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INSTALAÇÕES DE BAIXA TENSÃO – CCE0426 Professor: Pedro Augustho Biasuz Block Data: 20/04/17 REVISÃO Conteúdos • Previsão de Cargas; • Interruptores; • Calculo da demanda; • Dimensionamento de condutores: • Capacidade de condução de corrente; • Queda da Tensão; • Disjuntores; SIMBOLOGIA 5 6 Previsão de Cargas - Iluminação • Os parâmetros estabelecidos para potência destinados a iluminação são apenas para efeito de dimensionamento dos circuitos, e não necessariamente à potência nominal das lâmpadas. • Para cada cômodo deverá ser previsto pelo menos um ponto de 100 VA; • Em cômodos com área igual ou superior a 6 m2 deverá ser prevista uma carga mínima de 100 VA para os primeiros 6 m2, acrescida de 60 VA para cada aumento de 4 m2. Previsão de Cargas - TUGs • Quanto à quantidade; • Em banheiros, pelo menos uma tomada junto ao lavatório; • Em cozinhas, copas, área de serviço, lavanderias e locais análogos, no mínimo um ponto de tomada para cada 3,5 m, ou fração de perímetro, sendo que, acima de cada bancada de largura igual ou superior a 0,3 m, deve ser previsto pelo menos um ponto de tomada; Previsão de Cargas - TUGs • Quanto à quantidade; • Em subsolos, garagens, sótãos, halls de escadaria e em varandas, salas de manutenção ou localização de equipamentos, tais como, casa de máquinas, salas de bombas e locais análogos, deve ser previsto um ponto de tomada; • Nos demais cômodos, se a área for inferior a 6m2, pelo menos um ponto de tomada, se a área for superior a 6 m2, pelo menos um ponto de tomada para cada 5 m, ou fração de perímetro; Previsão de Cargas - TUGs • Quanto à potência; • Em banheiros, cozinhas, copas e locais análogos, no mínimo 600 VA por ponto, até três pontos de tomada, e 100 VA por ponto de tomada, para os excedentes, considerando cada um dos ambientes separadamente; • Nos demais cômodos, no mínimo 100 VA por ponto de tomada; Previsão de Cargas - TUE • TUE alimentam equipamentos com corrente > 10 A (1000 VA); • Devem possuir circuito exclusivo; • Aos pontos de TUE deverá ser atribuída uma potência igual à potência nominal do equipamento a ser alimentado, devendo ser instalada no máximo a 1,5 m do local previsto para o equipamento. DIVISÃO DE CIRCUITOS Divisão de circuitos • Toda a instalação deve ser dividida em vários circuitos, de modo a: • Limitar as consequências de uma falta, a qual provocará apenas 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, no caso da iluminação; • Equilibrar as cargas; • Melhorar o dimensionamento dos condutores e dispositivos de proteção; Divisão de circuitos • Chama-se de circuito o conjunto de pontos de consumo, alimentados pelos mesmos condutores e conectados ao mesmo dispositivo de proteção (disjuntor). • Sistemas polifásicos os circuitos devem ser distribuídos de modo a assegurar o melhor balanceamento entre as fases; • Em instalações de alto padrão técnico deve haver circuitos normais e circuitos de segurança (Essenciais); Divisão de circuitos • Em geral, os circuitos de iluminação devem ser separados dos circuitos de tomada. • Em unidades residenciais, hotéis, motéis, ou similares são permitidos pontos de iluminação e tomadas em um mesmo circuito, exceto nas cozinhas, copas e áreas de serviço, que devem constituir um ou mais circuitos independentes. Divisão de circuitos • Restrições para unidades residenciais, hotéis, motéis ou similares: • A) circuitos independentes devem ser previstos para os aparelhos de potência igual ou superior a 1 500 VA ou para aparelhos de ar-condicionado, sendo permitida a alimentação de mais de um aparelho do mesmo tipo através de m só circuito; • B) As proteções dos circuitos de aquecimento ou condicionamento de ar de uma residência pode ser agrupadas no quadro de distribuição da instalação elétrica geral ou num quadro separado; Divisão de