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1 FEA FUMEC –INSTALAÇÕES. ELÉTRICAS PREDIAIS CAPÍTULO 1– PROF. JOSÉ CARLOS ERVILHA INTERRUPTORES, TOMADAS, CAMPAINHAS ESQUEMAS DE LIGAÇÃO DIAGRAMA BIFILAR/UNIFILAR INTRODUÇÃO São diversos os tipos de instalações que envolvem eletricidade em uma edificação: a instalação elétrica propriamente dita, que tem por função receber e distribuir a energia elétrica, e que permite a ligação dos diversos equipamentos elétricos; as instalações de telefonia fixa, de TV, de processamento de dados, de Internet, de automação e outras. A disciplina Instalações Elétricas Prediais contempla em seu programa parte das instalações acima citadas com ênfase nas instalações elétricas e de telefonia fixa. A experiência com o ensino e aprendizado na Disciplina tem-nos demonstrado que um meio eficaz para o entendimento dos detalhes de uma instalação é a elaboração de projetos. Demonstra também que não há necessidade de desenvolver projetos com todas suas complexidades, mas na medida e conteúdo compatíveis com a carga horária da Disciplina e suficientes para que o aluno possa adquirir confiança e base para uma posterior extensão se assim desejar. O aprendizado do conteúdo da Disciplina deve significar para o aluno um recurso a mais para que, quando engenheiro, possa fiscalizar ou administrar obras em conformidade com as normas brasileiras ou estaduais de eletricidade. A) O PROJETO ELÉTRICO O desenvolvimento de um projeto elétrico na disciplina deverá abranger as seguintes etapas:: - Planejamento da instalação elétrica, quantificação e distribuição de pontos de iluminação, interruptores e tomadas; - Definição do número de circuitos para alimentação dos pontos planejados; - Elaboração do projeto gráfico utilizando-se de simbologia padronizada; - Dimensionamento dos circuitos; - Levantamento dos materiais e elaboração da lista de materiais. Detalhes e maiores explicações destas etapas serão passadas oportunamente. Antes do início do projeto é necessária a apresentação de alguns de seus componentes básicos. No momento serão tratados os comandos de iluminação, tomadas, suas ligações e representações gráficas. 2 B) INTERRUPTORES. São dispositivos de comando da iluminação. Além de seu papel funcional, devem se integrar à decoração do ambiente através dos diversos estilos e acabamentos especificados pelo arquiteto ou decorador geralmente extraídos de catálogos e mostruários.. O projetista de instalações elétricas deve ter conhecimento das principais marcas e propriedades dos modelos existentes no mercado. Ë importante que mantenha em sua biblioteca catálogos atualizados destes materiais. Isto é possível através do contato permanente com os escritórios locais de representação dos fabricantes ou via Internet. Geralmente é através dos catálogos (impressos ou eletrônicos) que o projetista fica sabendo dos novos lançamentos. O que foi dito acima para os interruptores é válido para os demais materiais de que se faz uso nas instalações. Os principais tipos de interruptores são: 1 - Interruptor simples. Liga e desliga uma só lâmpada ou um conjunto de lâmpadas. 2 - Interruptor paralelo (THREE-WAY). Opera sempre com outro de mesma espécie, ligando ou desligando, de dois locais diferentes, uma lâmpada ou um conjunto de lâmpadas. PLACA MÓDULO 3 3 - Interruptor intermediário (FOUR-WAY). Opera sempre com dois interruptores paralelos, ligando ou desligando, de mais de dois locais diferentes, uma lâmpada ou um conjunto de lâmpadas. O interruptor intermediário é sempre instalado entre dois interruptores paralelos. Os interruptores são fabricados, nominalmente, para 10A e 250V (correntes de até 10A e tensões de até 250V). Outros tipos de interruptores: - Variador de luminosidade (Dimmer) : é um interruptor simples que permite variar a luminosidade de uma ou várias lâmpadas incandescentes, girando-se um botão , deslizando-se uma alavanca, ou nos mais modernos, através de leves toques em uma tecla. São ligados de forma similar a um interruptor simples. Os mais comuns são de 300 e 500W/127V ou 500 e1000W/220V. Por exemplo, no de 500W/ 127V pode-se comandar, ao mesmo tempo, até 5 lâmpadas de 100W cada. -Interruptor de minuteria: é um dispositivo de comando de iluminação que necessita da ação humana para ligar o circuito, desligando-se