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GUIA O SETOR ELÉTRICO DE NORMAS BRASILEIRAS
Apresentação
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Edição e coordenação técnica
Hilton Moreno
Autores
Hilton Moreno
João José Barrico de Souza
Joaquim G. Pereira
Jobson Modena
Marcus Possi
Coautores
Cláudio Mardegan
Hélio Eiji Sueta
José Starosta
Juliana Iwashita Kawasaki
Luiz Fernando Arruda
Publicação
Atitude Editorial
Patrocínio
Atitude Eventos
Promoção e divulgação
Revista O Setor Elétrico
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© 2011 da Atitude Editorial Ltda.
Todos os direitos reservados. Nenhuma parte desta publicação poderá ser reproduzida ou transmitida de qualquer modo
ou por qualquer outro meio, eletrônico ou mecânico, incluindo fotocópia, gravação ou qualquer outro tipo de sistema de
armazenamento e transmissão de informação, sem prévia autorização, por escrito, da Atitude Editorial Ltda.
Diretor
Adolfo Vaiser
Hilton Moreno
Edição e coordenação
Hilton Moreno
Projeto Gráfico, Diagramação e Ilustração
Leonardo Piva e Denise Ferreira
Revisão
Gisele Folha Mós e Flávia Lima
Capa e divisórias internas
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2011
Direitos exclusivos da Atitude Editorial Ltda.
R. Dr. Franco da Rocha, 137 - Perdizes, São Paulo – SP - Brasil
E-mail: contato@atitudeeditorial.com.br
Tel.: (11) 3872-4404
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Apresentação
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Um antigo projeto se materializa com a publicação desta obra.
O Guia O Setor Elétrico de Normas Brasileiras é uma forma que encontramos de devolver para a
comunidade técnica do setor elétrico nacional um pouco do muito que aprendemos com ela.
Com o Guia OSE de Normas, como carinhosamente chamamos esta publicação, reunimos sob a mesma
capa quatro dos mais importantes documentos técnicos do País na área de instalações elétricas: a NBR 5410,
de instalações elétricas de baixa tensão; a NBR 14039, de instalações elétricas de média tensão; a NBR
5419, de proteção contra descargas atmosféricas; e ao final, amarrando todas elas, a NR 10, norma de
segurança em serviços de eletricidade do Ministério do Trabalho.
Além de reunir as quatro normas, o Guia OSE de Normas promoveu uma invejável reunião de
reconhecidos especialistas. Ao todo foram dez profissionais que participaram da preparação desta
publicação, compartilhando com prazer, dedicação e muito interesse os seus vastos conhecimentos
com os leitores. Todos, sem exceção, além de fantásticos profissionais, são pessoas com grande
preocupação em transmitir seus conhecimentos para a sociedade em que vivem. Deixamos aqui
registrado nosso agradecimento a cada um dos autores pela dedicação que tiveram com este projeto.
Agradecemos o apoio de primeira hora que o Instituto Brasileiro do Cobre, Procobre, deu a este
trabalho, assim como o apoio da Abrasip-MG – Associação Brasileira de Engenharia de Sistemas
Prediais de Minas Gerais.
Agradecemos também a toda a equipe que ajudou a tornar esta obra uma realidade. E às nossas
famílias que entenderam e apoiaram as horas dedicadas a este projeto.
Finalmente, numa publicação que trata de normas técnicas de instalações, não podemos esquecer de
voltar um pensamento para aquele que muito nos ensinou nesta área, o eterno e saudoso Professor
Ademaro Cotrim, que tão cedo nos deixou em agosto de 2000. Temos certeza que, se ainda estivesse
entre nós, teria sido um dos autores e um dos mais entusiastas participantes deste Guia.
A publicação do Guia OSE de Normas espera contribuir com o aperfeiçoamento profissional e a
formação dos estudantes da área elétrica.
Boa leitura e bons conhecimentos,
Adolfo Vaiser e Hilton Moreno
São Paulo, novembro de 2011
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Apresentação
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O Procobre é uma rede de instituições latino-americanas
cuja missão é a promoção do uso do cobre, impulsionando
a pesquisa e o desenvolvimento de novas aplicações e
difundindo sua contribuição para a melhoria da qualidade de
vida e do progresso da sociedade.
É no contexto desta missão, que o Procobre vem trabalhando
ao longo dos anos para difundir junto aos principais agentes
da cadeia da construção civil a necessidade de que cada vez
mais as instalações elétricas sejam seguras.
Uma vez que em nosso país as normas são voluntárias, o
apoio ao “Guia O Setor Elétrico de Normas Brasileiras” torna-
se imprescindível para o fomento de nossa missão, pois,
somente por meio da conscientização e da divulgação das
normas brasileiras junto aos profissionais do setor, é que
conseguiremos contribuir para que as construções de nosso
país tornem-se cada vez mais seguras.
Procobre – Instituto Brasileiro do Cobre
São Paulo, novembro de 2011
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Sum
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ABNT NBR 5410:2004
INsTAlAções eléTRIcAs de BAIxA TeNsão
014
022
057
069
117
014
031
057
090
120
014
035
058
105
121
015
037
037
060
116
125
127
Sumário
1 HIsTóRIco
2 oBjeTIvos, cAmpo de AplIcAção e ABRANgêNcIA
3 oRIgem dA INsTAlAção
4 AspecTos geRAIs de pRojeTo
5 IlumINAção
6 pRoTeção coNTRA cHoques eléTRIcos
7 pRoTeção coNTRA efeITos TéRmIcos (INcêNdIos e queImAduRAs)
8 9pRoTeção coNTRA soBRecoRReNTes
9 9pRoTeção coNTRA soBReTeNsões
10 pRoTeção coNTRA míNImA e máxImA TeNsão, fAlTA de fAse e INveRsão de fAse
11 pRoTeção dAs pessoAs que TRABAlHAm NAs INsTAlAções eléTRIcAs de BAIxA TeNsão
12 seRvIços de seguRANçA
13 seleção e INsTAlAção dos compoNeNTes
14 lINHAs eléTRIcAs
15 dImeNsIoNAmeNTo de coNduToRes
16 ATeRRAmeNTo e equIpoTeNcIAlIzAção
17 seccIoNAmeNTo e comANdo
18 cIRcuITos de moToRes
19 coNjuNTos de pRoTeção, mANoBRA e comANdo (quAdRos de dIsTRIBuIção)
20 veRIfIcAção fINAl
21 mANuTeNção e opeRAção
22 quAlIdAde dA eNeRgIA eléTRIcA NAs INsTAlAções de BAIxA TeNsão
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• A qualquer linha elétrica (ou fiação) que não seja especificamente
coberta pelas normas dos equipamentos de utilização;
• As linhas elétricas fixas de sinal, relacionadas exclusivamente à
segurança (contra choques elétricos e efeitos térmicos em geral) e à
compatibilidade eletromagnética.
Entretanto, a norma não se aplica a:
• Instalações de tração elétrica;
• Instalações elétricas de veículos automotores;
• Instalações elétricas de embarcações e aeronaves;
• Equipamentos para supressão de perturbações radioelétricas, na
medida que não comprometam a segurança das instalações;
• Instalações de iluminação pública;
• Redes públicas de distribuição de energia elétrica;
• Instalações de proteção contra quedas diretas de raios. No entanto,
esta Norma considera as conseqüências dos fenômenos atmosféricos
sobre as instalações (por exemplo, seleção dos dispositivos de
proteção contra sobretensões);
• Instalações em minas;
• Instalações de cercas eletrificadas.
No momento da publicação deste guia, A NBR 5410 é
complementada pelas normas NBR 13570 - Instalações Elétricas
em Locais de Afluência de Público: Requisitos Específicos e NBR
13534 - Instalações Elétricas em Estabelecimentos Assistencias de
Saúde: Requisitos para Segurança.Ambas complementam ou substituem, quando necessário, as
prescrições de caráter geral contidas na NBR 5410, relativas aos
seus respectivos campos de aplicação.
A NBR 13570 aplica-se às instalações elétricas de locais como
cinemas, teatros, danceterias, escolas, lojas, restaurantes, estádios,
ginásios, circos e outros locais indicados com capacidades mínimas
de ocupação (no de pessoas) especificadas.
A NBR 13534, por sua vez, aplica-se a determinados locais como
hospitais, ambulatórios, unidades sanitárias, clínicas médicas, veterinárias
e odontológicas etc., tendo em vista a segurança dos pacientes.
A terminologia de instalações elétricas de baixa tensão
utilizada na NBR 5410 é proveniente da norma NBR IEC 50
(826) - Vocabulário Eletrotécnico Internacional — Capítulo 826 —
Instalações Elétricas em Edificações.
3 oRIgem dA INsTAlAção
De acordo com 3.4.3 da NBR 5410 (ver Figura 1), a norma
aplica-se a partir do ponto de entrega, definido como o ponto de
conexão do sistema elétrico da empresa distribuidora de eletricidade
com a instalação elétrica da(s) unidade(s) consumidora(s) e que
delimita as responsabilidades da distribuidora, definidas pela
autoridade reguladora (ANEEL).
Além disso, a NBR 5410 indica em 1.6 e 1.7 que a sua aplicação
não dispensa o respeito aos regulamentos de órgãos públicos aos
quais a instalação deve satisfazer. As instalações elétricas cobertas
pela norma estão sujeitas também, naquilo que for pertinente, às
normas para fornecimento de energia estabelecidas pelas autoridades
1 HIsTóRIco
A norma ABNT NBR 5410 – Instalações elétricas de baixa
tensão tem a seguinte cronologia:
1914 - É publicado o Código de Instalações Elétricas da extinta
Inspetoria Geral de Iluminação, situada na Cidade do Rio de
Janeiro, então Capital Federal;
1941 - Com a contribuição de especialistas da época, o Código de
1914 foi aperfeiçoado e transformado em uma norma publicada
pelo Departamento Nacional de Iluminação e Gás, sob o título
de Norma Brasileira para Execução de Instalações Elétricas com
abrangência em todo o País;
1960 - O documento de 1941 foi substituído pela norma NB-
3, baseada na norma NFPA-70 – National Electrical Code, dos
Estados Unidos, tendo sido publicado neste ano pela Associação
Brasileira de Normas Técnicas (ABNT);
1980 - A NB-3 foi substituída pela primeira edição da NBR 5410,
baseada na norma IEC 60364 e na norma francesa NF C 15-100.
1990 - 2ª revisão da NBR 5410;
1997 - 3ª revisão da NBR 5410;
2004 - 4ª revisão da NBR 5410.
2 oBjeTIvos, cAmpo de AplIcAção e ABRANgêNcIA
A NBR 5410 - Instalações Elétricas de Baixa Tensão é a norma
aplicada a todas as instalações elétricas cuja tensão nominal é igual ou
inferior a 1.000 V em corrente alternada ou a 1.500 V em corrente contínua.
A NBR 5410 fixa as condições a que as instalações de baixa
tensão devem atender, a fim de garantir seu funcionamento adequado,
a segurança de pessoas e animais domésticos e a conservação de bens.
Aplica-se a instalações novas e a reformas em instalações existentes,
entendendo-se, em princípio, como ‘reforma’ qualquer ampliação de
instalação existente (como criação de novos circuitos e alimentação
de novos equipamentos), bem como qualquer substituição de
componentes que implique alteração de circuito.
A norma trata praticamente de todos os tipos de instalações de
baixa tensão, dentre as quais:
• Edificações residenciais e comerciais em geral;
• Estabelecimentos institucionais e de uso público;
• Estabelecimentos industriais;
• Estabelecimentos agropecuários e hortigranjeiros;
• Edificações pré-fabricadas;
• Reboques de acampamento (trailers), locais de acampamento
(campings), marinas e locais análogos;
• Canteiros de obras, feiras, exposições e outras instalações temporárias.
A norma aplica-se também:
• Aos circuitos internos de equipamentos que, embora alimentados
por meio de instalação com tensão igual ou inferior a 1.000 V em
corrente alternada, funcionam com tensão superior a 1.000 V, como
é o caso de circuitos de lâmpadas de descarga, de precipitadores
eletrostáticos etc.;
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reguladoras e pelas empresas distribuidoras de eletricidade.
Desta forma, as prescrições estabelecidas em regulamentações
federais, estaduais e municipais podem ser aplicadas nas instalações
elétricas de baixa tensão sem causar conflitos legais com o texto da
norma brasileira. Por exemplo, prescrições específicas do Corpo de
Bombeiros sobre iluminação de emergência, bombas de incêndio,
etc., podem ser acomodadas no projeto elétrico sem conflitos. Da
mesma forma, apesar de a NBR 5410:2004 incluir os componentes
do padrão de entrada da concessionária, uma vez que ela tem origem
de aplicação no ponto de entrega, o item 1.7 mantém a autoridade
da empresa distribuidora de energia elétrica em definir como será
construído esse padrão de entrada.
Figura 1: Origem da instalação conforme a NBR 5410/2004 (inclui o padrão de
entrada da concessionária)
Figura 2 – Determinação da potência nominal de um equipamento
4 AspecTos geRAIs de pRojeTo
4.1 Potência de alimentação
Em 4.2.1 da NBR 5410 prescreve-se que, na determinação
da potência de alimentação de uma instalação ou de parte de uma
instalação, devem-se prever os equipamentos a serem instalados,
com suas respectivas potências nominais e, após isso, considerar
as possibilidades de não simultaneidade de funcionamento destes
equipamentos (fator de demanda), bem como capacidade de reserva
para futuras ampliações.
É importante observar que o texto da norma refere-se às
potências nominais dos equipamentos e não às potências médias
absorvidas por eles. Isso significa que não é possível a aplicação do
chamado fator de utilização no cálculo da potência de alimentação.
Lembre-se que o fator de utilização é aquele que multiplica a
potência nominal de um aparelho para se obter a potência média
absorvida por ele durante sua operação. Esse é geralmente o caso
de motores, sendo tipicamente considerado, nesta situação, um
fator de utilização da ordem de 0,75. No entanto, reitera-se que a
prescrição da norma não permite a utilização de tal fator no cálculo
da potência de alimentação.
A determinação do fator de demanda exige um conhecimento
detalhado da instalação e das condições de funcionamento dos
equipamentos de média tensão a ela conectados. Sua determinação
deve ser realizada a partir de um estudo muito detalhado, pois, caso não
seja adequadamente avaliado, o valor final da potência de alimentação
pode resultar em subdimensionamento dos circuitos elétricos.
Conforme o caso, a potência de alimentação deve ser
determinada por cargas ou por grupo de cargas e, geralmente,
baseia-se nos dados conhecidos de outras instalações similares.
No que diz respeito às cargas deve-se considerar para um
equipamento a sua potência nominal dada pelo fabricante ou
calculada a partir dos dados de entrada (tensão nominal, corrente
nominal e fator de potência), ou calculada a partir da potência de
saída, caso seja conhecido o rendimento do equipamento (Figura 2).
4.1.1 Potência de iluminação
4.1.1.1 locais não residenciais
Conforme 4.2.1.2.2 da NBR 5410, as cargas de iluminação e
tomadas em locais não destinados à habitação (estabe-lecimentos
comerciais, industriais, institucionais, etc.) são as seguintes:
A quantidade e potência de pontos de iluminação devem ser
determinadas como resultado da aplicação dos níveis mínimos de
iluminância da NBR 5413 e calculados pelos métodos dos lúmens, ponto
a ponto ou cavidade zonal, etc.
Para as luminárias que utilizam lâmpadas comequipamentos
auxiliares (reatores, ignitores, etc.), a potência total da luminária deve ser
a soma das potências das lâmpadas com a dos equipamentos auxiliares,
incluindo suas perdas, fator de potência e distorções harmônicas (ver
capítulo 5 deste guia).
4.1.1.2 locais residenciais
A seção 9.5.2 da NBR 5410 trata de aspectos relacionados à previsão
de carga de iluminação em instalações residenciais, conforme descrito a
seguir.
A norma estabelece que, em cômodos com área igual ou inferior
a 6 m2 deve ser prevista uma carga mínima de 100 VA e com área
superior a 6 m2 deve ser prevista uma carga mínima de 100 VA para
os primeiros 6 m2, acrescida de 60 VA para cada aumento de 4 m2
inteiros.
Por exemplo, em uma sala de 4 m x 5 m, ou seja, com área de 20 m2
(20 = 6 + 4 + 4 + 4 + 2), a potência de iluminação mínima a ser atribuída
a este cômodo será de 100 + 60 + 60 + 60 = 280 VA.
Equipamento de utilização
PN = UN . IN . cos θN
PN = √3 . UN . IN . cos θN
η = PN / PN
Equipamento monofásico
Equipamento trifásico
Rendimento
cos Φ N
η
(Entrada) (Saída)
(P N)UN, IN, PN
Dispositivo de proteção
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Figura 3 – Pontos de tomada acima da bancada em cozinha
4.1.2 Potência de tomadas
4.1.2.1 locais não residenciais
Conforme 4.2.1.2.3 da NBR 5410, deve ser feita a seguinte previsão
de pontos de tomadas:
• Em halls de serviço, salas de manutenção e salas de equipamentos, tais
como casas de máquinas, salas de bombas, barriletes e locais análogos,
deve ser previsto no mínimo um ponto de tomada de uso geral, e aos
circuitos termi-nais respectivos deve ser atribuída uma potência de no
mínimo 1.000 VA.
• Quando um ponto de tomada for previsto para uso específico,
deve ser a ele atribuída uma potência igual à potência nominal do
equipamento a ser alimentado ou à soma das potências nominais
dos equipamentos a serem alimen-tados. Quando valores precisos
não forem conhecidos, a potência atribuída ao ponto de tomada deve
seguir um dos dois seguintes critérios: (1) a potência ou soma das
potências dos equipamentos mais potentes que o ponto pode vir a
alimentar; (2) a potência deve ser calculada com base na corrente de
projeto e na tensão do circuito respectivo.
- Os pontos de tomada de uso específico devem ser localizados no
máximo a 1,5 m do ponto previsto para a
localização do equipamento a ser alimentado.
- Os pontos de tomada destinados a alimentar mais de um equipamento
devem ser providos com a quantidade
adequada de tomadas.
A NBR 5410 não tem prescrições específicas sobre previsão de
quantidade de pontos de tomadas em locais não residenciais.
Seguem-se algumas recomendações baseadas em literaturas:
locais industriais
A quantidade e a potência das tomadas em locais industriais
dependem do tipo de ocupação dos diversos locais e devem ser
determinadas caso a caso.
escritórios comerciais e locais similares
Sugestão 1: conforme indicado no livro Instalações elétricas, de Ademaro
Cotrim
Para escritórios comerciais ou locais similares com área ≤ 40 m2,
a quantidade mínima de tomadas de uso geral deve ser calculada pelo
critério, dentre os dois seguintes, que conduzir ao maior número:
• Um ponto de tomada para cada 3 m, ou fração, de perímetro.
• Um ponto de tomada para cada 4 m2, ou fração, de área.
Para escritórios comerciais ou locais análogos com área > 40 m2, a
quantidade mínima de tomadas de uso geral deve ser calculada com base
no seguinte critério: 10 pontos de tomadas para os primeiros 40 m2 e 1
ponto de tomada para cada 10 m2, ou fração, de área restante.
Em lojas e locais similares, devem ser previstos pontos de tomadas
de uso geral em quantidade nunca inferior a um ponto de tomada para
cada 30 m2, ou fração, não consideradas as tomadas para a ligação
de lâmpadas, tomadas de vitrines e tomadas para a demonstração de
aparelhos.
A potência a ser atribuída aos pontos de tomadas de uso geral em
escritórios comerciais, lojas e locais similares não deverá ser inferior a
200 VA por ponto de tomada.
Sugestão 2: conforme indicado no livro Instalações elétricas industriais,
de João Mamede Filho
Para escritórios comerciais ou locais similares com área ≤ 37 m2,
a quantidade mínima de tomadas de uso geral deve ser calculada pelo
critério, dentre os dois seguintes, que conduzir ao maior número:
• Um ponto de tomada para cada 3 m, ou fração, de perímetro.
• Um ponto de tomada para cada 4 m2, ou fração, de área.
Para escritórios comerciais ou locais análogos com área > 37 m2, a
quantidade mínima de tomadas de uso geral deve ser calculada com base
no seguinte critério: 8 pontos de tomadas para os primeiros 40 m2 e 3
pontos de tomada para cada 37 m2, ou fração, de área restante.
Em lojas e locais similares, devem ser previstos pontos de tomadas de
uso geral em quantidade nunca inferior a um ponto de tomada para cada
37 m2, ou fração, não consideradas as tomadas para a ligação de lâmpadas,
tomadas de vitrines e tomadas para a demonstração de aparelhos.
4.1.2.2 locais residenciais
A seção 9.5.2 da NBR 5410 trata de aspectos relacionados à previsão
de carga de tomadas em instalações residenciais, conforme descrito a
seguir.
Um ponto de tomada é um ponto de utilização de energia elétrica em
que a conexão dos equipamentos a serem alimentados é feita por meio
de tomada de corrente. Um ponto de tomada pode conter uma ou mais
tomadas de corrente.
A norma define o número mínimo de pontos de tomadas que devem
ser previstos num local de habitação, a saber:
• em banheiros deve ser previsto pelo menos um ponto de tomada
próximo ao lavatório;
• em cozinhas, copas, copas-cozinhas, áreas de serviço, lavanderias e locais
análogos deve ser previsto no mínimo um ponto de tomada para cada
3,5 m, ou fração, de perímetro. E acima da bancada da pia em cozinhas,
copas e copas-cozinhas devem ser previstas no mínimo duas tomadas de
corrente, no mesmo ponto de tomada ou em pontos distintos (Figura 3);
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• em varandas deve ser previsto pelo menos um ponto de tomada,
admitindo-se que este ponto de tomada não seja instalado na própria
varanda, mas próximo ao seu acesso, quando a varanda, por razões
construtivas, não comportar o ponto de tomada, quando sua área for
inferior a 2 m2 ou, ainda, quando sua profundidade for inferior a 80 cm;
• em salas e dormitórios deve ser previsto um ponto de tomada para cada
5 m ou fração de perímetro;
• para os demais cômodos não tratados especificamente nos itens
anteriores, a norma estabelece que seja previsto, pelo menos, um ponto
de tomada, se a área do cômodo ou dependência for igual ou inferior a 6
m2. Quando a área do cômodo ou dependência for superior a 6 m2, vale
a regra de um ponto de tomada para cada 5 m, ou fração, de perímetro.
Uma vez determinada a quantidade de pontos de tomada, é preciso
atribuir as potências para estes pontos.
De um modo geral, a potência a ser atribuída a cada ponto de tomada
é função dos equipamentos que ele poderá vir a alimentar (Figura 4).
Caso não sejam conhecidas as potências dos equipamentos, a norma
então estabelece os seguintes valores mínimos:
• em banheiros, cozinhas, copas, copas-cozinhas, áreas de serviço,
lavanderias e locais análogos, deve-se atribuir no mínimo 600 VA por
ponto de tomada, até 3 pontos, e 100 VA por ponto para os excedentes,
considerando-se cada um desses ambientes separadamente. Quando
o total de tomadas, no conjunto desses ambientes, for superior a 6
pontos, admite-se que o critério de atribuição de potências seja de, nomínimo, 600 VA por ponto de tomada, até 2 pontos, e 100 VA por ponto
para os excedentes, sempre considerando cada um dos ambientes
separadamente.
Vejamos dois casos para ilustrar esta regra:
• em uma cozinha há a previsão de 5 pontos de tomadas: a potência
mínima a ser considerada é de 600 + 600 + 600 + 100 + 100 = 2000 VA;
• em uma cozinha há a previsão de 7 pontos de tomadas. a potência
mínima a ser considerada é de 600 + 600 + 100 + 100 + 100 + 100 +
100 = 1700 VA.
- nos demais cômodos ou dependências, no mínimo 100 VA por ponto
de tomada.
4.2 esquemas de aterramento
Os aterramentos devem assegurar, de modo eficaz, as necessidades
de segurança e de funcionamento de uma instalação elétrica,
constituindo-se em um dos pontos mais importantes de seu projeto e de
sua montagem.
4.2.1 aterramento de Proteção
O aterramento de proteção consiste na ligação à terra das massas
e dos elementos condutores estranhos à instalação e tem o objetivo de
limitar o potencial entre massas, entre massas e elementos condutores
estranhos à instalação e entre os dois e a terra a um valor seguro sob
condições normais e anormais de funcionamento. Além disso, deve
proporcionar às correntes de falta um caminho de retorno para terra de
baixa impedância, de modo que o dispositivo de proteção possa atuar
adequadamente.
4.2.2 aterramento funcional
O aterramento funcional, que é a ligação à terra de um dos
condutores vivos do sistema (em geral, o neutro), tem por objetivo
definir e estabilizar a tensão da instalação em relação à terra durante o
funcionamento; limitar as sobretensões devidas a manobras, descargas
atmosféricas e contatos acidentais com linhas de tensão mais elevada; e
fornecer um caminho de retorno da corrente de curto-circuito monofásica
ou bifásica à terra ao sistema elétrico.
Os aterramentos funcionais podem ser classificados em diretamente
aterrados; aterrados através de impedância (resistor ou reator); ou não
aterrados.
4.2.3 tiPos de esquemas de aterramento
Os aterramentos funcional e de proteção nas instalações de baixa
tensão devem ser realizados conforme um dos três esquemas de
aterramento básicos, classificados em função do aterramento da fonte
de alimentação da instalação (transformador, no caso mais comum, ou
gerador) e das massas, e designados por uma simbologia que utiliza duas
letras fundamentais:
1a letra: indica a situação da alimentação em relação à terra:
• T: um ponto diretamente aterrado;
• I: nenhum ponto aterrado ou aterramento através de impedância
razoável.
2a letra: indica as características do aterramento das massas:
• T: massas diretamente aterradas independentemente do eventual
aterramento da alimentação;
• N: massas sem um aterramento próprio no local, mas que utilizam o
aterramento da fonte de alimentação por meio de um condutor separado
(PE) ou condutor neutro (PEN);
• I: massas isoladas, ou seja, não aterradas.
Outras letras: especificam a forma do aterramento da massa,
utilizando o aterramento da fonte de alimentação:
• S: separado, isto é, o aterramento da massa é feito por um condutor
(PE) diferente do condutor neutro;
Figura 4 – Potência atribuída a um ponto
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Figura 5 - Esquema TN.
Figura 6 - Esquema TT.
4.2.3.2 esquema tt
No esquema TT, o ponto da alimentação (em geral, o secundário
do transformador com seu ponto neutro) está diretamente aterrado e
as massas da instalação estão ligadas a um eletrodo de aterramento
(ou a mais de um eletrodo) independentemente do eletrodo de
aterramento da alimentação (Figura 6).
Uc
RF
RM
UC
RF
• C: comum, isto é, o aterramento da massa do equipamento elétrico é
feito com o próprio condutor neutro (PEN).
A partir dessas designações, são definidos os esquemas TT, TN e IT,
descritos a seguir.
4.2.3.1 esquema tn
No esquema TN, um ponto da alimentação, em geral, o neutro, é
diretamente aterrado e as massas dos equipamentos elétricos são ligadas
a esse ponto por um condutor metálico (Figura 5).
Esse esquema será do tipo TN-S, quando as funções de neutro e
de proteção forem feitas por condutores distintos (N e PE), ou TN-
C, quando essas funções forem asseguradas pelo mesmo condutor
(PEN). Pode-se ter ainda um esquema misto TN-C-S.
O esquema é concebido de modo que o percurso de uma corrente
de falta fase-massa seja constituído por elementos condutores
metálicos e, portanto, possua baixa impedância e alta corrente de
curto-circuito. Neste caso, uma corrente de falta direta fase-massa é
equivalente a uma corrente de curto-circuito fase-neutro.
No sistema TN, a corrente de curto-circuito não depende do
valor do aterramento da fonte (R
F
), mas somente das impedâncias
dos condutores pelas quais o sistema é constituído. Por isso, ela
é elevada e a proteção é fortemente sensibilizada provocando sua
atuação.
Deve-se dar preferência ao sistema TN-S porque, na operação
normal do sistema, todo o condutor PE está sempre praticamente no
mesmo potencial do aterramento da fonte, ou seja, com tensão zero
ou quase zero em toda sua extensão.
No entanto, no sistema TN-C, a tensão do condutor PEN junto à
carga não é igual a zero, porque existem correntes de carga (incluindo
harmônicas) e de desequilíbrio retornando pelo neutro, causando
assim quedas de tensão ao longo do condutor PEN. Portanto, as
massas dos equipamentos elétricos não estão no mesmo potencial
do aterramento da fonte. Neste caso, sempre há uma diferença de
potencial entre a mão e o pé do operador que toca o equipamento
elétrico. Outro perigo do sistema TN-C é no caso de perda (ruptura)
do condutor neutro (N), em que, instantaneamente, o potencial do
condutor de fase passa para a massa da carga, colocando em risco a
segurança das pessoas.
De acordo com a figura, R
F
é a resistência do aterramento da
fonte de alimentação e R
M
é a resistência do aterramento da massa
do equipamento elétrico.
Trata-se de um esquema em que o percurso de uma corrente
proveniente de uma falta fase-massa (ocorrida em um componente
ou em um equipamento de utilização da instalação) inclui a terra e
que a elevada impedância (resistência) desse percurso limite o valor
da corrente de curto-circuito.
No esquema TT, a corrente de curto-circuito, depende da qualidade
do aterramento da fonte e da massa. Se o aterramento não for bom,
a proteção pode não atuar ou demorar muito para atuar, colocando
em risco a segurança das pessoas. Neste esquema de aterramento, é
obrigatório o uso de dispositivo diferencial-residual no seccionamento
automático da alimentação (ver capítulo 6 deste guia).
As correntes de falta direta fase-massa são de intensidade
inferior à de uma corrente de curto-circuito fase-neutro.
Uma das possíveis utilizações do esquema TT é quando a fonte
de alimentação e a carga estiverem muito distantes uma da outra.
4.2.3.3 esquema it
No esquema IT, não existe nenhum ponto da alimentação diretamente
aterrado; ela é isolada da terra ou aterrada por uma impedância (Z) de
valor elevado. As massas são ligadas à terra por meio de eletrodo ou
eletrodos de aterramento próprios (ver Figura 7).
Nesse esquema, a corrente resultante de uma única falta fase-
massa não possui, em geral, intensidade suficiente para fazer a
proteção atuar, mas pode representar um perigo para as pessoas que
tocarem a massa energizada, devido às capacitâncias da linha em
relação à terra (principalmente no caso de alimentadores longos)
e à eventual impedância existente entre a alimentação e a terra.
Somente em dupla falta fase-massa, em fases distintas,a corrente
de curto-circuito poderá provocar a atuação da proteção.
GUIA O SETOR ELÉTRICO DE NORMAS BRASILEIRAS
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BR 5410
19
Figura 8 - Circuitos terminais separados
b) Os pontos de iluminação não devem ser alimentados, em
sua totalidade, por um só circuito, caso esse circuito seja comum
(iluminação + tomadas); e
c) Os pontos de tomadas, já excluídos os indicados em 9.5.3.2,
não podem ser alimentados, em sua totalidade, por um só circuito,
caso esse circuito seja comum (iluminação + tomadas).
Dessa forma, é importante dizer que a regra para a divisão de
circuitos é sempre a separação das cargas de iluminação e tomadas,
ficando a exceção com alguns casos na área residencial. E mesmo
nessa área, a junção de iluminação e tomadas no mesmo circuito é
opcional.
Cabe lembrar que, nos casos em que iluminação e tomadas
são separadas, um circuito de iluminação deve ter seção mínima
de 1,5 mm2 e um circuito de tomada deve ter seção mínima de 2,5
mm2, sendo evidente que, quando juntamos estas cargas no mesmo
circuito, este deve ter seção mínima de 2,5 mm2.
Para finalizar as prescrições de divisões de circuitos em locais
de habitação, tem-se:
a) Em 9.5.3.1, está prescrito que todo ponto de utilização previsto
para alimentar, de modo exclusivo ou virtualmente dedicado,
equipamento com corrente nominal superior a 10 A deve constituir
um circuito independente; e
b) Em 9.5.3.2, os pontos de tomada de cozinhas, copas, copas-
cozinhas, áreas de serviço, lavanderias e locais análogos devem ser
atendidos por circuitos exclusivamente destinados à alimentação de
tomadas desses locais.
Conforme 4.2.5.6 da NBR 5410, as cargas devem ser
distribuídas entre as fases, de modo a obter-se o maior
equilíbrio possível.
Quando a instalação comportar mais de uma alimentação
(rede pública, geração local, etc.), a distribuição associada
especificamente a cada uma delas deve ser disposta
separadamente e de forma claramente diferenciada das demais
(Figura 9).
Em particular, não se admite que componentes vinculados
especificamente a uma determinada alimentação compartilhem, com
elementos de outra alimentação, quadros de distribuição e linhas,
incluindo as caixas dessas linhas, salvo as seguintes exceções:
a) circuitos de sinalização e comando, no interior de quadros;
Figura 7 - Esquema IT.
Z
Uc
RM
Muitas indústrias, em alguns setores, utilizam o sistema IT, no
qual a impedância (Z) é constituída de uma reatância projetada para
que a corrente de curto-circuito, para a primeira falta fase-massa,
seja limitada a um valor pequeno (por exemplo, 5 A). Essa corrente
de curto-circuito sinaliza apenas a existência da primeira falta,
sem necessidade de desligar o circuito, acionando apenas a equipe
de manutenção, que não precisa corrigir a falha imediatamente, a
produção do setor industrial continua normalmente e a equipe de
manutenção pode programar seu serviço no horário mais adequado.
Neste esquema de aterramento é obrigatório o uso de
dispositivos supervisores de isolamento.
4.3 divisão da instalação
A divisão da instalação em circuitos conforme a NBR 5410.
Uma vez determinadas as cargas a serem alimentadas em uma
instalação elétrica, podemos planejar a distribuição destas cargas
pelos diversos circuitos. Vejamos a seguir as regras da ABNT NBR
5410 sobre o assunto.
Pontos de iluminação e tomadas
Em 4.2.5.1, temos: “A instalação deve ser dividida em
tantos circuitos quantos necessários, devendo cada circuito
ser concebido de forma a poder ser seccionado sem risco de
realimentação inadvertida através de outro circuito”. E, em
4.2.5.5, é dada a sentença: “Os circuitos terminais devem ser
individualizados pela função dos equipamentos de utilização
que alimentam. Em particular, devem ser previstos circuitos
terminais distintos para pontos de iluminação e para pontos
de tomada”. Juntas, estas duas prescrições obrigam a
separação de iluminação e tomadas nas instalações em geral
(Figura 8).
No caso particular de locais de habitação, em 9.5.3.3 admite-
se que, em algumas situações, pontos de iluminação e tomadas
possam ser alimentados por circuito comum, desde que respeitadas
algumas condições:
a) A corrente de projeto do circuito comum (iluminação +
tomadas) não deve ser superior a 16 A;
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0
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Figura 9 – Compartilhamento de linhas elétricas
4.7 influências externas
A classificação das influências externas sobre a instalação
de baixa tensão deve ser realizada nas fases de elaboração e
execução das instalações elétricas, sendo fundamental para a
correta seleção e utilização dos componentes e para a garantia
da segurança e funcionamento da instalação.
Conforme 4.2.6 da NBR 5410, cada condição de influência
externa é designada por um código que compreende sempre um grupo
de duas letras maiúsculas e um número, como descrito a seguir:
• Primeira letra: indica a categoria geral da influência externa:
A = meio ambiente;
B = utilização;
C = construção das edificações.
• Segunda letra (A, B, C,...) indica a natureza da influência
externa.
• Número (1, 2, 3,...) indica a classe de cada influência externa.
Figura 10 – Relação entre as tabelas de influências externas
b) conjuntos de manobra especialmente projetados para efetuar
o intercâmbio das fontes de alimentação;
c) linhas abertas e nas quais os condutores de uma e de outra
alimentação sejam adequadamente identificados.
Em geral, quanto maior o número, mais severa é a intensidade
daquela determinada influência.
Na NBR 5410, há três tipos de tabelas de influências
externas diretamente relacionadas entre si, conforme indicado
na Figura 11.
A partir dos conceitos anteriores, cabe ao projetista classificar
as influências externas predominantes na instalação elétrica
de média tensão, observando-se que nem todas as influências
precisam estar presentes numa instalação ou, às vezes, mesmo
presentes, elas podem ser desprezadas.
Para efeito de exemplo de aplicação das tabelas indicadas
na Figura 10, suponha-se que tenha sido verificado que, no local
onde será instalado um barramento blindado de baixa tensão,
existe uma rede de sprinklers instalada sobre o barramento
blindado. Neste caso, pode-se adotar um dos três procedimentos
descritos a seguir (Figura 11):
• (A) Considerando-se que não seja colocado nenhum anteparo
entre o barramento blindado e a rede de sprinklers, o barramento
estará sujeito a uma “chuva” de água após uma eventual atuação
da rede de sprinklers. Neste caso, a influência externa sobre o
barramento é AD4 (conforme Tabela 4 da norma), resultando em
um grau de proteção mínimo do barramento IPX4;
• (B) Considerando-se que seja colocado m anteparo entre o
barramento blindado e a rede de sprinklers, o barramento não
estará sujeito a uma “chuva” de água após uma eventual atuação
da rede de sprinklers. Neste caso, a influência externa sobre o
barramento é AD1 (conforme Tabela 4 da norma), resultando em
um grau de proteção mínimo do barramento IPX0;
• (C) Considerando-se que não seja colocado nenhum anteparo
entre o barramento blindado e a rede de sprinklers, e que o
projetista avalie que a atuação dos sprinklers não é uma situação
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Figura 11 – Exemplo de análise das influências externas
usual na vida da instalação (podendo então desprezá-la na
análise). Neste caso, a influência externa sobre o barramento é
AD1 (conforme Tabela 4 da norma), resultando em um grau de
proteção mínimo do barramento IPX0. No entanto, é preciso que
sejafeito um alerta para que, após uma eventual atuação da rede
de sprinklers, seja feita uma verificação no estado do barramento
blindado, uma vez que, com o grau IPX0 poderia haver a
penetração de água no invólucro, o que poderia comprometer
seu adequado e seguro funcionamento sem a devida manutenção.
