curva de PVC para eletroduto de 1/2" RL 30 1,20 36,00 14 Bucha e aruela p/ letroduto de 1/2" RL 3 0,20 0,60 15 Bucha e aruela p/ letroduto de 3/4" RL 2 0,30 0,60 16 Bucha e aruela p/ letroduto de 1" RL 1 0,40 0,40 17 Bucha e aruela p/ letroduto de 1/2" RL 3 0,60 1,80 21 Cabinho 1,5mm² Azul RL 1 60,00 60,00 22 Cabinho 1,5mm² preto RL 1 60,00 60,00 23 Cabinho 1,5mm² vermelho RL 1 60,00 60,00 24 Cabinho 2,5mm² Azul M 1 72,00 72,00 25 Cabinho 2,5mm² verde -amarelo PÇ 1 72,00 72,0026 Cabinho 2,5mm² branco PÇ 1 72,00 72,00 27 Cabinho 2,5mm² vermelho PÇ 60 72,00 4.320,00 28 Cabinho 4,0 mm² Branco PÇ 13 167,90 2.182,70 29 Cabinho 4,0 mm² preto PÇ 1 167,90 167,90 30 Cabinho 4,0 mm² verde-amarelo PÇ 25 167,90 4.197,50 31 Cabinho 6,0 mm² Branco PÇ 4 254,00 1.016,00 32 Cabinho 6,0 mm² Preto PÇ 1 254,00 254,00 33 Cabinho 6,0 mm² verde-amarelo PÇ 13 254,00 3.302,00 34 Cabo flexivel 25mm² M 20 20,00 400,00 35 interruptor Pial Plus Simples PÇ 1 1,00 1,00 61 36 interruptor Pial Plus duas seções PÇ 2 2,00 4,00 37 tomada 2P+T universal Pial Plus PÇ 25 25,00 625,00 38 interruptor Pial Plus three-way PÇ 4 12,00 48,00 39 interruptor Pial Plus four-way PÇ 1 15,00 15,00 40 Luminaria incandescente standart PÇ 13 5,00 65,00 41 Luminaria p/ lamp. Fluoresc. 40 w PÇ 2 25,00 50,00 42 Luminaria p/ lamp. Fluoresc. 3 x 40 w PÇ 1 52,00 52,00 43 Luminária p/ parede Arandela standart 1x60W PÇ 2 25,00 50,00 44 Luminária p/ parede Arandela standart 2x60W PÇ 1 19,00 19,00 45 Spot de embutir no forro de gesso ( 40 W) PÇ 12 25,00 300,00 46 Disjuntor eletromar 10 A monofasico PÇ 9 5,00 45,00 47 Disjuntor eletromar 15 A monofasico PÇ 3 5,50 16,50 48 Disjuntor eletromar 25 A bifásico PÇ 1 6,50 6,50 49 Disjuntor eletromar 15 A bifásico PÇ 3 7,00 21,00 50 Disjuntor eletromar 30 A bifásico PÇ 3 9,50 28,50 51 Interruptor DR Siemens 80 A tetrapolar PÇ 1 69,00 69,00 52 Disjuntor Caixa moldada 90 A monofasico PÇ 1 56,00 56,00 53 Fita isolante 3M 33+ RL 10 6,00 60,00 TOTAL 18.902,60 Tabela 23- Lista de material e Orçamento do Projeto de Instalações 62 ANEXO1- PLANTA UTILIZADA PARA O PROJETO 63 ANEXO 2- PLANTA DO PROJETO DE INSTALAÇÕES ELÉTRICAS 64 ANEXO 3 65 BIBLIOGRAFIA Notas de aula do Prof. Egberto Tavares - UFF Instalações Elétricas - Autor: CREDER, Helio. Instalações Elétricas - Autor: NISKIER, Julio; MACINTYRE, Archibald Joseph. Instalações Elétricas - Autor: COTRIM, Ademaro A. M. Instalações Elétricas Prediais - Autor: CAVALIN, Geraldo; CERVELIN, Severino. ABNT - Associação Brasileira de Normas Técnicas. Instalações elétricas de baixa tensão. ABNT NBR 5410(1997) e NBR 5410(2006). Prysmian - catálogo de produtos
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