automaticamente após algum tempo previamente regulado. - Interruptor horário ou temporizador: é um dispositivo que possibilita programar, ligar e desligar automaticamente circuitos elétricos em tempos predeterminados. - Relé de impulso (Ri): trata-se de um dispositivo para comando de iluminação ou cargas de até 16 A, constituído por uma bobina e um contato. A bobina ao receber energia (impulso elétrico, proveniente de um pulsador), liga o contato, e ao receber novo impulso, desliga-o. Pode substituir em certas instalações, com vantagens, os comandos three-way e four-way. 4 - Interruptor automático por presença: é um dispositivo eletrônico que capta, através de um sensor infravermelho, a radiação de calor de pessoas, animais, automóveis etc, que estejam nos limites perceptíveis do dispositivo. - Interruptores fotoelétricos: dispositivo que liga e desliga uma iluminação em função da luz que incide no ambiente. Destina-se ao comando automático de iluminação de ruas, praças, fachadas de prédios, jardins, pátios etc. C) COMANDOS DE ILUMINAÇÃO -Esquemas Elétricos para montagem dos circuitos. - COMANDO COM INTERRUPTOR SIMPLES Nos circuitos de iluminação residenciais, na maioria das vezes, são empregados a fase e o neutro. No esquema acima, o condutor que vai do terminal fase (da fonte) ao interruptor é denominado de condutor FASE. O condutor que vai do terminal neutro da fonte a um terminal da lâmpada é denominado de condutor NEUTRO. O condutor que vai do terminal do interruptor ao outro terminal da lâmpada é denominado de condutor RETORNO. Observe que com o interruptor fechado o retorno fica no potencial de fase. Com o interruptor aberto ele fica no potencial de neutro (através da lâmpada). Do ponto de vista de comando da lâmpada, o interruptor pode ser instalado na fase ou no neutro, isto é, interrompendo-se a fase ou o neutro. Do ponto de vista de segurança, no entanto, deve ser instalado de forma a interromper a fase, como mostrado no esquema. A razão está em que, ao trocar a lâmpada, o indivíduo não se expõe ao potencial de fase, bastando desligar o interruptor. 5 No comando de mais de uma lâmpada, em conjunto, as demais lâmpadas são ligadas em paralelo com a primeira. I1 +I2+ I3 +I4 + … + In < 10 A Note que a capacidade de corrente do interruptor deve ser respeitada. Se sua corrente nominal é de 10A, o somatório das correntes das lâmpadas deve ser igual ou inferior a este valor. - COMANDO COM INTERRUPTOR SIMPLES (DOIS MÓDULOS). Pode-se comandar de um mesmo local mais de uma lâmpada ou conjunto de lâmpadas separadamente adicionando-se módulos em separado. Cada móduloé um interruptor. No desenho vê-se um comando simples com dois módulos. Em alguns modelos os módulos já vêm agrupados em uma única peça. Nestes casos têm-se os interruptores denominados de uma, duas ou três seções. . Interruptores de uma, duas e três seções 6 - COMANDO COM INTERRUPTORES PARALELOS (THREE-WAY) O interruptor paralelo pode ser representado como abaixo. É caracterizado por possuir três terminais para ligação, donde o nome “three-way”. Observe que no esquema, além do retorno, temos também o retorno paralelo que liga os interruptores entre si. O comando com interruptores paralelos (THREE-WAY) é muito usado em salas, corredores e quartos. No quarto, por exemplo, permite-se ligar a lâmpada através de um interruptor perto da porta e desligarr a mesma lâmpada através de outro interruptor ao lado da cama. 7 - COMANDO COM INTERRUPTOR INTERMEDIÁRIO OU “FOUR-WAY” Este interruptor é representado como abaixo: O nome “Four-Way” é devido aos seus quatro terminais para ligação. O interruptor intermediário é instalado sempre com dois interruptores paralelos, e sempre entre eles como mostrado no esquema. O interruptor intermediário é usado quando se deseja comandar a mesma lâmpada de mais de dois pontos diferentes, por exemplo, numa sala em que temos três portas de acesso ou em corredores, escadas, etc.. No circuito, o comando pode ser feito de três pontos diferentes. Se desejarmos mais pontos de comando, basta acrescentar mais interruptores intermediários entre os dois interruptores paralelos existentes. 