Entre as três alternativas apresentadas, a única que resolve o
assunto de modo permanente é a primeira opção, pois o barramento
blindado estaria protegido de modo permanente e seguro contra
a presença de água em seu interior, no caso de acionamento da
rede de sprinklers. A desvantagem desta opção é o custo maior de
um equipamento IPX4 em comparação com o IPX0. Na segunda
alternativa, embora o custo do barramento seja menor do que no
primeiro caso, é preciso acrescentar o custo do anteparo antes
de comparar o custo total com a alternativa (A). Além disso, é
importante considerar que o anteparo poderá ser removido de
propósito ou acidentalmente sem que seja recolocado, o que
anularia todo o raciocínio que justificou essa opção. A opção (C) é
a de menor custo inicial, porém deve ser pesado na decisão final o
risco de molhar o interior do barramento e o consequente custo de
parada e manutenção do equipamento.
A Tabela A.2, cuja fonte é a norma NBR 13570, fornece
as classificações de algumas influências externas relativas a
diversos locais de afluência de público.
BE
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
BC
3**)
3**)
-*)
-*)
3**)
3
3**)
3
3
3
3
3
3**)
4**)
3
-*)
3
AH
-*)
2**)
-*)
-*)
-*)
-*)
-*)
-*)
-*)
2**)
-*)
2**)
2**)
2**)
2**)
-*)
-*)
BD
3 ou 4
3
3
3 ou 4
3 ou 4
3
3
3
3
3 ou 4
3
3 ou 4
3 ou 4
3
3
-*)
3
BB
-*)
3
-*)
-*)
-*)
-*)
-*)
-*)
-*)
-*)
-*)
-*)
3
3
-*)
-*)
-*)
AD
-*)
4
-*)
-*)
-*)
4
-*)
-*)
-*)
-*)
-*)
-*)
-*)
-*)
-*)
-*)
-*)
Local
Auditórios, salas de conferência/reuniões, cinemas hotéis, motéis e
similares, locais de culto, estabelecimentos de atendimento ao público,
bibliotecas, arquivos públicos, museus, salas de arte
Teatros, arenas, casas de espetáculos e locais análogos:
- palco
- demais locais
Salas polivalentes ou modulares, galpões de usos diversos e usos
sazonais
Lojas de departamentos
Restaurantes, lanchonetes, boates, cafés e locais análogos:
- cozinha
- demais locais
Supermercados e locais análogos
Circulações e áreas comuns em centros comerciais,
shopping centers
Danceterias, salões de baile, salões de festas, salões de
jogos , boliches, diversões eletrônicas e locais análogos
Estabelecimentos de ensino
Estabelecimentos esportivos e de lazer cobertos
Estabelecimentos esportivos e de lazer ao ar livre, estádios
Locais de feiras e exposições ao ar livre, parques de diversões, circos
Locais de feiras e exposições cobertos, mercados
cobertos com boxes
Estruturas infláveis
Estações e terminais de sistemas de transporte
Item
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
11
12
13
14
15
*) A classificação desta influência deve ser determinada de acordo com a aplicação específica do local.
**) Pode ser que existam neste local áreas onde se aplique uma classificação diferente.
NOTA - Exemplos de aplicação da tabela A.2: o palco de um teatro tem a seguinte classificação mínima de influências externas: AD4, AH2, BB3, BC3, BD3 e BE2.
tabela a.2 – classificação das influências externas de locais de afluência de Público
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4.8 Graus de Proteção
Os invólucros dos equipamentos elétricos são classificados
por graus de proteção, definidos pela norma NBR IEC 60529
- Graus de proteção para invólucros de equipamentos elétricos
(código IP).
A representação mais comum do grau de proteção é feita pelas
letras ‘IP’ seguidas usualmente por dois algarismos (Tabelas 2 e 3),
sendo o primeiro relativo à proteção contra a penetração de objetos
sólidos e acesso às partes vivas e o segundo relativo à proteção
contra a penetração de líquidos.
5 IlumINAção
5.1 Projeto luminotécnico
A NBR 5410 estabelece em 4.2.1.2.2.a) que as cargas de
iluminação devem ser determinadas como resultado da aplicação
da norma NBR 5413.
A NBR 5413 - Iluminância de interiores estabelece os valores de
iluminâncias médias mantidas em serviço para iluminação artificial
em interiores, para diversas atividades e tarefas, como comércio,
tabela 2: Primeiro numeral - Penetração de objetos sólidos e acesso às Partes vivas
GRAU DE PROTEÇÃOPrimeiro
Numeral
Característico
0
1
2
3
4
5
6
Descrição Sucinta
Não protegido.
Protegido contra objetos sólidos maiores que 50 mm.
Protegido contra objetos sólidos maiores que 12 mm.
Protegido contra objetos sólidos maiores que 2,5mm.
Protegido contra objetos sólidos maiores que 1,0 mm.
Protegido contra pó.
Hermético a pó.
Detalhes Breves dos Objetos a serem “excluídos” do invólucro
Nenhuma proteção especial.
Uma grande superfície do corpo, como uma mão (mas sem proteção contra o acesso deliberado).
Objetos sólidos com diâmetro superior a 50 mm.
Dedos ou objetos similares não excedendo 80 mm de comprimento.
Objetos sólidos excedendo 12mm de diâmetro.
Ferramentas, fios etc. de diâmetro ou espessura maior que 2,5 mm.
Objetos sólidos com diâmetro superior a 2,5mm.
Fios ou fitas de espessura maior que 1,0 mm. Objetos sólidos
com diâmetro não superior a 1,0mm.
O ingresso de pó não é totalmente prevenido, mas o pó não entra em quantidade
suficiente para interferir com a operação satisfatória do equipamento.
Sem ingresso de pó
tabela 3: seGundo numeral - Proteção contra Penetraçnao de liquidos
GRAU DE PROTEÇÃOSegundo
Numeral
Característico
0
1
2
3
4
5
6
7
8
Descrição Sucinta
Sem proteção.
Protegido contra gotejamento de água.
Protegido contra gotejamento de água, quando inclinado até 15°.
Protegido contra água pulverizada.
Protegido contra água borrifada.
Protegido contra jatos de água.
Protegido contra ondas de grande porte.
Protegido contra os efeitos da imersão de água.
Protegido contra submersão.
Detalhes do tipo de proteção fornecida pelo invólucro
Sem proteção especial.
Gotejamento de água (quedas de gotas verticais) não deve ter efeito nocivo.
Gotejamento vertical de água não deve ter efeito nocivo quando o invólucro
é inclinado até um ângulo de 15°, a partir de sua posição normal.
Água pulverizada caindo com um ângulo de até 60° com a vertical não deve ter efeito nocivo.
Água borrifada contra o invólucro, de qualquer direção, não deve ter efeito nocivo.
Água projetada por um bico sob pressão contra o invólucro,
de qualquer direção, não deve ter efeito nocivo
Água de ondas de grande porte, ou água projetada em jatos potentes,
não deve penetrar no invólucro em quantidades prejudiciais.
O ingresso de água em quantidade prejudicial não deve ser possível, quando o invólucro é
imerso em água em condições definidas de pressão e tempo.
O equipamento é adequado para submersão contínua em água,
sob condições que devem ser especificadas pelo fabricante.
indústria, ensino, esporte, entre outras. A Tabela 4 fornece alguns
valores extraídos da NBR 5413.
Estes valores de iluminância são utilizados como referência para
o dimensionamento dos sistemas de iluminação das instalações. A
norma estabelece três valores médios para cada atividade (mínimo,
médio e máximo) e as características para a determinação de qual
valor médio deve ser considerado, de acordocom as características
da tarefa e do observador (idade, velocidade e precisão da tarefa e
refletância do fundo da tarefa).
De maneira geral é recomendado que se adote o valor médio.
O maior valor das iluminâncias deve ser utilizado quando:
• A tarefa se apresenta com refletâncias e contrastes bastante baixos;
• Os erros são de difícil correção;
• O trabalho visual é crítico;
• Alta produtividade ou precisão são de grande importância; e
• A capacidade visual do observador está abaixo da média.
O menor valor pode ser usado quando:
• As refletâncias ou contrastes são relativamente altos;
• A velocidade e/ou precisão não são importantes;
• A tarefa é executada ocasionalmente.
GUIA O SETOR ELÉTRICO DE NORMAS BRASILEIRAS
N
BR 5410
23
Além do nível de iluminância, a NBR 5413 estabelece
as condições gerais de projeto, tais como plano de trabalho,
uniformidade e iluminação suplementar. Nestes assuntos, a norma
define:
• O plano de referência como sendo o campo de trabalho e quando
este não for definido, um plano horizontal a 0,75m do piso;
• A iluminância no restante do ambiente não deve ser inferior
a 1/10 da adotada para o campo de trabalho, mesmo que haja
recomendação para valor menor;
• A uniformidade da iluminância (relação entre o menor valor de
iluminância do campo de trabalho e o valor médio) deve ser no
mínimo 0,7; e
• No caso de ser necessário elevar a iluminância em limitado campo
de trabalho, possibilita a utilização de iluminação suplementar.
A NBR 5413, vigente desde 1992, na época da publicação
deste guia era obsoleta em relação às normas internacionais, pois
estabelece apenas as iluminâncias recomendadas em serviço. A
norma internacional ISO 8995-1: Lighting of work place, elaborada
pela ISO em conjunto com a CIE - Comissão Internacional de
Iluminação, trata de diversos parâmetros que contribuem para
a qualidade da iluminação no ambiente, além de ampliar a
abrangência dos tipos de atividades especificados na NBR 5413.
A ISO 8995-1 define e estabelece parâmetros para a iluminância
de tarefa e do entorno imediato (zona de, no mínimo, 0,5 m de
largura ao redor da área da tarefa dentro do campo de visão), e
estabelece recomendações para a distribuição da uniformidade e
iluminância, direcionamento da luz, uso da iluminação natural e
manutenção do sistema.
Além das iluminâncias para cada tarefa e ambiente, a ISO 8995-
1 estabelece o indicador de controle de ofuscamento para evitar o
desconforto visual (UGR) e o índice de reprodução de cor mínimo
recomendado da fonte luminosa (Ra ou IRC).
Para o dimensionamento do sistema de iluminação e a
determinação das cargas de iluminação utilizam-se métodos de
cálculo luminotécnico, como o Método dos Lumens e o Método
ponto a ponto, amplamente difundidos e disponíveis em softwares
de cálculo.
Estas metodologias levam em consideração os desempenho das
luminárias, lâmpadas e dos equipamentos auxiliares, como reatores
para lâmpadas de descarga, os transformadores para as lâmpadas
halógenas e os controladores (drivers) para os leds.
5.2 desemPenho das luminárias
O desempenho de uma luminária pode ser considerado como
o resultado de uma combinação dos desempenhos fotométrico,
mecânico e elétrico.
5.2.1 desemPenho fotométrico
O desempenho fotométrico está relacionado à eficiência com
que a luminária direciona luz ao plano desejado. É determinado
pelas propriedades fotométricas da lâmpada e da luminária. No
projeto luminotécnico, quando são conhecidas as dimensões
do ambiente e as refletâncias do teto, das paredes e do piso, o
desempenho fotométrico pode ser analisado pelo Fator de Utilização
da luminária (U).
5.2.2 desemPenho mecânico
O desempenho mecânico descreve o comportamento da
luminária sob estresse, podendo incluir condições extremas de
temperatura, jatos d’água, vedação a pó, choques mecânicos e
proteção contra fogo. Estas condições são consideradas na NBR
IEC 60598-1 - Luminárias. Requisitos gerais e ensaios.
As luminárias devem ser especificadas nos projetos de acordo
com o uso e característica da instalação. Atenção especial deve ser
considerada para as áreas molhadas ou úmidas. Conforme item
6.5.5.2.1 da NBR IEC 60598-1, não é permitido que a água se
acumule nos condutores, porta-lâmpadas ou outras partes elétricas.
De acordo com o tipo de proteção contra a penetração de pó,
objetos sólidos e umidade, as luminárias são classificadas conforme
o grau de proteção IP (ver 4.8 - Tabelas 2 e 3 deste guia).
5.2.3 desemPenho elétrico
O desempenho elétrico descreve a eficiência com que a
luminária e seus equipamentos auxiliares produzem luz e o
comportamento elétrico dos mesmos, tais como fator de potência,
distorção harmônica e interferências eletromagnéticas.
Desta forma, a eficiência da luminária é determinada também
pela eficiência da lâmpada e dos equipamentos auxiliares (reatores,
transformadores e controladores). No dimensionamento dos
sistemas de iluminação é necessário conhecer os dados relativos ao
tabela 4 – valores de iluminância da nbr 5413
Classe
A
Iluminação geral para áreas
usadas interruptamente ou com tarefas
visuais simples
B
Iluminação geral para área de trabalho
C
Iluminação adicional para tarefas
visuais difíceis
Iluminância (lux)
20 -30 -50
50 - 75 - 100
100 -150 -200
200 -300 -500
500 -750 -1000
1000 -1500 -2000
2000 -3000 -5000
5000 - 7500 - 10000
10000 -15000 -20000
Tipo de atividade
Áreas públicas com arredores escuros
Orientação simples para permanência curta
Recintos não usados para trabalho contínuo; depósitos
Tarefas com requisitos visuais limitados, trabalho bruto de maquinaria, auditórios
Tarefas com requisitos visuais normais, trabalho médio de maquinaria, escritórios
Tarefas com requisitos especiais, gravação manual, inspeção, indústria de roupas.
Tarefas visuais exatas e prolongadas, eletrônica de tamanho pequeno
Tarefas visuais muito exatas, montagem de microeletrônica
Tarefas visuais muito especiais, cirurgia
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0
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fluxo luminoso das lâmpadas e ao fator de fluxo luminoso do reator.
A NBR 5410, no item 4.2.1.2.2.b), determina que, para os
aparelhos fixos de iluminação de descarga, a potência nominal a
ser considerada deve incluir a potência das lâmpadas, as perdas e o
fator de potência dos equipamentos auxiliares.
Para cálculo das cargas de iluminação, a potência nominal
ou aparente (VA) pode ser calculada a partir dos dados elétricos
fornecidos pelos fabricantes.
Para se determinar a potência nominal (VA) do conjunto
luminária-lâmpadas-equipamentos, considera-se:
P
N
= U x I ou P
N
= P
ativa
/ FP
Onde:
P
N
: potência nominal ou aparente (VA)
P
ativa
: potência ativa (W)
U: tensão (V)
I: corrente (A)
FP: fator de potência
Quando os dados dos fabricantes não são conhecidos ou os
equipamentos não estão definidos, considera-se que:
• A potência da lâmpada é dada em W (assume-se que W = VA);
• As perdas dos reatores podem ser consideradas aproximadamente
15% a 20% da potência da lâmpada;
Assim, por exemplo, a potência nominal de uma luminária
com 2 lâmpadas de 32 W cada + 1 reator eletromagnético duplo é
calculada por:
P
aparente
= 2 x 32 + (2 x 32 x 0,15) = 73,6 VA
5.2.4 métodos de cálculos luminotécnicos
A seguir são apresentados o Método do Ponto a Ponto e o
Método dos Lumens, metodologias de cálculo mais utilizadas para
determinação da quantidade de luminárias necessárias para um
determinado ambiente ou a iluminância obtida comdeterminada
luminária.
5.2.4.1 método do Ponto a Ponto
Pode-se calcular a iluminância pelo Método Ponto a Ponto
quando a distância “d” entre a fonte de luz e o objeto a ser
iluminado for, no mínimo, cinco vezes a dimensão da fonte de luz
(Figura 13).
Este método é recomendado para os casos de fontes
pontuais, para a determinação da iluminância obtida com
lâmpadas de dimensões pequenas e de fachos de luz bem
definidos (lâmpadas dicróicas, por exemplo), alguns tipos de
luminárias de LEDs, entre outros.
Aplicam-se as seguintes equações para determinar as
iluminâncias:
Figura 12- Considerações para cálculo pelo Método do Ponto a Ponto
E = I
d2
E =
Iα x cos3α
h2
E = + Σ ( )I1 Iα x cos3αh2 h2
para luz incidindo perpendicularmente ao plano do objeto, e:
para luz que não incide perpendicularmente ao plano do objeto.
I - intensidade luminosa (vertical), em cd
E - iluminância no ponto, em lx
d - distância da fonte luminosa ao objeto
α - ângulo de abertura do facho
h - distância vertical entre a fonte de luz e o plano do objeto
I
α
- intensidade luminosa no ângulo α, em cd
A iluminância (E) em um ponto é o somatório de todas
as iluminâncias incidentes sobre esse ponto provenientes de
diferentes pontos de luz dada pela equação:
Neste método não são consideradas as refletâncias das
superfícies (teto, paredes e piso), sendo que, para isso,
devem ser empregados algoritmos mais complexos, tais como
“radiosidade” e “ray tracing”, utilizados em softwares de
cálculo luminotécnico.
5.2.4.2 método dos lumens
Este é o método mais simples de cálculo e considera
ambientes retangulares, com superfícies difusas e com um único
tipo de luminária.
Para início dos cálculos, é necessário o levantamento das
seguintes características do local:
• Características construtivas da instalação: dimensões dos
ambientes e classificação de acordo com uso para determinação da
iluminância requerida conforme norma NBR 5413;
• Refletâncias das superfícies: teto, paredes, piso;
• Frequência de manutenção e condições de limpeza do ambiente:
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N
BR 5410
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etaPa 4 - determinar o fator de manutenção (fm)
A iluminância diminui progressivamente durante o uso do
sistema de iluminação devido às depreciações por acúmulo de
poeira nas lâmpadas e luminárias, pela depreciação dos materiais
da luminária, pelo decréscimo do fluxo luminoso das lâmpadas e
pela depreciação das refletâncias das paredes.
O dimensionamento dos sistemas de iluminação deve considerar
um fator de manutenção (FM) ou fator de perdas luminosas (FPL)
em função do tipo de ambiente e atividade desenvolvida, do tipo de
luminária e lâmpada utilizada e da freqüência de manutenção dos
sistemas.
A Tabela 6 sugere valores de fatores de manutenção conforme
período de manutenção e condição do ambiente. Valores mais
precisos, conforme tipo de luminária e lâmpadas podem ser obtidos
em publicações da CIE (Comissão Internacional de Iluminação) e/
ou através de fabricantes de luminárias.
para estimar o fator de manutenção (FM) ou fator de perdas
luminosas (FPL)
etaPa 1- cálculo do Índice do local (K)
O índice do local (K) é uma relação definida entre as dimensões
(em metros) do local (Figura 14), calculado conforme as seguintes
equações:
K =
c x l
h x(c + l) Ki =
3 x c x l
2 x h x (c + l)
c - comprimento do ambiente
l - largura do ambiente
h - altura do ambiente
h’ - distância do teto ao plano de trabalho
pd - pé-direito
hs - altura de suspensão
ht - altura so plano de trabalho
Iluminação direta Iluminação indireta
Figura 13: Definição das alturas para cálculo do índice K
adequados para as atividades desenvolvidas no local, pois, quanto
mais eficiente for o conjunto luminária-lâmpada-equipamento
auxiliar, maior será a economia de energia obtida no sistema de
iluminação proposto.
etaPa 3 - determinação do fator de utilização (u)
O fator de utilização (U) indica o desempenho da luminária no
ambiente considerado no cálculo, sendo apresentado em tabelas dos
fabricantes de luminárias. Para determinar o fator de utilização, basta
cruzar o valor do índice do local (K) calculado anteriormente (dado
na horizontal), com os dados de refletância das superfícies do teto,
parede e piso (dado na vertical), conforme indicado na Tabela 5.
FATOR DE UTILIZAÇÃO (X0.01)
TETO (%)
PAREDE(%)
PISO (%)
K
0,60
0,80
1,00
1,25
1,50
2,00
2,50
3,00
4,00
5,00
70
30
10
28
34
39
4
46
60
53
54
55
56
10
26
31
36
40
44
48
51
53
55
56
50
50
10
31
37
41
45
48
51
53
55
56
57
30
28
34
38
42
45
49
52
53
55
56
10
26
31
36
40
43
48
50
52
54
55
10
26
31
36
40
43
47
50
52
54
55
0
0
0
25
30
35
39
42
46
49
50
52
53
30
30
10
28
33
38
42
45
49
51
53
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tabela 5: exemPlo Para determinação do fator de utilização de luminárias
50
32
38
42
46
48
52
54
56
57
58
etaPa 2 - definição dos comPonentes
A definição dos componentes deve levar em consideração
as características fotométricas das luminárias, desempenho das
lâmpadas e características elétricas dos equipamentos auxiliares.
As principais características a serem consideradas são:
• Luminárias: curva de distribuição de intensidade luminosa,
rendimento, controle de ofuscamento;
• Lâmpadas: eficiência luminosa (lm/W), fluxo luminoso, vida útil,
depreciação luminosa;
• Equipamentos auxiliares: potência consumida, fator de potência,
fator de fluxo luminoso, distorção harmônica.
Recomenda-se o emprego de componentes mais eficientes e
tabela 6: fatores de manutenção recomendados
Ambiente
Limpo
Normal
Sujo
5000 h
0,91
0,85
0,66
2500 h
0,95
0,91
0,80
7500 h
0,88
0,80
0,57
Para reduzir a depreciação da luminária, deve-se adotar uma
manutenção periódica dos sistemas através da limpeza de lâmpadas
e luminárias e substituição programada de lâmpadas.
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N =
E
med
x A
n x φn x U x FM x FFL
N =
A
N x n x φn x U x FM x FFL
Figura 14: Distribuição de luminárias etaPa 6 - dimensionamento
O cálculo do número de luminárias necessárias para um
determinado ambiente segue a seguinte equação:
Onde:
N: número necessário de luminárias
E
med
: iluminância média (lux)
A: área do ambiente (m2)
n: número de lâmpadas em cada luminária
φn : fluxo luminoso de cada lâmpada (lm)
U: fator de utilização
FM: fator de manutenção
FFL: fator de fluxo luminoso do reator
Quando o número de luminárias é conhecido, a iluminância
média pode ser calculada por:
etaPa 7 - distribuição das luminárias
Após definida a quantidade total de luminárias necessárias
para atender os níveis de iluminância e as condições requeridas
de projeto, deve-se distribuí-las adequadamente no recinto (Figura
14). Para tanto, valem as seguintes observações:
• Deve-se distribuir as luminárias uniformemente no recinto;
• Deve-se obter valores próximos de “a” e “b”, sendo a > b, desde
que respeitando a curva de distribuição luminosa da luminária;
etaPa 5 – determinar o fator de fluxo luminoso
O fator de fluxo luminoso (FFL), ou fator de reator, é o fator
que irá determinar o fluxo luminoso emitido pelas lâmpadas com
reatores eletrônicos. É a razão do fluxo luminoso emitido por uma
lâmpada de referência, funcionando com reator comercial, pelo
fluxo luminoso emitido pela mesma lâmpadaquando funcionando
com o reator de referência.
Assim, quando:
• FFL=1,0: o fluxo luminoso das lâmpadas é o nominal;
• FFL=1,1: o fluxo luminoso das lâmpadas é 10% superior ao
nominal;
• FFL=0,95: o fluxo luminoso das lâmpadas é 5% inferior ao
nominal.
Este fator é obtido nos catálogos dos fabricantes de reatores
eletrônicos, e é um valor específico para cada modelo de reator.
Para reatores eletromagnéticos e, quando não informado pelo
fabricante, adota-se FFL=1,0.
• Recomenda-se que as distâncias “a” e “b” entre luminárias sejam
o dobro da distância entre estas e as paredes laterais;
• Recomenda-se sempre o acréscimo de luminárias quando
a quantidade resultante do cálculo não for compatível com a
distribuição desejada.
Exemplo de aplicação do Método dos Lumens
O exemplo a seguir tem dois objetivos:
• Mostrar a aplicação do Método dos Lumens em um local de
habitação; e
• Comparar a potência de alimentação (VA) obtida neste método
com a potência indicada no item 9.5.2.1 da NBR5410 (VA em
função da área do cômodo).
No exemplo, são comparados três diferentes tipos de lâmpadas:
incandescente, fluorescente compacta e lâmpada de led.
A Tabela 7 ilustra as iluminâncias recomendadas para ambientes
residenciais conforme a norma NBR 5413.
tabela 7: nÍveis de iluminância recomendados Para residência
Residência
Salas de estar
Geral
Local (leitura, escrita, bordado, etc.)
Cozinha
Geral
Local (fogão, pia, mesa)
Quartos de dormir
Geral
Local (espelho, penteadeira, cama)
Hall, escadas, despensas, garagens
Geral
Local
Banheiros
Geral
Local (espelhos)
Mínimo
100
300
100
200
100
200
75
200
100
200
Médio
150
500
150
300
150
300
100
300
150
300
Máximo
200
750
200
500
200
500
150
500
200
500
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a) determinação da iluminância requerida conforme norma
nbr 5413
Tomando-se como exemplo uma sala de estar de 10m2 (2,5 m
de largura x 4,0 m de comprimento x 2,75 m de pé direito), verifica-
se na Tabela 7 (em destaque) que a iluminância média geral varia
de 100 a 200 lux. Nos cálculos a seguir será adotado o valor médio
de 150 lux.
b) escolha da luminária
No exemplo será considerado um mesmo modelo de luminária
para duas lâmpadas base E27 (Figura 16), que pode acomodar
lâmpadas incandescentes de 60 W (caso 1), fluorescentes compactas
de 15 W (caso 2) ou lampleds (lâmpadas de leds) de 12 W (caso 3).
Figura 16: Luminária utilizada no exemplo
Figura 16: Curva de tensão e corrente de uma lâmpada incandescente de 60W
Voltage
Resolution: 181.41 V/div
Crest Value: 181.41 V
Current
Resolution: 2.001 A/div
Crest Value: 4.002 A
tabela 8: comParação de dados medidos das amostras de lâmPadas incandescentes,
fluorescentes comPactas e de leds
Lâmpadas
Potência
Amostra
Tensão (V)
Temperatura de cor (K)
Indice de reprodução de cor (Ra)
Fluxo (lm)
Eficiência luminosa (lm/W)
Tensão medida (V)
Corrente medida(A)
Fator de potência medido
Distorção harmônica tensão
Distorção harmônica corrente
Potência ativa (W)
Economia potência ativa (%)
Potência aparente (VA)
Economia (%)
Caso 1:
Incandescente
60W
Caso 2:
Fluorescente
compacta
15W
Caso 2:
Fluorescente
compacta
12W
1
127V
2830
100
796
13,5
127
0,456
1,00
59
59
3
127V
2816
83
973
66,6
127
0,186
0,62
15
24
5
127V
2678
81
827
64,5
127
0,1
0,127
13
16
2
127V
2842
100
825
13,8
127
0,468
1,00
60
60
4
127V
2861
82
911
66,0
127
0,177
0,61
14
23
6
127V
2673
81
822
65,5
127
0,1
0,124
13
16
1,7% 2,7% 2,1%
2,0%
76%
109,0%
61%
79%
70,0%
73%
-
-
distorção de corrente. Neste caso, a lâmpada led apresentou menor
distorção harmônica em comparação com a lâmpada fluorescente
compacta (Figuras 16, 17 e 18).
Figura 17: Curva de tensão e corrente de uma lâmpada fluorescente compacta de 15W
Voltage
Resolution: 183.09 V/div
Crest Value: 183.1 V
Resolution: 1.591 A/div
Crest Value: 3.183 A
c) lâmPadas
Embora as lâmpadas possam ser facilmente trocadas na mesma
luminária, pois a base E27 é a mesma, cada lâmpada possui uma
distribuição luminosa e características fotométricas e elétricas
específicas.
A Tabela 8 ilustra a comparação de dados reais obtidos em
ensaios de laboratório entre três produtos encontrados no mercado.
As características não refletem dados gerais das famílias de
lâmpadas, mas dos modelos específicos em análise (foram ensaiadas
duas amostras de cada tipo de lâmpada).
Comentários sobre os valores da Tabela 8:
• Em relação ao fluxo luminoso, as lâmpadas fluorescentes
compactas são as mais fortes dentre os modelos analisados,
apresentando também as maiores eficiências luminosas.
• Quando se analisa os potenciais de economia de energia tomando-
se a lâmpada incandescente como base, a solução em led apresentou
melhor potencial, com economia de 73% considerando a potência
aparente e 79% considerando a potência ativa.
• A lâmpada de led apresentou fator de potência maior em relação à
lâmpada fluorescente compacta.
• Não há muita diferença entre a distorção harmônica de tensão
entre os três tipos de lâmpadas, mas ela é significativa no caso da
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Voltage
Resolution: 178.94 V/div
Crest Value: 178.9 V
Current
Resolution: 0.926 A/div
Crest Value: 1.852 A
Figura 18: Curva de tensão e corrente de uma lâmpada de led de 12W
• A partir da Tabela 8, pode-se concluir que as temperaturas de
cor das diferentes lâmpadas são muito próximas, entre 2673
K e 2861 K. O índice de reprodução de cor (Ra) é semelhante
para lâmpadas de led e compactas, considerados adequados para
iluminação interior da maior parte dos ambientes (Ra > 80).
As figuras 19, 20 e 21 ilustram os diagramas espectrais das
Figura 19: Distribuição espectral de uma lâmpada incandescente de 60 W – 2700 K
spectrum
1.2
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
0.0
300 400 500 700600
1.0-26.351mW/nm
Wavelength (nm)
Figura 20 - Distribuição espectral de uma lâmpada fluorescente compacta 15
W – 3000 K
Wavelength (nm)
700600
spectrum
1.2
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
0.0
300 400 500
1.0-125.194mW/nm
Figura 21: Distribuição espectral de uma lâmpada de led 12 W – 3000 K
Wavelength (nm)
700600
spectrum
1.2
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
0.0
300 400 500
1.0-125.194mW/nm
d) dados fotométricos da luminária
Para realização do cálculo luminotécnico é necessário analisar os
dados fotométricos da luminária com cada fonte luminosa em seu interior.
O fator de utilização e a curva de distribuição luminosa,
fornecidos pelos fabricantes de luminárias são informações muito
importantes para análise do desempenho fotométrico.
Comparando-se os dados fotométricos da luminária em questão
para cada tipo de lâmpada (figuras 22, 23 e 24), conclui-se que as
curvas de distribuição luminosa são bem semelhantes. No entanto,
o fator de utilização das luminárias muda significantemente, pois
cada lâmpada possui uma distribuição luminosa diferente e a
luminária em análise, por possuir um difusor jateado, difunde a luz
emitida pelas lâmpadas também de forma diferente.
Observa-se nas figuras que, embora a luminária para lâmpadas
incandescentes possua a menor eficiência luminosa (relação lm/W),
ela apresenta os maiores fatores de utilização em função do tipo da
distribuição da luz da lâmpada incandescentena luminária em questão.
e) cálculo luminotécnico
Considera-se no exemplo:
• Dimensões da sala: 2,5 m de largura x 4,0 m de comprimento x
2,75 m de pé direito;
• Plano de trabalho a 0,75 m do piso;
• Refletâncias de teto 70%, paredes 50% e piso 10%;
• Ambiente normal e manutenção periódica de 7500 horas
etaPa 1- cálculo do Índice do local (K)
três lâmpadas, onde se verifica que, embora as temperaturas
de cor (aparência da cor) sejam semelhantes, elas apresentam
características espectrais e de reprodução de cor diferentes
conforme o comprimento de onda da luz.
K =
c x l
h x(c + l)
Ki = = 0,77
4 x 2,5
2 x (4 + 2,5)
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Figura 24: Fator de utilização e curva de distribuição luminosa da luminária com 2 lâmpadas de led de 12 W
Figura 23: Fator de utilização e curva de distribuição luminosa da luminária com 2 lâmpadas compactas de 15 W
Figura 22: Fator de utilização e curva de distribuição luminosa da luminária com 2 lâmpadas incandescentes de 60 W
FATOR DE UTILIZAÇÃO (X0.01)
TETO (%)
PAREDE(%)
PISO (%)
K
0,60
0,80
1,00
1,25
1,50
2,00
2,50
3,00
4,00
5,00
50
23
28
32
36
39
43
45
47
49
51
70
30
10
19
24
28
32
35
40
43
45
48
49
10
17
21
25
29
32
37
40
43
46
48
50
23
27
31
35
37
41
44
46
48
49
50
30
10
19
24
27
31
34
39
41
43
46
48
10
16
21
25
29
32
36
39
42
45
46
30
10
10
16
21
24
28
31
35
39
41
43
45
0
0
0
15
19
23
26
29
34
37
39
41
43
30
19
23
27
30
33
37
40
42
46
46
FATOR DE UTILIZAÇÃO (X0.01)
TETO (%)
PAREDE(%)
PISO (%)
K
0,60
0,80
1,00
1,25
1,50
2,00
2,50
3,00
4,00
5,00
50
17
21
24
26
28
31
33
34
36
37
70
30
10
14
18
21
23
26
29
31
33
35
36
10
12
15
19
21
23
27
29
31
33
35
50
16
20
23
26
27
30
32
33
35
36
50
30
10
14
17
20
23
25
28
30
32
34
35
10
12
15
18
21
23
26
29
30
32
34
30
10
10
12
15
19
20
23
26
28
30
32
33
0
0
0
11
14
17
19
21
25
27
28
30
31
30
14
17
20
22
24
27
29
31
33
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FATOR DE UTILIZAÇÃO (X0.01)
TETO (%)
PAREDE(%)
PISO (%)
K
0,60
0,80
1,00
1,25
1,50
2,00
2,50
3,00
4,00
5,00
50
19
23
26
29
31
34
36
38
39
41
70
30
10
16
19
23
26
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32
34
36
38
39
10
13
17
20
2
26
30
32
34
35
38
50
18
22
25
28
30
33
35
36
38
39
50
30
10
15
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22
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27
31
33
35
37
38
10
13
17
20
23
25
29
31
33
36
37
30
10
10
13
16
19
22
25
28
31
32
35
36
0
0
0
12
15
18
21
23
27
29
31
33
34
30
15
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21
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27
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etaPa 2 - definição dos comPonentes
A definição dos componentes (características fotométricas das
luminárias, desempenho das lâmpadas e características elétricas
dos equipamentos auxiliares) já foi realizada nos itens b), c) e d)
anteriores.
etaPa 3 - determinação do fator de utilização (u)
Para determinação do fator de utilização (U), devem ser interpolados
os valores das tabelas 22, 23 e 24, obtendo-se
U= 0,26 para caso 1 (incandescente);
U= 0,20 para caso 2 (fluorescente compacta);
U= 0,22 para caso 3 (led).
etaPa 4 - determinar o fator de manutenção (fm)
Considerando-se o ambiente normal e manutenção periódica,
foi adotado FM=0,80 para todas as opções como base para
comparações.
etaPa 5 – determinar o fator de fluxo luminoso
O fator de fluxo luminoso para as três condições é igual a 1,0,
uma vez que está sendo adotado o fluxo luminoso medido das
lâmpadas analisadas.
etaPa 6 - dimensionamento
Para determinação da quantidade de luminárias utiliza-se a
fórmula:
N =
E
med
x A
n x φn x U x FM x FFL
Onde:
N: número necessário de luminárias
E
med
: 150 lux
A: 10 m2
N: 2
φn : fluxo luminoso de cada lâmpada (lm)
U: fator de utilização (definido na etapa 3)
FM: 0,8 (definido na etapa 4)
FFL: 1,0 (definido na etapa 5)
A Tabela 9 resume os dados fotométricos das luminárias e os
resultados do cálculo luminotécnico pelo Método dos Lumens para
os três casos em análise.
Embora 5 luminárias atendam as condições de projeto para a
sala considerada, para melhor distribuição espacial foi considerada
a instalação de 6 (seis) luminárias no ambiente. Assim, o nível de
iluminância resultante deve ser calculado pela fórmula:
N =
A
N x n x φn x U x FM x FFL
Luminária
Quantidade de lâmpadas
Rendimento
Classe de ofuscamento
Imax
Fluxo medido das lâmpadas
Imax (cd)
Potência medida(W)
Fator de utilização
Quant. Luminárias (150lux, 10m2, K=0,77)
Quantidade de luminárias
Emédio (lux)
Potência ativa (W)
Potência aparente (VA)
Caso 1
Incandescente
2
Caso 2
Fluorescente
compacta
2
Caso 3
Led
2
54%
sem controle
170cd/1000lm
1620,8
275
119
0,26
4,45
6
202
714
714
40%
sem controle
125cd/1000lm
1884,2
235
28
0,20
4,98
6
181
174
282
43%
sem controle
135cd/1000lm
1649,4
226
25
0,22
5,17
6
174
156
192
tabela 9: comParação de dados das luminárias e resultados
do método dos lumens
Os valores de potência ativa referem-se a valores medidos
e consideram a potência total de cada equipamento, incluindo-
se as perdas dos equipamentos auxiliares (reator da lâmpada
compacta e controlador do led).
f) cálculo da Previsão de Potência de iluminação Para
locais residenciais conforme a nbr 5410
Conforme tratado em 4.1.1.2 deste guia, em 9.5.2 da NBR
5410 determina-se que, em cômodos com área igual ou inferior
a 6 m2, deve ser prevista uma carga mínima de iluminação de
100 VA e com área superior a 6 m2 deve ser prevista uma carga
mínima de 100 VA para os primeiros 6 m2, acrescida de 60 VA
para cada aumento de 4 m2 inteiros.
No exemplo em questão, onde a sala tem 10 m2 (6 + 4), a
potência de iluminação mínima a ser atribuída a este cômodo
será de 100 + 60 = 160 VA.
G) conclusão
Comparando-se os valores de potência aparente da Tabela
9 (714, 282 e 192 VA), respectivamente, para lâmpada
incandescente, fluorescente compacta e led) calculados pelo
Método dos Lumens conforme iluminância média da NBR
5413 com o valor de 160 VA calculado de acordo com o item
9.5.2.1 da NBR 5410, verifica-se uma grande diferença.
O exemplo em questão considerou um cômodo específico,
mas o resultado obtido pode ser estendido a outros locais da
residência. Desta forma, mesmo com o amparo técnico da
prescrição da NBR 5410, recomenda-se que o projetista avalie
criteriosamente a sua utilização em determinados projetos.
Por existir uma norma específica sobre o tema de iluminação,
sempre que possível seria recomendável realizar o projeto
luminotécnico do ambiente conforme a NBR 5413 de forma
a obter o melhor desempenho luminotécnico e a previsão de
carga de iluminação mais adequada.
GUIA O SETOR ELÉTRICO DE NORMAS BRASILEIRAS
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BR 5410
31
6 pRoTeção coNTRA cHoques eléTRIcos
6.1 introdução
A proteção contra choques elétricosé tratada na NBR 5410 nos
itens indicados na Tabela x.
As pessoas e os animais devem ser protegidos contra choques
elétricos, seja o risco associado a contato acidental com parte
viva perigosa, seja a falhas que possam colocar uma massa
acidentalmente sob tensão.
