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Instalações Elétricas PrediaisInstalações Elétricas Prediais Universidade Estácio de Sá 1© P at ríc ia S al es Instalações Elétricas PrediaisInstalações Elétricas Prediais Aula Aula -- 0202 Patrícia Neves Sales – patricianevessal@gmail.com Msc em Ciência e Tecnologia Ambiental Arquiteta e Urbanista Engenheira de Segurança do Trabalho Especialista em Eficiência Energética em Edificações Técnica em Eletrotécnica Diretrizes geraisDiretrizes gerais As instalações elétricas de baixa tensão são regulamentadas pela Norma Brasileira vigente, a NBR 5410:2004 – Instalações Elétricas de Baixa Tensão Essa norma fixa os procedimentos que devem ter as instalações elétricas relativos à projeto, execução, manutenção e verificação final de 2© P at ríc ia S al es as instalações elétricas relativos à projeto, execução, manutenção e verificação final de instalações novas e reformas das existentes alimentadas sob uma tensão nominal igual ou inferior a 1.000 Volts em corrente alternada (CA) A Resolução nº 456 – Condições Gerais de Fornecimento de Energia Elétrica de 29/11/00, da ANEEL estabelece as condições de fornecimento de energia pelas concessionárias Campo de aplicação Campo de aplicação dada NBR 5410NBR 5410 A NBR 5410 fixa as condições que as instalações de baixa tensão devem atender, a fim de garantir seu funcionamento adequado, a segurança das pessoas e animais domésticos e a conservação de bens Aplica-se a instalações novas e a reformas 3© P at ríc ia S al es Aplica-se a instalações novas e a reformas em instalações existentes – considerando como “reforma” qualquer ampliação de instalação existente (criação de novos circuitos, alimentação de novos equipamentos, etc.), bem como qualquer substituição de componentes que implique alteração de circuito Principais grandezas elétricasPrincipais grandezas elétricas Tensão (E) – potencial elétrico em volts (V) Corrente (I) – corrente elétrica em Amperes (A) Resistência (R) – resistência elétrica em Ohms (Ω) Condutância (S) – recíproco da resistência em Siemens (Ω -1) Freqüência (F) – variação do sinal em Hertz (Hz) 4© P at ríc ia S al es Indutância (L) – de uma bobina em Henry (H) Reatância indutiva (XL) – em Ohms (Ω) XL = 2πfL = ωL Reatância capacitiva (XC) – em Ohms (Ω) XC = 1 / 2πfC = 1 / ωC Impedância – composição da resistência e da reatância (a ± jb) (Ω) onde: 1 j Tensão, corrente elétrica e Tensão, corrente elétrica e resistência resistência –– Lei de OhmLei de Ohm 5© P at ríc ia S al es U é medido em volts (VCA) I é medido em ampères (A) R é medido em ohms (Ω) U = R x I Potência elétricaPotência elétrica P = U x I 6© P at ríc ia S al es P = U x I P = R x I x I P = R x I² Potência ativaPotência ativa Potência ativa, que é a parcela da potência aparente efetivamente transformada em potência mecânica, potência térmica e potência luminosa e cuja unidade de medida é o watt (W) 7© P at ríc ia S al es Potência reativaPotência reativa Potência reativa, que é a parcela da potência aparente transformada em campo magnético, necessário ao acionamento de dispositivos como motores, transformadores e reatores e cuja unidade de medida é o voltampère reativo (VAR) 8© P at ríc ia S al es Nos projetos de instalações elétricas residenciais, os cálculos efetuados são baseados na potência aparente e na potência ativa ◦ Portanto, é importante conhecer a relação entre elas para se entender o que é fator de potência Fator de potênciaFator de potência Como vimos anteriormente, a potência ativa representa a parcela da potência aparente que é transformada em potência mecânica, térmica e luminosa A essa correspondência dá-se o nome de fator de potência 9© P at ríc ia S al es fator de potência Potência Aparente = Potência Ativa + Potência Reativa (esta soma é vetorial) Potência Ativa = Fator de Potência x Potência Aparente Fator de potênciaFator de potência Num copo cheio de cerveja, tem- se uma parte ocupada pelo líquido e outra ocupada pela espuma Potênci a reativa 10© P at ríc ia S al es ocupada pela espuma Para aumentar a quantidade de líquido nesse copo, tem-se que diminuir a espuma Potênci a ativa Potênci a aparent e Fator de potênciaFator de potência Em projetos de instalações residenciais e comerciais, aplicam-se os seguintes valores de fator de