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Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Farroupilha - Campus Santa Rosa INSTALAÇÕES ELÉTRICAS PREDIAIS Prof. Raquel Maldaner Paranhos raquel.paranhos@iffarroupilha.edu.br CONSIDERAÇÕES GERAIS ►Importância da eletricidade; ►Vocês já pararam para pensar que estamos cercados de eletricidade por todos os lados? Na realidade ela é Na realidade ela é invisível o que invisível o que percebemos são os percebemos são os seus efeitosseus efeitos Estes efeitos são possíveis graças a: Corrente elétrica – I Tensão elétrica – U Potência elétrica – V Tensão e Corrente Elétrica Nos condutores, existem partículas invisíveis chamadas elétrons livres, que estão em constante movimento de forma desordenada. Para que estes elétrons livres passem a se movimentar de forma ordenada, nos condutores, é necessário ter uma força que os empurre. A esta força é dado o nome de tensão elétrica (U). Tensão e Corrente Elétrica Esse movimento ordenado dos elétrons livres nos condutores, provocado pela ação da tensão, forma uma corrente de elétrons. Essa corrente de elétrons livres é chamada de corrente elétrica (I) Tensão e Corrente Elétrica Tensão: é a força que impulsiona os elétrons livres nos condutores. Unidade de medida é o volt (V) Corrente elétrica: é o movimento ordenado dos elétrons livres nos condutores. Sua unidade de medida é o ampere (A). Potência elétrica A tensão elétrica faz os elétrons se movimentar de forma ordenada dando origem a corrente elétrica Tendo corrente elétrica, a lâmpada se acende e se aquece com certa intensidade. Essa intensidade de luz e calor recebida por nós, nada mais é do que a potência elétrica que foi transformada em potência luminosa (luz) e potência térmica (calor). É importante a gravar: para haver potência elétrica, é necessário haver: tensão e corrente elétrica. A unidade de medida da potência elétrica é o volt-ampere (VA) – a potência é o produto da ação da tensão e da corrente. A essa potência dá-se o nome de potência aparente, que é composta de 2 parcelas: potência ativa e a reativa Potência Elétrica A potência ativa é aquela parcela que é transformada efetivamente em: Potência mecânica: liquidificadores, motores; Potência térmica: chuveiro elétrico Potência luminosa: lâmpadas. A unidade de medida da potência ativa é o watt (W). Potência Elétrica A potência reativa é aquela parcela que é transformada em campo magnético, necessário ao funcionamento de: Motores; Transformadores Reatores A unidade de medida da potência reativa é o volt-ampere reativo (VAr). Fator de Potência Em projetos de instalação elétrica residencial os cálculos efetuados são baseados na potência aparente e a potência ativa. É importante conhecer a relação entre elas para que se entenda o que é fator de potência. Sendo a potência ativa uma parcela da potência aparente que é transformada em potência mecânica, térmica e luminosa. A esta porcentagem dá-se o nome de fator de potência Fator de Potência Nos projetos elétricos residenciais, desejando-se saber o quanto da potência aparente foi transformada em potência ativa aplica-se os seguintes valores de fator de potência: 0,8 – para tomadas de uso geral 1,0 – para iluminação Quando o fator de potência é igual a 1 significa que toda a potência aparente é transformada em potência ativa. Isto acontece nos equipamentos que só possuem resistência, como: chuveiro elétrico, torneira elétrica, lâmpadas incandescentes, fogão elétrico, etc. Levantamento das potências (cargas ) - residência O levantamento das potências é feito mediante uma previsão das potências (cargas) mínimas de iluminação e tomadas a serem instaladas, possibilitando determinar a potência total prevista para a instalação elétrica residencial. A previsão de carga deve obedecer as prescrições da NBR 5410/2004, item 9.5.2 Recomendações da NBR 5410/2004 para o levantamento da carga de iluminação • Condições mínimas para se estabelecer a quantidade mínima de pontos de luz: prever pelo menos um ponto de luz no teto, comandado por um interruptor de parede. Luminárias no banheiro devem estar distantes, no mínimo 60cm do limite do box. • Condições para se estabelecer a potência mínima de iluminação: a carga de iluminação é feita em função da área do cômodo da residência. - para área igual ou inferior a 6m² – atribuir um mínimo