Vejamos algumas descobertas sobre os efeitos das correntes
elétricas no corpo humano em frequências de 50 e 60 Hz, que são
as mais usuais nas instalações elétricas em todo o mundo.
O “liminar de percepção” da passagem da corrente elétrica pelo
corpo depende de diversos parâmetros, tais como a área do corpo
que está em contato com o condutor de eletricidade, se a pele está
molhada ou seca, sua temperatura, as condições psicológicas do
indivíduo (calmo, estressado), etc. Em geral, um valor de 0,5 mA é
considerado como o limiar de percepção.
Uma vez que os impulsos nervosos do cérebro para os músculos
que comandam os movimentos são também de natureza elétrica, há
um ponto além do qual a corrente elétrica que flui através do corpo
provoca um estímulo do nervo e uma pessoa que está em contato
com um condutor vivo não é mais capaz de soltá-lo (tetanização).
Este limiar, chamado de “limite de largar” também depende de
diversos fatores, situando-se, nas frequências de 50 e 60 Hz, entre
6 e 14 mA (média 10 mA) em mulheres, entre 9 e 23 mA (média 16
mA) em homens. Para corrente contínua, o valor médio é de 51 mA
em mulheres e 76 mA em homens.
O limiar da fibrilação ventricular depende igualmente de vários
fatores próprios de cada indivíduo, assim como de parâmetros
elétricos (duração e caminho da corrente, tipo de corrente CA ou
CC, etc). No caso de correntes alternadas de 50 e 60 Hz, há uma
considerável redução neste limiar de fibrilação quando a corrente
circula por mais de um ciclo cardíaco. Nestes casos, os músculos
cardíacos começam a vibrar muito rapidamente e o resultado é que
o coração não é mais capaz de bombear sangue para o organismo,
reduzindo a pressão arterial para zero, provocando desmaio e parada
respiratória, quase sempre fatal. Experiências práticas têm mostrado
que correntes de 5 mA provocam choques desconfortáveis e, nos
casos de crianças e pessoas em mesas de operação, esta corrente
pode causar sérios desconfortos e complicações até mesmo fatais.
De acordo com publicação da Lawrence Livermore National
Laboratory, University of California:
• Para determinar a corrente (mA) que, circulando por 5 segundos,
tem 0,5% de probabilidade de causar uma fibrilação ventricular,
multiplicar o peso da pessoa (em libras; 1 lb = 0,453 kg) por 0,49.
Por exemplo, uma pessoa de 70 kg, tem 0,5% de probabilidade
de sofrer fibrilação ventricular, se percorrida durante 5 segundos
por uma corrente elétrica de 50 ou 60 Hz de intensidade igual a
(70 / 0,453) x 0,49 = 76 mA. Já no caso de uma criança de 7 kg, a
corrente será de apenas 7,6 mA.
• Para determinar a corrente (mA) que, circulando por 5 segundos,
tem 99,5% de probabilidade de causar uma fibrilação ventricular,
multiplicar o peso da pessoa (em libras; 1 lb = 0,453 kg) por 1,47 .
Por exemplo, uma pessoa de 70 kg, tem 99,5% de probabilidade
de sofrer fibrilação ventricular, se percorrida durante 5 segundos
por uma corrente elétrica de 50 ou 60 Hz de intensidade igual a
(70 / 0,453) x 1,47 = 227 mA. Já no caso de uma criança de 7 kg, a
corrente será de apenas 22,7 mA.
Em corrente contínua, o limiar de corrente para soltar o
condutor vivo é menor e, para durações de choques maiores do
que o período do ciclo cardíaco, o limiar de fibrilação permanece
consideravelmente maior do que para a corrente alternada. A
principal diferença entre os efeitos das correntes CA e CC no corpo
humano está relacionada às variações da intensidade da corrente,
especialmente quando se fecha e abre o circuito. Para se produzir
os mesmos efeitos de excitação celular, a intensidade da corrente
contínua deve ser 2 a 4 vezes maior do que a corrente alternada.
A publicação IEC/TS 60479-1 define quatro zonas de efeitos
para correntes alternadas de 50 ou 60 Hz e leva em consideração
pessoas que pesam 50 kg e um trajeto de corrente entre as
extremidades do corpo (mão/pé), mostradas na Figura 25.
Na Zona 1 não ocorre nenhuma reação; na Zona 2, não ocorre
nenhum efeito fisiológico perigoso; na Zona 3, não acontece, em
geral, nenhum dano orgânico, mas, para tempos longos ocorrem
contrações musculares, dificuldade de respiração e perturbações
reversíveis no coração. Na Zona 4, além dos efeitos da Zona 3,
a probabilidade de fibrilação ventricular aumenta muito, podendo
levar ao óbito.
tabela 10: itens da nbr 5410 sobre Proteção contra choques elétricos.
Prescrições
fundamentais
4.1.1
Medidas de
proteção
5.1
Seleção e
instalação
6.3.3
t (ms)
0,2 0,5 1 2 5 10 20 30 50 100 500 200 1000 2000 Ic(mA)
III III IV
10.000
5.000
2.000
1000
500
200
100
50
20
10
Figura 25 - Zonas de efeito de corrente alternada (de 15 a 100 Hz) entre mão
e pé sobre as pessoas
6.2 PrincÍPio fundamental da Proteção contra choques elétricos
O princípio fundamental da NBR 5410 para que uma instalação
seja segura em relação à proteção contra choques elétricos. Tal
princípio determina que partes vivas perigosas não devem ser
acessíveis e que massas não devem oferecer perigo em condições
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normais e no caso de falhas.
Partes vivas são condutores destinados a serem energizados
em condições de uso normais (condutores de fase), incluindo
também o condutor neutro.
Massa é uma parte condutora que pode ser tocada e que
normalmente não é viva, mas pode tornar-se viva em caso de
falha da isolação. São exemplos de massa as carcaças metálicas
dos equipamentos eletroeletrônicos, dos quadros, dos motores, dos
transformadores, etc.
Para atender a este princípio, as medidas mais usuais a serem
implementadas, em conjunto, nas instalações elétricas são as
seguintes:
• Prover as partes vivas com uma isolação básica;
• Usar barreiras ou invólucros apropriados para manter as partes
vivas inacessíveis;
• Aterrar e equipotencializar a instalação;
• Prover seccionamento automático da instalação como um todo ou
de circuitos específicos.
Além destas medidas, podem ser utilizadas:
• Isolação dupla;
• Separação elétrica;
• Limitação de tensão (SELV e PELV).
6.3 isolação básica
Em muitos casos, a isolação básica já vem no produto de fábrica
como, por exemplo, a isolação dos fios e cabos elétricos (Figura 26).
Figura 26: Exemplo de isolação básica provida de fábrica: condutor isolado
Figura 28: Quadro com porta e tampa
Figura 29: Alguns invólucros
Condutor
Isolação básica
Tampa
Porta
Figura 27: Exemplo isolação básica provida no campo: conectores de torção
(cortesia 3M)
Conector de torção
Em outros casos, pode-se prover a isolação básica em campo como,
por exemplo, recobrindo-se uma emenda de condutores com fita
isolante ou recobrindo-se um barramento com uma manta, tubo ou
luva isolante. Ou então isolando as extremidades dos condutores com
conectores de torção, conforme Figura 27.
6.4 barreira
Barreira é um elemento que assegura proteção contra contatos
diretos de uma pessoa com partes vivas em todas as direções usuais
de acesso. É o caso, por exemplo, de uma tampa colocada sob a
porta dos quadros elétricos que impede o contato das pessoas com
os barramentos vivos no interior do quadro (Figura 28).
6.5 invólucro
Invólucro é um elemento que assegura proteção contra
contatos diretos em qualquer direção. É umconceito semelhante
ao da barreira, porém mais amplo, uma vez que o invólucro deve
“envolver” completamente o componente, impedindo o acesso
direto as suas partes vivas partindo de qualquer e todas as direções.
É o caso, por exemplo, de uma caixa de ligação de tomadas,
interruptores ou motores provida de tampa (Figura 29).
6.6 aterramento e equiPotencialização das instalações
elétricas de baixa tensão
Numa instalação elétrica de baixa tensão, o aterramento e
a equipotencialização são partes fundamentais para a garantia
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BR 5410
33
Figura 30: Tomada padrão NBR 14136
Figura 31 – Seccionamento automático da alimentação
do funcionamento adequado dos sistemas de proteção contra
choques elétricos, sobretensões, descargas atmosféricas, descargas
eletrostáticas, além de ajudar a garantir o funcionamento adequado
dos equipamentos de tecnologia de informação (computadores,
centrais telefônicas, modems, controladores lógicos, etc.). O
capítulo 15 deste guia trata o assunto em detalhes.
6.7 tiPo de tomada Para instalações residenciais e análoGas
A NBR 5410 estabelece em 5.1.2.2.3.6 que todo circuito deve
dispor de condutor de proteção, em toda sua extensão. E acrescenta
em 6.5.3.1 que todas as tomadas de corrente fixas das instalações
devem ser do tipo com contato de aterramento (PE), sendo que as
tomadas de uso residencial e análogo devem ser conforme NBR
NM 60884-1 e NBR 14136.
A NBR NM 60884-1 é a norma que testa as tomadas em geral,
qualquer que seja o seu desenho (configuração) e a NBR 14136 é a
norma que padroniza o formato das tomadas para uso residencial e
análogo até 20 A – 250 V (Figura 30).
choque elétrico consiste em desligar automaticamente toda
instalação ou parte dela para que o perigo seja eliminado e a
pessoa protegida.
Para compreender melhor este tema, vamos observar a
figura 31.
Ocorrendo em qualquer ponto uma falta de impedância
desprezível entre um condutor de fase e o condutor de proteção
ou uma massa, conforme indicado na Figura 31, um dispositivo
de seccionamento automático deve desligar o circuito em um
tempo bastante reduzido e seguro.
No esquema TN, a equipotencialização via condutores
de proteção, conforme 5.1.2.2.3, deve ser única e geral,
envolvendo todas as massas da instalação, e deve ser
interligada com o ponto da alimentação aterrado, geralmente
o ponto neutro. Recomenda-se o aterramento dos condutores
de proteção em tantos pontos quanto possível. Além disso, em
construções de porte, tais como edifícios de grande altura, a
realização de equipotencializações locais, entre condutores de
proteção e elementos condutivos da edificação, cumpre o papel
de aterramento múltiplo do condutor de proteção;
No esquema TN, as características do dispositivo de
proteção e a impedância do circuito devem ser tais que, ocor-
rendo em qualquer ponto uma falta de impedância desprezível
entre um condutor de fase e o condutor de proteção ou uma
massa, o seccionamento automático se efetue em um tempo no
máximo igual ao especificado na tabela 25 da norma.
Considera-se a prescrição atendida se a seguinte condição
for satisfeita:
Z
s
. Ia ≤ Uo
onde:
Z
s
é a impedância, em ohms, do percurso da corrente de falta,
composto da fonte, do condutor vivo, até o ponto de ocorrência
da falta, e do condutor de proteção, do ponto de ocorrência da
falta até a fonte;
Ia é a corrente, em ampères, que assegura a atuação do dispositivo
de proteção num tempo no máximo igual ao especificado na
tabela 25 da norma, ou a 5 s, nos casos previstos na alínea c)
de 5.1.2.2.4.1;
Uo é a tensão nominal, em volts, entre fase e neutro, valor
eficaz em corrente alternada.
No esquema TN, desde que a condição anterior seja
atendida, podem ser usados para o seccionamento automático
visando proteção contra choques elétricos tanto os dispositivos
de proteção a sobrecorrente (disjuntores ou fusíveis), quanto
os dispositivos de proteção a corrente diferencial-residual
(dispositivos DR).
Como medida de proteção adicional, a NBR 5410 prescreve
o uso de dispositivos de proteção a corrente diferencial-residual
com corrente diferencial-residual nominal I
Δn
igual ou inferior
a 30 mA como proteção adicional contra choques elétricos nos
em alguns locais. A proteção adicional provida pelo uso de
Desta forma, de acordo com a norma, é obrigatório
distribuir o condutor de proteção (PE) em todos os circuitos
e utilizar todas as tomadas de corrente com o contato de
terra disponivel. Consequentemente, em todas as caixas de
derivação e passagem deverá estar disponibilizado o condutor
de proteção (verde ou verde-amarelo) em seu interior.
6.8 seccionamento automático da alimentação elétrica
O seccionamento automático da instalação no caso da
ocorrência de uma situação que possa resultar em perigo de
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34
Figura 32: Formas de ligação dos DRs
dispositivo diferencial-residual de alta sensibilidade visa casos
com os de falha de outros meios de proteção e de descuido
ou imprudência do usuário. No entanto, é importante destacar
que a utilização desses DRs de alta sensibilidade nestes locais
não é reconhecida como constituindo em si uma medida de
proteção completa e não dispensa, em absoluto, o emprego de
uma das outras medidas de proteção descritas (principalmente
o uso do condutor de proteção em todos os circuitos)
Os locais que são objeto da medida de proteção adicional
por uso de DR de alta sensibilidade são os seguintes:
• Nos circuitos que, em locais de habitação, sirvam a pontos
de utilização (iluminação e força) situados em cozinhas, copas-
cozinhas, lavanderias, áreas de serviço, garagens e demais
dependências internas molhadas em uso normal ou sujeitas a
lavagens. Há uma exceção a esta regra unicamente para os de
pontos de iluminação situados a mais de 2,50 m do piso;
• Nos circuitos que, em edificações não-residenciais, sirvam
a pontos de tomada situados em cozinhas, copas-cozinhas,
lavanderias, áreas de serviço, garagens e demais dependências
internas molhadas em uso normal ou sujeitas a lavagens;
• Nos circuitos que, em qualquer tipo de edificação, sirvam a
pontos de utilização (iluminação e força) situados em locais
contendo banheira ou chuveiro;
• Nos circuitos que, em qualquer tipo de edificação, sirvam a
tomadas de corrente situadas em áreas externas à edificação
ou tomadas de corrente situadas em áreas internas mas que
possam vir a alimentar equipamentos no exterior da edificação.
Em relação a estas prescrições, valem as seguintes
observações gerais:
• No que se refere a tomadas de corrente, a exigência de
proteção adicional por DR de alta sensibilidade se aplica às
tomadas com corrente nominal de até 32 A.
• A exigência não se aplica a circuitos ou setores da instalação
concebidos em esquema IT, visando garantir continuidade
de serviço, quando essa continuidade for indispensável à
segurança das pessoas e à preservação de vidas, como, por
exemplo, na alimentação de salas cirúrgicas ou de serviços de
segurança.
• Quando o risco de desligamento de congeladores por atuação
intempestiva da proteção, associado à hipótese de ausência
prolongada de pessoas, significar perdas e/ou conseqüências
sanitárias relevantes, recomenda-se que as tomadas de
corrente previstas para a alimentação de tais equipamentos
sejam protegidas por dispositivo DR com característica de
alta imunidade a perturbações transitórias, que o próprio
circuito de alimentação do congelador seja, sempre que
possível, independente e que,caso exista outro dispositivo DR
a montante do de alta imunidade, seja garantida seletividade
entre os dispositivos (sobre seletividade entre dispositivos DR.
Alternativamente, porém menos comum de se utilizar na
prática, ao invés de dispositivo DR, a tomada destinada ao
congelador pode ser protegida por separação elétrica individual,
recomendando-se que também aí o circuito seja independente e
que caso haja dispositivo DR a montante, este seja de um tipo
imune a perturbações transitórias.
Os dispositivos DRs podem ser individuais por circuitos,
ou por grupos de circuitos ou pode ainda ser usado um único
DR protegendo todos os circuitos de uma instalação (Figura
32).
Em 6.3.3.2.6, a norma lembra que os DRs devem ser
escolhidos e os circuitos devem ser divididos de tal modo que a
soma das correntes de fuga à terra que podem circular pelo DR
durante o funcionamento normal das cargas não seja suficiente
para provocar a atuação do dispositivo.
Como as normas de DRs indicam que eles já podem atuar
a partir de 50% de sua corrente de disparo nominal, é preciso
conhecer com bastante detalhe as cargas que serão alimentadas
por um único DR. Por exemplo, um DR de corrente nominal
de disparo de 30 mA pode disparar a partir de correntes de
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Figura 34: Exemplos de circuitos terminais protegidos por dispositivos DR
Figura 33 - DR bipolar e tetrapolar
Geralmente são comercializados nas seguintes combinações de
correntes nominais (A) e correntes nominais de atuação (mA):
tabela 11: correntes nominais de drs
IΔn (atuação)
30 mA, 100 mA,
300 mA e 500 mA
In (A)
25
40
63
80
100
125
Em 6.3.3.2.5, a norma determina que o circuito magnético do
DR deve envolver todos os condutores vivos do circuito ou grupo
de circuitos protegidos, inclusive o neutro, mas não pode envolver
o condutor de proteção, o qual deve passar “por fora” do DR.
A Figura 34 mostra exemplos de ligação de dispositivos DR em
um circuitos terminais típicos.
7 pRoTeção coNTRA efeITos TéRmIcos
(INcêNdIos e queImAduRAs)
Conforme 4.1.2 da NBR 5410, instalação elétrica deve ser
concebida e construída de maneira a excluir qualquer risco
de incêndio de materiais inflamáveis, devido a temperaturas
elevadas ou arcos elétricos. Além disso, em serviço normal,
não deve haver riscos de queimaduras para as pessoas e os
animais
O conceito das prescrições da norma em relação a este
assunto baseia-se na limitação da temperatura máxima que os
componentes da instalação podem atingir em regime normal de
funcionamento. A partir do conhecimento destas temperaturas,
a norma lembra que devem ser observadas distâncias mínimas
entre estes componentes e os demais materiais adjacentes a
eles para evitar incêndios. As temperaturas máximas também
são fixadas para partes dos componentes que são manuseadas
pelos operadores de forma a evitar queimaduras.
fuga à terra maiores ou iguais a 15 mA. E dependendo da
natureza das várias cargas ligadas a um único DR de 30 mA,
este valor (15 mA) pode ser facilmente atingido, resultando
em constantes desligamentos da instalação e causando enorme
desconforto aos usuários. Uma solução que pode conciliar
custo com continuidade de operação é o uso de um DR para um
determinado grupo de circuitos.
Os tipos mais usuais de DRs encontrados no Brasil
são aqueles para instalação em quadros e geralmente são
comercializados nas versões bipolares e tetrapolares (Figura
33 e Tabela 11). Devem atender as normas NBR NM 61008-1e
NBR NM 61008-2-1.
Podem ainda ser na versão Interruptor DR (IDR) ou
Disjuntor DR (DDR): no primeiro caso, o dispositivo atua
apenas para seccionar o circuito no caso de correntes de fuga
à terra, enquanto que no segundo caso, atua adicionalmente na
proteção do circuito contra sobrecargas e curtos-circuitos.
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36
Figura 35: Invólucro de material de baixa condutância térmica
Figura 36 – Tanque de contenção de óleo em sala de grupo gerador
7.1 Proteção contra incêndio
7.1.1 Geral
Os componentes elétricos da instalação não devem apresentar
perigo de incêndio para os materiais vizinhos. Para tanto, os
componentes fixos, cujas superfícies externas possam atingir
temperaturas que venham a causar perigo de incêndio a materiais
adjacentes devem ser montados sobre materiais ou contidos no
interior de materiais que suportem tais temperaturas e sejam
de baixa condutância térmica, tais como invólucros metálicos
(Figura 35).
Outra alternativa é separar os componentes dos elementos da
construção do prédio por materiais que suportem tais temperaturas
e sejam de baixa condutância térmica. Ou, finalmente, os
componentes da instalação devem ser montados de modo a permitir
a dissipação segura do calor, a uma distância segura de qualquer
material em que tais temperaturas possam ter efeitos térmicos
prejudiciais, sendo que qualquer meio de suporte deve ser de baixa
condutância térmica.
Além disso, os componentes fixos que apresentem efeitos de
focalização ou concentração de calor devem estar a uma distância
suficiente de qualquer objeto fixo ou elemento do prédio, de modo
a não submetê-los, em condições normais, a uma elevação perigosa
de temperatura.
Os materiais dos invólucros que sejam dispostos em torno
de componentes elétricos durante a instalação devem suportar a
maior temperatura susceptível de ser produzida pelo componente.
Materiais combustíveis não são adequados para a construção destes
invólucros, a menos que sejam tomadas medidas preventivas contra
a ignição, tais como o revestimento com material incombustível ou
de combustão difícil e de baixa condutância térmica.
Para atender às prescrições anteriores, fica evidente que é
fundamental conhecer previamente as temperaturas máximas
atingidas pelos componentes, assim como as temperaturas
suportadas pelos materiais e elementos adjacentes à instalação de
média tensão. Além disso, é importante conhecer as características
principais dos materiais combustíveis que possam estar adjacentes
aos componentes elétricos, notadamente suas condutâncias
térmicas.
Os componentes da instalação que contenham líquidos
inflamáveis em volume significativo (≥ 25 litros) devem ser
objeto de precauções para evitar que, em caso de incêndio, o
líquido inflamado, a fumaça e gases tóxicos se propaguem para
outras partes da edificação. Nestes casos, que seriam aplicáveis
principalmente aos transformadores e aos grupos geradores, deve
ser construído um fosso de drenagem, para coletar vazamentos do
líquido e assegurar a extinção das chamas, em caso de incêndio
(Figura 36). O local deve ter soleiras, ou outros meios, para
evitar que o líquido inflamado se propague para outras partes da
edificação. Além disso, os equipamentos devem ser instalados
num compartimento resistente ao fogo, ventilado apenas por
atmosfera externa. Para volumes inferiores a 25 litros, é suficiente
apenas que se evite o vazamento do líquido para áreas externas
(soleira, por exemplo). Para detalhes sobre o assunto, ver parte 19
deste guia.
7.1.2 Proteção contra incêndio em locais bd2, bd3 e bd4
Para proteção contra incêndio das linhas elétricas nestes locais,
ver capítulo 14 deste guia.
Nos locais BD3 e BD4, os dispositivos de manobra e de
proteção devem ser acessíveis apenas às pessoas autorizadas. Isso
implica em localizá-los em áreas de acesso restrito a estas pessoas
ou, quando isso não for possível, instalar, por exemplo, cadeados
nas portas dos quadros de distribuição. Quando situadosem áreas
de circulação, os dispositivos devem ser alojados em gabinetes ou
caixas de material incombustível ou de difícil combustão.
Nas instalações elétricas de locais BD3 ou BD4 e em saídas
de emergência é terminantemente proibido o uso de componentes
contendo líquidos inflamáveis.
Dique de
contenção de óleo
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37
7.1.3 Proteção contra incêndio em locais be2
Os locais BE2 são aqueles que apresentam maior risco de
incêndio devido à presença de substâncias combustíveis em
quantidade apreciável.
Os equipamentos elétricos devem ser limitados aos que o local
exige, para as atividades aí desenvolvidas.
Os dispositivos de proteção, comando e seccionamento devem
ser dispostos fora dos locais BE2, a menos que eles sejam alojados
em invólucros com grau de proteção adequado a tais locais, no
mínimo IP4X.
Quando as linhas elétricas não forem totalmente embutidas
(imersas) em material incombustível, devem ser tomadas
precauções para garantir que elas não venham a propagar
chama. Em particular, os condutores e cabos devem ser não-
propagantes de chama. Os condutores PEN não são admitidos
nos locais BE2, exceto para circuitos que apenas atravessem
o local.
Os motores comandados automaticamente ou a distância,
ou que não sejam continuamente supervisionados, devem ser
protegidos contra sobreaquecimento por sensores térmicos.
As luminárias devem ser adequadas aos locais e providas de
invólucros que apresentem grau de proteção no mínimo IP4X. Se o
local oferecer risco de danos mecânicos às luminárias, elas devem
ter suas lâmpadas e outros componentes protegidos por coberturas
plásticas, grelhas ou coberturas de vidro resistentes a impactos,
com exceção dos porta-lâmpadas (a menos que comportem tais
acessórios).
Para limitar os riscos de incêndio suscitados pela circulação
de correntes de falta, é bastante recomedável que o circuito
correspondente deva ser:
a) protegido por dispositivo a corrente diferencial-residual
(dispositivo DR) com corrente diferencial-residual nominal de
atuação de no máximo 500 mA; ou
b) supervisionado por um DSI (dispositivo supervisor de isolamento)
ou por um dispositivo supervisor a corrente diferencial-residual,
ajustados para sinalizar a ocorrência de falta em bases no máximo
equivalentes àquelas da alínea anterior.
7.2 Proteção contra queimaduras
De acordo com 5.2.3 da NBR 5410, as partes acessíveis de
equipamentos elétricos que estejam situadas na zona de alcance
normal não devem atingir temperaturas que possam causar
queimaduras em pessoas e, para tanto, devem atender aos limites
de temperatura indicados na tabela 29 da norma (Tabela 12 deste
guia). Além disso, todas as partes da instalação que possam, em
serviço normal, atingir, ainda que por períodos curtos, temperaturas
que excedam os limites dados na Tabela 12, devem ser protegidas
contra qualquer contato acidental. Isso pode ser conseguido, por
exemplo, pela colocação fora de alcance ou pela instalação de
barreiras ou obstáculos que impeçam o contato acidental com as
superfícies quentes.
tabela 12 - temPeraturas máximas das suPerfÍcies externas dos equiPamentos
elétricos disPostos no interior da zona de alcance normal
Partes acessíveis
Alavancas, volantes ou punhos
de dispositivos de manobra
Previstas para serem tocadas,
mas não empunhadas
Não destinadas a serem
tocadas em serviço normal
Material das
partes acessíveis
Metálico
Não-metálico
Metálico
Não-metálico
Metálico
Não-metálico
Temperaturas
máximas °C
55
65
70
80
80
90
Não devem ser considerados os valores indicados na Tabela
12 nos casos em que existirem normas específicas que limitem
as temperaturas nas superfícies dos componentes elétricos no que
concerne a proteção contra queimaduras.
9 pRoTeção coNTRA soBReTeNsões
A proteção contra sobretensões é tratada na NBR 5410 nos itens
indicados na Tabela 13.
8 pRoTeção coNTRA soBRecoRReNTes
As medidas de proteção contra sobrecorrentes da NBR 5410
foram incluidas no guia no capitulo 16
tabela 13: itens da nbr 5410 sobre Proteção contra sobretensões
Prescrições
fundamentais
3.3
Medidas de
proteção
5.4
Características
geraisv
4.1.5
Seleção e
instalação
6.3.5
Em função de sua origem, as sobretensões que podem ocorrer em
uma instalação elétrica de baixa tensão e que são abordadas na NBR
5410 são classificadas em temporárias e transitórias.
9.1 sobretensões temPorárias
Uma sobretensão temporária ocorre quando existe uma falha de
isolamento para outra instalação de tensão mais elevada ou quando
acontece a perda do condutor neutro em esquemas de aterramento TN
e TT.
As sobretensões causadas por falhas do isolamento em instalação
de tensão mais elevada acontecem nas seguintes situações:
• Quando ocorre uma falta para terra no lado da instalação de tensão
mais elevada;
• Quando um condutor do circuito de tensão mais elevada
acidentalmente entra em contato com outro condutor do circuito de
tensão mais baixa;
• Quando ocorre defeito interno no transformador como, por exemplo, o
contato entre os enrolamentos de alta e de baixa tensão ou, o que é mais
comum, o contato por rompimento da isolação entre o enrolamento de
alta tensão e a carcaça.
Esses casos são chamados de sobretensão “à frequência industrial”
ou “temporária”, porque colocam os circuitos de tensão mais elevada
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38
e mais baixa praticamente no mesmo potencial a partir do ponto de
contato.
Se a instalação de tensão mais baixa não tiver condutor neutro
diretamente aterrado, seu potencial atingirá quase que instantaneamente
o potencial da instalação de tensão mais elevada. Por outro lado, se
a instalação de tensão mais baixa tiver condutor neutro diretamente
aterrado, muito embora circule uma corrente elétrica de maior
intensidade no circuito (corrente de falta), a tensão transferida será
menor do que o caso anterior.
Para reduzir a possibilidade da ocorrência de sobretensões
temporárias nas instalações elétricas de baixa tensão que possuem
circuitos operando em tensões diferentes, o item 6.2.9.5 da NBR 5410
prescreve que os condutores de faixas de tensão diferentes (Faixa I e
II definidas no Anexo A da norma) não utilizem os mesmos condutos
fechados ou que sejam instalados em compartimentos separados em
condutos abertos.
Apesar de esta prescrição indicar a separação de circuitos apenas
entre os dois grandes grupos (faixas) de tensão (faixa I até 50 Vca e
faixa II acima de 50 Vca até 1000 Vca), é muito recomendável que
sejam separados eventuais circuitos que operam em tensões diferentes
dentro da faixa II. Por exemplo, caso existam na mesma cseparados
fisicamente de outros que operam em 220/380 V, e assim por diante.
Embora a NBR 5410 seja omissa, é óbvio que essa recomendação é
mais adequada ainda no caso da separação física entre circuitos de
baixa tensão (até 1000 Vca) e circuitos de tensões acima de 1000 Vca.
Seguindo-se o conceito de separação física (por meio de barreiras
ou invólucros) dos circuitos, é mais provável que a ocorrência de
sobretensões temporárias fique restrita ao caso de falhas internas do
transformador que, embora possíveis, não são muito usuais quando se
utilizam equipamentos de boa qualidade.
Além da medida de proteção por separação física dos circuitos, a
NBR 5140 trata, em 5.4.1.1, especificamente das situações que podem
submeter os circuitos fase-neutro às sobretensões que podem atingir o
valor da tensão entre fases. Com isto, a NBR 5410é omissa em relação
aos casos que podem submeter os circuitos a sobretensões temporárias
acima de 1000 Vca mencionadas anteriormente.
As situações que podem submeter os circuitos fase-neutro às
sobretensões que podem atingir o valor da tensão entre fases são:
• Falta à terra envolvendo qualquer dos condutores de fase em um
esquema IT.
Neste caso, os componentes da instalação elétrica devem ser
selecionados de forma a que sua tensão nominal de isolamento seja
pelo menos igual ao valor da tensão nominal entre fases da instalação
(6.1.3.1.1 da norma). Se o condutor neutro for distribuído, os
componentes ligados entre uma fase e o neutro devem ser isolados para
a tensão entre fases.
• Perda do condutor neutro em esquemas TN e TT, em sistemas
trifásicos com neutro, bifásicos com neutro e monofásicos a três
condutores.
Neste caso, os componentes da instalação elétrica devem ser
selecionados de forma a que sua tensão nominal de isolamento seja
pelo menos igual ao valor da tensão nominal entre fases da instalação
(6.1.3.1.1 da norma).
Por exemplo, em uma instalação com tensão nominal 220/380 V,
os componentes devem possuir uma tensão nominal de isolamento de,
pelo menos, 380 V (valor entre fases). Como exemplos da aplicação
deste requisito, um condutor elétrico isolado para 450/750 V (suporta
450 V entre fase-neutro e 750 V entre fases) atende ao requisito da
norma, assim como um disjuntor 460 Vca e quadro elétrico 750 V, etc.
Em particular, nas instalações com esquema TT, deve-se verificar
se as sobretensões temporárias provocadas pela ocorrência de falta
à terra na média tensão são compatíveis com a tensão suportável à
frequência industrial dos componentes da instalação BT. O item 5.4.1.2
da norma indica as condições para se fazer essa verificação.
A tensão nominal de isolamento que é mencionada no texto
da NBR 5410 é a tensão suportável à frequência industrial dos
componentes da instalação de baixa tensão, definida (NBR 5460)
como o valor eficaz da tensão à frequência nominal do sistema que
um equipamento elétrico pode suportar. Apesar da clara definição do
termo, esse valor é indicado nos catálogos dos fabricantes através
de diferentes termos, tais como “tensão nominal”, “tensão nominal
de serviço”, “tensão de isolamento” ou “classe de isolação”, dentre
outros. Exemplos: condutor isolado 450/750 V; disjuntor 460 Vca;
quadro elétrico 750 V, etc.
9.2 sobretensões transitórias
9.2.1 conceitos
As principais origens das sobretensões transitórias são aquelas
devidas às descargas atmosféricas, descargas oriundas do acúmulo de
eletricidade estática entre pontos diferentes da instalação e manobras
(chaveamentos) de circuitos (Figura x).
As sobretensões provenientes das descargas atmosféricas que
incidem diretamente nas edificações, em redes aéreas de alimentação
da instalação, ou muito próximo a elas, produzem tensões conduzidas
e induzidas com impulsos caracterizados por seu valor de crista. Na
prática, as sobretensões transitórias são aquelas que podem causar
danos mais severos às instalações elétricas de energia e de sinal, aos
equipamentos por elas servidos e aos seus usuários.
As sobretensões causadas por manobra decorrem do seccionamento
rápido (brusco) da corrente elétrica em um circuito de indutância
elevada (com baixo fator de potência). O valor da sobretensão depende
da variação da intensidade da corrente seccionada e do tempo efetivo
de seccionamento (U = L di/dt). Esse valor pode chegar a quatro ou
cinco vezes a tensão nominal para tempos inferiores a 1ms, como
os obtidos com a atuação de disjuntores de abertura rápida ou com
dispositivos fusíveis.
9.2.2tiPos de surtos
Para efeito de aplicação das medidas de proteção da NBR 5410,
os surtos são divididos em induzidos (ou diretos) e conduzidos (ou
indiretos).
9.2.2.1 surtos induzidos (ou indiretos)
Os surtos induzidos ocorrem quando as descargas
atmosféricas atingem as linhas de transmissão e distribuição de
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BR 5410
39
energia, incidem diretamente em árvores, estruturas ou no solo
as ondas eletromagnéticas originadas pela corrente elétrica que
circula no canal da descarga atmosférica se propagam pelo meio
(geralmente o ar) induzindo corrente elétrica nos condutores
metálicos que estiverem em seu raio de alcance (Figura 39).
Estima-se essa distância em campo aberto da ordem de um a três
quilômetros.
As manobras realizadas na rede elétrica de energia (chaveamentos
para abertura ou fechamento de circuitos de transmissão e distribuição)
também geram impulsos de tensão na rede elétrica. Esses impulsos são
chamados de “surtos de manobra” e, do ponto de vista da proteção, seus
efeitos devem ser tratados da mesma forma que os surtos induzidos
causados pelos raios.
Figura 37 - Forma aproximada dos surtos de tensão quando comparados com a onda fundamental.
Figura 38 – Surtos produzidos pelos efeitos indiretos dos raios
ETI
9.2.2.2 surtos conduzidos (ou diretos)
Os surtos conduzidos acontecem quando uma descarga atmosférica
incide diretamente sobre um componente da instalação, a edificação, ou
sobre pontos muito próximos a eles. Nessa situação, todos os elementos
metálicos ali existentes e o eletrodo de aterramento ficam, por frações de
segundo, submetidos a níveis diferentes de potencial (Figura 39).
Essas diferenças de potencial vão gerar correntes de surto
que circularão por diversos pontos da estrutura, inclusive, e neste
caso, principalmente, pela instalação elétrica. Podem ocorrer ainda
diferenças de potencial entre eletrodos de aterramento de estruturas
diferentes, como, por exemplo, o eletrodo do prédio e o(s)
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Figura 39 – Surtos de tensão e corrente produzidos pelos efeitos diretos dos raios
Figura 40 – Forma INCORRETA de instalação de eletrodo de aterramento em uma edificação (eletrodos de aterramento separados)
ETI
eletrodo(s) de aterramento do(s) serviços públicos (concessionárias
de energia, TV a cabo, telefonia, etc.).
Quando chega à terra, por incidência direta ou através de condutores
aterrados, a corrente elétrica das descargas atmosféricas flui pelo solo.
Ao encontrar resistência (oposição) à sua passagem, ela dá origem às
linhas de potencial assimétricas e com intensidades diferentes. Essas
linhas têm ponto de origem no local de incidência da corrente na terra e
podem manter valor significativo, embora decrescente, a distâncias que
variam conforme a intensidade do raio, as influências do solo e outros
elementos enterrados. As diferenças de potencial no solo podem gerar
correntes circulantes indesejáveis em muitos componentes que tenham
suas partes condutoras de eletricidade integradas a duas ou mais dessas
linhas com potenciais diferentes.
Se uma instalação elétrica de energia e de sinal (dados, voz,
vídeo, etc.) possuem vários eletrodos de aterramento diferentes e
independentes haverá circulação dessas correntes indesejáveis entre
os equipamentos servidos pela instalação podendo causar danos
significativos e até definitivos aos mesmos. Assim, não é concebível a
existência de eletrodos de aterramento distintos para servir componentes
diferentes de uma instalação na mesma edificação (Figura 40).
ΔV ΔV
ΔV
ΔVΔV
CPD
SPDA
Sinal PABX
Reforço do
Aterramento
Energia
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BR 5410
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Figura 41 – Os surtos modo comum e modo diferencial
9.2.2.3 surtos de modo comum e diferencial
Independentemente de sua origem, se pelos efeitos diretos
ou indiretos dos raios, os surtosde tensão se apresentam de duas
formas na instalação:
• Surto de modo comum: se quando da ocorrência do evento as
diferenças de potencial acontecerem entre condutores vivos
e o aterramento em suas mais variadas formas (condutor PE,
condutor de equipotencialização, massas metálicas ou eletrodo
de aterramento), denomina-se essa sobretensão de surto de modo
comum. O surto de modo comum, portanto, está relacionado com a
tensão impulsiva de isolamento;
• Surto de modo diferencial: caso as diferenças de potencial
ocorram entre condutores vivos (fase-fase, fase-neutro, fase-sinal,
sina-/sinal), denomina-se essa sobretensão de de surto de modo
diferencial. O surto de modo diferencial, portanto, está relacionado
com a tensão de imunidade dos equipamentos.
Vdif = Tensão causada por surto de modo diferencial
Vcom = Tensão causada por surto de modo comum
Assim, surtos de modo comum podem provocar danos diretos
à instalação, componentes e, dependendo da qualidade da proteção
instalada, às pessoas. Por sua vez, os surtos de modo diferencial
ficam quase restritos aos danos materiais, podem ser responsáveis
por perda de produção e queima de componentes (Figura 41).
9.2.3 seleção dos comPonentes da instalação sob o critério de
sua suPortabilidade às sobretensões transitórias
Em 5.4.2.3, a NBR 5410 prescreve que os componentes da
instalação devem ser selecionados de modo que o valor nominal de
sua tensão de impulso suportável não seja inferior àqueles indicados
na tabela 31 da NBR 5410, reproduzida na Tabela 14 deste guia.