circuitos • Restrições para unidades residenciais, hotéis, motéis ou similares: • C) quando um mesmo alimentador abastece vários aparelhos individuais de ar-condicionado, deve haver uma proteção para o alimentador geral e uma proteção junto a cada aparelho, caso este não possua proteção interna própria. Divisão de Circuitos • Em instalações com 2 ou 3 fases, as cargas devem ser distribuídas entre fases de modo a obter-se o maior equilíbrio possível. Divisão de Circuitos • Devem ser previstos circuitos independentes para as tomadas da cozinha, copa e área de serviço (conjunta ou isoladamente); • Normalmente não devemos ter circuitos com potência superior a 1200 VA em 127 V ou 2200 VA em 220 V; • No circuitos de TUG de cozinha, copa e área de serviço, os limites estabelecidos podem ser ultrapassados, tomando-se cuidado de quando da fiação máxima de 4,0 mm2. Em geral este limite é em torno de 2000 VA em 127 V; Divisão de Circuitos • Um mesmo circuito pode atender diversos ambientes, mas devemos tomar o cuidado de fazer que em um ambiente não existam 2 circuitos com a mesma função (TUG’s, por exemplo). Interruptores de Fiação Interruptores • Interruptores unipolares, paralelos e intermedirários, devem interromper unicamente o condutor fase. Isso possibilitará repassar e substituir lâmpadas sem risco de choque; Interruptores • Interruptores paralelos (Three-way) Interruptores • Interruptores intermediários (Four-way) Avaliação da Demanda em Baixa Tensão Conceitos Gerais - Cargas • Demanda (D): É o valor médio da carga em um intervalo de tempo especificado – geralmente 15 minutos. Conceitos Gerais - Cargas Avaliação da demanda em BT • Deve ser obrigatoriamente efetuada a partir da carga total instalada ou prevista para a instalação, qualquer que seja o seu valor; • Será utilizada na definição da categoria de atendimento e no dimensionamento dos equipamentos e materiais das instalações de entradas de energia elétrica, monofásicas e polifásicas, itens fundamentais para elaboração do projeto de instalações elétricas. Fator de Demanda • Expressão Geral: D (KVA) = d1+d2+d3+d4+d5+d6 • Onde; • d1: Demanda de iluminação e tomadas, Tabela 1, FP = 1,0. • d2: Demanda para aparelhos de aquecimento de água, Tabela 2, FP =1,0. • d3: Demanda para aparelhos de ar condicionado, Tabelas 3 e 4. • d4: Demanda para centrais de condicionamento de ar calculada a partir de correntes máximas fornecidas pelos fabricantes, considerar demanda individual 100%. • d5: Demanda de motores e máquinas de solda tipo motor-gerador, Tabela 5. • d6: Demanda de máquinas de solda a transformador e aparelhos de raio X, Tabela 6. Fator de Diversidade • Entre várias unidades de um mesmo conjunto com energia vinda da mesma fonte (transformador, subestação etc), há uma diversificação que representa a economia. • Fator de diversidade é a relação entre a soma das demanda máximas dos componentes e a demanda máxima de carga, considerada como um todo. Fator de Diversidade • Exemplo: • Um conjunto residencial com 100 unidades, cada qual com demanda de 4.000 W. Medida a carga na entrada do conjunto (Quadro Geral), constatou-se ser de 200 kW. O fator de diversidade será? DIMENSIONAMENTO CONDUTORES CAPACIDADE DE CONDUÇÃO DE CORRENTE • O critério da capacidade de condução de corrente visa garantir uma vida satisfatória a condutores e isolações submetidos aos efeitos térmicos produzidos pela circulação de correntes equivalentes às suas capacidades de condução durante períodos prolongados em serviço normal; CAPACIDADE DE CONDUÇÃO DE CORRENTE • Para a determinação da seção do condutorpor este critério, deve-se seguir os seguintes passos principais: • 1) Calcular a corrente de projeto do circuito; • 2) Número de condutores carregados; • 2) Determinar o método de instalação; • 3) Aplicar os fatores de correção apropriados. CAPACIDADE DE CONDUÇÃO DE CORRENTE • Cálculo da corrente de projeto • IB = 𝑃 𝑉.