potência para saber quanto da potência aparente foi transformado em potência ativa ◦ 1,00 para iluminação incandescente 11© P at ríc ia S al es ◦ 0,80 para pontos de tomada e circuitos independentes ◦ 0,95 para o circuito de distribuição Fornecimento de energiaFornecimento de energia Tensão Secundária de Distribuição – Grupo B (NBR 5410): Quando a carga instalada na unidade consumidora for igual ou inferior a 75 kW. Os consumidores do Grupo B são atendidos na tensão inferior a 2.300 Volts Tensão Primária de Distribuição inferior a 69 kV (NBR 13534): Quando a carga instalada na unidade 12© P at ríc ia S al es (NBR 13534): Quando a carga instalada na unidade consumidora for superior a 75 kW e a demanda contratada ou estimada pelo interessado, para o fornecimento, for igual ou inferior a 2.500 kW Tensão primária de distribuição igual ou superior a 69 kV: Quando a demanda contratada ou estimada pelo interessado, para o fornecimento, for superior a 2.500 kW O Brasil é o único país do mundo em que O Brasil é o único país do mundo em que coexistem coexistem duas duas tensões de BTtensões de BT E também onde o 220 V é em 60 Hz 13© P at ríc ia S al es O Brasil é o único país do mundo em que O Brasil é o único país do mundo em que coexistemcoexistem duas tensões de BTduas tensões de BT Coexistem no país, cidades em 127/220 V e 220/380 V ◦ Brasília, Fortaleza, João Pessoa 220/380 V ◦ Rio de Janeiro, São Paulo, Aracaju 127/220 V Particularidades apenas encontradas nas 14© P at ríc ia S al es Particularidades apenas encontradas nas cidades em 127/220 V ◦ Circuitos bifásicos em 220 V para alimentar cargas monofásicas pesadas (ar condicionado, chuveiros, etc.) ◦ Sistemas 220/380 V em shoppings e grandes prédios corporativos cuidados a tomar Considerações geraisConsiderações gerais Em geral até 75 kW em BT (NBR 5410), e acima disso em MT (NBR 13534) ou AT Dois padrões de tensão BT: ◦ 127/220 V ◦ 220/380 V Mesmo em cidades 127/220 V os grandes 15© P at ríc ia S al es Mesmo em cidades 127/220 V os grandes edifícios são em 220/380 V A indústria pode utilizar outros valores Muitos equipamentos estrangeiros são para 115 V mas funcionam bem em 127 V Aparelhos de boa qualidade, com fonte chaveada, funcionam de 90 a 240 V 60 Hz em todo o país Tipos de fornecimento de Tipos de fornecimento de energia energia elétricaelétrica Monofásico ◦ Feito a dois fios: um fase e um neutro, com tensão de 127 VCA ou 220 VCA ◦ Normalmente, é utilizado nos casos em que a potência ativa 16© P at ríc ia S al es casos em que a potência ativa total da instalação é inferior a 12 KW (pode variar de acordo com a concessionária) Tipos de fornecimento Tipos de fornecimento dede energia elétricaenergia elétrica Bifásico (já descartado por várias distribuidoras) ◦ Feito a três fios: duas fases e um neutro, com tensão de 127 VCA ou 220 VCA entre fase e neutro e de 220 VCA ou 380VCA 17© P at ríc ia S al es neutro e de 220 VCA ou 380 VCA entre fase e fase ◦ Normalmente, é utilizado nos casos em que a potência ativa total da instalação é maior que 12 KW e inferior a 25 KW (pode variar de acordo com a concessionária) ◦ É o mais utilizado em instalações residenciais Tipos de fornecimento Tipos de fornecimento dede energia elétricaenergia elétrica Trifásico ◦ Feito a quatro fios: três fases e um neutro, com tensão de 127 VCA ou 220 VCA entre fase e neutro e de 220 VCA ou 380 VCA entre fase e fase ◦ Normalmente, é utilizado nos 18© P at ríc ia S al es ◦ Normalmente, é utilizado nos casos em que a potência ativa total da instalação é maior que 25KW (pode variar de acordo com a concessionária) e inferior a 75KW, ou quando houver motores trifásicos ligados à instalação Padrão de entradaPadrão de entrada Padrão de entrada vem a ser o poste com isolador, a roldana, a bengala, a caixa de medição e a haste de terra, que devem ser instalados de acordo com as especificações técnicas da concessionária para o tipo de fornecimento As normas técnicas de instalação do padrão de entrada, assim como outras informações desse tipo, devem ser obtidas na agência local da concessionária de eletricidade 19© P at ríc ia S al es concessionária de eletricidade Componentes típicos Componentes típicos dada entrada entrada de energia elétricade energia elétrica Através do circuito de distribuição, a energia é levada do medidor (ponto de entrega) até o quadro de distribuição, mais conhecido como 20© P at ríc ia S al es conhecido como quadro de luz Esquemas de aterramentoEsquemas de aterramento Conforme a norma NBR 5410, existem cinco tipos de esquemas de aterramento. São eles: TN-C, TN-S, TN-C-S, TT e IT. Sua classificação é feita da seguinte maneira: A primeira letra indica a situação da alimentação em relação à terra: ◦ T = um ponto diretamente aterrado; ◦ I = todos os pontos de fase e neutro são isolados em relação à terra ou um dos pontos é isolado através de uma carga. 