A tensão de impulso suportável caracteriza o nível de
sobretensões transitórias que a isolação de um produto é capaz
de suportar, sem sofrer danos. Esse valor deve ser informado pelo
fabricante e deve ser igual ou superior ao prescrito pela norma do
produto em questão. Os valores mínimos indicados na tabela 14 são
os valores referenciais dados pela IEC 60664-1.
tabela 14 - suPortabilidade a imPulso exiGÍvel dos comPonentes da instalação
Tensão nominal de Instalação (V) Tensão de Impulso suportável requerida (kV) Categoria do produto
Produtos especialmente
protegidos
II
1,5
2,5
4
Produto a ser utilizado em circuitos
de distribuição e circuitos terminais
III
2,5
4
6
Produto a ser utilizado na
entrada da instalação
IV
4
6
8
Sistemas trifásicos
120/208
127/220
220/380
230/400
277/480
400/690
Sistemas
monofásicos
com neutro
115/230
120/240
127/254
Categoria de suportabilidade a impulso
Equipamentos
de utilização
I
0,8
1,5
2,5
L
PEPEPEN
BEP
DGS
QDP
N
N TAT
SINAL
1
L1
Vcom
Vcom
VcomVdif
VdifVdif
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As quatro categorias indicadas na tabela 14 representam
suportabilidade ao impulso decrescente na seguinte ordem:
• Categoria IV: são componentes utilizados na entrada da instalação
ou próximo da entrada, a montante do quadro de distribuição
principal. Exemplos: medidores de energia, dispositivos gerais
de seccionamento e proteção e outros itens usados tipicamente na
interface da instalação elétrica com a rede pública de distribuição;
• Categoria III: são componentes da instalação fixa propriamente
dita e outros produtos dos quais se exige um maior nível de
confiabilidade. Aqui podem ser citados, como exemplo, quadros de
distribuição, disjuntores, linhas elétricas (o que inclui condutores,
barramentos, caixas de derivação, interruptores e tomadas de
corrente) e outros elementos da instalação fixa, bem como produtos
de uso industrial e equipamentos, como motores elétricos, que
estejam unidos à instalação fixa através de uma conexão permanente.
• Categoria II: são produtos destinados a serem conectados
à instalação elétrica fixa da edificação. São, essencialmente,
equipamentos de utilização como aparelhos eletrodomésticos,
aparelhos eletroprofissionais, ferramentas portáteis e cargas análogas.
• Categoria I: também são produtos destinados a serem conectados a
uma instalação fixa de edificação, mas providos de alguma proteção
específica, que se assume externa ao equipamento e situada, portanto,
Figura 42 – As zonas de proteção contra raios
em algum ponto da instalação fixa ou entre a instalação fixa e o produto,
limitando as sobretensões transitórias a um nível especificado.
Como visto, a suportabilidade à sobretensão impulsiva de um
componente está relacionada com a coordenação de isolamento
entre regiões distintas na baixa tensão. Essa coordenação tem
como referência a norma IEC 60664-1 e as regiões, chamadas de
“lightning protection zones” (zona de proteção contra raios – ZPR),
estão definidas na IEC 62305-4.
O conceito da ZPR é basicamente o mesmo dos níveis de
proteção (categorias dos produtos) adotados pela NBR 5410 quando
trata da proteção contra surtos, porém é mais completo, pois , além
da parte interna da instalação, abrange também a parte externa da
edificação (Figura 42).
ETI é um equipamento de tecnologia da informação concebido
com o objetivo de receber dados de uma fonte externa (por
exemplo, via linha de entrada de dados ou via teclado); processar os
dados recebidos (por exemplo, executando cálculos, transformando
ou registrando os dados, arquivando-os, triando-os, memorizando-
os, transferindo-os); e fornecer dados de saída (seja a outro
equipamento, seja reproduzindo dados ou imagens).
Esta definição abrange uma ampla gama de equipamentos,
como, por exemplo: computadores; equipamentos transceptores,
concentradores e conversores de dados; equipamentos de
telecomunicação e de transmissão de dados; sistemas de alarme contra
incêndio e intrusão; sistemas de controle e automação predial, etc.
ZPR0A - Zona susceptível a incidência direta de raios (zona 0A);
ZPR0B - Zona protegida pelo SPDA (zona 0B);
ZPR1 - Zona onde se encontra o QDP da edificação, onde está instalado o BEP (zona 1);
ZPR2 - Zona onde se encontram QDs ou ETIs (zona 2).
ETI
EGMEGM
ZPR-0B
DPS
Classe 3
DPS
Classe 2
BEL
ZPR-0B
ZPR-0B
ZPR-1
ZPR-2
ZPR-0A
DPS
Classe 1
BEP
Alimentação
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9.2.4 Proteção contra surtos
Conforme 5.4.2.1 da NBR 5410, a proteção contra sobretensões
transitórias em linhas de energia deve ser provida nos seguintes
casos:
a) quando a instalação for alimentada por linha total ou parcialmente
aérea, ou incluir ela própria linha aérea, e se situar em região
sob condições de influências externas AQ2 (mais de 25 dias de
trovoadas por ano). Essa condição refere-se à proteção contra surtos
induzidos (indiretos) e, por conta disso, a NBR 5410 refere-se a ela
frequentemente por “efeito indireto”.
b) quando a instalação se situar em região sob condições de
influências externas AQ3. Essa condição refere-se à proteção contra
surtos conduzidos (diretos) e, por conta disso, a NBR 5410 refere-
se a ela frequentemente por “efeito direto”.
O conjunto de medidas de proteção da instalação elétrica contra
sobretensões transitórias consiste na existência de um eletrodo
de aterramento eficiente, na presença das ligações equipotenciais
locais que garantam a menor diferença de potencial possível entre
os componentes envolvidos (aqui incluída a instalação de pararraios
de linha e de DPS do tipo comutador de tensão), assim como a
diminuição das tensões induzidas que adentram a instalação,
realizadas através de DPS do tipo atenuador de tensão.
Os parâmetros considerados para determinação da necessidade
de proteção contra surtos devem fornecer as condições necessárias
para que o projetista defina se a proteção aser instalada no primeiro
nível de proteção da instalação será apenas contra surtos causados
por efeitos indiretos, apenas contra surtos causados por efeitos
diretos ou por ambos.
• Necessidade de proteção contra efeitos indiretos
É preciso apenas determinar se a instalação é alimentada por
linha total ou parcialmente aérea, ou incluir ela própria linha aérea,
e se situar em região sob condições de influências externas AQ2.
Basta apenas uma destas condições ser atendida para que esteja
configurada a obrigatoriedade da existência da proteção contra
surtos causados por efeitos indiretos.
• Necessidade de proteção contra efeitos indiretos
Para a análise da necessidade da existência da proteção contra
efeitos diretos, deve ser verificada a necessidade da instalação de
proteção contra descargas atmosféricas diretas (sistema de proteção
contra descargas atmosféricas – SPDA externo). O roteiro para essa
verificação é encontrado na NBR 5419 e também na parte 4 do Guia
da NBR 5419 desta publicação.
Em resumo, essa verificação está relacionada com a frequência
provável de danos causados por impacto direto na estrutura ou
edificação (Ndc), conforme segue:
- Ndc ≥ 10-3 (um dano a cada 1000 anos): é uma frequência de
danos causados por impacto direto de raio na edificação considerada
inaceitável pela NBR 5419, sendo obrigatória a instalação do SPDA
externo. Nessas condições, é obrigatória a instalação da proteção
contra surtos causados por efeitos diretos.
- Ndc ≤ 10-5 (um dano a cada 100.000 anos): é uma frequência de
danos causados por impacto direto de raio na edificação considerada
aceitável pela NBR 5419. Nessas condições, não é obrigatória a
instalação da proteção contra surtos causados por efeitos diretos.
- O intervalo 10-5 ≤ Ndc < 10-3 é mencionado na NBR 5419
como sendo motivo de estudo caso a caso em função da ocupação,
utilização, construção e localização da edificação, da instalação e
seus componentes. Sendo assim, a necessidade e o tipo de proteção
contra surtos dependerão de decisão específica tomada quanto à
instalação ou não do SPDA no local.
Embora a correlação entre a necessidade da existência de SPDA
e a condição para proteção da instalação contra surtos provenientes
dos efeitos diretos dos raios seja considerada tecnicamente viável,
é importante desenvolver o cálculo da análise de risco toda vez
que se for estudar a necessidade da aplicação de DPS na instalação
elétrica, independentemente da existência do SPDA, principalmente
se o estudo para determinar essa necessidade da proteção for
desenvolvido em um momento diferente da instalação do SPDA.
Um exemplo dessa situação pode ser o caso de uma edificação
que já possui um SPDA, mas, com o passar do tempo, outras
edificações mais altas são construídas no seu entorno. Isso resulta
que a edificação acaba se situando dentro do volume de proteção
contra raios imposto pelo novo conjunto de estruturas ao seu redor.
Uma análise precipitada e simplista da situação, analisando apenas
a existência do SPDA externo (que agora é desnecessário), levaria
ao superdimensionamento da proteção contra surtos.
Numa outra situação, a edificação não possui originalmente um
SPDA por conta da análise realizada, mas uma torre para sustentação
de antenas de telefonia celular foi instalada no seu teto. Neste caso,
se fosse analisada apenas a inexistência inicial do SPDA, o estudo
levaria ao subdimensionamento da proteção contra surtos.
9.2.5 disPositivo de Proteção contra surtos (dPs)
9.2.5.1 esPecificações
Segundo a NBR IEC 61643-1, o DPS é um dispositivo destinado
a limitar as sobretensões transitórias (chamado atenuador de tensão
ou supressor de surto) ou a desviar correntes de surto (chamado
comutador de tensão ou curto-circuitante).
Para uma correta análise e comparação de produtos por parte do
projetista, os fabricantes devem fornecer as seguintes informações
relativas ao DPS:
• Nome do fabricante ou marca comercial e modelo;
• Método de montagem ou modo de proteção, preferencialmente
acompanhado de croqui orientativo de posicionamento na instalação
que poderá ser comparado à figura13 da NBR 5410, reproduzida na
Figura 43 deste guia;
• Tensão máxima de operação contínua UC, que é o equivalente a
tensão nominal do DPS, um valor para cada modo de proteção e
frequência nominal;
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Figura 43 – Formas de instalação ou modos de proteção do DPS
• Classificação de ensaio (classe I, II ou III) e parâmetros de descarga;
• Corrente máxima I
MAX
(kA), parâmetro da onda em que o DPS
foi ensaiado;
• Corrente de impulso I
IMP
(kA) e carga Q (A.s), para o DPS classe
I (valor para cada modo de proteção);
• Corrente de descarga nominal I
N
(kA), para o DPS classe II
(valor para cada modo de proteção – modo comum ou modo
diferencial);
• Nível de proteção de tensão U
P
(valor para cada modo de proteção);
• Suportabilidade a sobretensões temporárias;
• Suportabilidade a correntes de curto-circuito no ponto de
instalação.
Os parâmetros mínimos do DPS que devem constar das
especificações de projeto são os seguintes:
• DPS Classe I: U
C
, U
P
, I
MAX
, I
IMP
, Q e curva “T
1
/T2” de ensaio;
• DPS Classe II: U
C
, U
P
, I
MÁX
, I
N
e curva “T
1
/T2” de ensaio;
• DPS Classe III: U
C
, U
P
, U
OC
, I
MÁX
, I
N
.
9.2.5.2 tiPos de dPs
• DPS comutador de tensão ou curto-circuitante
Dispositivo que tem a propriedade de mudar bruscamente
o valor de sua impedância, de muito alto para praticamente
desprezível em função do aparecimento de um impulso de
tensão em seus terminais. Em 3.4 da NBR IEC 61643-1 o DPS
comutador de tensão é definido como: “um DPS que apresenta
uma alta impedância quando nenhum surto está presente, mas
que pode ter uma mudança brusca de impedância, para um valor
baixo, em resposta a um surto de tensão. Exemplos comuns de
componentes usados como dispositivos comutadores de tensão são
centelhadores, tubos a gás, tiristores (retificadores controlados de
silício) e triacs. Estes DPS, às vezes, são chamados tipo curto-
circuitantes (“tipo crowbar”).”
• DPS atenuador ou limitador de tensão (supressor de surto)
Dispositivo que tem a propriedade de mudar paulatinamente o valor
A linha elétrica
de energia que chega
à edi�cação inclui
neutro?
O neutro
será aterrado no
barramento de
equipotencialização
principal da edi�cação?
(BEP, ver 64.2.1)
ESQUEMA DE CONEXÃO 1
Os DPSs devem ser ligados:
- a cada condutor de fase,
de um lado, e
- ao BEP ou à barra PE do
quadro, de outro (ver nota a)
ESQUEMA DE CONEXÃO 2
Os DPSs devem ser ligados:
- a cada condutor de fase,
de um lado, e
- ao BEP ou à barra PE do
quadro, de outro (ver nota b)
e ainda:
- ao condutor neutro, de
um lado, e
- ao BEP ou à barra PE do
quadro, de outro
(ver nota a)
ESQUEMA DE CONEXÃO 3
Os DPSs devem ser ligados:
- a cada condutor de fase,
de um lado, e
- ao condutor neutro, de
outro
e ainda:
- ao condutor neutro, de
um lado, e
- ao BEP ou à barra PE do
quadro, de outro
(ver nota a)
Dois
esquemas
de conexão são
possiveis
Sim
Sim
Não
Não
L1
BEP
PE
L2
L3
L1
BEP
PE
L2
L3
N
L1
BEP
PEPE
L2
L3
L1
BEP
PENPEN
L2
L3
L1
BEP
PE
L2
L3
N
L1
BEP
PE
N
L2
L3
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de sua impedância, de muito alto para praticamente desprezível, quando
do aparecimento de um impulso de tensão em seus terminais. Em 3.5 da
NBR IEC 61643-1, o DPS limitador ou atenuador de tensão é definidocomo: “um DPS que apresenta uma alta impedância quando nenhum
surto está presente, mas a reduz continuamente com o aumento do surto
de corrente e tensão. Exemplos comuns de componentes usados como
dispositivos não lineares são varistores e diodos supressores. Estes DPS
às vezes são chamados tipo não curto-circuitantes (“tipo clamping”)”.
• DPS combinado
Incorpora no mesmo dispositivo as propriedades dos DPSs
comutadores e dos atenuadores de tensão. Em 3.6 da NBR IEC
61643-1 o DPS combinado é definido como: “um DPS que incorpora
ambos os tipos de componentes comutadores e limitadores de tensão
podendo exibir limitação, comutação ou ambos os comportamentos
de tensão, dependendo das características da tensão aplicada.”
Para melhor entender o funcionamento dos dispositivos são
utilizados dois exemplos a seguir:
Tomam-se dois recipientes desnivelados. O número 1,
cheio de água, sobre uma superfície plana e o número 2, vazio,
equilibrado sobre um rolete. Posiciona-se o recipiente 2 de forma
que este permaneça em equilíbrio enquanto a água não atingir um
determinado nível (no desenho representado pela linha). Libera-se
a água do recipiente 1 para o 2 (Figura 44).
Figura 44 - Analogia para DPS comutador de tensão. Momento inicial.
Figura 47 - Analogia para DPS atenuador ou limitador de tensão.
Figura 48 – Gráfico que estabelece a analogia para DPS atenuador ou limitador
de tensão.
Figura 46 – Gráfico que estabelece a analogia para DPS comutador de tensão
Figura 45 - Analogia para DPS comutador de tensão. Momento final.
Quando a água ultrapassar o “nível de equilíbrio”, o rolete se movi-
menta entornando toda a água do recipiente 2 de uma só vez (Figura 45).
Analogamente o DPS comutador de tensão tende a “esvaziar” a
maior parte do surto para o aterramento de uma só vez (Figura 46).
Com a mesma configuração anterior, faz-se agora vários furos
no recipiente 2 de forma que a água proveniente do recipiente 1
escoe esvaziando-o lentamente sem que o nível de desequilíbrio
seja atingido no recipiente 2 (Figura 47).
Analogamente, o DPS atenuador ou limitador de tensão é
sensibilizado antes pela tensão impulsiva e tende a “esvaziar”
a maior parte do surto de forma mais suave para o aterramento
(Figura 48).
Nível de
desequilíbrio
2
1
1
2
Nível de
desequilíbrio
2
1
GUIA O SETOR ELÉTRICO DE NORMAS BRASILEIRAS
N
BR
5
41
0
46
9.2.5.3 caracterÍsticas do dPs
Um DPS de energia é caracterizado por diversos parâmetros
conforme indicado a seguir.
• Nível de proteção de tensão do DPS (U
P
): Valor que é caracterizado
pela limitação de tensão do DPS entre seus terminais. É a porção
do surto que o DPS “deixa passar” para a instalação à jusante
(Figura 49);
• Tensão residual do DPS (URES): Valor do pico da tensão entre
os terminais do DPS devido à passagem da corrente de descarga
gerada pela atuação do DPS (Figura 49);
• Tensão de operação contínua do DPS (U
C
): Máxima tensão que
pode ser aplicada continuadamente ao modo de proteção do DPS
sem comprometer seu funcionamento. É o equivalente a tensão
nominal do DPS;
• Modo de proteção do DPS: Cada possibilidade de ligação de
um DPS na instalação (entre: fase / fase, fase / neutro, fase / terra,
neutro / terra e outras combinações);
• Corrente máxima do DPS (I
MÁX
): Valor de crista de um impulso
utilizado na forma de onda tempo x corrente para ensaio do DPS;
• Corrente nominal do DPS (I
N
): Fração do valor de crista de um
impulso cuja forma de onda tempo x corrente representa o mais
fielmente possível o impulso gerado pelos surtos induzidos. É
utilizada para ensaio e classificação de DPS classe II. A NBR IEC
61643-1 utiliza o parâmetro I
N
também para determinar a vida útil
do DPS. O mesmo deve suportar, pelo menos, 15 a 20 surtos com
o valor de I
N
;
• Corrente de impulso do DPS (I
IMP
): Fração do valor de crista
(I
MAX
) de um impulso cuja forma de onda tempo x corrente
representa o mais fielmente possível o primeiro impacto de uma
descarga atmosférica. Esta é utilizada para ensaio e classificação
de DPS classe I. Outro parâmetro importante a ser considerado na
Figura 49 – Tensões impulsivas em um DPS
Figura 50 –Formas de onda adotadas para os ensaios dos DPSs classe I e II
classificação deste DPS é a carga (Q), em Ampére por segundo,
dessa forma pode-se conhecer a energia que o DPS suportará ao
dissipar a corrente impulsiva.
9.2.5.4 classificação dos dPss
Segundo a NBR IEC 61643-1, um DPS é classificado conforme
as especificações de construção do fabricante e, principalmente,
função dos parâmetros de ensaio a que é submetido:
• Classe I: DPS ensaiado em condições de corrente que melhor
simule o primeiro impacto da descarga atmosférica, I
IMP
(kA) sob
carga Q (A.s) (efeitos diretos do raio). A IEC 62305-1 e 4 adota
como forma de onda que melhor simula o impulso para este tipo
de ensaio aquela que tem tempo de frente (T
1
) de 10 µs ao atingir
90% da corrente máxima do ensaio e tempo de cauda (T2) de 350 µs
para atingir 50% da mesma corrente. Daí curva 10/350 (Figura 50).
• Classe II: DPS ensaiado em condições de correntes que melhor
simulem os impactos subsequentes das descargas atmosféricas e as
condições de influências indiretas nas instalações, I
N
(efeitos indiretos
dos raios e manobras). Forma de onda para ensaio com tempo de frente
de 8 µs e de cauda de 20 µs. Daí curva 8/20 (Figura 50);
• Classe III: por ser um dispositivo atenuador de ajuste de tensão,
utilizado em níveis internos de proteção este DPS é ensaiado com
forma de onda combinada, isto é, com um “gerador combo” que
Aterramento
Up
URES
DPS
GUIA O SETOR ELÉTRICO DE NORMAS BRASILEIRAS
N
BR 5410
47
com circuito aberto, aplica no DPS um impulso de tensão (U
OC
)
de 1,2/50 µs, e um impulso de corrente (I
N
) de 8/20 µs, em curto
circuito. Desta relação de valores aplicados (V, I) obtêm-se um
resultado conhecido como impedância fictícia (Z
f
) que segundo a
NBR IEC 61643-1 não pode ultrapassar a 2 Ω.
Definidas as classificações dos DPSs, conhecendo sua forma de
operação e aplicação, há como desenvolver as seguintes associações
de conceitos:
• Riscos de danos provenientes dos efeitos indiretos causados pelas
descargas atmosféricas nas linhas de alimentação que adentrem
a edificação surtos induzidos DPS Classe II instalado no 1º
nível de proteção.
A proteção contra riscos causados pelos efeitos indiretos deve
ser feita, basicamente, com DPS de característica atenuador de
tensão (supressores de surto) ou combinado. Vale lembrar que
este tipo de proteção também é eficaz para os efeitos dos surtos de
tensão causados por manobras na rede.
• Riscos de danos provenientes do efeito direto causados pelas
descargas atmosféricas no SPDA, em outros componentes da
instalação ou muito próximo a ela surtos conduzidos DPS
Classe I instalado no 1º nível de proteção.
A proteção contra riscos causados pelos efeitos diretos deve
ser feita, basicamente, com DPS de característica comutador de
tensão (descarregador de corrente) ou combinado, minimizando o
surto através do escoamento de uma parcela da corrente impulsiva
diretamente para a terra ou para os condutores de alimentação
da instalação (concessionárias e redes de serviços públicos),
dependendo do esquema de aterramento no local.
9.2.5.5 seleção dos dPss:
A correta seleção de um DPS depende da definição dos seguintes
parâmetros:
• Tensão de operação contínua do DPS (UC)
Para determinação do valor de U
C
basta conhecer do modo de
proteção e o esquema de aterramento da instalação e então aplicar
essasinformações na Tabela 15:
Valor mínimo de Uc exigível do DPS, em função do esquema
de aterramento. (Tabela 49 da NBR 5410)
Exemplo:
- Tensão da instalação: 127 / 220 V;
- Esquema de aterramento empregado: TN-S;
- Modo de proteção do DPS: Entre os condutores de Neutro e PE.
U
C
= U
0
= 127 (V)
A especificação do DPS deve ser no valor comercialmente
disponível de UC imediatamente superior ao calculado. Para este
caso, 150 ou 155 V, são opções tecnicamente viáveis.
• Determinação da corrente de impulso (IIMP) para DPS classe I e
nominal (IN) para DPSs classes II:
A NBR 5410 fornece parâmetros mínimos para a especificação do
conjunto de DPS no primeiro nível de proteção da instalação e determina
que seja realizado o estudo de necessidade de proteção nos demais níveis
baseado nos valores de suportabilidade a tensões impulsivas. Esse estudo
deve ser feito comparando-se U
P
do DPS escolhido com os demais
níveis de proteção da tabela 16 deste guia. Após a comparação deverão
ser instalados tantos conjuntos de DPS quantos forem necessários para
atingir os valores descritos naquela tabela.
Há também dados que constam da IEC 62305-4 e que fornecem
os valores das correntes de primeiro raio para as condições de
correntes de impulso provocadas pelos efeitos diretos dos raios,
função do nível de proteção (classe) atribuído ao SPDA a ser
instalado no local. Esses valores permitem dimensionar com maior
precisão a corrente I
IMP
para o DPS classe I.
A NBR 5419 define os níveis de proteção considerando:
estrutura, utilização, localização, topologia e outros.
Para os casos de dano provocados por impacto direto na
instalação devem ser considerados os seguintes parâmetros:
- Nível I: 200 kA (10/350) µs;
- Nível II: 150 kA (10/350) µs;
- Níveis III e IV: 100 kA (10/350) µs.
A IEC 62305-4 convenciona que a corrente elétrica da descarga
atmosférica se divide ao longo do SPDA, sendo que ao chegar ao nível do
solo metade dessa corrente se dispersa pelo eletrodo de aterramento e a outra
metade retorna para a instalação, função da diferença de tensão que aparece
entre os aterramentos da edificação e da fonte de alimentação (Figura 51).
tabela 15 - determinação de uc
tabela 16 – Parâmetros da corrente do Primeiro raio, seGundo a iec 62305-1 e 4
Esquema de aterramentoDPS conectado entre
Notas
1 Ausência de indicação significa que a conexão considerada não se aplica ao esquema de aterramento.
2 Uo é a tensão fase-neutro.
3 U é a tensão entre fases.
4 Os valores adequados de Uc podem significativamente superiores aos valores mínimos da tabela
IT com
neutro
distribuido
1,1 Uo
√3 Uo
Uo
TN-S
1,1 Uo
1,1 Uo
Uo
TN-C
Uo
TT
1,1 Uo
1,1 Uo
Uo
PEN
X
PE
X
X
Fase
X
X
X
IT sem
neutro
distribuido
U
Neutro
X
X
Nível de proteção para o SPDA
Parâmetros de corrente
Corrente de pico
Tempo de frente (T
1
)
Tempo de 50% da cauda (T2)
Carga para as condições de 1o raio (Q
s
)
Energia específica (W/R)
II
150
10
350
75
5,6
I
200
10
350
100
10
I
200
10
350
100
10
III E IV
100
10
350
50
2,5
GUIA O SETOR ELÉTRICO DE NORMAS BRASILEIRAS
N
BR
5
41
0
48
Figura 51 – Exemplo da divisão da corrente elétrica do raio
Conforme apresentado nota-se que somente com o SPDA
externo instalado, os níveis de corrente e tensão dos surtos que
circulam na instalação elétrica desprovida de SPDA interno e
DPS, aumentam descontroladamente no momento da ocorrência
da descarga atmosférica, fator que eleva a probabilidade da
ocorrência de danos à mesma, portanto pode-se concluir que apenas
a existência do SPDA externo não protege a instalação elétrica tão
pouco seus componentes dos danos causados por surtos de tensão,
muitas vezes atuando inversamente à essa falsa expectativa.
Retomando o dimensionamento de I
IMP
, o SPDA - embora
passando a maior parte de sua “vida” sem conduzir corrente elétrica
deve, por definição, estar eletricamente vinculado à instalação elétrica
através do barramento de equipotencialização principal (BEP),
tornando-se parte integrante dessa instalação, assim, ao se calcular
a proteção local contra impacto direto de descargas atmosféricas,
pode-se estimar o valor da corrente atribuído ao nível de proteção
adotado para aquela edificação e dividir a metade deste numero pela
quantidade de condutores metálicos que adentrem a mesma.
Exemplo:
Para uma edificação de uma indústria que esteja em situação de
risco confinado (nível I de proteção) que seja alimentada por uma
rede trifásica com esquema de aterramento TN-C:
- Corrente da descarga atmosférica:
I = 200 kA, (10/350) µs
- Corrente do surto conduzido ao interior da instalação:
I
SURTO
= I/2 = 100 kA, (10/350) µs (na instalação)
- Numero de condutores metálicos, externos, que adentram na
edificação:
N = 4 (3 fases + PEN)
- Corrente de surto imposta a cada condutor:
I
SURTO COND
= I
SURTO
/ N = 100/4 = 25 kA
A corrente I
IMP
especificada para o DPS deve ter valor
comercialmente encontrado igual ou imediatamente superior a
I
SURTO COND
.
Vale comentar que este cálculo se mostra bastante conservador
quando desconsidera outros elementos
condutores (dutos metálicos e linhas elétricas de sinal) que adentrem
a edificação.
A NBR 5410 estabelece limites mínimos de I
IMP
para cada
situação:
• I
IMP
= 12,5 kA, por modo de proteção; e
• I
IMP
= 25 kA para DPS de neutro* em ligações monofásicas;
• I
IMP
= 50 kA para DPS de neutro* em ligações trifásicas.
1/21/2
1/2
1/6
1/6
1/6 1/2 1/2
1/21/2
1/2
1/2
1/4
1/41/41/4
1/4
1/4
* Tanto para I
IMP
quanto para I
N,
o DPS de neutro é assim denominado por ter
características de suportabilidade diferentes dos DPS utilizados em outros
modos de instalação.
GUIA O SETOR ELÉTRICO DE NORMAS BRASILEIRAS
N
BR 5410
49
Para o cálculo de I
N
visando a proteção da instalação contra
os efeitos indiretos dos raios (surtos induzidos), onde o foco é
minimizar surtos já atenuados pela impedância das linhas ou por
DPS classe I instalado a montante pode-se utilizar o método do
nível de exposição à sobretensões indiretas, provenientes das
descargas atmosféricas.
F=T
d
(1,6 + 2L
BT
+ δ)
Onde:
F - Nível de exposição a surtos provenientes das descargas
atmosféricas,
T
d
- Índice ceráunico,
L
BT
- Comprimento, em km, da linha aérea de alimentação da
instalação, e
δ - Posicionamento, situação e topologia da linha aérea e da
edificação:
Sendo:
δ = 0 - para linha aérea e edificação completamente envolvidas por
outras estruturas,
δ = 0,5 - para linha aérea e edificação com algumas estruturas
próximas ou em situação desconhecida,
δ = 0,75 - para linha aérea e edificação em terreno plano ou
descampado,
δ = 1 - para linha aérea e edificação sobre morro, em presença de
água superficial e área montanhosa.
Comparando o resultado obtido com os padrões estabelecidos, tem-
se uma referência para o valor IN:
- F ≤ 40 I
N
= 5 kA
- 40 < F ≤ 80 I
N
= 10 kA
- F > 80 I
N
= 20 kA
As correntes nominais mínimas normalizadas pela NBR 5410 são:
• I
N
= 5 kA, por modo de proteção e
• I
N
= 10 kA para DPS de neutro* em ligações monofásicas;
• I
N
= 20 kA para DPS de neutro* em ligações trifásicas.
É importante ressaltar que no caso de instalar DPS classe
II no primeiro nível de proteção da instalação é prudente que I
N
tenha valores maiores daqueles que constam da NBR 5410. Esta
afirmação tem o objetivo de garantira efetiva coordenação com
outros possíveis DPSs instalados a jusante e com a durabilidade
do conjunto (DPS x Instalação), pois a vida útil do DPS classe
II, construído com componente(s) semicondutor(es), tipicamente
varistor(es), está diretamente ligada a I
N
. Então, quanto maior I
N
,
em relação ao valor inicialmente dimensionado, maior será a vida
útil provável do DPS. Outro fator de grande importância é a relação
custo x benefício: a diferença de valor entre um DPS com corrente
nominal I
N
= 10 kA e outro com I
N
= 20 kA é muito pequena se
considerarmos as mesmas condições de exposição e atuação. Então
os parâmetros determinantes nessa comparação serão o valor da
mão de obra para instalação do DPS, o provável tempo de parada
para troca dos dispositivos e o numero de trocas.
9.2.5.6 instalação e coordenação
determinação do nÍvel de Proteção de tensão (uP)
Particularizando um trecho da tabela 31 da NBR 5410 (Figura
52) pode-se exemplificar como definir o valor U
P
para um DPS
e ainda entender o conceito do estabelecimento dos níveis de
proteção.
Ao considerar-se que cada segmento de em uma instalação
elétrica deve ter sua característica de suportabilidade a impulso
previamente definido pode-se estabelecer que o nível de proteção
esteja localizado no ponto de transição entre categorias.
No caso da rede externa, quando para proteção dos efeitos
diretos causados pelo raio, o primeiro nível de proteção está
localizado exatamente no ponto onde os condutores adentram
Sistemas
trifásicos
Tensão nominal
da Instalação
V
Tensão nominal suportável requerida
kV
Categoria do produto
220/380
Produto a ser
utilizado na entrada
da instalação
Equipamentos
de utilização
Categoria de suportabilidade a impulso
Produtos
especialmente
protegidos
Produto a ser
utilizado em
circuitos de
distribuição e
circuitos
terminais
IV III II I
6 4 2,5 1,5
Tabela 52– Caso particular da tabela 1
GUIA O SETOR ELÉTRICO DE NORMAS BRASILEIRAS
N
BR
5
41
0
50
Figura 53 – Determinação de UP e coordenação a suportabilidade de tensão impulsiva
a edificação, o segundo nível de proteção estará localizado onde
iniciar-se a distribuição dos circuitos, geralmente o quadro de
distribuição principal (QDP), o terceiro nível junto a outros quadros
de distribuição secundários (QDS) e assim sucessivamente.
Se a proteção visa mitigar efeitos indiretos causados pelos
raios, o primeiro nível de proteção estará situado diretamente no
QDP, o segundo nível no QDS, etc. Em geral, não há linearidade
espacial na determinação dos níveis de proteção. Uma edificação
terá tantos primeiros níveis de proteção quantos locais em que
conjuntos de condutores metálicos adentrarem a mesma, bem como
poderá ter mais de um determinado nível de proteção (2o, 3o, etc.)
repetido, dependendo da localização dos circuitos, componentes e
equipamentos a serem protegidos.
Como o nível de proteção deve obedecer às tensões impulsivas
normalizadas e a característica de U
P
em um DPS é determinada pela
tensão que aparecerá a jusante do ponto onde este estiver instalado
deduz-se que o DPS deve ter U
P
igual à categoria de suportabilidade
a impulso subsequente ao seu ponto de instalação (Figura 53).
A nota 1 contida em 6.3.5.2.4 da NBR 5410 estabelece que
quando for instalado um único conjunto de DPSs, no primeiro
nível de proteção da instalação, este possua U
P
compatível com a
categoria II para qualquer tensão ou sistema de distribuição.
Os conceitos de nível de proteção da instalação e classe do
DPS não devem estar diretamente atrelados, por exemplo:
• O DPS classe I sempre deve ser instalado no 1º nível de proteção
da instalação quando o objetivo for o da proteção contra os efeitos
diretos causados pelos raios;
• O DPS classe II também pode ser instalado no 1º nível de
proteção da instalação quando o objetivo for o da proteção contra
os efeitos indiretos causados pelos raios ou no 2º e demais níveis
de proteção da instalação, quando o objetivo for o da proteção
contra os efeitos diretos causados pelos raios, e existir um DPS
classe I já instalado no 1º nível de proteção.
• O DPS classe III funciona como “atenuador local” que regula
e praticamente restabelece as condições normais de tensão.
Comparado como um “ajuste fino” na proteção está sempre
instalado nos últimos níveis de proteção, ou seja, exatamente
antes do equipamento, algumas vezes embutido no mesmo.
Para a coordenação por tempo considera-se que cada DPS
tem um tempo de resposta (atuação) função dos componentes
que foram utilizados em sua construção (Figura 54). Geralmente
adota-se a seguinte correlação: DPSs com maior capacidade de
dissipação de energia levam mais tempo para “sentir” o surto. Essa
característica exige que o projetista coordene adequadamente os
dispositivos na instalação para que o DPS mais robusto sempre
atue primeiro.
Para que haja coordenação efetiva os fabricantes adotam
distâncias mínimas de condutores entre os níveis de proteção.
Quando não existir esta distância mínima recomendada há
necessidade da inserção no circuito de um elemento que “atrase”
o surto, geralmente indutores ou termistores, a fim de fazer com
que o DPS instalado no 1º nível de proteção “sinta” o surto e
atue antes do DPS instalado no 2º nível de proteção e assim
sucessivamente.
Sistemas
trifásicos
Tensão nominal
da Instalação
V
Tensão nominal suportável requerida
kV
Categoria do produto
220/380
1º Nível 2º Nível 3º Nível 4º Nível
Produto a ser
utilizado na entrada
da instalação
Equipamentos
de utilização
Categoria de suportabilidade a impulso
Produtos
especialmente
protegidos
Produto a ser
utilizado em
circuitos de
distribuição e
circuitos
terminais
IV III II I
6 4 2,5 1,5
UP
URES URES URES URESUP UP UP
GUIA O SETOR ELÉTRICO DE NORMAS BRASILEIRAS
N
BR 5410
51
Figura 54 – Coordenação entre DPSs por tempo de atuação
Figura 55 – Posicionamento do DPS classe II, primeiro nível para surtos induzidos ou no segundo nível com DPS classe I instalado a montante, na rede elétrica de energia
Posicionamento dos dPss no 1º nÍvel de Proteção da instalação
Seguindo a classificação das influências externas e análise de
riscos, a NBR 5410 divide em duas as possibilidades de instalação
do conjunto de DPS no primeiro nível de proteção:
• Proteção contra os efeitos indiretos dos raios (surtos induzidos
na linha externa de alimentação ou contra surtos causados por
manobra): os DPSs devem ser instalados junto ao ponto de entrada
da linha na edificação ou no QDP, localizado o mais próximo
possível do ponto de entrada. Simplificando: para a proteção contra
os efeitos indiretos é correto instalar os DPSs sempre no QDP
(Figura 55);
60μs 2μs0 20 40
KV 10 V 800
600
400
200
0
0 1
Surto Centelhador
Indutor Indutor
5
0
20ns
V 800
600
400
200
0
0 100
Varistor
20ps
V 800
600
400
200
0
0 100
Diodo Supressor
UN =24V
500ns
10 KA
25ns
2 KA
10ns
0,2 KA
DGS
TAT - NBR 14306
PEN
Infraestrutura de aterramento
BEP
QDP
BEP
Para surtos induzidos, atenuados
por classe I a montante ou em quadros
após QDP da instalação e outras linhas
de sinais que não de telecomunicações
CLASSE II
GUIA O SETOR ELÉTRICO DE NORMAS BRASILEIRAS
N
BR
5
41
0
52
Figura 56 – DPS classe II próximo à medição
Figura 57 – Posicionamento do DPS classe I, primeiro nível, na rede elétrica de energia. QDP no ponto de entrada.
É admitida apenas uma exceção a essa regra, quando há edificações
de uso unifamiliar, atendidaspela rede pública de distribuição em baixa
tensão, a barra PE utilizada na caixa da medição deve ser interligada ao
BEP, além de essa caixa de medição não distar mais de 10 m do ponto de
entrada da instalação na edificação. Nessas condições os DPSs podem
ser instalados junto ao barramento na caixa de medição (Figura 56).
• Proteção contra sobretensões provocadas por descargas
atmosféricas diretas sobre a edificação ou próximo a ela, surtos
conduzidos: os DPSs devem ser instalados especificamente no
ponto de entrada da linha na edificação (Figuras 57 e 58).
O ponto de entrada da instalação na edificação é definido pela NBR
5410 como o ponto em que o condutor penetra (adentra) a edificação.