𝐹𝑃 IB = 𝑃 3.𝑉.𝐹𝑃 • Onde: • IB : corrente de projeto; • P : potência ativa total do circuito; • V : tensão do circuito; • FP : fator de potência total do circuito. CAPACIDADE DE CONDUÇÃO DE CORRENTE • Condutores carregados: • Para 4 condutores carregados aplicar o fator de 0,86 às capacidades de condução válidas para3 condutores carregados. • Considerar o trifáisco com neutro com 4 condutores carregados quando a taxa de harmônicostriplos na corrente de fase for superior a 15%. CAPACIDADE DE CONDUÇÃO DE CORRENTE • Métodos de instalação: CAPACIDADE DE CONDUÇÃO DE CORRENTE • Métodos de instalação: CAPACIDADE DE CONDUÇÃO DE CORRENTE • Fatores de Correção • 1) Fatores de correção para temperatura (K1); • 2) Fatores de correção para resistividade térmica do solo (K2); • 3) Fatores de correção para agrupamento de circuitos (K3). • I´B = IB 𝑘1.𝑘2.𝑘3 CAPACIDADE DE CONDUÇÃO DE CORRENTE • Fatores de Correção para Temperatura – k1 • Utilizado para temperaturas ambientes diferentes de 30ºC para linhas não subterrâneas e de 20ºC (temperatura do solo) para linhas subterrâneas. CAPACIDADE DE CONDUÇÃO DE CORRENTE • Fatores de Correção para Resistividade Térmica do Solo – k2 • Utilizado em linhas subterrâneas, onde a resistividade térmica do solo seja diferente de 2,5 K.m/W, caso típico de solos secos, deve ser feita uma correção adequada nos valores da capacidade de condução de corrente; • Solos úmidos possuem valores menores de resistividade térmica, enquanto solos muito secos apresentam valores maiores CAPACIDADE DE CONDUÇÃO DE CORRENTE • Fatores de Correção para Agrupamento de Circuitos – k3 • Para linhas elétricas contendo um total de condutores superior às quantidades indicadas nas tabelas de capacidade de condução de corrente, fatores de correção devem ser aplicados; • Se um agrupamento consiste em N condutores isolados ou cabos unipolares, pode-se considerar tanto N/2 circuitos com 2 condutores carregados como N/3 circuitos com 3 condutores carregados. CAPACIDADE DE CONDUÇÃO DE CORRENTE • Fatores de Correção para Agrupamento de Circuitos – k3 • Para linhas elétricas contendo um total de condutores superior às quantidades indicadas nas tabelas de capacidade de condução de corrente, fatores de correção devem ser aplicados; • Se um agrupamento consiste em N condutores isolados ou cabos unipolares, pode-se considerar tanto N/2 circuitos com 2 condutores carregados como N/3 circuitos com 3 condutores carregados. CAPACIDADE DE CONDUÇÃO DE CORRENTE • Fatores de Correção para Agrupamento de Circuitos – k3 • Os fatores das tabelas 42 a 45 são válidos para grupos de condutores semelhantes, igualmente carregados. São considerados semelhantes aqueles que se baseiam na mesma temperatura máxima para serviço contínuo e cujas seções nominais estão contidas no intervalo de 3 seções normalizadas sucessivas. • Quando os condutores de um grupo não preencherem essa condição, os fatores de agrupamento aplicáveis devem ser obtidos recorrendo-se a qualquer das duas alternativas seguintes: CAPACIDADE DE CONDUÇÃO DE CORRENTE • Cálculo caso a caso, utilizando, por exemplo, a ABNT 11301; ou • Caso não seja viável um cálculo específico, adoção do fator F da expressão: • F = 1 𝑛 • F : fator de correção • n : número de circuitos ou de cabos multipolares CAPACIDADE DE CONDUÇÃO DE CORRENTE • I´B = IB 𝑘1.𝑘2.