8 Circuito para comando de quatro locais diferentes. Observe os “Three-Ways” nas extremidades. O comando de uma mesma lâmpada de N pontos distintos, exige : - COMANDO DE CAMPAINHA/CIGARRA Cigarras - São dispositivos que emitem sons provenientes da vibração de uma lâmina sobre o núcleo de uma bobina. Campainha - São dispositivos que emitem sons mais harmoniosos. O conhecido “Din-Don”. O comando é feito através de um PULSADOR, interruptor semelhante ao simples, só que, normalmente, permanece na posição “aberto” pelo efeito de uma mola. É conhecido também como “botão de campainha”. 2 Three-Ways + (N – 2) Four-Ways. 9 D) TOMADAS E PLUGUES As definições seguintes são da NBR 5473 - Terminologia da ABNT. ◊ Tomada (de corrente) -“Dispositivo elétrico com contatos ligados permanentemente a uma fonte de energia elétrica e destinado a alimentar um equipamento de utilização, através de um plugue”. ◊ Plugue - “Dispositivo elétrico com contatos ligados ou destinados a serem ligados permanentemente a condutores e que se introduz ou se retira de uma tomada de corrente para respectivamente alimentar ou desligar um equipamento de utilização”. ◊ Equipamento de Utilização - “Equipamento elétrico destinado a converter energia elétrica em outra forma de energia”. - PLUGUES E TOMADAS PADRONIZADOS PELA ABNT Tais plugues e tomadas foram recentemente desenvolvidos no âmbito da ABNT (Associação Brasileira de Normas Técnicas), e vem sendo comercializados em substituição aos tipos similares existentes. 10 - Esquema para Ligação de Uma Tomada E) CATÁLOGOS DE FABRICANTES Os interruptores e tomadas fabricados no país devem atender às normas da ABNT. Podem ser encontrados com acabamentos diversos, atendendo não somente exigências de decoração como também exigências do local de uso, por exemplo, locais sujeitos a umidade ou projeção de água. Dentre os principais fabricantes, temos os interruptores e tomadas da PIAL (séries Silentoque, Classic, Elite, Aquatic, Pial Plus etc.) e BTICINO (séries Aristocrata, Ticilux, Dómino, Minitoc, etc.). Para os interruptores e tomadas a serem instalados em locais especiais (locais abertos, por exemplo), os fabricantes especificam, através do Índice de Proteção (IP), para até quanto estes dispositivos resistem às intempéries. Assim, os interruptores e tomadas da série Aquatic, da Pial, possuem IP44-IK04 significando proteção, entre outros, contra PROJEÇÃO DE ÁGUA. Φ 4mm Φ 4,8mm 11 Os interruptores e tomadas devem ser especificados para compra de acordo com sua função e o acabamento desejado. Quando mencionar marca, indicar se possível, a referência de catálogo. Exemplos: ∗ Interruptor simples com placa 4” x 2” e parafusos, marca Pial, Silentoque ref.1100 ∗ Interruptor simples com placa 4” x 2” e parafusos, marca Bticino, Minitoc ref.5111 ∗ Conjunto de 1 interruptor paralelo e 1 interruptor simples, placa 4” x 2” e parafusos marca Pial, Silentoque ref. 2110 ou marca Bticino, Minitoc ref. 5122. Os interruptores e tomadas podem ser de embutir (em caixas 4” x 2” ou 4” x 4”) ou de sobrepor (fixados diretamente numa superfície). Quando necessário deve ser especificado (embutir ou sobrepor). F) A INSTALAÇÃO ELÉTRICA Uma “Instalação Elétrica” é necessária quando se quer fazer uso da energiaelétrica. Como todas as instalações prediais, a instalação elétrica é parte da engenharia cvil e deve oferecer segurança para o usuário e para o local que atende. A norma brasileira que rege as instalações elétricas de baixa tensão (tensões iguais ou inferiores a 1000V) é a NBR 5410 da Associação Brasileira de Normas Técnicas - ABNT. Deve-se buscar sempre a edição mais recente, pois as normas técnicas evoluem, sofrem revisões periódicas. Abaixo faremos uma breve apresentação dos componentes de uma instalação. - PONTOS DE UMA INSTALAÇÃO ELÉTRICA Ao observar um local servido por energia elétrica, o que nos desperta a atenção, a primeira vista, são os “pontos de utilização” e os “pontos de comando”. Os pontos de utilização são os pontos da instalação onde se ligam equipamentos através de tomadas( pontos de tomadas), os pontos de ligação direta, (chuveiros, aquecedores e outros), os pontos de luz (lustres, luminárias, arandelas, etc). As arandelas são pontos de luz localizados nas paredes. Os pontos de comando são os diversos tipos de interruptores e similares (dimmer, botão de campainha, etc.). As tomadas de antena de TV, telefone, internet,som e interfone pertencem a outras instalações que não a