DGS
PEN
Aterramento pela fundação
QDP
BEP
Entrada de energia, desde para
edi�cação unifamiliar e que este
ponto não esteja situado a mais de 10m
do BEP. Aterramentos conectados
pelo PEN. - item 6.3.5.2.1, nota 2
CLASSE II
TAT
N PE PE
DGS
PEN
Infraestrutura de aterramento
QDP
BEP
No QDP, se este estiver nas
proximidades do ponto de entrada:
descarga direta/ equipotencialização
CLASSE I
TAT - NBR14306
SPDA
GUIA O SETOR ELÉTRICO DE NORMAS BRASILEIRAS
N
BR 5410
53
Figura 58 – Posicionamento do DPS classe I, primeiro nível, na rede elétrica de energia. QDP fora do ponto entrada.
Figura 59 – Comprimento do condutor de interligação do DPS
Figura 60 – Alternativa de aproveitamento do comprimento do condutor de
interligação do DPS
9.2.5.7 conexões entre dPs e a instalação:
O comprimento dos condutores para a conexão do DPS deve ser o
mais curto possível, sem curvas ou laços (Figuras 59 e 60). No primeiro
nível de proteção o comprimento total do condutor de ligação (entre
condutor vivo, DPS e BEP) não deve exceder 0,5 m. A justificativa
dada para a coordenação por tempo pode ser utilizada para explicar esta
prescrição. Se nas condições de instalação o DPS for posicionado no
quadro de modo a existir excesso de condutores, as famosas “folgas”,
poderão ocorrer seguintes situações de mau funcionamento:
• Excesso de cabo a montante do DPS: atraso no tempo de atuação
do dispositivo fazendo com que uma parcela maior de surto passe
para o próximo nível de proteção ou para a instalação;
• Excesso de cabo a jusante do DPS: dificuldade na dissipação
da corrente do surto elevando a energia dissipada (calor) no DPS
chegando, em situação extrema, a explodir o dispositivo.
DGS
PEN
Infraestrutura de aterramento
QDP
BEP
No ponto de entrada:
Descarga direta / equipotencialização
CLASSE I
TAT - NBR14306
SPDA
BEP
GUIA O SETOR ELÉTRICO DE NORMAS BRASILEIRAS
N
BR
5
41
0
54
A seção nominal mínima do condutor para interligação do DPS
à instalação deve seguir as seguintes prescrições:
• Proteção contra os efeitos indiretos causados pelos raios: No
mínimo 4 mm2 em cobre ou equivalente;
• Proteção os efeitos diretos causados pelos raios: No mínimo 16
mm2 em cobre ou equivalente.
9.2.5.8 Proteção adicional contra sobrecorrentes:
Ao atingir o final de sua vida útil ou por falha interna, há a
possibilidade do DPS entrar em curto-circuito permanentemente
criando uma falta à terra no ponto de sua instalação no circuito .
Prevendo este tipo de situação a NBR 5410 prescreve que o circuito
do DPS deverá ser provido de proteção contra curto-circuito
instalada a montante.
As alternativas de arranjos para instalação desses dispositivos
podem permitir, na hipótese de falha do DPS, priorizar a
continuidade do serviço ou a continuidade da proteção.
Então, os dispositivos de proteção contra sobrecorrentes podem
estar posicionados:
• Em série com a linha de conexão do DPS, esse dispositivo de
proteção também pode ser um desligador interno que, eventualmente,
integre o dispositivo, mas que não deve ser confundido com o
desligador automático existente nos DPSs à base de varistores que
visa prevenir outros danos causados pela “corrente de avalanche”
(Figura 61). Deve-se verificar se a capacidade de interrupção
(suportabilidade à corrente de curto circuito) desse desligador é
compatível com a corrente de curto circuito presumida no ponto de
instalação do DPS. Essa ligação assegura continuidade de serviço,
mas significa ausência de proteção contra qualquer novo surto que
venha a ocorrer antes da troca do DPS;
Figura 61 – DP em série com o DPS. Inexistência de proteção caso
não haja manutenção preventiva efetiva
Figura 62 – DP em série com o carga. Risco de desligamento intempestivo.
Figura 63 – Redundância na proteção
• No circuito ao qual está conectado o DPS, corresponde geralmente
ao próprio dispositivo de proteção contra sobrecorrentes do circuito
(Figura 62). Afeta a continuidade do serviço, uma vez que a atuação
do dispositivo de proteção, devido à falha do DPS, interrompe a
O dispositivo de proteção contra sobrecorrentes a ser instalado
deve possuir corrente nominal compatível à indicada pelo fabricante
do DPS. A capacidade de interrupção (suportabilidade à corrente de
curto circuito) deve ser igual ou superior à corrente de curto-circuito
presumida no ponto de instalação.
A seção nominal dos condutores destinados a conexão entre
o dispositivo de proteção contra sobrecorrentes especificamente
previsto para eliminar um curto-circuito aos condutores de fase do
circuito deve ser dimensionada levando em conta a máxima corrente
de curto-circuito possível no local.
9.2.5.9 condições Para coordenação entre dPs e disPositivos dr
• Para prevenir desligamentos intempestivos do DR causados por
correntes de fuga inerentes ao DPS, especificamente aqueles que
alimentação do circuito. Cuidados especiais com a coordenação
devem ser considerados, pois dependendo do caso o condutor de
interligação do DPS terá seção inferior ao do alimentador do circuito;
• Uma repetição da primeira situação com redundância da proteção.
Embora de maior custo esta alternativa minimiza a possibilidade de
perda de proteção contra surto em caso de dano em um dos DPSs
(Figura 63). Para esta situação os dispositivos devem ter as mesmas
características técnicas.
DPS 1
DP 1
DPS 2
DP 2
E/I
ICC
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Figura 64 – Coordenação entre DR e DPS – Em caso de falha do DPS o DR não sentirá a corrente de fuga.
Figura 65 – Coordenação entre DR e DPS – DR com imunidade a surtos (Tipo S)
utilizem componentes semicondutores, quando situados no mesmo
nível de proteção, o DPS deve ser instalado a montante do dispositivo
DR (Figura 64).
• Quando, por qualquer razão, o DPS for posicionado a jusante do
dispositivo DR, seja ele instantâneo ou temporizado, deve também
possuir imunidade a correntes de surto de, no mínimo, 3 kA (8/20).
DR tipo “S” (Figura 65).
9.3 Proteção em linhas de sinal
9.3.1 localização
Em 6.3.5.3 da NBR 5410, para a proteção de linhas de
sinal (vídeo, dados, telefonia) há algumas prescrições a serem
acrescidas àquelas feitas para linhas de energia, porém o vínculo
com os barramentos de equipotencialização é fundamental e
deve ser mantido:
• Linha originária da rede pública de telefonia: deve ser
instalado um DPS por linha. Os DPSs devem ter características
curto-circuitante e estar localizados no distribuidor geral de
sinal (DGS) da edificação onde está o terminal de aterramento
de telecomunicações (TAT), como determina a norma NBR
14306. O TAT será ligado ao aterramento através do BEP. O
DGS deve estar situado o mais próximo possível do BEP;
• Linha externa originária de outra rede pública que não a de
telefonia: o DPS, instalado para cada linha de sinal, deve ser
localizadojunto ao BEP;
DR L1
L2
L3
N
DPS
DR não é
sensibilizado
ETI
PE
L1
L2
L3
N
PE
DPS
S
DR
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N
BR
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Figura 67 - Proteção de sinal para comunicação entre edificações.
Figura 66 – Indicação do posicionamento dos DPSs de sinal no 1o nível de proteção.
DPSs destinados à proteção de linhas de telefonia em par trançado:
• O DPS deve ser do tipo comutador de tensão, simples ou
combinado (com limitador de sobretensão em paralelo);
• Tensão de disparo c.c.: O valor da tensão de disparo c.c. deve ser
de no máximo 500 V e, no mínimo, 200 V, quando a linha telefônica
for balanceada ou 300 V, quando a linha telefônica não for aterrada
(flutuante);
• Tensão de disparo impulsiva: O valor da tensão de disparo
impulsiva do DPS deve ser de, no máximo, 1 kV;
• Corrente de descarga impulsiva:
•No mínimo, 5 kA, quando a blindagem da linha telefônica for
aterrada, e
• No mínimo 10 kA quando a blindagem não for aterrada.
• Para condições onde a proteção seja contra os efeitos diretos dos
raios, recomenda-se a comparação dos valores de correntes de
primeira descarga atmosférica possíveis (já demonstrada para DPS
de energia) e a adoção do maior valor.
• Corrente de descarga c.a: O valor da corrente de descarga c.a. do
DPS deve ser de, no mínimo, 10 A.
• Protetor de sobrecorrente:
• In do protetor entre 150 mA e 250 mA para a linha telefônica
A Figura 66 ilustra as duas prescrições anteriores.
• Linha que se dirija a outra edificação, a estruturas anexas ou no
caso de linha associada à antena externa ou outras estruturas no
topo da edificação: o DPS deve ser localizado junto ao BEP, ao
BEL, ou ao terminal “terra”, o que estiver mais próximo em cada
edificação ou estrutura (Figura 67)
Os DPSs sempre devem ser conectados na linha de sinal com
a referência de equipotencialização mais próxima. Dependendo do
posicionamento do DPS, a referência de equipotencialização mais
próxima pode ser o BEP, o TAT, o BEL, o condutor PE ou, caso o DPS
seja instalado junto a algum equipamento, o terminal conectado à massa
desse equipamento. O eletroduto por onde passará o condutor do sinal
deve ser metálico, ter continuidade elétrica garantida e suas extremidades
interligadas aos eletrodos de aterramento de cada edificação.
9.3.2 seleção dos dPss de telefonia
Assumindo que o DPS venha a ser instalado no DGS da
edificação são especificadas a seguir as características exigíveis dos
Instalar 01 DPS
por linha de sinal
(TV, dados, etc.)
Instalar 01 DPS
por linha de sinal
(Telefonia)
FONE
PEN
QDP
DGS
TATBEP
ETI
ETIETI
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BR 5410
57
aterrada (balanceada);
• In do protetor (opcional) entre 150 mA e 250 mA para quando a
linha telefônica for flutuante (não aterrada).
• Interligação direta da blindagem ou capa metálica de um cabo de
sinal a equipotencialização ou à massa de um equipamento:
• Quando a blindagem ou capa metálica de uma linha de sinal for
conectada ao BEP, TAT ou à massa de um equipamento através de
DPS, este deve ter as seguintes características:
• Tipo comutador de tensão;
• Tensão disruptiva c.c. entre 200 V e 300 V;
• Corrente de descarga impulsiva de no mínimo 10 kA (8/20 µs);
• Corrente de descarga c.a. de no mínimo 10 A (60 Hz / 1 s).
9.3.3 seleção dos dPss Para outros tiPos de sinais
Os critérios para a seleção de DPS destinados à proteção de
outros tipos de linha de sinal devem ser compatibilizados com os
fabricantes dos DPSs e dos equipamentos a serem protegidos. Em
alguns casos há necessidade de casamento de impedâncias e/ou
freqüências.
9.3.4 falha do dPs de sinal
O DPS deve ser do tipo “falha segura”, isto é, deve incorporar
proteção cuja atuação provoque curto-circuito da linha de sinal
para a terra.
10 pRoTeção coNTRA quedAs e fAlTAs de
TeNsão
A proteção contra quedas e faltas de tensão é tratada em 5.5 da
NBR 5410.
O termo “queda de tensão” nesta parte da norma refere-se à
caída (diminuição) de tensão em tempos relativamente curtos,
chamados de subtensão, e não deve ser confundido com a queda
de tensão nos circuitos causada pela impedância dos componentes
da instalação. Tanto a subtensão quanto a falta total de tensão
são problemas importantes relativos à qualidade de energia nas
instalações elétricas (ver parte 22 deste guia).
Devem ser tomadas precauções para evitar que uma subtensão
ou uma falta total de tensão, associada ou não ao posterior
restabelecimento desta tensão, venha a causar perigo para as
pessoas ou danos a uma parte da instalação, a equipamentos
de utilização ou aos bens em geral. Em particular, os motores
elétricos trifásicos de baixa tensão podem ter seu funcionamento
bastante prejudicado no caso de redução significativa ou falta total
de tensão em uma de suas fases.
O uso de dispositivos de proteção contra subtensões e faltas
totais de tensão pode não ser necessário se os danos a que a
instalação e os equipamentos estão sujeitos, nesse particular,
representarem um risco aceitável e desde que não haja perigo para
as pessoas. Essa avaliação de risco deve ser feita pelo projetista
em conjunto com o responsável pela obra para que sejam (ou não)
aplicadas as medidas de proteção necessárias.
Para proteção contra subtensões ou faltas totais de tensão
podem ser usados, por exemplo, relés ou disparadores de subtensão
(função ANSI 27) atuando sobre contatores ou disjuntores; ou
contatores providos de contato auxiliar de autoalimentação.
A atuação dos dispositivos de proteção contra subtensões e
faltas de tensão pode ser temporizada, se o equipamento protegido
puder admitir, sem inconvenientes, uma falta ou queda de tensão de
curta duração. Se forem utilizados contatores, a temporização na
abertura ou no fechamento não deve, em nenhuma circunstância,
impedir o seccionamento instantâneo imposto pela atuação de
outros dispositivos de comando e proteção.
Quando o religamento de um dispositivo de proteção for
suscetível de causar uma situação de perigo, esse religamento não
deve ser automático.
11 pRoTeção dAs pessoAs que TRABAlHAm NAs
INsTAlAções eléTRIcAs de BAIxA TeNsão
Em relação à proteção e segurança das pessoas que trabalham
nas instalações elétricas de baixa tensão, devem ser observadas
as exigências da norma regulamentadora NR-10, do Ministério
do Trabalho e Emprego (ver parte deste guia sobre a NR-10). É
importante saber que, sob o ponto de vista legal, a aplicação da
NR-10 se sobrepõe à NBR 5410.
Como regra geral, os trabalhadores devem utilizar
equipamentos de proteção individual que são, no mínimo, os
capacetes, óculos de segurança, luvas, detector de tensão e botas.
Além disso, os equipamentos de baixa tensão devem ser
providos de meios que permitam, quando necessário, o seu
isolamento da instalação e devem permitir que a instalação
completa ou partes da instalação possam ser isoladas, dependendo
das condições operacionais. Isto pode ser realizado, por
exemplo, desligando-se seccionadores ou removendo-se elos ou
interligações.
É importante observar que a instalação completa ou partes das
instalações que possam ser energizadas por várias fontes devem
ser dispostas de forma que todas as fontes possam ser isoladas.
Nos casos em que os terminais de neutro de vários equipamentos
estiverem ligados em paralelo, deve ser possível isolá-los
individualmente.
Para evitar graves choques elétricos, devem ser providos
meios para descarregar os equipamentos que ainda possam
transferir potencial elétrico mesmo após a sua desconexão da
instalação, como,por exemplo, capacitores. É preciso atenção
no procedimento de descarregar os capacitores, pois eles podem
ser danificados se descarregados pela colocação em curto-circuito
dos terminais, antes de decorrido um intervalo (geralmente da
ordem de 1 minuto) após a retirada do potencial. Deve-se sempre
utilizar resistores de valores apropriados para realizar a descarga
com segurança para o pessoal e o equipamento.
Para eliminar o risco de reenergização indevida que possa
colocar as pessoas em situações perigosas, sempre que partes
removíveis, como, por exemplo, os fusíveis, são utilizadas para a
desconexão da instalação completa ou parte dela e são substituídas
por coberturas ou barreiras, estas devem ser montadas de tal
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forma que a sua remoção somente possa ser executada com o uso
de ferramenta apropriada.
Os equipamentos que são operados manualmente devem
permitir o uso de dispositivos de travamento mecânico, tais como
cadeados, para evitar o seu religamento indevido.
As pessoas que trabalham nas instalações elétricas devem possuir e
saber utilizar dispositivos (fixos ou portáteis) para a verificação do estado
de desenergização em todos os pontos onde o trabalho for realizado.
Cada parte de uma instalação que possa ser isolada de outras
partes deve possuir dispositivos que permitam o seu aterramento e
curto-circuito, evitando assim os riscos de choques elétricos para
os operadores. Além disso, equipamentos como, por exemplo,
transformadores e capacitores devem ser providos de meios para
seu aterramento e curto-circuito no ponto de sua instalação.
12 seRvIços de seguRANçA
Os serviços de segurança são tratados na NBR 5410 nos itens
indicados na Tabela 17.
Figura 68 - Componentes de um sistema de segurança
tabela 17: itens da nbr 5410 sobre serviços de seGurança
Prescrições
fundamentais
3.5
Medidas de
proteção
4.1.6 / 4.2.4
Seleção e
instalação
6.6
12.1 definições
Pode-se definir sistema de alimentação elétrica para
serviços de segurança como um sistema de alimentação previsto
para manter o funcionamento de equipamentos e instalações
essenciais à segurança das pessoas, à salubridade e/ou quando
exigido pela legislação, para evitar danos significativos ao meio
ambiente ou a outros materiais .
São exemplos de serviços de segurança: a iluminação de
segurança (iluminação de emergência), bombas de incêndio,
elevadores para brigada de incêndio e bombeiros, sistemas de
alarme, como os de incêndio, fumaça, CO e intrusão, sistemas
de exaustão de fumaça, equipamentos médicos essenciais.
As instalações de segurança devem observar também,
no que for pertinente, a legislação referente a edificações, os
códigos de segurança contra incêndio e pânico e outros códigos
de segurança aos quais a edificação e/ou as atividades nela
desenvolvidas possam estar sujeitas.
Um sistema de alimentação de segurança é constituído por
uma fonte, por circuitos, chamados de circuitos de segurança,
que vão até os terminais dos equipamentos de utilização e, em
certos casos, incluem os próprios equipamentos alimentados
(Figura 68).
Os sistemas de alimentação elétrica de reserva, opcionais, são
previstos para manter o funcionamento da instalação ou de partes
da instalação no caso de interrupção da alimentação normal, por
razões outras que a segurança das pessoas. São casos nos quais
a interrupção da alimentação elétrica pode causar situações de
desconforto ou prejudicar atividades comerciais e industriais,
como por exemplo, equipamentos de processamento de dados,
comunicação, ar-condicionado, equipamentos industriais, etc.
A NBR 5410 não inclui prescrições sobre sistemas de
alimentação de reserva.
12.2 fontes de seGurança
Nas instalações de segurança e de reserva, podem ser usados
como fontes:
(a) baterias: são utilizadas na alimentação de equipamentos
de potência relativamente pequena, por tempos relativamente
curtos. É o caso, por exemplo, da utilização em sistemas de
iluminação de segurança (emergência).
(b) geradores independentes da alimentação normal: são usados
na alimentação de equipamentos de segurança de maior potência,
por tempos relativamente longos. São os casos, por exemplo,
de bombas de incêndio, elevadores para brigada de incêndio e
bombeiros, sistemas de alarme, sistemas de exaustão de fumaça,
equipamentos médicos essenciais, dentre outros.
(c) ramais separados da rede de distribuição, efetivamente
independentes da alimentação normal: trata-se de um ramal da
rede de distribuição da concessionária, totalmente separado física
e eletricamente do ramal normal de alimentação da instalação.
A separação visa a minimizar as possibilidades de interrupções
simultâneas. As entradas dos dois ramais devem ser separadas
e sua alimentação deve provir de transformadores separados ou
mesmo de subestações diferentes.
(d) sistemas especiais: são os chamados sistemas de energia
ininterrupta, também designados pela sigla UPS (Uninterruptible
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Power Supply), ou ainda conhecido no Brasil por “no-breaks”.
Devem ser utilizados em alimentações críticas como, por
exemplo, centros cirúrgicos, UTIs, torres de controle de vôo,
centros de processamento de dados, nos sistemas de controle de
processos industriais contínuos, etc.
As fontes de segurança e as de reserva devem ser
adequadamente selecionadas em função do serviço a que se
destinam e das características dos equipamentos de utilização a
serem alimentados, uma vez que deverão manter a alimentação
pelo tempo necessário à eliminação do problema surgido com a
fonte normal.
Devem ser instaladas como equipamentos fixos, em locais
acessíveis apenas a pessoas advertidas (BA4) ou qualificadas
(BA5) e de tal modo que não sejam afetadas por falha de fonte
normal. Observe que o local de instalação das fontes deve ser
suficientemente ventilado, de maneira a evitar que gases ou
fumos delas provenientes possam penetrar em áreas ocupadas
por pessoas.
Uma fonte de segurança só pode ser utilizada para outros
serviços que não os de segurança se isso não comprometer sua
disponibilidade para os serviços de segurança.
As alimentações das instalações de segurança, segundo a
NBR 5410, podem ser:
• não automáticas, quando sua ligação é realizada por um
operador, e
• automáticas, quando sua ligação não depende da intervenção
de um operador.
Preferencialmente, as instalações de segurança devem ser
alimentadas automaticamente.
As alimentações automáticas podem ser classificadas em
função da duração da comutação, como segue:
• sem interrupção: quando a alimentação pode ser garantida de
modo contínuo, nas condições especificadas durante o período
de transição, por exemplo, no que diz respeito às variações de
tensão e freqüência;
• com interrupção muito breve: quando a alimentação fica
indisponível em até 0,15 segundo;
• com interrupção breve: quando a alimentação fica indisponível
em até 0,5 segundo;
• com interrupção médio: quando a alimentação fica indisponível
em, no máximo, 15 segundos;
• com interrupção longo: quando o tempo de comutação é
superior a 15 segundos.
Para os serviços de segurança destinados a funcionar em
condições de incêndio (bomba de incêndio, iluminação de
emergência, etc.), deve ser selecionada uma fonte de segurança
que possa manter a alimentação pelo tempo adequado e todos os
componentes do sistema devem apresentar adequada resistência
ao fogo, seja construtivamente, seja por meio de disposições
equivalentes quandode sua instalação.
12.3 circuitos de seGurança
Nas instalações de segurança, os circuitos devem ser
independentes física e eletricamente dos circuitos ‘normais’
da instalação. Isso significa que nenhuma falta, intervenção
ou modificação em circuito não pertencente aos serviços de
segurança deve afetar o funcionamento do(s) circuito(s) dos
serviços de segurança. Para tanto, pode ser necessário separar
os circuitos dos serviços de segurança dos demais circuitos,
mediante materiais resistentes ao fogo, condutos e/ou percursos
distintos.
As linhas elétricas contendo circuitos de serviços de
segurança não devem atravessar locais com riscos de incêndio
(BE2), a menos que elas sejam resistentes ao fogo. As linhas não
devem atravessar, em nenhuma hipótese, locais com riscos de
explosão (BE3).
Os cabos elétricos devem ser considerados componentes
críticos de uma instalação de segurança, uma vez que são os
responsáveis pela alimentação dos equipamentos de segurança
que ficam espalhados pela obra. Desta forma, é fundamental que
os cabos mantenham seu funcionamento mesmo sob condições
de incêndio. Não há sentido em ter uma fonte de segurança que
alimenta a instalação por, digamos duas horas, se os cabos não
resistirem a um incêndio por mais de três ou quatro minutos.
Numa situação como esta, todos os equipamentos que deveriam
permanecer em operação para garantir a segurança das
pessoas deixaria de funcionar, apesar da fonte ter capacidade
de alimentá-los. Desta forma, embora não obrigatório pela
norma, deveria ser considerada a possibilidade do emprego nos
circuitos de segurança dos chamados cabos para circuitos de
segurança, que suportam os efeitos da exposição ao fogo, por
um tempo adequado, sem perder suas propriedades elétricas,
mantendo a continuidade da alimentação dos equipamentos de
segurança. Os cabos para circuito de segurança devem atender
a norma NBR 10301.
12.4 Proteções
Os circuitos de segurança devem ser protegidos contra
corrente de curto-circuito, podendo ser omitida a proteção contra
correntes de sobrecarga, se a perda da alimentação representar
um perigo maior do que a perda do circuito. Por exemplo, numa
situação de incêndio, é mais importante manter o circuito de
alimentação da bomba de incêndio funcionando, mesmo que em
sobrecarga, do que interromper o funcionamento da bomba pelo
desligamento da proteção.
No que se refere à proteção contra choques elétricos, a parte
da instalação representada pelos serviços de segurança (fontes,
linhas e equipamentos alimentados) deve ser, preferencialmente,
objeto de medida que não implique seccionamento automático
da alimentação na ocorrência de uma falta. Se os serviços de
segurança forem concebidos, eletricamente, como um esquema
IT, o conjunto deve ser provido de dispositivo supervisor de
isolamento (DSI).
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13 seleção e INsTAlAção dos compoNeNTes
Na seção 6 da NBR 5410 são apresentadas inúmeras prescrições
relativas à seleção e instalação dos mais diversos componentes
de uma instalação elétrica de baixa tensão, que são estruturadas
conforme indicado na Figura 69.
Figura 69 - Estrutura da NBR 5410 para prescrições de seleção e instalação
de componentes
13.1 Prescrições comuns a todos os comPonentes da instalação
13.1.1 normas técnicas
A escolha do componente e sua instalação devem permitir que
sejam obedecidas as medidas de proteção para garantir a segurança,
as prescrições para garantir um funcionamento adequado ao uso da
instalação e as prescrições apropriadas às condições de influência
externas previsíveis, conforme 4.7 deste Guia.
Todos os componentes da instalação de média tensão devem
satisfazer as normas brasileiras da ABNT que lhes sejam aplicáveis
e, quando elas não existirem, devem atender as normas IEC e
ISO. Conforme 6.1.2.2 da NBR 5410, quando não houver normas
NBR, IEC e ISO, os componentes devem então ser selecionados
através de acordo entre o projetista e o instalador. Nestes casos é
comum a utilização de normas regionais (MERCOSUL, COPAN,
CANENA, CENELEC, etc.) ou estrangeiras, tais como normas
americanas (NEMA, UL, ANSI, IEEE, etc.), alemãs (DIN, VDE,
etc.), francesas (NF C), italianas (CEI), dentre outras.
13.1.2 condições de serviço
Em relação às condições de serviço (operação) da instalação
elétrica de baixa tensão, a norma estabelece requisitos sobre a
escolha adequada dos componentes em relação à tensão, corrente,
frequência, potência e compatibilidade entre eles.
No caso da tensão, em 6.1.3.1.1 é prescrito que os componentes
devem ser adequados à tensão nominal (valor eficaz em corrente
alternada) da instalação, acrescentado que, se numa instalação
que utiliza o esquema IT o condutor neutro for distribuído, os
componentes ligados entre uma fase e o neutro devem ser isolados
para a tensão entre fases.
Em relação à corrente, os componentes devem ser escolhidos
considerando-se a corrente de projeto (valor eficaz em corrente
alternada) que possa percorrê-los em serviço normal. Deve-se
igualmente considerar a corrente suscetível de percorrê-los em
condições anormais (sobrecarga e curto-circuito), levando-se em
conta a duração da passagem de uma tal corrente, em função das
características de funcionamento dos dispositivos de proteção.
Caso a frequência tenha alguma influência sobre as características
dos componentes, então a frequência nominal do componente
deve corresponder à frequência da corrente no circuito pertinente.
Atenção especial deve ser dada à presença acentuada na instalação
de frequências harmônicas que possam causar perturbações.
Sobre a potência, obviamente os componentes devem ser
adequados às condições normais de serviço, considerando os
regimes de carga que possam ocorrer durante a operação.
Em 6.1.3.1.5, a norma indica que os componentes devem ser
escolhidos de modo a não causar, em serviço normal, quaisquer
efeitos prejudiciais, quer aos demais componentes, quer à rede de
alimentação, incluindo condições de manobra. Cuidados específicos
em relação à oxidação devem ser observados no caso do emprego
de condutores de alumínio.
13.1.3 influências externas
De acordo com 6.1.3.2.1, os componentes devem ser
selecionados e instalados de acordo com as prescrições da tabela 32
da norma, aqui reproduzida como Tabela 18. Esta tabela indica as
características dos componentes em função das influências externas
a que podem ser submetidos, as quais são determinadas, seja por
um grau de proteção, seja por conformidade com ensaios.
Quando um componente não possuir, por construção, as
características correspondentes às influências externas do local,
ele pode ser utilizado sob a condição de que seja provido, por
ocasião da execução da instalação, de uma proteção complementar
apropriada. Esta proteção não pode afetar as condições de
funcionamento do componente protegido. Dentre muitos exemplos
desta proteção complementar, citam-se a instalação de barreiras ao
redor dos componentes ou abrigá-los em invólucros adequados,
usar ventilação, refrigeração ou aquecimento forçados de ar no
local onde o componente está instalado, etc.
Na prática, em todas as instalações, existem diferentes
influências externas se produzem simultaneamente, sendo que seus
efeitos podem ser independentes ou influenciar-se mutuamente.
Nestes casos, os graus de proteção devem ser escolhidos de modo a
satisfazer todas as condições.
Na leitura da Tabela 18 (tabela 24 da norma), a palavra
“normal” que figura na terceira coluna significa que o componente
deve satisfazer, de modogeral, as Normas Brasileiras aplicáveis ou,
na sua falta, as normas IEC e ISO ou outras que foram acordadas
entre o projetista e o instalador.
As características dos componentes necessárias para atender
aos requisitos da Tabela 18 devem constar das informações técnicas
fornecidas pelos fabricantes.
GUIA O SETOR ELÉTRICO DE NORMAS BRASILEIRAS
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tabela 18 - caracterÍsticas dos comPonentes da instalação em função das influências externas
Código ReferênciasInfluências externas
Faixas de temperatura
Limite
inferior °C
Limite
superior °C
Características exigidas para seleção e
instalação dos componentes
AB - Condições climáticas do ambiente (4.2.6.1.2)
A - Condições ambientais (4.2.6.1)
AA - Temperatura ambiente (4.2.6.1.1)
AC - Altitude (4.2.6.1.3)
AD - Presença de água (4.2.6.1.4)
AE - Presença de corpos sólidos (4.2.6.1.5)
AA1
AA2
AA3
AA4
AA5
AA6
AA7
AA8
AB1
AB2
AB3
AB4
AB5
AB6
AB7
AB8
AC1
AC2
AD1
AD2
AD3
AD4
AD5
AD6
AD7
AD8
AE1
AE2
AE3
AE4
AE5
AE6
AF1
AF2
AF3
≤ 2 000 m
> 2 000 m
Desprezível
Gotejamento
Precipitação
Aspersão
Jatos
Ondas
Imersão
Submersão
Desprezível
Pequenos objetos (2,5 mm)
Objetos muito pequenos (1 mm)
Poeira leve
Poeira moderada
Poeira intensa
Desprezível
Agentes atmosféricos
Intermitente
Componentes projetados especialmente para a aplicação ou medidas
adequadas1)
Normal (em certos casos podem ser necessárias precauções especiais)
Normal
Componentes projetados especialmente para a aplicação
ou medidas adequadas1)
Componentes projetados especialmente para a aplicação ou medidas
adequadas1)
Requer medidas adequadas ²)
Requer medidas adequadas ²)
Requer medidas adequadas ²)
Normal
Normal
Requer medidas adequadas ²)
Requer medidas adequadas ²)
Requer medidas adequadas ²)
Normal
Podem ser necessárias precauções especiais, como a aplicação de fatores
de correção
NOTA Para certos componentes podem ser necessárias medidas especiais
a partir de 1000 m)
IPX0
IPX1 ou IPX2
IPX3
IPX4
IPX5
IPX6
IPX7
IPX8
IP0X
IP3X
IP4X
IP5X caso a penetração de poeira não prejudique o
funcionamento do componente
IP6X caso a poeira não deva penetrar no componente
IP6X
Normal
Conforme a natureza dos agentes
Proteção contra corrosão definida pelas especificações dos componentes
Componentes especialmente concebidos, conforme a natureza dos agentes
-60
-40
-25
-5
+5
+5
-25
-50
+5
+5
+5
+40
+40
+60
+55
+40
L
im
it
e
in
fe
ri
or
L
im
it
e
in
fe
ri
or
L
im
it
e
in
fe
ri
or
L
im
it
e
su
pe
ri
or
L
im
it
e
su
pe
ri
or
L
im
it
e
su
pe
ri
or
Temperatura
do ar °C
Umidade
absoluta g/m2
Umidade
relativa %
-60
-40
-25
-5
+5
+5
-25
-50
3
10
10
5
5
10
10
15
+5
+5
+5
+40
+40
+60
+55
+40
100
100
100
95
85
100
100
100
0,003
0,1
0,5
1
1
1
0,5
0,04
7
7
7
29
25
35
29
36
AF - Presença de substâncias corrosivas ou poluentes (4.2.6.1.6)
GUIA O SETOR ELÉTRICO DE NORMAS BRASILEIRAS
N
BR
5
41
0
62
Código ReferênciasInfluências externas Características exigidas para seleção einstalação dos componentes
AG - Choques mecânicos (4.2.6.1.7)
AH - Vibrações (4.2.6.1.7)
AK - Presença de flora ou mofo (4.2.6.1.8)
AL - Presença de fauna (4.2.6.1.9)
AM2 - Tensões de sinalização (4.2.6.1.10)
AM - Influências eletromagnéticas, eletrostáticas ou ionizantes (4.2.6.1.10)
AM1 - Harmônicas e inter-harmônicas (4.2.6.1.10)
AF4
AG1
AG2
AG2
AH1
AH2
AH3
AK1
AK2
AL1
AL2
AM1-1
AM1-2
AM1-3
AM2-1
AM2-2
AM2-3
AM3-1
AM3-2
AM4
IEC 60721-3-3:2002,
classes
3M1/3M2/3M3 e
IEC 60721-3-4:1987,
classes
4M1/4M2/4M3
IEC 60721-3-3:2002,
classes
3M4/3M5/3M6 e
IEC 60721-3-4:1987,
classes
4M4/4M5/4M6
IEC 60721-3-3:2002,
classes 3M7/3M8 e
IEC 60721-3-4:1987,
classes 4M7/4M8
Inferior à tabela 1 da
IEC 61000-2-2:2002
De acordo com a
tabela 1 da
IEC 61000-2-2:2002
Localmente superior
à tabela 1 da
IEC 61000-2-2:2002
Inferior aos espe ci-
ficados abaixo
IEC 61000-2-1 e
IEC 61000-2-2
De acordo com a
IEC 61000-2-2
Permanente
Fracos
Médios
Severos
Fracas
Médias
Severas
Desprezîvel
Prejudicial
Desprezîvel
Prejudicial
Nível controlado
Nível normal
Nível alto
Nível controlado
Nível médio
Nível alto
Nível controlado
Nível normal
Nível normal
Normal. Por exemplo, componentes
para uso doméstico e análogo
Normal. Por exemplo, componentes
para uso doméstico e análogo
Componentes para uso industrial,
quando aplicável, ou proteção reforçada
Proteção reforçada
Normal
Componentes projetados especialmente para a aplicação, ou
medidas adequadas1)
Normal
Proteções especiais, tais como:
- grau de proteção aumentado (ver AE)
- componentes especiais ou revestimentos protegendo os invólucros
- medidas para evitar a presença de flora
Normal
A proteção pode compreender:
- grau de proteção adequado contra a penetração de corpos sólidos (ver AE)
- resistência mecânica suficiente (ver AG)
- precauções para evitar a presença da fauna (como limpeza, uso de pesticidas)
- componentes especiais ou revestimentos protegendo os invólucros
Devem ser tomadas precauções para que a situação controlada não
seja prejudicada
Medidas especiais no projeto da instalação, tais como filtros
Circuitos de bloqueio, por exemplo
Sem requisitos adicionais
Requer medidas adequadas
Ver 5.4 e 5.5
AM3 - Variações de amplitude da tensão (4.2.6.1.10)
AM4 - Desequilíbrio de tensão (4.2.6.1.10)
GUIA O SETOR ELÉTRICO DE NORMAS BRASILEIRAS
N
BR 5410
63
Código ReferênciasInfluências externas Características exigidas para seleção einstalação dos componentes
AM5 - Variações de freqüência (4.2.6.1.10)
AM8 - Campos magnéticos radiados (4.2.6.1.10)
AM9 - Campos elétricos (4.2.6.1.10)
AM21 - Tensões ou correntes induzidas oscilantes (4.2.6.1.10)
AM5
AM6
AM7
AM8-1
AM8-2
AM9-1
AM9-2
AM9-3
AM9-4
AM21
AM22-1
AM22-2
AM22-3
AM22-4
AM23-1
AM23-2
AM23-3
AM24-1
AM24-2
AM25-1
AM25-2
AM25-3
AM31-1
AM31-2
AM31-3
AM31-4
AM41-1
Ver 5.4.3 - Alta suportabilidade dos sistemas de sinalização e comando de
dispositivos de manobra
Medidas para limitar seu nível e duração nos equipamentos de utilização ou
em suas proximidades
Normal
Proteção por medidas adequadas, tais como blindagem e/ou separação
Normal
Ver IEC 61000-2-5
Ver IEC 61000-2-5
Ver IEC 61000-2-5
Normal
Requer medidas de proteção (ver 4.2.6.1.10)
Requer medidas de proteção (ver 4.2.6.1.10)
Equipamento normal
Equipamento de alta imunidade
Suportabilidade a impulsos dos componentes e proteção contra
sobretensões, levando-se em conta a tensão nominal da instalação e a
categoria de suportabilidade, de acordo com 5.4.2
Ver IEC 61000-4-12
Ver IEC 60255-22-1
Normal
Nível reforçado
Normal
Normal
Normal
Reforçada
Proteções especiais, tais como distanciamento da fonte, interposição de
blindagens, invólucro de materiais especiais
AM6 - Tensões induzidas de baixa freqüência (4.2.6.1.10)
AM7 - Componentes contínuas em redes c.a. (4.2.6.1.10)
Nível normal
Sem classificação
Sem classificação
Nível médio
Nível alto
Nível desprezível
Nível médio
Nível alto
Nível muito alto
Sem classificação
Níveldesprezível
Nível médio
Nível alto
Nível muito alto
Nível controlado
Nível médio
Nível alto
Nível médio
Nível alto
Nível desprezível
Nível médio
Nível alto
Nível baixo
Nível médio
Nível alto
Nível muito alto
Sem classificação
± 1 Hz de acordo
com a IEC 61000-2-2
ITU-T
Nível 2 da
IEC 61000-4-8:2001
Nível 4 da
IEC 61000-4-8:2001
IEC 61000-2-5
IEC 61000-4-6
Nível 1 da
IEC 61000-4-4:2004
Nível 2 da
IEC 61000-4-4:2004
Nível 3 da
IEC 61000-4-4:2004
Nível 4 da
IEC 61000-4-4:2004
4.2.6.1.12, 5,4.2 e
6.3.5
IEC 61000-4-12
IEC 60255-22-1
Nível 1 da
IEC 61000-4-3:2002
Nível 2 da
IEC 61000-4-3:2002
Nível 3 da
IEC 61000-4-3:2002
Nível 1 da
IEC 61000-4-2:2001
Nível 2 da
IEC 61000-4-2:2001
Nível 3 da
IEC 61000-4-2:2001
Nível 4 da
IEC 61000-4-2:2001
AM22 - Transitórios unidirecionais conduzidos, na faixa do nanossegundo (4.2.6.1.10)
AM23 - Transitórios unidirecionais conduzidos, na faixa do micro ao milissegundo (4.2.6.1.10)
AM24 - Transitórios oscilantes conduzidos (4.2.6.1.10)
AM25 - Fenômenos radiados de alta freqüência (4.2.6.1.10)
AM31 - Descargas eletrostáticas (4.2.6.1.10)
AM41 - Radiações ionizantes (4.2.6.1.10)
GUIA O SETOR ELÉTRICO DE NORMAS BRASILEIRAS
N
BR
5
41
0
64
Código ReferênciasInfluências externas Características exigidas para seleção einstalação dos componentes
AN1
AN2
AN3
AQ1
AQ2
AQ3
AR1
AR2
AR3
AS1
AS2
AS3
BA1
BA2
BA3
BA4
BA5
BB1
BB2
BB3
BB4
BC1
BC2
BC3
BC4
BD1
BD2
BD3
BD4
BE1
BE2
BE3
BE4
IEC 60721-3-3
IEC 60721-3-3
IEC 60721-3-4
IEC 61140:2001
5.2.2.3
Desprezível
Média
Alta
Desprezíveis
Indiretas
Diretas
Desprezível
Média
Forte
Desprezível
Médio
Forte
Comuns
Crianças
Incapacitadas
Advertidas
Qualificadas
Alta
Normal
Baixa
Muito baixa
Nulo
Raros
Freqüente
Contínuo
Normal
Longa
Tumultuada
Longa e tumultuada
Riscos desprezíveis
Riscos de incêndio
Riscos de explosão
Riscos de contaminação
Normal
Requer medidas adequadas ²)
Requer medidas adequadas ²), tais como:
– componentes resistentes à radiação ultravioleta
– revestimento de cores especiais
– interposição de anteparos
Normal
Ver 5.4.2 e 6.3.5
Ver 5.4.2 e 6.3.5
Quando aplicável, a proteção contra descargas atmosféricas
deve ser conforme ABNT NBR 5419
Normal
Requer medidas adequadas ²)
Requer medidas adequadas ²)
Normal
Requer medidas adequadas ²)
Requer medidas adequadas ²)
Normal
Componente com grau de proteção superior a IP2X Componentes com
temperaturas de superfície externa superiores a 80oC (60oC para creches e
locais análogos) devem ser inacessíveis
Conforme a natureza da deficiência
Componentes não protegidos contra contatos diretos admitidosapenas
em locais de acesso restrito a pessoas devidamente autorizadas
Normal
Normal
Medidas de proteção adequadas (ver 5.1 e seção 9 e anexo C)
Medidas de proteção adequadas (ver 5.1 e seção 9 e anexo C)
Condição excepcional, não considerada, na prática, para seleção dos
componentes.