de 100VA - para área superior a 6m² – atribuir um mínimo de 100VA para os primeiros 6m², acrescidos de 60 VA para cada aumento de 4m² inteiros Recomendações da NBR 5410/2004 para o levantamento da carga de tomadas • Condições para se estabelecer a quantidade mínima de pontos de tomadas. Ponto de tomada é o ponto onde a conexão do equipamento a instalação elétrica é feita através de tomada corrente. - cômodos ou dependências com área igual ou inferior a 6m² – no mínimo um ponto de tomada; - salas e dormitórios independente da área e cômodos ou dependências com mais de 6m² - no mínimo um ponto de tomada para cada 5m ou fração de perímetro, espaçadas tão uniformemente quanto possível Recomendações da NBR 5410/2004 para o levantamento da carga de tomadas • Condições ...... - varandas: pelo menos um ponto de tomada; - cozinhas, copas, copas-cozinhas, áreas de serviço, lavanderias e locais semelhantes: um ponto de tomada para cada 3,5m ou fração de perímetro, independente da área. Acima da bancada da pia devem ser previstas, no mínimo, duas tomadas de corrente, no mesmo ponto ou pontos separados; - banheiros: no mínimo um ponto de tomada junto ao lavatório com uma distância mínima de 60cm do limite do box. Recomendações da NBR 5410/2004 para o levantamento da carga de tomadas Em diversas aplicações, é recomendável prever uma quantidade de pontos de tomadas maior do que o mínimo calculado, evitando-se assim, o emprego de extensões e tês – desperdiçam energia e podem comprometer a segurança da instalação. Pontos de tomadas de uso geral Não se destinam a ligação de equipamentos específicos e nelas são sempre ligados: aparelhos móveis e portáteis. 2. Condições para se estabelecer a potência mínima de pontos de tomadas de uso geral: - banheiros, cozinhas, copas, copas-cozinhas, área de serviço, lavanderias e locais semelhantes – atribuir, no mínimo 600VA por ponto de tomada até 3 tomadas. Atribuir 100VA para os excedentes. - demais cômodos ou dependências: atribuir no mínimo 100VA por ponto de tomada Pontos de tomadas de uso específico 4. Condições para se estabelecer a potência de pontos de tomadas de uso específico: atribuir a potência nominal do equipamento a ser alimentado. - conforme foi visto: para se prever a carga de pontos de tomadas é necessário, primeiramente, prever a sua quantidade. Essa quantidade, segundo critérios é estabelecida a partir do cômodo em estudo, fazendo-se necessário ter: ou o valor da área, ou o valor do perímetro, ou o valor da área e do perímetro. Pontos de tomadas de uso específico Pontos de tomadas de uso específico Pontos de tomadas de uso específico Seguindo o exemplo Já se conhece a área, é necessário determinarmos o perímetro. Vamos estabelecer a quantidade mínima de pontos de tomadas de uso geral e específico. CONSIDERAÇÕES GERAIS ►O projeto corretamente elaborado e executado evitará: Super ou subdimensionamento de circuitos; Custos mais elevados em função do superdimensionamento; Falta de segurança nas instalações; Dificuldade para a execução das instalações; Instalações desconformes as normas vigentes. CONSIDERAÇÕESGERAIS ►A NBR 5410/2004 estabelece: Condições que devem satisfazer as instalações elétricas de baixa tensão, instalações novas ou reformas em instalações existentes, para garantir a segurança de pessoas e animais, o funcionamento adequado da instalação, e a conservação dos bens materiais. Fornecimento de energia elétrica ►O fornecimento é feito pelo ponto de entrega. Até este a concessionária se obriga a fornecer energia elétrica, com participação nos investimentos necessários, e responsabilizando- se pela execução dos serviços, pela operação e pela manutenção. Fornecimento de energia elétrica ►Rede de distribuição aérea – a localização física do ponto de entrega é o ponto de ancoragem do ramal de ligação aéreo na estrutura do cliente – poste particular, pontalete, fachada do prédio, etc.. ►O ponto de entrega deve estar situado no limite com a via pública ou recuado no máximo a 1m do limite de propriedade do cliente com a via pública, livre de obstáculos, e não cruzar com terrenos de terceiros. Fornecimento de energia elétrica ► Fonte CEEE Fornecimento de energia elétrica ► Fonte CEEEFonte CEEE Limites para fornecimento ►As edificações são enquadradas em função da carga instalada e demanda calculada. ►As concessionárias fornecem