elétrica. As instalações não devem se misturar. Cada uma tem seu próprio espaço (eletroduto,etc.) 12 - CAIXAS E ELETRODUTOS Por trás destes pontos de utilização e de comandos encontram-se, geralmente embutidos na alvenaria (lajes, paredes e pisos), as caixas e os eletrodutos. As caixas servem para fixar os interruptores, tomadas, luminárias, etc., e também servem como ‘caixa de passagem’ para os condutores. As caixas são interligadas, entre si, pelos eletrodutos, constituindo a rede de eletrodutos (os nós desta rede são as caixas). Tempos atrás,admitia-se nas edificações apenas eletrodutos de aço. Atualmente admitem-se também eletrodutos de PVC rígido e flexíveis normalizados. As conhecidas mangueiras são os eletrodutos flexíveis.. Voltaremos a citar os eletrodutos e sua especificação em outros capítulos. CAIXAS E ELETRODUTOS (cópias extraídas do catálogo do fabricante TIGRE ) 13 - CONDUTORES/DISJUNTORES Os condutores chegam às diversas caixas através dos eletrodutos. Os interruptores, tomadas, etc., são ligados aos condutores no interior destas caixas. Muitos autores de livros sobre instalações citam os condutores como artérias de uma instalação elétrica. Por estas artérias flui a eletricidade. Os eletrodutos além de encaminharem os condutores de uma forma ordenada os protegem mecanicamente. Os condutores são protegidos eletricamente pelos disjuntores e fusíveis. Os disjuntores se localizam no QDC (Quadro de Distribuição de Circuito) geralmente localizado nas cozinhas, áreas, situado atrás das portas, nunca escondidos. MAIS INFORMAÇÕES SERÃO PASSADAS OPORTUNAMENTE. CONDUTORES DE COBRE -SEÇÕES EM mm² 14 15 QUADRO DE DISTRIBUIÇÃO DE CIRCUITOS - QDC 16 G- DIAGRAMAS BIFILAR E UNIFILAR As páginas, a seguir, ilustram instalações de pontos de luz e interruptores em um cômodo utilizando-se dos diagramas bifilar, no desenho em perspectiva, e unifilar, em planta. Os pontos de luz são mostrados fixados em caixas do tipo octogonal de fundo móvel embutida na laje, e os interruptores em caixas do tipo 4”x 2”(10 x 5cm) embutidas em parede. Nos diagramas bifilares são mostrados as caixas, os eletrodutos, os interruptores e os pontos de luz. Mostram também os condutores que passam dentro dos eletrodutos e as ligações elétricas feitas nas caixas para a lâmpada e para o interruptor. O diagrama bifilar mostra como a instalação é feita. Observe que a representação da instalação elétrica usando o diagrama bifilar vai se tornando de difícil execução para o desenhista. Compare os diagramas bifilares do comando com interruptor simples e do sistema four-way. O diagrama Unifilar ou simbólico foi concebido com o objetivo de simplificar os desenhos facilitando sua leitura e a interpretação correta do que deve ser executado. O diagrama Bifilar pode continuar sendo usado no projeto de pequenas instalações, por exemplo, de um cômodo ou para detalhar melhor alguma parte da instalação. Para projetos de instalações maiores, mais complexos, o Bifilar torna-se impraticável. No diagrama unifilar ou sinbólico, todos os componentes da instalação são representados por símbolos, tornando os desenhos menos confusos e mais claros de entendimento, desde que se saiba o significado dos diversos símbolos. Logicamente, o instalador deve saber ler e interpretar a simbologia. Nos desenhos devem constar a legenda com os símbolos empregados e seus significados. Os desenhos dos projetos são apresentados em planta, geralmente, na escala de 1:50. Compare nas figuras os dois diagramas. Veja o significado da simbologia empregada no quadro abaixo. Observe –se que no diagrama unifilar representa-se, por exemplo, um ponto de luz sem fazer menção à caixa em que o ponto está instalado. O mesmo para os interruptores. Também as descidas dos eletrodutos nas paredes não são representadas. Tais aspectos devem ser levados em conta quando da contagem e elaboração da lista de materiais. Veja alguns exemplos de representação gráfica de projetos segundo a simbologia abaixo. 17 18 - INTERRUPTOR SIMPLES DE UMA SEÇÃO 19 2) INTERRUPTOR SIMPLES DE DUAS SEÇÕES 20 3) INTERRUPTOR PARALELO OU THREE - WAY 21 4) INTERRUPTOR INTERMEDIÁRIO OU FOUR – WAY 22 EXERCÍCIOS FEA FUMEC – INSTALAÇÕES ELÉTRICAS PREDIAIS - EXERCÍCIOS 23 24 25 26 27 EM AGOSTO DE 2016
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