Componentes classes I, II e III
Componentes classes I, II e III
Medidas especiais
Normal
Ver 5.2.2.2
Normal
Componentes constituídos de materiais não-propagantes de chama.
Precauções para que uma elevação significativa da temperatura
ou uma centelha no componente não possa provocar incêndio
externamente
Componentes adequados para atmosferas explosivas
Medidas adequadas, tais como:
– proteção contra fragmentos de lâmpadas e de outros objetos frágeis
– anteparos contra radiações prejudiciais, como infravermelhas e
ultravioletas
AN - Radiação solar (4.2.6.1.11)
AQ - Descargas atmosféricas (4.2.6.1.12)
AR - Movimentação do ar (4.2.6.1.13)
AR - Movimentação do ar (4.2.6.1.13)
BB - Resistência elétrica do corpo humano (4.2.6.2.2)
BC - Contatos das pessoas com o potencial da terra (4.2.6.2.3)
BD - Fuga das pessoas em emergências (4.2.6.2.4)
BE - Natureza dos materiais processados ou armazenados (4.2.6.2.5)
B - Utilização (4.2.6.2)
BA - Competência de pessoas (4.2.6.2.1)
GUIA O SETOR ELÉTRICO DE NORMAS BRASILEIRAS
N
BR 5410
65
Código ReferênciasInfluências externas Características exigidas para seleção einstalação dos componentes
CA1
CA2
CB1
CB2
CB3
CB4
5.2.2.5
Não-combustíveis
Combustíveis
Riscos desprezíveis
Sujeitas a propagação de incêndio
Sujeitas a movimentação
Flexíveis ou instáveis
Normal
Ver 5.2.2.4
Normal
NOTA Componentes constituídos de materiais não-propagantes de
chama, inclusive de origem não elétrica. Barreiras corta-fogo
NOTA Podem ser previstos detectores de incêndio.
Juntas de contração ou de expansão nas linhas elétricas
(em estudo)
C - Construção das edificações (4.2.6.3)
CA - Materiais de construção (4.2.6.3.1)
CB - Estrutura das edificações (4.2.6.3.2)
1) Podem ser necessárias precauções suplementares (por exemplo, lubrificação especial).
2) Medidas especiais devem ser acordadas entre o projetista da instalação e o fabricante do componente, por exemplo, componentes especialmente concebidos para a aplicação.
13.1.4 identificação dos comPonentes
A identificação dos componentes de uma instalação elétrica
é uma das exigências da Norma Regulamentadora NR-10 (vide
item 3.4.6 do Guia NR-10). Esse assunto também é tratado em
6.1.5 da NBR 5410, ao prescrever que, genericamente, as placas
indicativas ou outros meios adequados de identificação devem
permitir identificar a finalidade dos dispositivos de comando
e proteção, a menos que não exista qualquer possibilidade de
confusão. Se o funcionamento de um dispositivo não puder ser
observado pelo operador e disso puder resultar perigo, uma placa
indicativa, ou um dispositivo de sinalização, deve ser colocado
em local visível ao operador.
Figura 70 – Convenção da posição de entrada dos cabos ou barramentos
Figura A - Convenção da posição da alavanca
(B) - Convenção da posição
dos cabos e barramentos
Os dispositivos de proteção devem estar dispostos e
identificados de forma que seja fácil reconhecer os respectivos
circuitos protegidos. As posições de “fechado” e “aberto” dos
equipamentos de manobra de contatos não visíveis devem ser
indicadas por meio de letras e cores, devendo ser adotada a
seguinte convenção:
I (ou L) – vermelho: contatos fechados;
O (ou D) – verde: contatos abertos.
Embora o assunto não seja tratado na NBR 5410, para evitar
enganos que podem colocar as pessoas e as instalações sob risco,
é conveniente convencionar-se que, nas as chaves seccionadoras,
a posição da alavanca ou punho de manobra para baixo deve
O (ou D)
I (ou L)
GUIA O SETOR ELÉTRICO DE NORMAS BRASILEIRAS
N
BR
5
41
0
66
Figura 71 – Identificação dos dispositivos de proteção
(BA4 ou BA5), devem ser entregues acompanhadas de um
manual do usuário, redigido em linguagem acessível a leigos,
que contenha, no mínimo, os seguintes elementos:
a) esquema(s) do(s) quadro(s) de distribuição com indicação dos
circuitos e respectivas finalidades, incluindo relação dos pontos
alimentados, no caso de circuitos terminais;
b) potências máximas que podem ser ligadas em cada circuito
terminal efetivamente disponível;
c) potências máximas previstas nos circuitos terminais deixados
como reserva, quando for o caso;
d) recomendação explícita para que não sejam trocados, por
tipos com características diferentes, os dispositivos de proteção
existentes no(s) quadro(s).
São exemplos de tais instalações as de unidades residenciais,
de pequenos estabelecimentos comerciais,etc.
A seguir é apresentado, apenas como exemplo, um modelo de
manual do usuário de um suposto apartamento tipo. É importante
lembrar que a linguagem do manual deve ser básica, possível de
ser entendida por leigos em eletricidade. Por exemplo, mesmo
com o prejuízo da perda de rigor técnico, devem ser evitadas
palavras tais como potência aparente, potência reativa, fator
de potência, corrente de curto-circuito presumida, corrente
diferencial-residual, etc.
mANuAl do usuáRIo de INsTAlAções eléTRIcAs
do ApARTAmeNTo TIpo
1. Identificação da obra e responsáveis:
Obra: Edifício X
Endereço: Rua ...........
Construtora: YYYY
Instaladora: ZZZ
corresponder ao equipamento desligado (Figura 70 a). Nos demais
componentes, é conveniente convencionar que os cabos ou
barramentos provenientes do lado da fonte devem estar conectados
sempre nos bornes superiores de entrada (Figura 70 b).
13.1.5 identificação dos disPositivos de Proteção
Os dispositivos de proteção devem ser dispostos e
identificados de forma que seja fácil reconhecer os respectivos
circuitos protegidos (Figura 71).
13.1.6 documentação da instalação
A documentação de uma instalação elétrica é uma das
exigências da Norma Regulamentadora NR-10 (vide item 2
do Guia NR-10). Esse assunto também é tratado em 6.1.8 da
NBR 5410, que determina que a instalação de baixa tensão deve
ser executada a partir de projeto específico e deve conter no
mínimo a seguinte documentação: plantas; esquemas (unifilares
e outros que se façam necessários); detalhes de montagem,
quando necessários; memorial descritivo; especificação
dos componentes: e uma descrição sucinta do componente,
características nominais e normas a que devem atender;
parâmetros de projeto (correntes de curto-circuito, queda de
tensão, fatores de demanda considerados, temperatura ambiente
etc.).
Para facilitar a operação e manutenção, é imprescindível
que, depois de concluída a instalação, toda a documentação
indicada anteriormente seja revisada de acordo com o que foi
executado (projeto “como construído” ou “as built”).
manual do usuário
De acordo com 6.1.8.3, as instalações para as quais não
se prevê equipe permanente de operação, supervisão e/ou
manutenção, composta por pessoal advertido ou qualificado
GUIA O SETOR ELÉTRICO DE NORMAS BRASILEIRAS
N
BR 5410
67
Projetista Elétrico: WWWW
Manual do Usuário elaborado por: RRRR
2. Apresentação:
Este Manual de Instalações Elétricas, doravante designado
por Manual, é parte integrante da documentação da instalação
exigida pela norma NBR 5410 publicada pela Associação
Brasileira de Normas Técnicas.
Este Manual tem por objetivo prover ao usuário da
instalação elétrica identificada no item anterior as informações
e recomendações essenciais relativas à operação e manutenção
da instalação de forma a garantir o adequado, eficiente e seguro
funcionamento da mesma, preservando assim a segurança das
pessoas e animais domésticos, bem como a conservação dos
bens e integridade do patrimônio.
3. Advertências:
Antes de utilizar a instalação elétrica deste apartamento
pela primeira vez, realizar qualquer intervenção na mesma
ou ligar novos aparelhos e equipamentos eletroeletrônicos,
consulte este Manual. Em caso de dúvida, consulte sempre um
profissional de instalações elétricas devidamente habilitado e
qualificado.
Tenha sempre em mente que cada componente elétrico e, por
conseqüência, a instalação elétrica como um todo, tem limites
máximos de potência de utilização. Quando ultrapassados estes
limites, os componentes em geral podem apresentar alterações
de funcionamento e aquecimentos excessivos, os quais reduzem
significativamente a vida útil dos componentes e, em certas
condições, podem acarretar sua destruição, colocando todo o
meio ao seu redor em situação de risco de incêndios, explosões,
choques elétricos, queimaduras, etc. Para evitar estes problemas,
ou minimizá-los substancialmente, a instalação elétrica conta
com dispositivos de proteção tais como disjuntores, dispositivos
DRs, condutores de proteção (fio terra) e outros que, em hipótese
alguma, devem ser substituídos por outros de características
diferentes ou removidos sem a aprovação de um profissional de
instalações elétricas devidamente habilitado e qualificado.
4. Grandezas elétricas fundamentais
Para a correta compreensão de algumas informações
contidas adiante neste Manual, é importante identificar algumas
grandezas elétricas fundamentais que estão presentes nas
instalações elétricas, a saber:
• Tensão elétrica: também conhecida por “voltagem” é
uma espécie de força que provoca a circulação de corrente
elétrica pelos componentes da instalação. Ela é medida em
“volts”. Cada equipamento eletroeletrônico deve ser ligado
em um tensão especificada pelo fabricante, sendo que em
alguns casos o equipamento funciona em mais de uma tensão
(às vezes chamados de equipamentos “bi-volt”). A ligação
do equipamento a uma tensão inadequado pode provocar seu
mau funcionamento, não funcionamento ou eventualmente
sua destruição. Por isso, sempre se assegure que a tensão de
funcionamento do equipamento é compatível com a tensão
disponível na instalação.
• Corrente elétrica: também conhecida por “amperagem”, é
a grandeza que representa o movimento de eletricidade dentro
de um componente ou equipamento elétrico. Ela é medida em
“ampères”. Por exemplo, existem disjuntores elétricos de 10
ampères, 20 ampères, 50 ampères, etc. Assim como tomadas de
10 ampères e 20 ampères.
• Potência elétrica: é o número resultante da multiplicação de
uma tensão elétrica por uma corrente elétrica. Ela é medida em
“watts”. Por exemplo, um equipamento ligado em uma tensão
de 127 volts pela qual circula uma corrente elétrica de 10
ampères, tem uma potência elétrica de 127 x 10 = 1270 watts.
Consequentemente, se uma lâmpada de 100 watts for ligada em
127 volts, a corrente elétrica que circulará por ela será de 100
/ 127 = 0,79 ampère.
• Capacidade máxima de um circuito elétrico: a potência
máxima possível de ser ligada a um circuito elétrico de uma
instalação é o produto da tensão daquele circuito pela corrente
nominal do disjuntor daquele circuito. Assim, por exemplo,
a potência máxima de um circuito com tensão 127 volts que
possui um disjuntor de 10 ampères é de 127 x 10 = 1270 watts.
Procure identificar e respeitar a capacidade máxima dos
circuitos da instalação elétrica do seu apartamento utilizando
as informações que serão apresentadas a seguir neste Manual.
5. Aspectos gerais da instalação elétrica do apartamento
Os principais componentes da instalação elétrica do
apartamento são os seguintes:
• quadro de distribuição, dentro do qual estão os disjuntores e
os dispositivos de proteção contra choques elétricos (DRs);
• condutores elétricos que formam os circuitos que interligam
o quadro de distribuição até as cargas (lâmpadas, tomadas,
aquecedores, aparelhos de ar condicionado, etc.);
• interruptores, tomadas e luminárias.
O quadro de distribuição é o centro de distribuição de toda
a instalação elétrica. Ele recebe os fios que vêm do medidor de
energia elétrica da concessionária, é nele que se encontram os
dispositivos de proteção contra sobrecargas, curtos-circuitos e
choques elétricos e é dele que partem os circuitos (condutores)
que vão alimentar diretamente as lâmpadas, tomadas e aparelhos
elétricos e eletrônicos. Numa instalação elétrica existem diversos
circuitos que levam energia para grupos de lâmpadas, grupos
de tomadas de uso geral e para equipamentos específicos. É
possível o usuário ligar e desligar individualmente os circuitos,
sem necessidade de, por exemplo, desligar toda a instalação
GUIA O SETOR ELÉTRICO DE NORMASBRASILEIRAS
N
BR
5
41
0
68
apenas para a troca de uma lâmpada da cozinha. O esquema
do quadro elétrico indicado na Figura 1 representa como estão
divididos os circuitos do seu apartamento. Desta forma, por
exemplo, para a realização de uma intervenção na tomada do
quarto do casal, basta desligar o disjuntor identificado como
“3” e para a troca da resistência elétrica do chuveiro deve ser
desligado o disjuntor “6”.
No interior do quadro de distribuição existem alguns
disjuntores que têm a função de proteger os condutores elétricos
contra aquecimentos indevidos (chamados de sobrecargas e
curtos-circuitos). Os disjuntores automaticamente desligam os
circuitos quando da ocorrência de uma sobrecarga ou curto-
circuito. A escolha do disjuntor adequado para a proteção dos
condutores é feita através de critérios técnicos específicos e
UM DISJUNTOR NUNCA DEVE SER TROCADO por outro de
capacidade diferente daquela originalmente projetada.
Um outro componente presente no interior do quadro de
distribuição é o dispositivo DR que tem a função de proteger
as pessoas contra os perigos resultantes de um choque elétrico.
O desligamento automático do dispositivo DR indica que
existe alguma anormalidade na instalação elétrica que pode
colocar os usuários em risco de choque elétrico. Portanto,
NUNCA RETIRE OU TROQUE um dispositivo DR por outro de
características diferentes daquele originalmente projetado.
Os condutores da instalação elétrica devem ter a seção
(bitola) compatível com a energia elétrica que irão transportar
do quadro de distribuição até as cargas. NUNCA SUBSTITUA
um condutor elétrico por outro de bitola inferior àquela que foi
originalmente projetada.
6. Recomendações gerais para uso e manutenção adequados
da instalação elétrica do apartamento.
• Nunca molhe o quadro de distribuição.
- Mantenha o quadro de luz sempre limpo, ventilado e
desimpedido.
• Nunca remova a tampa do quadro de distribuição expondo as
suas partes energizadas.
• Nunca substitua os disjuntores e dispositivos contra choques
elétricos (DR) por outros de características diferentes da
originalmente projetada sem antes consultar um profissional
habilitado e qualificado.
• Nunca inutilize os dispositivos DR.
• Nunca troque a fiação elétrica por outra diferente da
originalmente projetada sem antes consultar um profissional
habilitado e qualificado.
• Evite o uso de extensões soltas pelo piso ou presas a paredes.
É preferível consultar um profissional habilitado e qualificado
para avaliar a possibilidade de instalar uma fiação permanente
dentro da tubulação embutida existente ou usar canaletas
aparentes apropriadas para esta finalidade.
• O uso de “benjamins” ou “tês” deve ser evitado, preferindo-se
a instalação de tomadas múltiplas dentro da caixa de ligação.
Caso o emprego destas peças seja indispensável, respeite a
capacidade das mesmas (corrente elétrica máxima).
• Nunca inutilize o fio terra dos equipamentos elétricos e
eletrônicos.
• Sempre desligue o disjuntor do circuito no qual se pretende
fazer uma intervenção qualquer, tais como troca de lâmpadas,
troca de tomadas, etc.
• Substitua imediatamente qualquer componente da instalação
elétrica ao menor sinal de deterioração, tais como ressecamento,
trincamento, rachaduras, alteração significativa de coloração,
enegrecimento, ruídos estranhos, etc. Recorra a um profissional
habilitado e qualificado para realizar esta substituição.
Figura 72: Esquema do quadro de distribuição do apartamento e indicação de
circuitos e suas respectivas potências máximas
tabela
CIRCUITO
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
R
TENSÃO (VOLTS)
127
127
127
127
127
127
127
127
127
127
220
127
POTÊNCIA MÁXIMA (WATTS)
620
460
900
1000
1200
700
1200
1200
1200
1200
5600
1200
FINALIDADE
Iluminação da sala, dormitório 1, dormitório 2, banheiro e hall dos dormitórios
Iluminação da copa, cozinha, área de serviço e quintal
Tomadas de uso geral da sala, dormitório 1 e hall dos dormitórios
Tomadas de uso geral do banheiro e dormitório 2
Tomadas de uso geral da copa
Tomadas de uso geral da copa
Tomadas de uso geral da cozinha
Tomadas de uso geral da cozinha
Tomadas de uso geral da área de serviço
Tomadas de uso geral da área de serviço
Chuveiro elétrico
Reserva
GUIA O SETOR ELÉTRICO DE NORMAS BRASILEIRAS
N
BR 5410
69
14 lINHAs eléTRIcAs
A NBR 5410 traz uma série de prescrições relativas às
instalações de baixa tensão, que incluem os tipos de linhas
elétricas admitidas, as características dos cabos de baixa tensão
e seus acessórios, além dos barramentos blindados, a escolha das
linhas elétricas de acordo com as influências externas, aspectos de
conexões elétricas e diversas considerações sobre as instalações
propriamente ditas dos cabos.
As linhas elétricas são tratadas na NBR 5410 nos itens indicados
na Tabela 19.
tabela 19 - itens da nbr 5410 sobre linhas elétricas
Prescrições
fundamentais
3.4
Medidas de
proteção
5.1.2.3 / 5.2.2.2
Seleção e
instalação
6.1.5.2 / 6.2
14.1terminoloGia
A terminologia adotada para as linhas elétricas está baseada na
NBR IEC 60050 (826):1997 - Vocabulário eletrotécnico brasileiro
- capítulo 826: Instalações elétricas em edificações, e alguns termos
definidos na própria NBR 5410.
• armação de um cabo: é o elemento metálico que protege o cabo
contra esforços mecânicos.
• bandeja: suporte de cabos constituído por uma base contínua, com
rebordos e sem cobertura, podendo ser perfurada ou não (lisa).
• bloco alveolado: bloco de construção com um ou mais furos que,
por justaposição, formam um ou mais condutos.
• cabo multiplexado: é um cabo formado por dois ou mais condutores
isolados ou por cabos unipolares, dispostos helicoidalmente, sem cobertura.
• cabo multipolar: é constituído por dois ou mais cabos isolados e
dotado, no mínimo, de cobertura.
• cabo unipolar: é um cabo isolado dotado de cobertura.
• cabo: é o conjunto de fios encordoados, isolados ou não entre si,
podendo o conjunto ser isolado ou não.
• caixa de derivação: é uma caixa utilizada para passagem e/ou
ligações de condutores entre si e/ou dispositivos nela instalados.
Espelho é a peça que serve de tampa para uma caixa de derivação ou
de suporte e remate para dispositivos de acesso externo.
• canaleta: elemento de linha elétrica instalado ou construído no
solo ou no piso, ou acima do solo ou do piso, aberto, ventilado ou
fechado, com dimensões insuficientes para a entrada de pessoas, mas
que permitem o acesso aos condutores ou eletrodutos nele instalados,
em toda a sua extensão, durante e após a instalação. Uma canaleta
pode ser parte, ou não, da construção da edificação.
• cobertura de um fio ou cabo: é um invólucro externo não metálico e
contínuo, sem função de isolação, destinado a proteger o fio ou cabo
contra influências externas.
• condulete: é uma caixa de derivação para linhas aparentes, dotada
de tampa própria.
• conduto elétrico: elemento de linha elétrica destinado a conter
condutores elétricos.
• condutor elétrico: é o produto metálico, geralmente de forma
cilíndrica e de comprimento muito maior que a sua maior dimensão
transversal, utilizado para transportar energia elétrica ou transmitir
sinais elétricos.
• condutor isolado é o fio ou cabo dotado apenas de isolação, sendo
que essa pode ser constituída por uma ou mais camadas.
• eletrocalha: elemento de linha elétrica fechada e aparente,
constituído por uma base com cobertura desmontável, destinado a
envolver por completo condutores elétricos providos de isolação,
permitindo também a acomodação de certos equipamentos elétricos.
As calhas podem sermetálicas (aço, alumínio) ou isolantes (plástico);
as paredes podem ser lisas ou perfuradas e a tampa simplesmente
encaixada ou fixada com auxílio de ferramenta.
• eletroduto: elemento de linha elétrica fechada, de seção circular ou
não, destinado a conter condutores elétricos providos de isolação,
permitindo tanto a enfiação como a retirada destes. Na prática, o termo
se refere tanto ao elemento (tubo), como ao conduto formado por
diversos tubos. Os eletrodutos podem ser metálicos (aço, alumínio)
ou de material isolante (PVC, polietileno, fibro-cimento etc.). São
usados em linhas elétricas embutidas, subterrâneas ou aparentes.
• escada ou leito para cabos: suporte de cabos constituído por uma
base descontínua, formada por travessas ligadas rigidamente a duas
longarinas longitudinais, sem cobertura.
• espaço de construção: espaço existente na estrutura ou nos componentes
de uma edificação, acessível apenas em determinados pontos.
• fio: é um produto metálico, maciço e flexível, de seção transversal
invariável e de comprimento muito maior que a sua seção transversal.
Os fios, geralmente de forma cilíndrica, podem ser usados diretamente
como condutores elétricos (com ou sem isolação) ou para a fabricação
de ‘condutores encordoados’.
• galeria: corredor cujas dimensões permitem que pessoas transitem
livremente por ele em toda a sua extensão, contendo estruturas de
suporte para os condutores e suas junções e/ou outros elementos de
linhas elétricas.
• linha (elétrica): conjunto constituído por um ou mais condutores,
com os elementos de sua fixação e suporte e, se for o caso, de
proteção mecânica, destinado a transportar energia elétrica ou a
transmitir sinais elétricos.
• linha aberta: linha em que os condutores são circundados por ar
ambiente não confinado.
• linha aérea: linha (aberta) em que os condutores ficam elevados
em relação ao solo e afastados de outras superfícies que não os
respectivos suportes.
• linha aparente: linha em que os condutos ou os condutores não estão
embutidos.
• linha em parede ou no teto: linha aparente em que os condutores
ficam na superfície de uma parede ou de um teto, ou em sua
proximidade imediata, dentro ou fora de um conduto; considera-se
que a distância entre o conduto ou o cabo e a parede ou teto seja
inferior a 0,3 vezes o diâmetro externo ou a maior dimensão externa
do conduto ou cabo, conforme o caso.
• linha embutida: linha em que os condutos ou os condutores estão
são encerrados localizados nas paredes ou na estrutura do prédio da
edificação, e acessível apenas em pontos determinados.
• linha pré-fabricada: é uma linha elétrica constituída por peças em
tamanhos padronizados, contendo condutores de seção maciça com
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Figura 73 – Tipos de cabos elétricos
Figura 74 – Tipos de condutos
proteção mecânica, que se ajustam entre si no local da instalação.
Os barramentos blindados (busways) são exemplos de linhas pré-
fabricadas.
• linha pré-fabricada: linha constituída construída por peças em de
tamanhos padronizados, contendo condutores de seção maciça com
proteção mecânica, que se encaixam ajustam entre si no local da
instalação.
• linha subterrânea: linha construída com cabos isolados, enterrados
diretamente no solo ou instalados em condutos subterrâneos
enterrados no solo;
• moldura: conduto aparente, fixado ao longo de superfícies,
compreendendo uma base fixa, com ranhuras para a colocação de
condutores e uma tampa desmontável. Quando fixada junto ao ângulo
parede/piso, a moldura é também denominada “rodapé”.
• perfilado: eletrocalha ou bandeja de dimensões transversais
reduzidas. Um dos tipos mais comuns de perfilados tem a dimensão
38 x 38 mm.
• poço: espaço de construção vertical, estendendo-se geralmente por
todos os pavimentos da edificação.
• prateleira para cabos: suporte contínuo para condutores, engastado
ou fixado em uma parede ou teto por um de seus lados, e com uma
borda livre.
• suportes horizontais para cabos: suportes individuais espaçados
entre si, nos quais é fixado mecanicamente um cabo ou um eletroduto.
14.2 tiPos de linhas elétricas
Os tipos de linhas elétricas admitidos pela NBR 5410 estão
indicados na tabela 33 da norma.
Na tabela 33 da norma, os cabos elétricos são divididos
em três famílias, conforme Figura 74: condutores isolados,
cabos unipolares e cabos multipolares (ver definição em 14.1
deste guia).
Os condutos são divididos em duas famílias, conforme Figura
74: condutos abertos e condutos fechados (ver definição em 14.1
deste guia).
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Figura 75 – Disposição das linhas elétricas conforme 6.1.5.2 da NBR 5410
Figura 76 – Construção típica de cabos de baixa tensão
O resumo da tabela 33 da NBR 5410 é que os condutores isolados
(providos unicamente de isolação) devem ser instalados unicamente
dentro de condutos fechados, ao passo que cabos unipolares e
multipolares (que possuem cobertura) podem ser utilizados em
condutos abertos, condutos fechados, diretamente fixados, etc.
A lógica desta regra é que a cobertura dos cabos unipolares e
multipolares oferece uma proteção adequada da isolação contra
as influências externas normais (sobretudo sob o ponto de vista
mecânico), enquanto que, nos condutores isolados, não há nenhum
tipo de proteção para a isolação. Neste caso, após a instalação, a
isolação deverá ser protegida pelos condutos fechado (é como se
o conduto fechado no caso do condutor isolado fizesse o papel da
cobertura nos cabos unipolares e multipolares). A única exceção a
essa regra acontece, sob certas condições muito específicas, com
canaletas e perfilados sem tampa (condutos abertos), que são tratados
mais adiante neste guia.
14.3 identificação das linhas elétricas
Em 6.1.5.2, a NBR 5410 prescreve que as linhas elétricas devem
ser dispostas ou marcadas de modo a permitir sua identificação
quando da realização de verificações, ensaios, reparos ou
modificações da instalação. Isso pode ser conseguido, por exemplo,
pela padronização das cores da tubulação para cada tipo de linha
(média tensão, baixa tensão, comando, etc.) ou pela instalação em
condutos (leitos, eletrocalhas, etc.) colocados em diferentes níveis
(alturas), conforme Figura 75.
Os condutores isolados, cabos unipolares ou veias de cabos
multipolares de baixa tensão devem ser identificados conforme essa
função por anilhas, etiquetas ou outro meio indelével qualquer. Em
caso de identificação por cor, devem ser usadas as cores indicadas
na Tabela 20.
14.4 cabos elétricos de baixa tensão
14.4.1 construção
A construção típica de condutores elétricos de baixa tensão é
aquela mostrada na Figura 76.
Função
Neutro
Condutor de proteção (PE)
Condutor de proteção
combinado com neutro (PEN)
Fases
OBSERVAÇÃO
A veia com isolação azul-clara de um cabo multipolar pode ser usada para outras
funções, que não a de condutor neutro, se o circuito não possuir condutor neutro
ou se o cabo possuir um condutor periférico utilizado como neutro.
Na falta da dupla coloração verde-amarela, admite-se o uso apenas da cor
verde.
Com identificação verde-amarela nos pontos visíveis ou acessíveis, na veia
do cabo multipolar ou na cobertura do cabo unipolar.
Por razões de segurança, não deve ser usada a cor de isolação
exclusivamente amarela onde existir o risco de confusão com a dupla
coloração verde-
tabela 20 - cores de identificação de cabos elétricos
Cor
Azul-claro
Verde-amarelo ou verde
Azul-claro
Qualquer cor, exceto azul-claro,
verde-amarelo ou verdeCabo
unipolar
Cabo
multipolar
Condutor
Isolação
Condutor
Isolação
Cobertura
Condutor
isolado
condutor
O cobre e o alumínio são os dois metais mais utilizados na
fabricação de condutores elétricos, tendo em vista suas propriedades
elétricas e mecânicas, bem como seu custo. Ao longo dos anos, o cobre
tem sido o mais usado em condutores providos de isolação, enquanto
que o alumínio é mais empregado em condutores nus para redes aéreas.
Segundo as normas técnicas de condutores elétricos, o cobre
utilizado deve ter pureza de cerca de 99,99%, enquanto que a
pureza do alumínio é em torno de 99,5%.
isolação
As isolações de todos os cabos de baixa tensão são
constituídas por materiais sólidos termoplásticos (cloreto de
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polivinila e polietileno) ou termofixos (borracha etileno-propileno
e polietileno reticulado).
Entre as características comuns a todos os materiais isolantes
sólidos estão:
• Homogeneidade da isolação e boa resistência ao envelhecimento
em serviço;
• Ausência de escoamento;
• Insensibilidade às vibrações;
• Bom comportamento ao fogo.
A seguir são apresentadas as características específicas de cada
um dos materiais isolantes sólidos mencionados.
• Cloreto de polivinila (PVC): sua rigidez dielétrica é elevada,
porém menor do que a de outros isolantes; suas perdas dielétricas
são elevadas, principalmente acima de 20 kV; sua resistência aos
agentes químicos em geral é muito boa; tem boa resistência à água;
não propaga a chama, mas sua combustão emite grande quantidade
de fumaça, gases corrosivos e tóxicos.
• Borracha etileno-propileno (EPR): excelente rigidez dielétrica;
sua flexibilidade é muito grande, mesmo a temperaturas baixas;
apresenta uma resistência excepcional às descargas e radiações
ionizantes, mesmo a quente; suas perdas (no dielétrico) são
baixas nas misturas destinadas aos cabos de média tensão;
possui uma resistência à deformação térmica que permite
temperaturas de 250 °C, durante os curtos-circuitos; possui boa
característica no que diz respeito ao envelhecimento térmico,
o que permite conservar densidades de corrente aceitáveis
quando os cabos funcionam em temperatura ambiente elevada;
apresenta baixa dispersão da rigidez dielétrica e é praticamente
isento do treeing (fenômeno de formação de arborescências
no material, provocando descargas parciais localizadas e sua
consequente deterioração);
• Polietileno reticulado (XLPE): excelente rigidez dielétrica;
apresenta uma resistência à deformação térmica bastante satisfatória
em temperaturas de até 250 °C; a reticulação do polietileno permite
a incorporação de cargas minerais e orgânicas utilizadas para
melhorar o comportamento mecânico, a resistência às intempéries
e, sobretudo, o comportamento ao fogo; apresenta dispersão
relativamente alta da rigidez dielétrica, bem como o fenômeno do
treeing com alguma frequência (mas isso pode ser contornado com
misturas especiais de XLPE).
cobertura
Os cabos unipolares e multipolares de baixa tensão são
protegidos com uma cobertura de PVC, polietileno, neoprene,
polietileno clorossulfonado, material não halogenado (com baixa
emissão de fumaça, gases tóxicos e corrosivos), dentre outros
materiais.
A escolha do tipo de material da cobertura é função das
influências externas (ver 13.1.3 deste guia) a que o cabo estará
submetido, principalmente no que se refere à presença de água
(AD), substâncias corrosivas (AF), solicitações mecânicas (AG),
presença de fauna (roedores, cupins – AL), radiação solar (NA), e
condição de fuga das pessoas em emergência (BD)
O PVC é o material de cobertura mais econômico e com
resistência suficiente para o uso corrente na maioria das aplicações,
porém emite uma quantidade apreciável de fumaça, gases tóxicos
e corrosivos quando queima. O polietileno (pigmentado com negro
de fumo para torná-lo resistente à luz solar) é frequentemente
utilizado nas instalações em ambientes com alto teor de ácidos,
bases ou solventes orgânicos, assim como em instalações sujeitas às
intempéries. Nas aplicações onde são necessárias as características
de baixa emissão de fumaça, gases tóxicos e corrosivos são
utilizados os materiais não halogenados na cobertura dos cabos de
média tensão.
Em algumas situações, dependendo das influências externas
(particularmente para proteção mecânica), pode ser necessário
incluir no cabo de baixa tensão uma proteção metálica adicional
com função de armação. As armações mais usuais são compostas
por fitas planas de aço, aplicadas helicoidalmente; ou fitas de aço
ou alumínio, aplicadas transversalmente, corrugadas e intertravadas
(interlocked). As armações com fios de aço são recomendadas
quando se deseja atribuir ao cabo resistência aos esforços de tração.
14.4.2 tensão nominal dos cabos de baixa tensão
A tensão de isolamento nominal de um cabo é uma característica
relacionada com o material isolante, com a espessura da isolação
e com as características de funcionamento do sistema (instalação)
em que o cabo vai atuar. É indicada por dois valores de tensão
separados por uma barra, designados por Uo/U, onde Uo refere-se à
tensão fase-terra e U à tensão fase-fase, em volts.
Os valores normalizados de tensão de isolamento nominal na
baixa tensão são: 300/300 V; 300/500 V; 450/750 V; 0,6/1 kV.
14.4.3 normas técnicas dos cabos de baixa tensão
Todos os condutores devem ser providos, no mínimo, de
isolação, a não ser quando o uso de condutores nus ou providos
apenas de cobertura for expressamente permitido.
As normas técnicas dos cabos admitidos pela NBR 5410 estão
indicados na Tabela 21.
tabela 21 - tiPos de cabos admitidos Pela nbr 5410
Cabo não
halogenado
---x---
NBR
13248
NBR
13248
Isolação
em XLPE
---x---
---x---
NBR 7287
NBR 7285
Isolação
em EPR
---x---
---x---
NBR 7286
Isolação
em PVC
---x---
NBR
NM 247-3
NBR 7288
(formato redondo)
NBR 8661
(formato plano)
Sem
revestimento
NBR 6524
---x---
---x---
Condutores
de cobre sem
isolação (fios
e cabos nus ou
com cobertura
protetora)
Condutor
isolado
Cabo unipolar
ou multipolar
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14.4.4 condutores de cobre ou alumÍnio?
14.4.4.1 asPectos técnicos
As três principais diferenças técnicas entre o cobre e
o alumínio no que diz respeito à fabricação de condutores
elétricos são: condutividade elétrica, peso e conexões.
condutividade elétrica
A grandeza que expressa a capacidade que um material tem
de conduzir a corrente elétrica é chamada de condutividade
elétrica. Ao contrário, o número que indica a propriedade que
os materiais possuem de dificultar a passagem da corrente é
chamado de resistividade elétrica.
Segundo a norma “International Annealed Copper
Standard” (IACS), adotada em praticamente todos os países,
é fixada em 100% a condutividade de um fio de cobre
de 1 metro de comprimento com 1 mm2 de seção e cuja
resistividade a 20oC seja de 0,01724 W.mm2/m (a resistividade
e a condutividade variam com a temperatura ambiente) .
Dessa forma, esse é o padrão de condutividade adotado, o que
significa que todos os demais condutores, sejam em cobre,
alumínio ou outro metal qualquer, têm suas condutividades
sempre referidas a aquele condutor. A Tabela 22 ilustra essa
relação entre condutividades.
tabela 22 – condutividades elétricas relativas do cobre e alumÍnio
Material
cobre mole
cobre meio-duro
cobre duro
alumínio
Condutividade relativa IACS(%)
100,0
97,7
97,2
60,6
A Tabela 22 pode ser entendida da seguinte forma: o
alumínio, por exemplo, conduz 39,4% (100 - 60,6) menos
corrente elétrica que o cobre mole. Na prática, isso significa
que, para conduzir a mesma corrente, um condutor em
alumínio precisa ter uma seção aproximadamente 60% maior
que a de um fio de cobre mole. Por exemplo, um condutor de
10 mm2 de cobre tem seu equivalente em alumínio com seção
aproximadamente 10 x 1,6 = 16 mm2.