21© P at ríc ia S al es terra ou um dos pontos é isolado através de uma carga. A segunda letra indica a situação das massas da instalação elétrica em relação à terra: ◦ T = massas diretamente aterradas, independentemente do aterramento da alimentação; ◦ N = massas ligadas no ponto de alimentação aterrado (normalmente o ponto neutro). Outras letras (eventuais) indicam a disposição do condutor neutro e do condutor de proteção: ◦ S = funções de neutro e de proteção asseguradas por condutores distintos; ◦ C = funções de neutro e de proteção combinadas em um único condutor (condutor PEN). Esquema TN segundo a NBR Esquema TN segundo a NBR 54105410 Esquema TN-S – no qual o condutor neutro e o condutor de proteção são distintos Esquema TN-C-S – em parte do TN-CS 22© P at ríc ia S al es Esquema TN-C-S – em parte do qual as funções de neutro e de proteção são combinadas em um único condutor Esquema TN-C – no qual as funções de neutro e de proteção são combinadas em um único condutor, na totalidade do esquema. TN-C TN-S Esquema TNEsquema TN--CC Nos esquemas do tipo TN, um ponto da alimentação é diretamente aterrado, e as massas da instalação são ligadas a esse ponto através de condutores de proteção. No esquema TN-C, as funções de neutro e de proteção são combinadas no mesmo condutor (PEN). Esse tipo de esquema também é utilizado no aterramento da rede pública 23© P at ríc ia S al es Esquema TNEsquema TN--CC--S (TNS (TN--S)S) No esquema TN-C-S as funções de neutro e de proteção também são combinadas em um mesmo condutor (PEN), porém este se divide em um condutor de neutro e outro de proteção (PE/terra) no circuito onde são ligadas as massas Este esquema é o mais recomendado para instalações em geral TN-C TN-S 24© P at ríc ia S al es Esquema TTEsquema TT O esquema TT possui um ponto da alimentação diretamente aterrado, e as massas da instalação são ligadas a eletrodos de aterramento eletricamente distintos do eletrodo de aterramento da alimentação O esquema TT não é recomendado para instalações novas 25© P at ríc ia S al es Barramento de neutro Barramento de terra Esquema TT segundo a Esquema TT segundo a NBR NBR 54105410 O esquema TT possui um ponto da alimentação diretamente aterrado, estando as massas da instalação ligadas a eletrodo(s) de aterramento eletricamente distinto(s) do eletrodo de aterramento da alimentação O esquema TT não é recomendado para instalações novas 26© P at ríc ia S al es Esquema ITEsquema IT No esquema IT todas as partes vivas são isoladas da terra ou um ponto da alimentação é aterrado através de impedância As massas da instalação são aterradas, verificando- se as seguintes possibilidades: 27© P at ríc ia S al es ◦ Massas aterradas no mesmo eletrodo de aterramento da alimentação, se existente; e ◦ Massas aterradas em eletrodo(s) de aterramento próprio(s), seja porque não há eletrodo de aterramento da alimentação, seja porque o eletrodo de aterramento das massas é independente do eletrodo de aterramento da alimentação Esquema IT Esquema IT segundosegundo a a NBR 5410NBR 5410 1) O neutro pode ser ou não distribuído A = sem aterramento da alimentação B = alimentação aterrada através de impedância B.1 = massas aterradas em eletrodos separados e independentes do eletrodo de aterramento da alimentação B.2 = massas coletivamente aterradas em eletrodo independente do eletrodo de aterramento da alimentação B.3 = massas coletivamente aterradas no mesmo eletrodo da alimentação 28© P at ríc ia S al es eletrodo da alimentação Esquema IT MédicoEsquema IT Médico 29© P at ríc ia S al es Esquema IT MédicoEsquema IT Médico 30© P at ríc ia S al es Esquema IT MédicoEsquema IT Médico 31© P at ríc ia S al es
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