𝑘3 • O valor da corrente de projeto corrigida é utilizado na determinação da seção do condutor através da tabelas a seguir. CAPACIDADE DE CONDUÇÃO DE CORRENTE Criterio da queda de tensao CRITÉRIO DA QUEDA DE TENSAO • Devido as exigências de certos equipamentos, uma tensão abaixo da nominal pode acarretar falha ou ate mesmo o não funcionamento destes. A NBR 5410 estabelece limites máximos de queda de tensão. • Equipamentos que podem apresentar alteração em seu funcionamento: • Lampadas incandescentes: Queda do fluxo luminoso; • Lampadas fluorescentes: Não ascende se a tensão mínima não for atingida; • Motores: Podem não partir caso tenham carga no eixo. CRITÉRIO DA QUEDA DE TENSAO • As quedas de tensão são referidas a distancia entre o ponto de entrega de energia da concessionaria e o ponto energizado mais distante do primeiro de forma serial; CRITÉRIO DA QUEDA DE TENSAO • Para circuitos terminais a queda de tensão não deve ser superior a 4%. CRITÉRIO DA QUEDA DE TENSAO CRITÉRIO DA QUEDA DE TENSAO CRITÉRIO DA QUEDA DE TENSAO CRITÉRIO DA QUEDA DE TENSAO METODOS PRATICOS Método 1 – queda de tensão unitária • Para aplicação deste método é necessário que se conheça previamente a queda de tensão unitária; • Este parâmetro depende do tipo do condutor, e em função do tipo de instalação e bitola. • Usualmente a queda de tensão unitária é obtida nos catálogos dos fabricantes. Método 1 – queda de tensão unitária Método 1 – queda de tensão unitária Método 1 – queda de tensão unitária • Método 1 – queda de tensão unitária Circuitos Concentrados (Ex : Tue’s) • Método 1 – queda de tensão unitária Circuitos Distribuídos Disjuntores Disjuntores • Equipamento de proteção cuja finalidade é conduzir a corrente de carga sob condições nominais e interromper correntes anormais de sobrecarga e de curto-circuito; Disjuntores • Para a proteção contra a sobrecarga existe um elemento térmico (bimetálico). • Para a proteção contra curto-circuito existe um elemento magnético. • O disjuntor precisa ser caracterizado, além dos valores nominais de tensão, corrente e frequência, ainda pela sua capacidade de interrupção, e pelas demais indicações de temperatura e altitude segundo a respectiva norma, e agrupamento de disjuntores, segundo informações do fabricante, e outros, que podem influir no seu dimensionamento. Disjuntores • Em resumo, os Disjuntores cumprem 3 funções básicas: 1. Abrir e fechar os circuitos (Manobra) 2. Proteger os condutores e equipamentos contra sobrecarga (dispositivo térmico) 3. Proteger condutores contra as correntes de curto-circuito (dispositivo magnético). • Disjuntores devem sempre ser ligados aos condutores fase Critério da Proteção Contra Sobrecarga • O item 5.3.4 estabelece que proteção deve satisfazer as duas inequações: • 𝑰𝑩 ≤ 𝑰𝑵 ≤ 𝑰𝒁′ • IB – corrente de projeto • IN – corrente nominal do disjuntor • I’Z – capacidade de condução dos condutores vivos corrigida. (*Deve levar em conta fatores de correção de temperatura e agrupamento). • I2 – corrente convencional de atuação do disjuntor ou fusível. Critério da Proteção Contra Sobrecarga • O item 5.3.4 estabelece que proteção deve satisfazer as duas inequações: • 𝑰𝒁′ = 𝑰𝒛. 𝒌𝟏. 𝒌𝟐. 𝒌𝟑 • I’Z – capacidade de condução dos condutores vivos corrigida. • IZ – capacidade de condução dos condutores vivos (Tabela fabricante). • K1 – Fator de correção de temperatura (FCT); • K2 – Fator de correção da resistividade térmica do solo; • K3 – Fator de correção de agrupamento. CRITÉRIO DA SECÇÃO MINIMA • As Seções mínimas são ditadas por razões mecânicas. • FASE CRITÉRIO DA SECÇÃO MINIMA • NEUTRO • Conforme NBR 5410, apenas nos circuitos trifásicos é admitida a redução do condutor neutro. Tal procedimento deve atender, simultaneamente, as três condições seguintes: • O circuito for presumivelmenteequilibrado, em serviço normal; • A corrente das fases não contiver uma taxa de 3ª harmônica e seus múltiplos superior a 15%; e • O condutor neutro for protegido contra sobrecorrentes. CRITÉRIO DA SECÇÃO MINIMA • NEUTRO • Nestes casos, os seguintes valores mínimos podem ser adotados para a seção do condutor neutro. CRITÉRIO DA SECÇÃO MINIMA –Condutor de Proteção • TERRA • O condutor terra deve existir em uma instalação a fim de garantir que as correntes de falta e de fuga escoe para terra, de modo que não