Essa equivalência é aproximada porque a relação entre as
seções não é apenas geométrica e também depende de alguns
fatores que consideram certas condições de fabricação do
condutor, tais como eles serem nus ou recobertos, sólidos ou
encordoados, etc.
Para que o cobre apresente as condutividades indicadas na
Tabela 22, é fundamental que sua pureza seja de, no mínimo,
99,99% e o alumínio de 99,5%. Qualquer tipo de contaminação
do metal, como aquela presente nas sucatas, causa uma
queda significativa na sua condutividade. Em certos casos,
essa redução pode chegar quase à metade. Isso implica, por
exemplo, que um condutor fabricado com sucata de cobre, com
metade da condutividade ideal, deveria ter o dobro da seção
de um condutor puro, para que ambos conduzissem a mesma
corrente elétrica. Essa colocação é apenas um alerta, uma vez
que é proibido, por norma, fabricar condutores elétricos com
purezas inferiores às indicadas.
Peso
A densidade do alumínio é de 2,7 g/cm3 e a do cobre de 8,9
g/cm3. Calculando-se a relação entre o peso de um condutor de
cobre e o peso de um condutor de alumínio, ambos transportando
a mesma corrente elétrica, verifica-se que, apesar de o condutor
de alumínio possuir uma seção cerca de 60% maior, seu peso é
da ordem da metade do peso do condutor de cobre.
A partir dessa realidade física, estabeleceu-se uma divisão
clássica entre a utilização do cobre e do alumínio nas redes
elétricas. Quando o maior problema em uma instalação
envolver o peso próprio dos condutores, prefere-se o alumínio
por sua leveza. Esse é o caso das linhas aéreas em geral, onde
as dimensões de torres e postes e os vãos entre eles dependem
diretamente do peso dos cabos por eles sustentados. Por outro
lado, quando o principal aspecto não é peso, mas é o espaço
ocupado pelos condutores, escolhe-se o cobre por possuir um
menor diâmetro. Essa situação é encontrada nas instalações
internas, onde os espaços ocupados pelos eletrodutos,
eletrocalhas, bandejas e outros são importantes na definição da
arquitetura do local.
Deve-se ressaltar que, embora clássica, essa divisão entre a
utilização de condutores de cobre e alumínio possui exceções,
devendo ser cuidadosamente analisada em cada caso.
Conexões
Uma das diferenças mais marcantes entre cobre e alumínio
está na forma como se realizam as conexões entre condutores
ou entre condutor e conector.
O cobre não apresenta requisitos especiais quanto ao
assunto, sendo relativamente simples realizar as ligações dos
condutores de cobre.
No entanto, o mesmo não ocorre com o alumínio. Quando
exposta ao ar, a superfície do alumínio é imediatamente
recoberta por uma camada invisível de óxido, de difícil
remoção e altamente isolante. Assim, em condições normais,
se encostarmos um condutor de alumínio em outro não haveria
um adequado contato elétrico entre eles.
Nas conexões em alumínio, um bom contato somente
será conseguido se rompermos essa camada de óxido, o
que é conseguido apenas com a utilização de ferramentas e
conectores específicos e mão de obra treinada. Além disso,
quase sempre são empregados compostos que inibem a
formação de uma nova camada de óxido, uma vez removida
a camada anterior. Como visto a seguir, é por causa desta
necessidade de materiais específicos e pessoal altamente
qualificado para lidar com as conexões em alumínio que a
NBR 5410 impõe várias restrições ao uso de fios e cabos
elétricos com este condutor.
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asPectos normativos
Inicialmente, é importante notar que, em 6.2.2.3 da NBR
5140 indica-se que as linhas pré-fabricadas (barramentos
blindados) devem atender à NBR IEC 60439-2, ser instalados de
acordo com as instruções do fabricante e atender às prescrições
de 6.2.4, 6.2.7, 6.2.8 e 6.2.9. Com isto, fica claro que todas
as prescrições do item 6.2.3 Condutores não se aplicam aos
barramentos blindados (busways), ficando restritas aos fios e
cabos elétricos isolados, unipolares e multipolares.
Desta forma, encontram-se referências ao uso dos dois
metais em 6.2.3.7 da NBR 5410, que prescreve que os
condutores utilizados nas linhas elétricas devem ser de cobre
ou alumínio, porém o texto da norma prossegue sem restrições
ao cobre, porém traz as seguintes restrições ao emprego do
alumínio:
• Em 6.2.3.8.1 diz-se que somente podem ser utilizados
condutores de alumínio em estabelecimentos industriais desde
que a seção dos cabos seja maior ou igual a 16 mm2, exista uma
subestação ou fonte própria e a instalação e manutenção sejam
realizadas por pessoal qualificado (BA5).
• Em 6.2.3.8.2 diz-se que somente podem ser utilizados
condutores de alumínio em estabelecimentos comerciais desde
que a seção dos cabos seja maior ou igual a 50 mm2, os locais
sejam exclusivamente BD1 e a instalação e manutenção sejam
realizadas por pessoal qualificado (BA5).
• Em 6.2.3.8.3, concluem-se as restrições com a proibição total
do uso de alumínio em locais BD4 (concentração de público).
Embora não esteja explícito, o texto deixa evidente
a proibição total do uso de condutores de alumínio em
instalações residenciais (casas e edifícios), uma vez, como
vimos anteriormente, apenas permite, com restrições, o uso
deste metal em estabelecimentos industriais e comerciais.
Adicione-se a estas informações o requisito de 1.2.1, que
estabelece que a NBR 5410 aplica-se também às instalações
elétricas em áreas descobertas das propriedades, externas
às edificações. Isto deixa claro que as redes externas, tais
como aquelas destinadas à iluminação, força, alimentadores
de quadros, bombas, etc., também estão sujeitas às mesmas
restrições ao uso de alumínio que as redes internas das
edificações.
É o caso, por exemplo, de um sítio de lazer, onde o padrão
de entrada da concessionária está a 200 metros do quadro geral
e uma linha elétrica, aérea ou subterrânea, precisa ser levada
da caixa de medição situada na divisa do terreno com a rua até
o quadro situado no interior da casa (Figura 77). Por se tratar
de uma propriedade residencial, a NBR 5410 terminantemente
proíbe o uso de fios ou cabos elétricos com condutor de
alumínio. Note que, se uma rede aérea for utilizada neste
caso, ela deverá ser com condutores de cobre, ao contrário da
maioria das redes aéreas usuais que utilizam alumínio.
asPecto econômico
Entendidas as diferenças técnicas entre os dois metais e
atendidas as prescrições normativas anteriormente descritas,
naqueles casos em que ambos os metais forem possíveis de ser
utilizados, resta ao especificador fazer um estudo econômico
comparativo entre fios e cabos em cobre e alumínio, concluindo
então, sob este aspecto, qual a melhor escolha no caso específico.
14.5 escolha das linhas elétricas de acordo com as
influências externas
14.5.1 Geral
Em 6.2.4, a NBR 5410 trata da escolha das linhas elétricas
em função das influências externas significativas presentes na
instalação.
A tabela 34 da NBR 5410 (Tabela 23 deste guia) apresenta
várias influências externas e suas respectivas exigências
específicas em relação aos cabose aos condutos.
Figura 77 - Exmplo de proibição de uso de condutor de alumínio
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tabela 23 - caracterÍsticas dos comPonentes da instalação em função das influências externas
A - Condições ambientais (4.2.6.1) AA = Temperatura ambiente (4.2.6.1.1)
Código
AA1
AA2
AA3
AA4
AA5
AA6
AA7
AA8
AD1
AD2
AD3
AD4
AD5
AD6
AD7
AD8
AE1
AE2
AE3
AE4
AE5
AE6
AF1
AF2
AF3
AF4
AG1
AG2
AG3
AH1
AH2
AH3
Classificação
- 60°C + 5°C
- 40°C + 5°C
- 25°C + 5°C
- 5°C + 40°C
+ 5°C + 40°C
+ 5°C + 60°C
- 25°C + 55°C
- 50°C + 40°C
Desprezível
Gotejamento
Precipitação
Aspersão
Jatos
Ondas
Imersão
Submersão
Desprezível
Pequenos objetos
Objetos muito pequenos
Poeira leve
Poeira moderada
Poeira intensa
Desprezível
Atmosférica
Intermitente
Permanente
Fracos
Médios
Severos
Fracas
Médias
Severas
Seleção e instalação das linhas
Sob temperaturas inferiores a - 10°C, os condutores ou cabos com
isolação e/ou cobertura de PVC, bem como os condutos de PVC não
devem ser manipulados nem submetidos a esforços mecânicos, visto
que o PVC pode tornar-se quebradiço
Quando a temperatura ambiente (ou do solo) for superior aos valores
de referência (20°C para linhas subterrâneas e 30°C para as demais),
as capacidades de condução de corrente dos condutores e cabos
isolados devem ser reduzidas de acordo com 6.2.5.3.3
O uso de molduras em madeira só é permitido em AD1
Nas condições AD3 a AD6 só devem ser usadas linhas com
proteção adicional à penetração de água, com os graus IP
adequados, em princípio sem revestimento metálico externo
Os cabos uni e multipolares dotados de cobertura extrudada
podem ser usados em qualquer tipo de linha, mesmo com
condutos metálicos
Cabos uni e multipolares com isolação resistente à água (por
exemplo, EPR e XLPE)
Cabos especiais para uso submerso
Nenhuma limitação
Nenhuma limitação, desde que não haja exposição a danos mecânicos
Nenhuma limitação
Podem ser necessárias precauções para evitar que a deposição de
poeira ou outras substâncias chegue ao ponto de prejudicar a
dissipação térmica das linhas elétricas. Isso inclui a seleção de um
método de instalação que facilite a remoção da poeira
Nenhuma limitação
As linhas devem ser protegidas contra corrosão ou contra agentes
químicos; os cabos uni e multipolares com cobertura extrudada são
considerados adequados; os condutores isolados só podem ser
usados em eletrodutos que apresentem resistência adequada aos
agentes presentes
Só é admitido o uso de cabos uni ou multipolares adequados aos
agentes químicos presentes
Nenhuma limitação
Linhas com proteção leve; os cabos uni e multipolares usuais são
considerados adequados; os condutores isolados podem ser usados
em eletrodutos que atendam às ABNT NBR 5624 e ABNT NBR 6150
Linhas com proteção reforçada; os cabos uni e multipolares providos
de armação metálica são considerados adequados; os condutores
isolados podem ser usados em eletrodutos que atendam às
ABNT NBR 5597 e ABNT NBR 5598
Nenhuma limitação
Podem ser necessárias linhas flexíveis
Só podem ser utilizadas linhas flexíveis constituídas por cabos
uni ou multipolares flexíveis ou condutores isolados flexíveis em
eletroduto flexível
AC - Altitude (4.2.6.1.3) (sem influência)
AE - Presença de corpos sólidos (4.2.6.1.5)
AF - Presença de substâncias corrosivas ou poluentes (4.2.6.1.6)
AG - Choques mecânicos (4.2.6.1.7)
AH - Vibrações (4.2.6.1.7)
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Código Classificação Seleção e instalação das linhas
AL - Presença de fauna (4.2.6.1.9)
B –– Utilizações
BA - Competência das pessoas (4.2.6.2.1) (sem influência)
BB - Resistência elétrica do corpo humano (4.2.6.2.2)
AN - Radiação solar (4.2.6.1.11)
AK - Presença de flora ou mofo (4.2.6.1.8)
BC - Contato das pessoas com o potencial da terra (4.2.6.2.3)
BD - Fuga das pessoas em emergência (4.2.6.2.4)
BE - Natureza dos materiais processados ou armazenados (4.2.6.2.5)
CB - Estrutura das edificações (4.2.6.3.2)
C - Construção das edificações
CA - Materiais de construção (4.2.6.3.1)
AK1
AK2
AL1
AL2
AN1
AN2
AN3
BB1
BB2
BB3
BB4
BC1
BC2
BC3
BC4
BD1
BD2
BD3
BD4
BE1
BE2
BE3
BE4
CA1
CA2
CB1
CB2
CB3
CB4
Desprezível
Prejudicial
Desprezíve
Prejudicial
Desprezível
Média
Alta
Alta
Normal
Baixa
Muito Baixa
Nulo
Raro
Frequente
Contínuo
Normal
Longa
Tumultuada
Longa e tumultuada
Riscos desprezíveis
Riscos de incêndio
Riscos de explosão
Riscos de contaminação
Não-combustíveis
Combustíveis
Riscos desprezíveis
Sujeitas à propagação de incêndio
Sujeitas a movimentação
Flexíveis
Nenhuma limitação
Deve ser avaliada a necessidade de se utilizar:
- cabos providos de armação, se diretamente enterrados
- condutores isolados em condutos com grau de proteção adequado
- materiais especiais ou revestimento adequado protegendo cabos
ou eletrodutos
Nenhuma limitação
Linhas com proteção especial. Se existir risco devido à presença
de roedores e cupins, deve ser usada uma das soluções:
- cabos providos de armação
- condutores isolados em condutos com grau de proteção adequado
- materiais especialmente aditivados ou revestimento adequado
em cabos ou eletrodutos
Nenhuma limitação
Os cabos ao ar livre ou em condutos abertos devem ser
resistentes às intempéries. A elevação da temperatura da
superfície dos condutores ou cabos deve ser levada em conta nos
cálculos da capacidade de condução de corrente
Nenhuma limitação
Ver 5.1 e seção 9
Nenhuma limitação
Ver 5.1 e seção 9
Nenhuma limitação
Ver 5.2.2.2
Nenhuma limitação
Ver 5.2.2.3
Linhas protegidas por escolha adequada da maneira de instalar
(para BE3, ver ABNT NBR 9518)
Nenhuma limitação
Ver 5.2.2.4
Nenhuma limitação
Ver 5.2.2.5
Linhas flexíveis ou contendo juntas de dilatação e de expansão
Linhas flexíveis
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BR 5410
77
14.5.2 as linhas elétricas e a Proteção contra incêndios
Nos locais classificados como BD2, BD3 e BD4 (tabela 21
da NBR 5410 reproduzida na Tabela 24 deste guia), estabelece-
se em 5.2.2.2.2 que as linhas elétricas (embutidas e aparentes)
não devem ser dispostas em rota de fuga, a menos que a
linha elétrica não venha a propagar e nem contribuir para a
propagação de um incêndio e que a linha elétrica não venha
a atingir temperatura alta o suficiente para inflamar materiais
adjacentes. Se aparente, a linha deve ser posicionada fora da
zona de alcance normal ou possuir proteção contra os danos
mecânicos que possam ocorrer durante uma fuga.
Em 5.2.2.2.3, prescreve-se que, em áreas comuns, em
áreas de circulação e em áreas de concentração de público, em
locais BD2, BD3 e BD4, as linhas elétricas embutidas devem
ser totalmente imersas em material incombustível. Para efeito
desta prescrição, um poço (espaço de construção vertical) pode
Código
BD1
BD2
BD3
BD4
Classificação
Normal
Longa
Tumultuada
Longa e
tumultuada
Aplicações e exemplos1)
Edificações residenciais com altura inferior a 50 m e edificações
nãoresidenciais com baixa densidade de ocupação e altura inferior a 28 m
Edificações residenciais com altura superior a 50 m e edificações
nãoresidenciais com baixa densidade de ocupação e altura
superior a 28 m
Locais de afluência de público (teatros, cinemas, lojas de
departamentos, escolas, etc.); edificações nãoresidenciaiscom alta densidade de ocupação e altura inferior a 28 m
Locais de afluência de público de maior porte (shopping
centers, grandes hotéis e hospitais, estabelecimento de ensino
ocupando diversos pavimentos de uma edificação, etc.);
edificações nãoresidenciais com alta densidade de ocupação e
altura superior a 28 m
tabela 24 - condições de fuGa das Pessoas em emerGências
Características
Baixa densidade de
ocupação Percurso de fuga breve
Baixa densidade de ocupação
Percurso de fuga longo
Alta densidade de ocupação
Percurso de fuga breve
Alta densidade de ocupação
Percurso de fuga longo
NOTA As aplicações e exemplos destinam-se apenas a subsidiar a avaliação de situações reais, fornecendo elementos mais qualitativos do que quantitativos. Os códigos locais de segurança contra
incêndio e pânico podem conter parâmetros mais estritos. Ver também ABNT NBR 13570.
ser considerado linha elétrica embutida quando possuir grau
de proteção IP5X, no mínimo, for acessível somente através
do uso de chave ou ferramenta e observar os requisitos de
6.2.9.6.8 da norma (ver 14.6.5 deste guia).
Nesses locais, no caso das linhas aparentes e as linhas no
interior de paredes ocas ou de outros espaços de construção
devem atender a uma das seguintes condições:
a) no caso de linhas constituídas por cabos fixados em paredes
ou em tetos, os cabos devem ser não-propagantes de chama,
livres de halogênio e com baixa emissão de fumaça e gases
tóxicos;
b) no caso de linhas constituídas por condutos abertos, os cabos
devem ser não-propagantes de chama, livres de halogênio e
com baixa emissão de fumaça e gases tóxicos. Já os condutos,
caso não sejam metálicos ou de outro material incombustível,
devem ser não-propagantes de chama, livres de halogênio e
com baixa emissão de fumaça e gases tóxicos (Figura 78);
Figura 78 – Locais BD com condutos abertos
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Figura 79 – Locais BD com condutos abertos
Figura 80 - Exemplo de local BD4
c) no caso de linhas em condutos fechados, os condutos que não
sejam metálicos ou de outro material incombustível devem ser não-
propagantes de chama, livres de halogênios e com baixa emissão de
fumaça e gases tóxicos. Na primeira hipótese (condutos metálicos
ou de outro material incombustível), podem ser usados condutores
e cabos apenas não-propagantes de chama; na segunda, devem ser
usados cabos não-propagantes de chama, livres de halogênio e com
baixa emissão de fumaça e gases tóxicos (Figura 79).
Note-se que o texto menciona algumas “áreas” em “locais
BD2, BD3 e BD4”. Ou seja, hospitais, hotéis, teatros, cinemas,
escolas, etc., são locais “BDX”, os quais possuem áreas privadas,
sem acesso ao grande público (escritório, cozinha, lavanderia,
camarins, etc.) e áreas comuns, de circulação e de concentração de
público (Figura 80). No primeiro caso valem as regras gerais da
NBR 5410 e no segundo caso é onde de fato valem as prescrições
específicas acima.
Para efeito de escolha dos condutores, o item 6.2.3.5 da
NBR 5410 esclarece que os cabos não-propagantes de chama,
livres de halogênio e com baixa emissão de fumaça e gases
tóxicos devem atender a NBR 13248.
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BR 5410
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14.6 instalação de cabos elétricos de baixa tensão
As diversas condições de instalação dos cabos elétricos de baixa
tensão são tratadas em 6.2.9, 6.2.10 e 6.2.11 da NBR 5410.
14.6.1 travessias de Paredes
Nas travessias de paredes, as linhas elétricas devem
ser providas de proteção mecânica adicional, exceto se sua
robustez for o suficiente para garantir a integridade nos trechos
de travessia.
Como se observa, a preocupação neste caso é garantir a
integridade das linhas elétricas, permitindo qualquer tipo de
linha elétrica desde que ela seja robusta o suficiente para resistir
aos esforços mecânicos que possam resultar da travessia das
paredes. Isso é conseguido, em geral, pela utilização de condutos
metálicos ou, quando não metálicos, com elevada resistência
mecânica a deformações.
14.6.2 linhas elétricas x linhas não-elétricas
Em 6.2.9.4.1, a distância entre as superfícies externas das linhas
elétricas e não-elétricas deve ser tal que as intervenções em uma
linha não danifiquem a outra (Figura 81).
A norma não indica nenhuma medida em particular, ficando a
critério do projetista/instalador determinar a distância que, a seu
critério, seja a mais adequada. Na falta de um melhor parâmetro, o
valor de 3 cm indicado na versão de 1997 da NBR 5410 poderia ser
uma boa sugestão.
Em 6.2.9.4.3 está prescrito que não se admitem linhas elétricas
no interior de dutos de exaustão de fumaça ou de dutos de ventilação,
sendo que tais dutos são aqueles construídos em chapas. Os espaços
de construção utilizados como “plenuns” não são cobertos por esta
prescrição.
A norma não proíbe a convivência de linhas elétricas e não-
elétricas em nenhum local, mas oferece os critérios para que esta
convivência seja a mais segura possível.
Figura 81 – Linhas elétricas x Linhas não elétricas
Figura 82 – Obturação em travessia de pisos
Figura 83 – Obturação de travessia de paredes
14.6.3 linhas elétricas x linhas elétricas
Como regra geral, circuitos sob tensões que se enquadrem
uma(s) na faixa I (tensão entre fases ≤ 50 Vca) e outra(s) na faixa II
(50 Vca < tensão entre fases ≤ 1000 Vca) definidas no anexo A da
norma não devem compartilhar a mesma linha elétrica. São os casos
das linhas de energia (faixa II), linhas de telefonia, dados, internet,
voz, e sinais em geral (Faixa II), alguns comandos e controles em
12, 24 ou 48 V (faixa II).
As exceções a essa regra são os casos de, em condutos abertos
ou fechados, quando todos os condutores são isolados para a
tensão mais elevada presente; ou, quando os condutores com
isolação apenas suficiente para a aplicação a que se destinam
forem instalados em compartimentos separados de um conduto ser
compartilhado (usando-se septos de separação, por exemplo).
14.6.4 barreiras corta-foGo
Quando uma linha elétrica atravessar elementos da construção
tais como pisos, paredes, coberturas, tetos etc., as aberturas
remanescentes à passagem da linha devem ser obturadas de modo a
preservar a característica de resistência ao fogo de que o elemento
for dotado (Figuras 82 e 83). Essa prescrição aplica-se também às
linhas elétricas pré-fabricadas, tais como os barramentos blindados.
Toda obturação deve atender às seguintes prescrições:
a) deve ser compatível com os materiais da linha elétrica com os
quais deve ter contato;
b) deve permitir as dilatações e contrações da linha elétrica sem que
isso reduza sua efetividade como barreira corta-fogo;
c) deve apresentar estabilidade mecânica adequada, capaz de
suportar os esforços que podem sobrevir de danos causados pelo
fogo aos meios de fixação e de suporte da linha elétrica. Essa
prescrição é considerada atendida se a fixação da linha elétrica
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Figura 84 - Obturação de poço vertical
for reforçada com grampos, abraçadeiras ou suportes, instalados a
não mais de 750 mm da obturação e capazes de suportar as cargas
mecânicas esperadas em consequência da ruptura dos suportes
situados do lado da parede já atingido pelo fogo e de tal forma
que nenhum esforço seja transmitido à obturação. Ou então, se a
concepção da própria obturação garantir uma sustentação adequada,
na situação considerada.
As obturações devem poder suportar as mesmas influências
externas a que a linha elétrica está submetida e, além disso, devem
teruma resistência aos produtos de combustão equivalente à dos
elementos da construção nos quais forem aplicadas. Em geral,
devem ter uma resistência à chama direta de 750 °C por três horas
consecutivas.
Devem ainda apresentar um grau de proteção contra penetração
de água pelo menos igual ao requerido dos elementos da construção
nos quais forem aplicadas e, finalmente, devem ser protegidas, tanto
quanto as linhas, contra gotas de água que, escorrendo ao longo
da linha, possam vir a se concentrar no ponto obturado, a menos
que os materiais utilizados sejam todos resistentes à umidade,
originalmente e/ou após a finalização da obturação.
Existem no mercado materiais específicos para a finalidade de
obturação (algumas “espumas”) ou, em certos casos, a aplicação de
concreto magro ou de gesso como elemento de obturação podem
ser consideradas. No entanto, é preciso reconhecer que obturação
de passagens não é especialidade de pessoas com formação na área
elétrica e, neste sentido, sempre deve ser consultado um especialista
no tema para definir a maneira mais adequada e os materiais mais
apropriados para realizar a obturação.
14.6.5 esPaços de construção e Galerias
Nos espaços de construção (poços/shafts, forros falsos,
pisos elevados, etc.), e nas galerias, devem ser tomadas
precauções adequadas para evitar a propagação de um
incêndio.
Conforme a Tabela 32 da norma – Características dos
componentes da instalação em função das influências externas,
na classificação CB2, os componentes elétricos (e não elétricos)
instalados em espaços de construção e galerias devem ser
constituídos de materiais não propagantes de chama ou devem
ser previstas barreiras corta-fogo (Figura 84) ou ainda podem ser
previstos detectores de incêndio.
Além disso, na Tabela 34 – Seleção e instalação de linhas
elétricas em função das influências externas, no caso de situações
CB2 (sujeitas à propagação de incêndio), as linhas elétricas em
particular devem atender ao item 5.2.2.5, o qual reforça que
devem ser tomadas precauções para que as instalações elétricas
não possam propagar incêndios (por exemplo, efeito chaminé),
podendo ser previstos detectores de incêndio que acionem
medidas destinadas a bloquear a propagação do incêndio como,
por exemplo, o fechamento de registros corta-fogo (“dampers”)
em dutos ou galerias.
Em particular, o item 6.2.9.6.8 da NBR 5410 prescreve que,
no caso de linhas elétricas dispostas em poços verticais (shafts)
atravessando diversos níveis, cada travessia de piso deve ser
obturada de modo a impedir a propagação de incêndio.
Obturação de poço
GUIA O SETOR ELÉTRICO DE NORMAS BRASILEIRAS
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81
Figura 85 – Não é permitido somente um cabo de média tensão unipolar em conduto
metálico
14.6.6 disPosição dos condutores – asPectos Gerais
As prescrições a seguir, baseadas em 6.2.10 da NBR 5410,
aplicam-se genericamente aos condutores e linhas elétricas.
Mais adiante serão tratados de casos de algumas linhas elétricas
específicas.
• Os condutos fechados (eletrodutos, eletrocalhas, canaletas com
tampas, etc.) podem conter condutores de mais de um circuito,
quando as três condições seguintes forem simultaneamente
atendidas:
a) os circuitos pertencerem à mesma instalação, isto é, se
originarem do mesmo dispositivo geral de manobra e proteção,
sem a interposição de equipamentos que transformem a corrente
elétrica.
b) as seções nominais dos condutores fase estiverem contidas
dentro de um intervalo de três valores normalizados sucessivos. Por
exemplo, é permitido instalar no mesmo eletroduto (ou eletrocalha
ou canaleta com tampa) cabos de média tensão de seções 50, 70 e
95 mm2, mas não é permitido instalar cabos 50, 70 e 120 mm2.
c) os cabos tiverem a mesma temperatura máxima para
serviço contínuo. Assim, por exemplo, podem compartilhar
o mesmo conduto fechado diferentes cabos isolados em PVC
(classe 70 ºC), assim como podem utilizar o mesmo conduto
fechado cabos isolados em EPR e XLPE, pois ambos são classe
90 ºC. No entanto, não se admite misturar no mesmo conduto
fechado cabos isolados em PVC e EPR ou XLPE, pois possuem
temperaturas de serviço diferentes.
• Não é permitida a instalação de um único cabo unipolar no interior
de um conduto fechado de material condutor (metálico) (Figura 85).
• Quando vários cabos forem reunidos em paralelo, eles devem ser
reunidos em tantos grupos quantos forem os cabos em paralelo, com
cada grupo contendo um cabo de cada fase ou polaridade. Os cabos
de cada grupo devem estar instalados na proximidade imediata uns
dos outros. Em particular, no caso de condutos fechados de material
condutor, todos os condutores vivos de um mesmo circuito devem
estar contidos em um mesmo conduto.
Essa prescrição da norma visa obter o melhor equilíbrio
possível de corrente entre os diversos cabos, evitando assim que
alguns sejam percorridos por mais correntes do que outros. Quando
isso acontece, há o risco de alguns cabos entrarem em sobrecarga,
enquanto que outros funcionarão com carga reduzida. Nas situações
em que a proteção contra sobrecarga de todos os cabos em paralelo
é realizada por um único dispositivo, ele não irá atuar por conta
de sobrecargas em cabos individuais, uma vez que ele “enxerga”
somente a corrente total do circuito.
Desta forma, deve-se buscar uma divisão de corrente igual ou
muito próxima entre os cabos ligados em paralelo. Isso é conseguido
quando as impedâncias dos cabos em paralelo são aproximadamente
iguais. Como a resistência elétrica será praticamente a mesma
em todos os condutores (todos tem a mesma seção nominal e
comprimento), a variação de impedância entre os cabos em paralelo
fica por conta da reatância indutiva (indutância própria + indutância
mútua). A indutância própria também é aproximadamente a mesma
entre os cabos em paralelo, já que depende apenas da geometria
do cabo propriamente dita. No entanto, a reatância mútua depende
do arranjo, ou seja, da forma como os cabos são instalados e da
distância entre eles.
Quando são utilizados cabos tripolares em paralelo por fase,
obtém-se uma geometria muito simétrica entre os condutores das
diferentes fases que formam cada perna do conjunto em paralelo.
Isso faz com que a distribuição de correntes entre os diversos cabos
em paralelo na mesma fase seja muito boa.
O problema de distribuição desigual de corrente ocorre quando
se utilizam cabos unipolares, uma vez que o arranjo dos cabos
influencia de modo significativo a reatância mútua. Neste caso,
sem realizar cálculos complexos de indutância mútua, as maneiras
práticas de conseguir a distribuição de corrente mais uniforme são
aquelas indicada na Figura 86.
14.6.7 requisitos esPecÍficos Para instalação eletrodutos
A instalação de condutores elétricos em eletrodutos deve atender
a alguns requisitos particulares da NBR 5410 que dizem respeito,
principalmente, ao número máximo de cabos em seu interior e à
quantidade máxima permitida de curvas sem a instalação de caixas
de passagem.
14.6.7.1esPecificação
A NBR IEC 50(826) de 1997 define eletroduto como “elemento
de linha elétrica fechada, de seção circular ou não, destinado a
conter condutores elétricos providos de isolação, permitindo tanto
a enfiação como a retirada destes”.
Em relação às normas técnicas brasileiras, encontram-se
publicadas no momento da publicação deste guia os se-guintes
documentos mais importantes para eletrodutos:
• NBR 5597:1995 - Eletroduto rígido de aço-carbono e acessórios
com revestimento protetor, com rosca ANSI/ASME B1.20.1 -
Especificação
• NBR 5598:1993 - Eletroduto rígido deaço-carbono com
revestimento protetor, com rosca NBR 6414 - Especificação
• NBR 5624:1993 - Eletroduto rígido de aço-carbono, com costura,
com revestimento protetor e rosca NBR 8133 – Especificação
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• NBR 13057:1993 - Eletroduto rígido de aço-carbono, com costura,
zincado eletroliticamente e com rosca NBR 8133
• NBR 15465:2007 - Sistemas de eletrodutos plásticos para
instalações elétricas de baixa tensão - Requisitos de desempenho
• NBR15701:2009 - Conduletes metálicos roscados e não roscados
para sistemas de eletrodutos
No que tange a especificação dos eletrodutos, o item 6.2.11.1 da
norma indica que é vedado o uso, como eletroduto, de produtos que
não sejam expressamente apresentados e comercializados como
tal. Esta proibição inclui, por exemplo, produtos caracterizados por
seus fabricantes como “mangueiras”.
Um modo de atender a este item da norma é utilizar nas obras
apenas aqueles produtos que indiquem a norma técnica que rege sua
fabricação e ensaios. Essa informação pode fazer parte do material
informativo do produto (catálogo impresso, catálogo virtual,
folhetos, etc.) assim como deve vir gravado sobre a superfície do
eletroduto a identificação da norma que lhe é aplicável. Somente
com estas informações claramente disponibilizadas, o profissional
ou consumidor poderão ter elementos para fazer a escolha que
julgar mais adequada.
Como até o momento da publicação deste guia não há certificação
compulsória de eletrodutos no âmbito do INMETRO, o fornecimento
das informações mencionadas está sob a responsabilidade primária
do fornecedor/fabricante do produto. No caso de eletrodutos vendidos
em lojas, cabe também ao revendedor do produto disponibilizar as
informações técnicas para os profissionais que especificam, compram
e instalam os eletrodutos. E, acima de tudo, como força propulsora
deste assunto, cabe a estes profissionais exigirem por escrito as
informações que atestem que os produtos que serão utilizados como
eletrodutos são de fato eletrodutos.
Figura 86 - Arranjos práticos de cabos unipolares em paralelo por fase
Conforme 6.2.11.1.2 da norma, somente são admitidos,
em instalações aparentes e embutidas, eletrodutos que não
propaguem chama. É importante notar que esta prescrição
é geral, independentemente do tipo de local, influências
externas, etc. Obviamente, eletrodutos metálicos atendem
naturalmente a esta exigência, porém o mesmo não ocorre
com todos os tipos de eletrodutos não metálicos. Desta
forma, especificadores, compradores e instaladores devem
prestar especial atenção a este requisito quando forem utilizar
eletrodutos não metálicos.
14.6.7.2 número máximo de condutores no interior de um
eletroduto
A NBR 5410 admite, em 6.2.10.2, que os condutos fechados
em geral, e os eletrodutos em particular, contenham condutores
de mais de um circuito se as seções nominais dos condutores de
fase estiverem contidas dentro de um intervalo de três valores
normalizados sucessivos, tais como 1,5, 2,5 e 4 mm², ou 6, 10
e 16 mm² ou 35, 50 e 70 mm², e assim por diante. Desta forma,
por exemplo, pode-se colocar dentro de um eletroduto cabos com
seções de 1,5, 2,5 e 4 mm², mas não se podem colocar juntos num
eletroduto cabos com seções 1,5, 6 e 10 mm².
Em 6.2.11.1.6, determina-se que a quantidade máxima de
condutores dentro de um eletroduto de modo a se deixar uma boa
área livre no interior do eletroduto para facilitar a dissipação do
calor gerado pelos condutores e para faci-litar a enfiação e retirada
dos cabos. Para tanto, é necessário que os condutores ou cabos não
ocupem uma porcen-tagem da área útil do eletroduto superior a
53% para um condutor, 31% para dois condutores e 40% para três
ou mais condutores.
GUIA O SETOR ELÉTRICO DE NORMAS BRASILEIRAS
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BR 5410
83
Com base nesta prescrição, a maneira de calcular a quantidade
máxima de condutores é resumida em comparar a área interna de
um eletroduto com a área total de condutores. Da geometria, a área
útil de um eletroduto (AE) é dada por:
π AE = (de – 2e)2
4
onde: de é o diâmetro externo do eletroduto e e a espessura da
parede do eletroduto. Tais valores podem ser obtidos, por exemplo,
no catálogo do fabricante.
A área total de um cabo isolado (Ac) deve ser calculada por:
π Ac = de2
4
sendo: d o diâmetro externo do cabo isolado, valor que é obtido no
catálogo do fabricante.
Desta forma, o número máximo (N) de cabos isolados, de
mesma seção, que pode ser instalado em um eletroduto, é dado por:
toc . AE
N =
Ac
onde: toc = 0,53 para um condutor, 0,31 para dois condutores e
0,40 para três ou mais condutores a serem instalados no interior do
eletroduto.
Vejamos um exemplo: quantos condutores isolados 450/750 V de
seção nominal 2,5 mm2 podem ser instalados dentro de um eletroduto
rígido em PVC classe A – tamanho nominal 20 (3/4”) – tipo roscável?
De um catálogo de cabos, obtemos que o diâmetro nominal de
um cabo 2,5 mm2 é de = 3,7 mm e de um catálogo de eletroduto
rígido em PVC classe A – tamanho nominal 20 – tipo roscável
(NBR 15465), encontramos de = 21,1 ± 0,3 mm; e = 2,5 mm.
Recomenda-se utilizar no cálculo a menor dimensão permitida do
eletroduto, ou seja, de = 21,1 - 0,3 = 20,8 mm
Então, aplicando-se as equações anteriores:
AE = 196 mm2;
Ac = 11 mm2;
toc . AE
0,4 . 196N = = = 7 cabos isolados.
Ac 11
14.6.7.3 quantidade máxima Permitida de curvas em um
eletroduto
Em 6.2.11.1.6, a norma determina que os trechos contínuos
de tubulação, sem interposição de caixas ou equipa-mentos, não
devem exceder 15 metros de comprimento para linhas internas
às edificações e 30 metros para as li-nhas em áreas externas às
edificações, se os trechos forem retilíneos. Se os trechos incluírem
curvas, o limite de 15 m e o de 30 m devem ser reduzidos em 3 m
para cada curva de 90°. Em cada trecho de tubulação entre duas
caixas, ou entre extremidades, ou ainda entre caixa e extremidade,
só devem ser previstas, no máximo, 3 curvas de 90°, ou seu
equivalente até, no máximo, 270°, não devendo ser previstas curvas
com deflexão superior a 90°. Ver figura 87.
Desta forma, por exemplo, um trecho de tubulação situada
no interior de uma obra, contendo 2 curvas não poderá ter um
comprimento superior a 15 – (2 x 3) = 9 m.
Figura 87: regra sobre instalação de caixas em eletrodutos
14.6.7.4 diâmetro interno e tamanho nominal
As normas de eletrodutos indicam seu tamanho nominal, um
número adimensional. No entanto, historicamente, na prática,
os eletrodutos são especificados por seu diâmetro interno em
polegadas. Desta forma, apresentam-se a seguir as equivalências
entre as duas designações.
Diâmetro interno (Designação
da rosca) (polegadas)
3/8
1/2
3/4
1
1 1/4
1 1/2
2
2 1/2
3
3 1/2
4
5
6
Tamanho nominal
10
15
20
25
32
40
50
65
80
90
100
125
150
Diâmetro interno (Designação
da rosca) (polegadas)
1/2
3/4
1
1 1/4
1 1/2
2
2 1/2
3
3 1/2
Tamanho nominal
16
20
25
32
40
50
60
75
85
eletroduto rÍGido - Pvc
eletroduto rÍGido – aço carbono
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N
BR
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0
84
14.6.7.5 caixas de derivação e de PassaGem
localização
A localização das caixas deve ser de modo a garantir que elas
sejam facilmenteacessíveis. Elas devem ser providas de tampas
ou, caso alojem interruptores, tomadas de corrente e congêneres,
fechadas com os espelhos que completam a instalação desses
dispositivos. As caixas de saída para alimentação de equipamentos
podem ser fechadas com as placas destinadas à fixação desses
equipamentos.
tamPas
A NBR 5410 admite a ausência de tampa em caixas de
derivação ou de passagem instaladas em forros ou pisos falsos,
desde que essas caixas efetivamente só se tornem acessíveis com
a remoção das placas do forro ou do piso falso, e que se destinem
exclusivamente à emenda e/ou derivação de condutores, sem
acomodar nenhum dispositivo ou equipamento. Esta prescrição
vem atender, por exemplo, aqueles casos de instalação de linhas de
eletrodutos aparentes fixados no teto que contêm os circuitos para
alimentação de luminárias montadas nas placas do forro falso.
ocuPação
A ocupação das caixas de derivação e conduletes não raro
se revela um problema. Uma situação típica, neste particular, é a
existência de caixas com uma quantidade de condutores tal que é
quase impossível fechá-las, colocar suas tampas. É possível evitar
esse problema, definindo de antemão uma caixa cujas dimensões
sejam compatíveis com a ocupação pretendida?