energia elétrica na classe de tensão mono, bi ou trifásica, em função da carga total instalada na edificação. ►A carga total instalada é a soma das potências nominais de todos os aparelhos, equipamentos e lâmpadas utilizadas na edificação. Ligação monofásica ►A ligação monofásica consiste de 2 fios (fase e neutro). Deve ser realizada para a carga total instalada conforme recomendação da concessionária de energia. ►Neste tipo de ligação não é permitida a instalação de aparelhos de raio X ou máquinas de solda a transformador. Ligação bifásica ►A ligação bifásica consiste de 3 fios (duas fases e neutro). Deve ser realizada para a carga total instalada conforme recomendação da concessionária de energia. Ligação trifásica ►A ligação trifásica consiste de 4 fios (três fases e um neutro). Deve ser realizada para a carga total instalada conforme recomendação da concessionária de energia. Ligação trifásica Padrão de entrada Definido a potência e tipo de fornecimento, já se pode saber o padrão de entrada. O padrão de entrada nada mais é do que o poste com isolador de roldana, bengala, caixa de medição e haste de terra, que devem estar instalados, atendendo as especificações da norma técnica da concessionária para o tipo de fornecimento. Pronto o padrão de entrada segundo as normas da concessionárias a mesma vem faz a fiscalização. Estando tudo correto, a concessionária instala e liga o medidor e o ramal de serviço. Rede pública de baixa tensão Através do circuito de distribuição, a energia é levada do medidor até o quadro de distribuição, também conhecido como quadro de luz. Quadro de distribuição é o centro de distribuição de toda a instalação elétrica de uma residência. Ele recebe os condutores que vem do medidor. É nele que se encontram dispositivos de proteção e é dele que partem os circuitos terminais que vão alimentar as lâmpadas, pontos de tomadas e aparelhos elétricos. Segundo a NBR5410/2004 os quadros devem ser entregues com advertência O quadro de distribuição deve estar localizado: em lugar de fácil acesso e o mais próximo possível do medidor. Com isto se evita gastos desnecessários com os condutores do circuito de distribuição, que são os mais grossos de toda a instalação, e portanto de maior valor. Disjuntores termomagnéticos São dispositivos que oferecem: – proteção aos condutores do circuito, desligando-o automaticamente quando da ocorrência de uma sobrecorrente provocada por um curto circuito ou sobrecarga. – permitem manobra manual, operando-o como um interruptor, seccionando somente o circuito necessário numa eventual manutenção. Tem a mesma função que as chaves fusíveis. Entretanto: o fusível se queima necessitando ser trocado, o disjuntor desliga-se necessitando religá-lo. No quadro de distribuição encontra-se também o disjuntor diferencial residual ou então o interruptor diferencial residual. Disjuntor diferencial residual É um dispositivo constituído de um disjuntor termomagnético acoplado a um outro dispositivo: o diferencial residual, conjugando duas funções: – A do disjuntor termomagnético que protege os condutores do circuito contra sobrecarga e curto circuito. – A do dispositivo diferencial residual, que protege as pessoas contra choques elétricos provocados por contatos diretos e indiretos. Disjuntor Diferencial Residual Interruptor diferencial residual É um dispositivo composto de um interruptor acoplado a um outro dispositivo: o diferencial residual, conjugando duas funções: – A do interruptor, que liga e desliga manualmente o circuito – A do dispositivo diferencial residual (interno), que protege as pessoas contra choques elétricos provocados por contatos diretos e indiretos. Interruptor Diferencial Residual Os tipos de disjuntores termomagnéticos existentes no mercado são: monopolares, bipolares e tripolares. Os disjuntores termomagnéticos somente devem ser ligados aos condutores fase dos circuitos. Os tipos mais usuais de disjuntores diferenciais residuais de alta sensibilidade (no máximo 30 mA) existentes no mercado são: bipolar, tetrapolar. Os disjuntores DR devem ser ligados aos condutores fase e neutro dos circuitos. Um tipo de interruptor residual de alta sensibilidade (no máximo 30 mA) existente no mercado é o tetrapolar. Devem ser usados nos circuitos em conjunto com dispositivos a sobrecorrente (disjuntor ou fusível) colocados antes