represente perigo para as pessoas e para as instalações. • Este condutor deve ser interligado ao terminal de aterramento principal, e a partir deste, para a terra, através dos condutores de aterramento; CRITÉRIO DA SECÇÃO MINIMA –Condutor de Proteção • TERRA • Segundo a NBR 5410, a seção mínima do condutor de proteção deve seguir a tabela abaixo: Tipos de Aterramento Elétrico • A ABNT NBR 5410 possui as subseções : 6.3.3.1.1, 6.3.3.1.2, e 6.3.3.1.3 referem-se aos possíveis sistemas de aterramento que podem ser feitos na indústria; • Os três sistemas da NBR 5410 mais utilizados na indústria são: • Esquema TT • Esquema TN • Esquema IT Tipos de Aterramento Elétrico • Codificação tipos de aterramento: • 1º Letra indica a situação da alimentação em relação a terra: • T – Para ponto diretamente aterrado; • I – Isolação das partes vivas em relação à terra ou emprego de resistência de aterramento; Tipos de Aterramento Elétrico • Codificação tipos de aterramento: • 2º Letra indica a situação das massas em relação à terra: • T – para massas diretamente aterradas independente do aterramento do ponto de alimentação; • N – Massa ligadas diretamente ao ponto de alimentação aterrado; • Letras adicionais: • S – quando separados (com condutores vivos distintos); • C – quando combinados em único condutor (PEN). Tipos de Aterramento Elétrico • Sistema de aterramento T-N-S: • Recomendado para maioria das instalações devido a equipotencialização: Tipos de Aterramento Elétrico • Sistema de aterramento T-N-C: • Comumente encontrado nas residências por falta do condutor de proteção: Tipos de Aterramento Elétrico • Sistema de aterramento T-N-C-S: • Pode ser utilizado onde o condutor de proteção não é acessível, mas é necessária a equipotencialização entre a carcaça de diversos equipamentos; • Com isto a partir de um determinado ponto é criado um condutor de proteção derivado do condutor PEN; Tipos de Aterramento Elétrico • Sistema de aterramento T-N-C-S: • Pode ser utilizado onde o condutor de proteção não é acessível, mas é necessária a equipotencialização entre a carcaça de diversos equipamentos; • Com isto a partir de um determinado ponto é criado um condutor de proteção derivado do condutor PEN; Tipos de Aterramento Elétrico • Sistema de aterramento T-N: • Nesse caso, o percurso de uma corrente fase-massa é de baixíssima impedância (cobre) e a corrente pode atingir valores elevados, suficientes para serem detectados e interrompidos por disjuntores ou fusíveis; Tipos de Aterramento Elétrico • Sistema de aterramento T-T: • O sistema T-T é principalmente aplicável em locais onde a distância entre o ponto de aterramento e a massa do equipamento seja muito longa; • Nesse caso, o percurso de uma corrente fase-massa inclui a terra, o que limita em muito o valor da corrente devido ao elevado valor da resistência de terra; • Essa corrente é insuficiente para acionar disjuntores ou fusíveis, mas suficiente para colocar em perigo uma pessoa. Portanto, ela deve ser detectada e eliminada por dispositivos mais sensíveis, geralmente chamados de interruptores diferenciais residuais (DRs).. Tipos de Aterramento Elétrico • Sistema de aterramento T-T: Tipos de Aterramento Elétrico • Sistema de aterramento I-T: • O sistema I-T é aplicável em locais aonde é necessária à garantia de continuidade de serviço, pois em casos de curto-circuito a terra (fuga a terra) a proteção não atuará; Tipos de Aterramento Elétrico • Sistema de aterramento I-T: • O uso dos sistemas IT é restrito aos casos onde uma primeira falha não pode desligar imediatamente a alimentação, interrompendo processos importantes (como em salas cirúrgicas, certos processos metalúrgicos, etc.). Dispostivos de Proteção Tipos de Aterramento Elétrico • Disjuntor: • Fusível: • DPS: • DR: OBRIGADO PELA ATENÇÃO!
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