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ENGENHARIAS 6 – Cabos/fios, Disjuntores e Para-raios Professor Victor Ennio Materiais Elétricos 6.1 – Fios e Cabos Os fios e cabos tem a mesma matéria prima , o cobre e ás vezes o alumínio, que depois de extraído tem que passar por um processo de purificação para se obter o elemento puro. A partir do cobre puro é feito o fio que posteriormente será enrolado em bobinas para ser criado o condutor elétrico. Esses condutores precisam ser isolados, logo é usado o polietileno ou PBC onde num processo de extrusão o cabo passa a ser envolvido e precisa ter uniformemente a mesma espessura. Engenharias Cabos/fios, disjuntores e para-raios 6.1 – Fios e Cabos Então resumindo, o fio e o cabo são condutores elétricos comumente fabricados por cobre ou alumínio por causa da baixa resistividade (pode-se encontrar na ABNT NBR 5111). Sendo o fio um produto metálico e flexível e o cabo é um conjunto de fios isolados. Engenharias Cabos/fios, disjuntores e para-raios 6.1 – Fios e Cabos Mas e quando chega o momento de comprar? Afinal fio ou cabo? A resposta é bem simples: O fio elétrico, também chamado de fio sólido ou fio rígido, possui apenas um elemento de cobre em seu interior e é produzido entre 1,5mm2 a 10mm2. Já o cabo é formado por vários fios e possui especificações diferentes como: rígido, sólido, semi-flexível, semi-rígido, 7 pernas, 19 pernas, dentre outros. Engenharias Cabos/fios, disjuntores e para-raios 6.1 – Fios e Cabos Na linguagem técnica, um cabo encordoado é um cabo constituído de fios torcidos podendo ser isolados entre eles ou não, além do isolamento que reveste todo o conjunto de fios. Na norma ABNT NBR NM 280 é definido as classes de encordoamento com graus de flexibilidade. O cabo é mais flexível que o fio. Dentro das extensões do próprio cabo os fios são finos e existe um cabo maleável que possui mais flexibilidade. Porém esses tipos são utilizados para baixas tensões. A flexibilidade é muito importante na hora da uma escolha, dependendo da finalidade. Caso na compra de um fio nota-se que ele não é maleável o suficiente, neste momento pode ser adotado a seguinte estratégia: comprar um cabo flexível de mesma seção do fio. Engenharias Cabos/fios, disjuntores e para-raios 6.1 – Fios e Cabos É importante saber também que tanto o cabo quanto o fio conseguem conduzir energia elétrica da mesma forma sem diferenças ou perdas. E a norma de instalação elétrica de baixa tensão (NBR5410), apresenta a tabela de capacidade de corrente dos condutores pela seção e não diferencia se é fio ou cabo. Engenharias Cabos/fios, disjuntores e para-raios 6.2 – Trechos da Instalação de Fios e Cabos Os trechos são: • Ramal de entrada; • Ramal de distribuição; • Circuito do aparelho. Engenharias Cabos/fios, disjuntores e para-raios 6.2 – Disjuntores de uso Residencial O disjuntor é um interruptor de desarme automático quando o mesmo identifica um curto circuito ou uma sobrecarga. O disjuntor é projetado para suportar uma determinada corrente elétrica, caso ocorra um pico de corrente ou mesmo um curto circuito que eleve consideravelmente a corrente acima do limite suportado por esse, o mesmo interrompe o circuito, protegendo todos os elementos que componham esse circuito, após sanado esse sinistro o disjuntor pode ser rearmado para a continuidade do funcionamento deste circuito. Engenharias Cabos/fios, disjuntores e para-raios 6.2 – Disjuntores de uso Residencial Os tipos de Disjuntores: • Térmico; • Magnético; • Termomagnético; Engenharias Cabos/fios, disjuntores e para-raios 6.2.1 – Disjuntor Térmico Os disjuntores térmicos funcionam através da deformação de uma lâmina bimetálica, quando ocorre uma sobre carga e a corrente elétrica neste disjuntor é maior que a aceitável, a lâmina bimetálica se aquece por efeito joule e começa a se deformar, este deformamento age diretamente em um contato que em determinado nível de deformação abre o contato seccionando o circuito protegido por este disjuntor. A ventagem do disjuntor térmico é ser um componente mecanicamente simples e robusto, desta maneira é uma componente relativamente barato, em contrapartida sua desvantagem é não possuir uma grande precisão de corrente de seccionamento e ser usada apenas para aquecimentos de longo prazo, não sendo possível o seu uso para proteção contra curto circuitos. Engenharias Cabos/fios, disjuntores e para-raios 6.2.1 – Disjuntor Térmico Engenharias Cabos/fios, disjuntores e para-raios 6.2.2 – Disjuntor Magnético Uma corrente elétrica que percorre um condutor elétrico gera um campo magnético essa lei do electromagnetismo nos permite dimensionar uma bobina que quando atingida por uma forte corrente elétrica desloca um contato seccionando assim um circuito, esse é o princípio de funcionamento do disjuntor magnético, esse efeito é instantâneo o que garante uma incrível precisão a este disjuntor. Esta velocidade de interrupção instantânea é o que nos permite proteção contra curto circuitos e neste caso é possível substituir um fusível. Sua maior vantagem é a precisão e a possibilidade de proteger contra curtos circuitos em contrapartida tem um preço mais elevado. Engenharias Cabos/fios, disjuntores e para-raios 6.2.3 – Disjuntor Termomagnético Este tipo de disjuntor é uma junção da proteção térmica e magnética, sendo muito utilizado hoje nas instalações elétricas residencias e comerciais. Possui as vantagens de poder ser usado para manobras de ligar e desligar os circuitos, proteção contra aquecimentos e curtos circuitos. Engenharias Cabos/fios, disjuntores e para-raios 6.2.3 – Disjuntor Termomagnético Engenharias Cabos/fios, disjuntores e para-raios 6.3 – Para-Raios Este método foi proposto por Benjamin Franklin e tem por base uma haste elevada. Esta haste em forma de ponta produz, sob a nuvem carregada, alta concentração de cargas elétricas, juntamente com um campo elétrico intenso. Isto produz a ionização do ar, diminuindo a altura efetiva da nuvem carregada, o que propicia o raio pelo rompimento da rigidez dielétrica da camada de ar. O raio captado pela ponta da haste é transportado pelo cabo de descida e escoado na terra pelo sistema de aterramento. Engenharias Cabos/fios, disjuntores e para-raios 6.3 – Para-Raios Se a bitola do cabo de descida, conexões e aterramento não forem adequados, as tensões ao longo do sistema que constitui o pára-raios serão elevadas e a segurança estará comprometida. Este tipo de pára- raios oferece uma proteção que corresponde ao volume de um cone em que o captor (ponta) fica no vértice deste e o ângulo formado entre a geratriz e o eixo vertical do cone é de 60o, ou seja, o raio de proteção é equivalente a 1,7 vez a altura da haste. Tudo que estiver dentro do espaço abrangido por este cone estará, teoricamente, protegido. Ao se instalar um sistema de proteção com pára-raios, deve-se ter sempre em mente o princípio fundamental da proteção: É preferível não ter pára- raios a ter um mal dimensionado ou mal instalado . Engenharias Cabos/fios, disjuntores e para-raios
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