do interruptor DR. Tipos de disjuntores termomagéticos Tipos de disjuntores diferenciais residuais Tipo de disjuntor diferencial residuais Circuitos elétricos Os dispositivos vistos(Disjuntor Diferencial Residual e Interruptor Diferencial Residual), são empregados na proteção dos circuitos elétricos. O que é um circuito elétrico? • Circuito elétrico é o conjunto de equipamentos e condutores, ligados ao mesmo dispositivo de proteção. • Em uma instalação elétrica residencial encontramos dois tipos de circuito: o de distribuição e os circuitos terminais. Circuito de Distribuição – liga o quadro medidor ao quadro de distribuição Circuitos terminais • Os circuitos terminais partem do quadro de distribuição, chamados de quadros terminais, que são montagens que reúnem chaves, fusíveis, barramentos, disjuntores, e relés e que se destinam a concentração dos meios de proteção e seccionamento dos circuitos que deles partem para a alimentação dos pontos de iluminação e tomadas, podem ser: – de iluminação: quando alimentam apenas aparelhos de iluminação; – de tomadas: quando alimentam tomadas de uso geral e (ou) tomadas de uso específico; – de motores: quando alimentam equipamentos de utilização a motor (geralmente, são circuitos individuais, isto é, alimentam um único equipamento Circuitos terminais Exemplos de circuitos terminais protegidos por disjuntores termomagnéticos Circuito de iluminação (FN) Exemplos de circuitos terminais protegidos por disjuntores DR Circuito de pontos de tomada de uso geral (FN) Exemplos de circuitos terminais protegidos por disjuntores DR Circuito de pontos de tomada de uso específico (FN) Exemplos de circuitos terminais protegidos por disjuntores DR Circuito de pontos de tomada de uso específico (FF) Exemplos de circuitos terminais protegidos por interruptores DR Circuito depontos de tomada de uso específico (FF) Exemplos de circuitos terminais protegidos por interruptores DR Circuito de pontos de tomada de uso específico (FF) A instalação elétrica de uma residência deve ser dividida em circuitos terminais. Isso facilita a manutenção e reduz a interferência. Critérios NBR/2004 A divisão da instalação elétrica em circuitos terminais segue critérios estabelecidos pela NBR 5410/2004: • Prever circuitos de iluminação separados dos circuitos de pontos de tomada de uso geral; • Prever circuitos independentes, exclusivos para cada equipamento com corrente nominal superior a 10A. Por exemplo, equipamentos ligados em 127V com potência acima de 1270VA (127V x 10A) devem ter um circuito exclusivo para si. Critérios NBR/2004 A divisão da instalação elétrica em circuitos terminais segue critérios estabelecidos pela NBR 5410/2004: • Os pontos de tomadas de cozinhas, copas, copas-cozinhas, áreas de serviço, lavanderias e locais semelhantes devem ser alimentados por circuitos destinados unicamente a estes locais. Além destes critérios, também se deve considerar as dificuldades referentes a execução da instalação. Se os circuitos ficarem muito carregados, os condutores adequados para suas ligações irão resultar numa seção nominal (bitola) muito grande, dificultando: • A instalação dos condutores nos eletrodutos; • As ligações terminais (interruptores e tomadas) Para que isto não ocorra, uma boa recomendação é, nos circuitos de iluminação e pontos de tomadas de uso geral, limitar a corrente a 10A, ou seja, 1270VA em 127V e 2200 VA em 220V. • Ao estabelecer o número de circuitos e potência dos circuitos recomenda-se não exceder o limite de cada ramal, sob o risco de superaquecimento dos cabos, variação na tensão e desarme constante dos disjuntores. • Devem ser previstos circuitos individuais para equipamentos de potência igual ou superior a 1200W. Esses cálculos ajudarão na escolha correta da seção (diâmetro) dos fios que devem ser utilizados na instalação interna, evitando acidentes; na escolha correta dos disjuntores e fusíveis; no dimensionamento da caixa de distribuição, na qual a rede elétrica deve ser distribuída corretamente em vários circuitos. • A ocorrência excessiva de queima de fusíveis, ou desarma dos disjuntores, quando dois ou mais aparelhos elétricos estiverem ligados ao mesmo tempo, deve-se basicamente a: subdimensionamento da fiação e consequentemente, de seu dispositivo de proteção (disjuntor). 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