A norma de instalações norteamericana, o NEC, estabelece um
método para tal, que contempla tanto a hipótese de caixas apenas
com condutores quanto o caso de caixas contendo condutores e
outros componentes.
Cabe lembrar que as dimensões das caixas de derivação usadas
no Brasil atendem a norma NBR 5431. A partir das dimensões
padronizadas pela norma, pode-se deduzir que o volume interno
mínimo das duas versões de caixa de derivação mais usadas são
como indica a tabela 25.
Volume interno mínimo da caixa
212 cm3
392 cm3
Tipo de caixa
100 x 50 mm
100 x 100 mm
tabela 25 – volume interno mÍnimo das caixas de derivação conforme a nbr
Volume equivalente (cm3)
32,9
39,4
44,6
46,8
58,8
Seção Nominal do condutor isolado (mm2)
1,5
2,5
4
6
10
tabela 26 – volume equivalente de condutores isolados dentro de uma caixa
O método do NEC cuida, primeiramente, de estabelecer uma
correlação entre a seção nominal do condutor e o volume que ele
ocuparia no interior da caixa. Esta correlação é fruto da experiência.
Não se resume ao cálculo do volume do condutor, mas leva em
consideração também a disposição do condutor dentro da caixa.
Tomando como base a tabela do NEC e procurando manter a
relação entre áreas e volumes ali indicados, foi elaborada a tabela 26.
Essa tabela é aplicável a condutores isolados apenas, não sendo
válida para cabos unipolares ou multipolares. Assim, se a caixa
deverá conter apenas condutores isolados (sem emendas, conexões
ou ligações a tomadas de corrente), então se pode simplesmente
dividir os volumes da Tabela 25 pelos da Tabela 26 e obter-se assim
a quantidade máxima de condutores isolados admissível em cada
caixa, como mostra a Tabela 27.
Agora, se a caixa conterá, além de condutores isolados, outros
componentes como emendas, conectores, interruptores e tomadas
de corrente, o NEC indica as seguintes regras:
1) cada condutor isolado que terminar na caixa ou nela for emendado
deve ser contado uma vez, de acordo com a Tabela 26;
2) cada condutor isolado que passar pela caixa, sem emenda ou
conexão, deve ser contado uma vez, de acordo com a Tabela 26;
3) cada laço de condutor com comprimento da ordem de 30 a 40 cm
deve ser contado duas vezes, de acordo com a Tabela 26;
4) as conexões ou emendas no interior da caixa, independentemente
de sua quantidade ou natureza (pré-fabricadas ou não), são contadas,
para efeito de ocupação, como equivalentes ao condutor de maior
seção nominal existente, de acordo com a Tabela 26;
5) cada corpo de tomada (simples ou dupla) ou interruptor (simples,
duplo, paralelo ou intermediário) instalado na caixa deve ser
computado como equivalente a duas vezes o condutor de maior seção
nominal conectado ao dispositivo, de acordo com a Tabela 26;
6) por fim, se a caixa acomodar também algum elemento de
fixação — de luminária ou de ventilador de teto —, este deve ser
considerado equivalente a uma vez o condutor de maior seção
nominal existente na caixa, conforme Tabela 26.
Vejamos um primeiro exemplo. Calcular o volume interno
mínimo de uma caixa que terá, no seu interior, dois condutores
isolados de 2,5 mm2, três condutores isolados de 4 mm2 e, ainda, um
corpo de tomada dupla, ao qual serão conectados os condutores de
4 mm2.
Quantida máxima de condutores isoladosTipo de
caixa
100 x 50 mm
100 x 100 mm
1,5 mm2
6
12
2,5 mm2
5
10
4 mm2
5
9
6 mm2
5
8
10 mm2
4
7
tabela 27 – quantidade máxima de condutores isolados dentro de uma caixa
GUIA O SETOR ELÉTRICO DE NORMAS BRASILEIRAS
N
BR 5410
85
De acordo com a regra 1,
• volume de dois condutores isolados com seção de 2,5 mm2:
2 x 39,4 cm3 = 78,8 cm3;
• volume de três condutores isolados com seção de 4 mm2:
3 x 44,6 cm3 = 133,8 cm3
No caso da tomada, aplica-se a regra 5: um corpo de tomada
dupla: 2 x 44,6 cm3 = 89,2 cm3
Assim, o volume total mínimo interno da caixa fica:
78,8 + 133,8 + 89,2 = 301,8 cm3
Logo, como se observa na tabela 25, neste caso deve ser usada
uma caixa de 100 x 100 mm.
Por fim, vejamos um segundo exemplo. Calcular o volume
interno mínimo de uma caixa que terá, no seu interior, quatro
condutores isolados de 1,5 mm2, três condutores isolados de 2,5 mm2
e um corpo de interruptor simples, ao qual serão conectados os condutores
de 1,5 mm2.
De acordo com a regra 1,
• volume de quatro condutores isolados com seção de 1,5 mm2 :
4 x 32,9 cm3 = 131,6 cm3
• volume de três condutores isolados com seção de 2,5 mm2:
3 x 39,4 cm3 = 118,2 cm3
A ocupação correspondente a um corpo de interruptor simples,
de acordo com a regra 5, será: 2 x 32,9 cm3 = 65,8 cm3
Logo, o volume interno mínimo, total, será:
131,6 + 118,2 + 65,8 = 315,6 cm3
De acordo com a Tabela 25, também neste caso deve ser usada
uma caixa de 100 x 100 mm.
14.6.8 requisitos esPecÍficos Para instalação em esPaços de
construção
14.6.8.1 Geral
Conforme 6.2.11.5 da NBR 5410, nos espaços de construção
podem ser utilizados condutores isolados e cabos unipolares ou
multipolares conforme os métodos de instalação 21, 22, 23, 24 e 25
da tabela 33 da norma, desde que os condutores ou cabos possam
ser instalados ou retirados sem intervenção nos elementos de
construção do prédio.
Vale sempre lembrar que espaço de construção não é um tipo
de linha elétrica, mas é um local onde linhas elétricas dos mais
variados tipos podem ser instaladas.
Conforme a NBR IEC 60050 (826), um “espaço de construção
é um espaço existente na estrutura ou nos componentes de uma
edificação, acessível apenas em determinados pontos. Na prática,
são considerados espaços de construção todas as cavidades nas
estruturas da obra, tais como poços (“shafts”) e galerias, os pisos
técnicos (vão livre, onde cabe uma pessoa, situada entre dois
pavimentos), os pisos elevados, os forros falsos e os espaços
internos existentes em certos tipos de divisórias. Além desses,
também é considerado espaço de construção as passagens formadas
pela justaposição de blocos alveolados (blocos furados que, quando
colocados justapostos formam “canais” no interior das paredes).”
Uma análise detalhada de todas as influências externas a que
as linhas elétricas no interior do espaço de construção vão estar
submetidas é uma grande ferramenta para se decidir pela melhor
forma de selecionar e instalar os condutos e condutores ou as linhaspré-fabricadas. Particularmente falando de aspectos de incêndio nos
espaços de construção, a seção 5.2.2.2 “Proteção contra incêndio em
locais BD2, BD3 e BD4” impõe algumas regras às linhas aparentes
e às linhas no interior de paredes ocas ou de outros espaços de
construção, com destaque para as exigências de não-propagação de
chama, de não-geração de halogênios e de baixa emissão de fumaça
e gases tóxicos por parte dos condutos e/ou condutores.
14.6.8.2 cabos sob Piso elevado
A convivência entre cabos de energia (potência) e de sinal
em geral (dados, telefonia, etc.) diretamente sob o piso elevado é
tratada no item 6.2.9.5 da NBR 5410.
Cabe lembrar que o vão sob o piso elevado é considerado
pela NBR 5410 um espaço de construção onde linhas elétricas e
de sinais são instaladas de acordo com a tabela 33 da norma. Se
os cabos são lançados diretamente sobre a superfície do espaço de
construção, tem-se, especificamente, o método de instalação 21 da
referida tabela.
Desta forma, juntando-se as prescrições de 6.2.9.5 com as
considerações citadas anteriormente, conclui-se que é permitida
a convivência entre cabos de energia (por exemplo, condutores
isolados 450/750 V e cabos unipolares e multipolares 0,6/1 kV) e
cabos de sinais (por exemplo, UTP) sob o piso elevado, instalados
em condutos abertos ou fechados, ou mesmo lançados diretamente
sobre a superfície do piso, desde que não compartilhem a mesma
linha elétrica.
A norma é explícita ao não permitir a convivência entre
circuitos de energia e dados na mesma linha elétrica, mas é omissa
em relação à convivência entre linhas elétricas de energia e de sinal
no mesmo espaço de construção. Por exemplo, de acordo com
6.2.9.5 não é permitido instalar no mesmo eletroduto um cabo de
energia isolado para 1 kV e um cabo de sinal UTP, pois ambos estão
na mesma linha elétrica (eletroduto), porém possuem tensões de
isolamento diferentes.
Finalmente, é preciso esclarecer que, embora a NBR 5410 não
proíba a convivência entre os cabos soltos sob o piso elevado, isto
não significa que a boa prática de engenharia não deva ser utilizada.
Ou seja: os cabos de energia e de sinal devem ser agrupados
conforme sua função e, apenas, se necessário, separados por uma
distância determinada em função de aspectos de interferência
eletromagnética — que não são abordados na NBR 5410 e, portanto,
devem ser calculados caso a caso.
Em outras palavras, não se recomenda que os cabos sejam
“jogados” de qualquer maneira sob o piso. Isto, além de complicar
a operação e manutenção do sistema, pode acarretar problemas
de compatibilidade eletromagnética, que afetam o funcionamento
do sistema de sinal. A propósito, a NBR 5410 traz algumas
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Figura 88 - Dimensões de um cabo
recomendações genéricas em 5.4.3.5 relativas à disposição dos
cabos de energia e de sinais em geral (isto é, não se refere apenas
aos espaços de construção).
14.6.9 requisitos esPecÍficos Para instalação em bandejas
Sob o ponto de vista da instalação dos condutores elétricos em
bandejas, diferentemente do que ocorre com cabos instalados em
eletrodutos, a NBR 5410 não estabelece uma ocupação máxima
de x% da área útil da bandeja pelos cabos. A única restrição à
quantidade de cabos na bandeja é dada em 6.2.11.3.5.
Nas bandejas, leitos e prateleiras, preferencialmente, os cabos
devem ser dispostos em uma única camada. Admite-se, no entanto,
a disposição em várias camadas desde que haja uma limitação de
material combustível (isolações, capas e coberturas), de modo a
evitar a propagação de incêndio. Para tanto, o volume de material
combustível deve ser limitado a:
a) 3,5 dm3 por metro linear, para cabos de categoria BF da NBR 6812;
b) 7 dm3 por metro linear, para cabos de categoria AF ou AF/R da
NBR 6812.
Para aplicar essa prescrição, deve-se conhecer o volume de
material combustível que está contido nos cabos no interior da
bandeja e limitá-lo aos valores de 3,5 dm3 ou 7 dm3 conforme o caso.
Em geral, os cabos unipolares ou multipolares disponíveis no
mercado enquadra-se na categoria BF, o que faz com que seja possível
instalar, no máximo, 3,5 dm3 por metro linear de material combustível.
O cálculo do volume de material combustível (Vmc) em um
metro de cabo pode ser feito a partir da Figura 88. Os materiais a
serem considerados no cálculo são os que compõem a isolação e a
cobertura do cabo uni ou multipolar.
tabela 28 - volume e número de cabos uniPolares em bandeja
Seção (mm²)
1,5
2,5
4
6
10
16
25
35
50
70
95
120
150
185
240
300
Vmatcomb (dm³/m)
0,0176
0,0198
0,0283
0,0320
0,0364
0,0427
0,0599
0,0672
0,0874
0,1004
0,1311
0,1430
0,1758
0,2132
0,2649
0,3180
Num. Cabos cat BF
199
177
124
109
96
82
58
52
40
35
27
24
20
16
13
11
Nos catálogos de cabos é possível obter os valores (em mm)
do diâmetros do condutor (dc), e da espessuras da isolação (ei) e
da cobertura (ecob). O volume de material combustível (Vmatcomb),
expresso em dm3 por metro linear, pode ser calculado por:
V
matcomb
= (π / 4) x {[dc + 2 x (ei + ecob)]
2 – dc
2]} x 10-3
A Tabela 28 apresenta alguns valores obtidos em catálogos de
fabricantes de um cabo unipolar 0,6/1 kV categoria BF e o respectivo
cálculo do volume de material combustível para cada seção nominal.
A última coluna da tabela indica quantos cabos daquela respectiva
seção podem ser instalados numa bandeja, respeitando-se o limite
de 3,5 dm3 por metro linear de material (para obter essa quantidade,
basta dividir 3,5 pelo volume da respectiva seção de cabo).
Exemplo: uma bandeja contém 12 cabos unipolares de 70 mm2,
6 cabos 120 mm2, e 3 cabos 150 mm2.
O volume de material combustível total instalado na bandeja,
conforme dados da Tabela 1 é dado por :
V
matcomb
= 12 x 0,1004 + 6 x 0,1430 + 3 x 0,1758 = 2,59 dm3/m ≤
3,5 dm3/m.
Isso implica que essa quantidade de cabos atende à prescrição
da NBR 5410.
14.6.10 requisitos esPecÍficos Para instalação em
canaletas e Perfilados
Conforme 6.2.11.4.1 da NBR 5410, nas canaletas instaladas
sobre paredes, em tetos ou suspensas e nos perfilados, podem
ser instalados condutores isolados, cabos unipolares e cabos
multipolares.
Os condutores isolados só podem ser utilizados em canaletas ou
perfilados de paredes não-perfuradas e com tampas que só possam
ser removidas com auxílio de ferramenta. No entanto, admite-se o
uso de condutores isolados em canaletas ou perfilados sem tampa ou
com tampa desmontável sem auxílio de ferramenta, ou em canaletas
ou perfilados com paredes perfuradas, com ou sem tampa, desde que
estes condutos sejam instalados em locais só acessíveis a pessoas
advertidas (BA4) ou qualificadas (BA5); ou sejam instalados a uma
altura mínima de 2,50 m do piso (Figura 89).
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Figura 89 – Instalação de condutor isolado em perfilado sem tampa
Figura 91 – Profundidades mínimas em instalações com cabos diretamente enterrados
Figura 90 – Instalação de eletrodutos enterrados14.6.11 requisitos esPecÍficos Para instalação em linhas
enterradas
Conforme 6.2.11.6.1 da NBR 5410, em linhas enterradas
(cabos diretamente enterrados ou contidos em eletrodutos
enterrados), só são admitidos cabos unipolares ou multipolares
(Figura 90). Adicionalmente, em linhas com cabos diretamente
enterrados desprovidas de proteção mecânica adicional só são
admitidos cabos armados.
Admite-se o uso de condutores isolados em eletroduto
enterradose, no trecho enterrado, não houver nenhuma caixa de
passagem e/ou derivação enterrada e for garantida a estanqueidade
do eletroduto.
Os cabos devem ser protegidos contra as deteriorações causadas
por movimentação de terra, contato com corpos rígidos, choque de
ferramentas em caso de escavações, bem como contra umidade e
ações químicas causadas pelos elementos do solo.
Como prevenção contra os efeitos de movimentação de terra,
os cabos devem ser instalados, em terreno normal, pelo menos
a 0,70 m da superfície do solo. Essa profundidade deve ser
aumentada para 1 m na travessia de vias acessíveis a veículos,
incluindo uma faixa adicional de 0,50 m de largura de um lado
e de outro dessas vias (Figura 91). Essas profundidades podem
ser reduzidas em terreno rochoso ou quando os cabos estiverem
protegidos, por exemplo, por eletrodutos que suportem sem danos
as influências externas presentes.
Deve ser observado um afastamento mínimo de 0,20 m entre
duas linhas elétricas enterradas que venham a se cruzar ou entre uma
linha elétrica enterrada e qualquer linha não elétrica cujo percurso
se avizinhe ou cruze com o da linha elétrica. Esse afastamento,
medido entre os pontos mais próximos das duas linhas, pode ser
reduzido se as linhas elétricas e as não elétricas forem separadas
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Figura 92 – Exemplo de fita de advertência
Figura 93 - Alturas mínimas de redes aéreas externas com condutores nus
por meios que proporcionem uma segurança equivalente.
As linhas elétricas enterradas devem ser sinalizadas, ao longo de
toda a sua extensão, por um elemento de advertência (por exemplo,
fita colorida) não sujeito a deterioração, situado, no mínimo, a 0,10
m acima da linha (Figura 92).
14.6.12 requisitos esPecÍficos Para instalação em linhas aéreas
externas
Conforme 6.2.11.8.1 da NBR 5410, nas linhas aéreas externas
podem ser utilizados condutores nus ou providos de cobertura
resistente às intempéries, condutores isolados com isolação
resistente às intempéries, ou cabos multiplexados resistentes às
intempéries montados sobre postes ou estruturas.
Os condutores nus devem ser instalados de forma que seu ponto
mais baixo observe as alturas mínimas em relação ao solo indicadas
na Figura 93.
14.7 linhas elétricas Pré-fabricadas (barramentos blindados)
de baixa tensão
A NBR 5410 prescreve que os invólucros ou coberturas das
linhas pré-fabricadas devem assegurar proteção contra contatos
acidentais com partes vivas e possuir grau de proteção no mínimo
IP2X.
5,5 m4,5 m3,5 m
Passagem exclusiva
de pessoas
Tráfego de
veículos pesados
Tráfego de
veículos leves
Os barramentos blindados devem atender a NBR IEC 60439-2
– Conjunto de manobras e controle de baixa tensão – Parte
2: Requisitos particulares para linhas elétricas pré-fabricadas
(sistemas de barramentos blindados), e ser instalados conforme as
instruções do fabricante
14.7.1 construção
Os barramentos blindados empregados em instalações
elétricas são conjuntos de barras chatas condutoras de eletricidade,
geralmente de cobre ou de alumínio, com cantos arredondados,
elaborados para transmitir e distribuir correntes elétricas elevadas,
principalmente, de 100 A a 6.000 A. Eles são recobertos, em geral,
por invólucros metálicos retangulares, que comumente podem ser
de aço carbono zincado ou de alumínio.
Essas barras condutoras ficam suportadas nos isoladores –
isoladas umas das outras e do invólucro. Os materiais isolantes
podem ser diversos, como fitas especiais, resina epóxi, plástico
reforçado, fibra de vidro, cerâmica, etc.
Os barramentos de baixa tensão, até 1 kV, têm, em geral, o
tamanho padrão de três metros de comprimento e são divididos
em dois tipos mais comuns: os barramentos blindados de barras
separadas e os de barras coladas.
Nos barramentos de barras separadas, as barras condutoras
estão dispostas paralelamente, de forma a manter uma isolação
entre elas. Este é o tipo mais comum para fazer derivação de
corrente, também popularmente conhecido como barramentos
destinados a usar plugin. Isso porque os barramentos têm, com
espaçamentos regulares, tomadas pré-determinadas de conexão
rápida, chamadas de plugins. Eles são elementos de contatos, nas
quais podem ser ligados equipamentos como máquinas e motores
ou ser transferida a corrente para outro caminho por cabos, por
exemplo. Um barramento padrão de três metros tem, em geral, seis
tomadas de derivação rápida.
Esses barramentos podem ser usados em aplicações industriais,
residenciais e comerciais. Nos últimos anos, as linhas elétricas pré-
fabricadas deram um salto em popularidade e utilização. Isso se
deve, especialmente, ao mercado de construção civil, que passou a
empregar esses produtos.
Os condutores são constituídos de barras de cobre eletrolítico,
com cantos redondos, de pureza 99,5% ou barras de alumínio
Fita de advertência
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Figura 94 – Instalação de barramentos blindados
com 99,5% de pureza. Nas extremidades dos barramentos são
estampados furos para permitir uma fácil conexão na montagem
no local da obra. Além disso, as barras podem estar revestidas de
prata ou estanho para melhorar a resistência de contato e diminuir
as perdas joule. Dependendo da corrente no circuito, são instaladas
uma ou mais barras em paralelo por fase.
14.7.2 tiPos
Em edifícios residenciais, os barramentos são dispostos na
vertical, no espaço de construção, do qual é derivada a energia
para os andares e de onde será distribuída a eletricidade para cada
apartamento e, na horizontal, desde o quadro de proteção até a
base da prumada. Barramentos na horizontal podem ser também
encontrados em indús-trias e comércios, como shoppings centers,
para facilitar a distribuição da energia para cada loja abaixo da
linha elétrica.
Os barramentos blindados de baixa tensão podem ainda ter
as barras coladas uma à outra, sem espaço de isolação. Nesse
caso, é comum que os fabricantes façam o isolamento com fita,
encapsulando as barras. Este tipo de barra-mento é mais utilizado
para transmissão de energia. Na distribuição de energia, apesar de
possível, não é usual, dada a complexidade apresentada, pois, para
derivar corrente no tipo barra colada, é preciso separar as barras
antes de acoplar uma caixa plugin que irá distribuir energia. Isso
torna o processo mais caro também.
14.7.3 Grau de Proteção (iP)
As influências externas relativas a uma certada aplicação devem
ser bem conhecidas para que seja determinado adequadamente o
grau de proteção IP de um barramento blindado. Em particular, a
presença de água (AD) e a presença de corpos sólidos são duas
das influências externas mais importantes a serem consideradas.
Os barramentos blindados podem ser especificados nas versões
que vão desde completamente desprotegidos até protegidos contra
submersão, de acordo com norma NBR IEC 60529. Em geral, o
grau de proteção mais usual dos invólucros para barramentos
blindados é o IP55.
14.7.4 elementos
A distribuição de energia por derivações é feita em barramentos
de baixa tensão. Além das caixas de derivação, ou caixas plugins,
os barramentos blindados podem ter uma série de outros elementos
que vão além das próprias barras, como a caixa de alimentação ou
de ligação. Como o barramento não existe sozinho e ele precisa ser
alimentado, a função dessas caixas é mandar a energia de um ponto
para outro.
As linhas elétricas pré-fabricadas podem ter ainda acessórios
como cotovelos, “tês” (T), “xis” (X) e desvios. São elementosadicionais para mudança de percurso, mas o seu emprego depende
também da destinação do barramento.
Há ainda os chamados elementos de conexão, que podem
ligar um dado barramento a outros, conectando e aumentando
o comprimento do percurso, ou a outros equipamentos, como
transformadores ou painéis. Outro tipo de elemento de conexão é o
elemento de dilatação, também conhecido como junta de dilatação.
Esta peça permite a dilatação térmica, compensando a diferença
de dilatação térmica dos diferentes materiais que compõem a
instalação.
14.7.5 instalação
Os barramentos blindados são equipamentos que se tornam
economicamente compensatórios quando utilizados para
transportar grandes correntes, além de agregar outros benefícios
como a flexibilidade de alteração da instalação e da rapidez de
instalação (Figura 94).
Conforme a norma NBR IEC 60439-2, os barramentos
blindados têm que ser instalados seguindo certos cuidados para
que o produto seja bem adequado e não apresente problemas.
A atenção deve-se, principalmente, devido ao grande emprego
do produto fora da indústria, em que há muitos usuários
operando na instalação sem serem efetivamente especialistas
em eletricidade.
Para evitar problemas no barramento devido a uma má
instalação ou conservação incorreta do produto, muitos
fabricantes indicam equipes de instalação ou realizam eles
mesmos a instalação do barramento.
Algumas regras básicas de manuseio e instalação incluem:
• Instalar o barramento apenas no momento, de modo que ele
não fique exposto em obra;
• Manter a integridade da embalagem e do local de
armazenamento;
• Manusear o equipamento com cuidado, evitando as
interferências nos trechos horizontais e impedindo a penetração
de objetos durante a instalação;
• Verificar a integridade mecânica antes dos testes elétricos
finais;
• Medir a resistência de isolamento e fazer um ensaio de tensão
aplicada a 60 Hz e antes de colocar o equipamento em serviço.
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15 dImeNsIoNAmeNTo de coNduToRes
Este capítulo trata do dimensionamento de cabos elétricos e de
barramentos blindados de baixa tensão.
Numa instalação elétrica devem ser dimensionados os
condutores de fase, o condutor neutro (quando existir) e os
condutores do sistema de aterramento (ver capítulo 16 deste guia).
15.1 dimensionamento de cabos elétricos de baixa tensão
15.1.1condutores de fase
Conforme 6.2.6.1.2 da NBR 5410, a seção dos condutores
de fase deve ser determinada de forma a que sejam atendidos, no
mínimo, todos os seguintes critérios:
a) as seções mínimas indicadas em 6.2.6.1.1;
b) a capacidade de condução de corrente dos condutores deve
ser igual ou superior à corrente de projeto do circuito, incluindo
as componentes harmônicas, afetada dos fatores de correção
aplicáveis (ver 6.2.5);
c) os limites de queda de tensão, conforme 6.2.7;
d) a proteção contra sobrecargas, conforme 5.3.4 e 6.3.4.2;
e) a proteção contra curtos-circuitos e solicitações térmicas,
conforme 5.3.5 e 6.3.4.3.
A cada critério corresponde uma seção, sendo que a seção
técnica dos condutores de fase de um determinado circuito será a
maior dentre elas.
15.1.1.1 critério da seção mÍnima
Nas instalações fixas, a seção dos condutores de fase não deve
ser inferior ao valor pertinente dado na Tabela 29.
Instalações
fixas em
geral
Condutores
e cabos
isolados
Condutores
nus
Seção mínima do
condutor mm2 - material
1,5 Cu
16 Al
2,5 Cu
16 Al
0,5 Cu
10 Cu
16 Al
4 Cu
Tipo de linha Utilização do circuito
Circuitos de iluminação
Circuitos de força
Circuitos de sinalização
e circuitos de controle
Circuitos de força
Circuitos de sinalização
e circuitos de controle
tabela 29 – seções mÍnimas de condutores de fase
15.1.1.2 critério de caPacidade de condução de corrente
O objetivo deste critério de dimensionamento é garantir a vida
satisfatória aos cabos elétricos submetidos aos efeitos térmicos
produzidos pela circulação de correntes de valores iguais às
capacidades de condução de corrente respectivas, durante períodos
prolongados em serviço normal.
tabelas de caPacidade de corrente
A corrente transportada por qualquer condutor, durante
períodos prolongados em funcionamento normal, deve ser tal que
a temperatura máxima para serviço contínuo dada na Tabela 30
não seja ultrapassada. Essa condição é atendida se a corrente nos
cabos não for superior às capacidades de condução de corrente
adequadamente escolhidas nas tabelas 36 a 39 da NBR 5410
afetadas, se for o caso, dos fatores de correção dados nas tabelas 40
a 45 da norma.
tabela 30 - temPeraturas caracterÍsticas dos
condutores (tabela 35 da nbr 5410)
Tipo de isolação
Cloreto de polivinila (PVC) até 300 mm2
Cloreto de polivinila (PVC) maior que 300 mm2
Borracha etilenopropileno (EPR)
Polietileno reticulado (XLPE)
Temperatura máxima para
serviço contínuo (condutor) °C
70
70
90
90
As tabelas 36 a 39 da norma fornecem as capacidades de
condução de corrente para os métodos de referência A1, A2, B1, B2,
C, D, E, F e G descritos em 6.2.5.1.2, que são aplicáveis a diversos
tipos de linhas, conforme indicado na tabela 33 da NBR 5410.
Para entender a estrutura das tabelas 36 a 39, suponha-se um
circuito que será chamado de “circuito 1”, trifásico (3 condutores
carregados), com corrente de projeto I
B
= 48 A, condutor de cobre
isolado em PVC, instalado sozinho em um eletroduto aparente
(método de referência B1) e temperatura ambiente 30 ºC. Como se
trata de condutor isolado em PVC instalado no método B1, a tabela
a ser utilizada é a 36. A partir dessa escolha, a sequência de setas na
Figura x indica o caminho que deve ser seguido até se obter a seção
nominal de 10 mm2 para este circuito. Note-se que deve ser escolhida
na tabela a corrente I
Z
imediatamente superior ao valor de I
B
.
Em todos os casos em que as dimensões dos arranjos diferem
das condições indicadas na Tabela 33, recomenda-se consultar o
fabricante de cabos para o cálculo dos fatores de correção adequados
ou calcular diretamente as capacidades de condução de corrente
para qualquer arranjo pela aplicação da norma NBR 11301.
A NBR 11301, baseada na IEC 60287-1-1 - Electric cables
- Calculation of the current rating - Part 1-1: Current rating
equations (100 % load factor) and calculation of losses – General,
refere-se ao funcionamento contínuo em regime permanente (fator
de carga 100%), em corrente contínua ou em corrente alternada com
frequência de 60 Hz. Essa é a condição normalmente considerada
nos projetos usuais de instalações de edificações residenciais,
comerciais e industriais de baixa tensão
Não há norma NBR para dimensionamento de cabos
elétricos de baixa tensão com regimes de operação cíclicos.
Nestes casos, deve-se utilizar a norma IEC 60853-1 -
Calculation of the cyclic and emergency current rating of
cables. Part 1: Cyclic rating factor for cables up to and
including 18/30 (36) kV.
Tanto as IEC 60287-1-1 quanto a IEC 60853-1 são normas
de difícil aplicação, pois contém numerosos cálculos complexos,
somente possíveis de realizar em tempos razoáveis por meio de
uso de softwares específicos. Há alguns poucos softwares para
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estes dimensionamentos disponíveis no mercado, tais como o
CYMCAP - Cable Ampacity Calculation, cuja versão original
foi desenvolvida em conjunto pela Ontario Hydro (Hydro One),
McMaster University e CYME International, com o apoio da
Canadian Electricity Association.
fator de correçãode temPeratura ambiente
O valor da temperatura ambiente a utilizar no dimensionamento
é o da temperatura do meio que envolve o condutor quando ele não
estiver carregado.
Os valores de capacidade de condução de corrente fornecidos
pelas tabelas 36 a 39 são sempre referidos a uma temperatura
ambiente de 30°C para todas as maneiras de instalar, exceto as linhas
enterradas, cujas capacidades são referidas a uma temperatura (no
solo) de 20°C.
Desta forma, se os condutores forem instalados em ambiente
cuja temperatura seja diferente das indicadas, sua capacidade de
condução de corrente deve ser determinada, usando-se as tabelas 36
a 39, com a aplicação dos fatores de correção de temperatura dados
na tabela 40 da norma.
É importante considerar que, no caso de instalações sujeitas a
intempéries, os fatores de correção da tabela 40 não consideram
o aumento de temperatura devido à radiação solar ou a outras
Figura 95 – Sequência para determinação da seção nominal do condutor nas tabelas 36 a 39
Figura 96 – Sequência para aplicação do fator de correção de temperatura da Tabela 40
Exemplo: IB = 48 A; 3F ; condutor cobre/PVC ; eletroduto aparente ; θa = 30ºC
Exemplo: IB = 48 A; 3F ; condutor cobre/PVC ; eletroduto aparente ; θa = 40ºC
θa = 40ºC IZ = 50 . 0,87 = 43,5 A
θa = 30ºC IZ = 50 A
X
1
1
2
3
3
4
2
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radiações infravermelhas. Quando os condutores forem submetidos
a tais radiações, as capacidades de condução de corrente devem ser
calculadas pelos métodos especificados na ABNT NBR 11301.
Para entender a aplicação do fator de correção de temperatura,
considera-se o “circuito 1” anteriormente utilizado, porém com
temperatura ambiente 40 ºC. A Figura 96 apresenta as tabelas 36
e 40 lado a lado e a sequência de setas indica o caminho que deve
ser seguido até se obter a nova capacidade de corrente da seção
nominal de 10 mm2 referida a 40 ºC. Note-se que o valor obtido
(I
Z
= 43,5 A) é menor do que a corrente de projeto I
B
= 48 A e,
portanto, a seção do condutor deverá ser aumentada.
fator de correção de resistividade térmica do solo
Nas tabelas 36 e 37, as capacidades de condução de corrente
indicadas para linhas subterrâneas (método de referência D) são
válidas para uma resistividade térmica do solo de 2,5 K.m/W.
Quando a resistividade térmica do solo for superior a 2,5 K.m/W,
caso de solos muito secos, os valores indicados nas tabelas devem
ser adequadamente reduzidos, a menos que o solo na vizinhança
imediata dos condutores seja substituído por terra ou material
equivalente com dissipação térmica mais favorável. A tabela 41 da
norma fornece fatores de correção para resistividades térmicas do
solo diferentes de 2,5 K.m/W.
O procedimento para aplicação do fator de correção para
resistividade do solo é semelhante àquele explicado para o fator de
correção de temperatura.
fator de correção Para aGruPamento de circuitos
Os valores de capacidade de condução de corrente fornecidos
pelas tabelas 36 a 39 são válidos para o número de condutores
carregados que se encontra indicado em cada uma de suas colunas.
Para linhas elétricas contendo um total de condutores superior às
quantidades indicadas nas tabelas 36 a 39, a capacidade de condução
de corrente dos condutores de cada circuito deve ser determinada,
usando-se as tabelas 36 a 39, com a aplicação dos fatores de correção
pertinentes dados nas tabelas 42 a 45 (fatores de agrupamento).
Os condutores para os quais se prevê uma corrente de projeto
não superior a 30% de sua capacidade de condução de corrente,
já determinada observando-se o fator de agrupamento incorrido,
podem ser desconsiderados para efeito de cálculo do fator de
correção aplicável ao restante do grupo. São os casos, por exemplo,
de condutores que tiveram sua seção nominal aumentada em
decorrência do atendimento ao critério de queda de tensão.
Os fatores de agrupamento foram calculados admitindo-se todos
os condutores vivos permanentemente carregados com 100% de
sua carga. Caso o carregamento seja inferior a 100%, os fatores de
correção podem ser aumentados, porém a norma não traz nenhuma
indicação de quais fatores devem ser utilizados. Neste caso, a
aplicação da NBR 11301 não é possível, pois ela trata apenas de
circuitos com 100% de carga e deve-se, a partir da determinação
do ciclo de carregamento do cabo, utilizar a norma IEC 60853-1já
mencionada.
Os fatores de correção da tabela 42 da norma são aplicáveis a
condutores agrupados em feixe, seja em linhas abertas ou fechadas
(os fatores pertinentes são os da linha 1 da tabela 42), e a condutores
agrupados num mesmo plano e numa única camada (demais linhas da
tabela). Por sua vez, os fatores de correção da tabela 43 são aplicáveis
a agrupamentos consistindo em mais de uma camada de condutores.
Assim, no caso de agrupamento em camadas, os fatores de
correção aplicáveis são os da tabela 42, quando a camada for única, ou
os da tabela 43, quando houver mais de uma camada. E os fatores de
agrupamento da tabela 44 devem ser aplicados aos cabos diretamente
Figura 97 – Sequência para aplicação do fator de correção de agrupamento da Tabela 42
1
2
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Figura 98 – Sequência para aplicação do fator de correção de agrupamento da Tabela 43
Figura 99 – Mudança de maneiras de instalar um cabo ao longo do percurso
enterrados e os da tabela 45 a linhas em eletrodutos enterrados.
A Figura 97 indica através das setas o procedimento para
determinação do fator de correção por agrupamento a ser utilizado
no caso de uma bandeja não-perfurada que contém quatro circuitos
trifásicos com cabos unipolares em camada única.
A Figura 98 indica através das setas o procedimento para
determinação do fator de correção por agrupamento a ser utilizado
no caso de uma bandeja não-perfurada que contém quatro circuitos
trifásicos com cabos unipolares em três camadas.
variações das condições de instalação num Percurso
Quando forem identificadas, ao longo do percurso previsto
de uma linha elétrica, diferentes condições de resfriamento
(dissipação de calor), as capacidades de condução de corrente
dos seus condutores devem ser determinadas com base nas
1
2
3
4
4 circuitos
3 camadas
condições mais desfavoráveis encontradas.
O exemplo da Figura 99 mostra um caso onde houve a mudança
do método de instalação dos condutores de perfilado perfurado
(método C) para eletroduto aparente (método B1).
15.1.1.3 critério de queda de tensão
Conforme 6.2.7 da NBR 5410, para o cálculo da queda de
tensão num circuito, deve ser utilizada a corrente de projeto
do circuito (I
B
), incluindo as correntes harmônicas. No caso de
motores, a corrente de projeto deve incluir o fator de serviço (se
existir), conforme capítulo 18 deste guia.
Em qualquer ponto de utilização da instalação, a queda de tensão
verificada não deve ser superior aos valores dados em relação ao
valor da tensão nominal da instalação, conforme indicado a seguir:
a) 7%, calculados a partir dos terminais secundários do
transformador MT/BT, no caso de transformador de propriedade da
unidade consumidora (Figura 100);
b) 7%, calculados a partir dos terminais secundários do
transformador MT/BT da empresa distribuidora de eletricidade,
quando o ponto de entrega for aí localizado (Figura 100);
c) 5%, calculados a partir do ponto de entrega, nos demais casos
de ponto de entrega com fornecimento em tensão secundária de
distribuição (Figura 101);
d) 7%, calculados a partir dos terminaisde saída do gerador, no
caso de grupo gerador próprio (Figura 100).
Nos casos das alíneas a), b) e d), quando as linhas principais
da instalação tiverem um comprimento superior a 100 metros, as
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Figura 100 – Queda de tensão máxima em instalação BT – transformador ou
gerador próprio
Figura 102 – Circuito simplificado para cálculo de queda de tensão
Figura 101 – Queda de tensão máxima em instalação BT – fornecimento
em tensão secundária
quedas de tensão podem ser aumentadas de 0,005% por metro de
linha superior a 100 m, sem que, no entanto, essa suplementação
seja superior a 0,5%. Por exemplo, uma linha com 500 metros, pode
ter um acréscimo de 0,005 / 100 x 400 = 0,02% no limite de queda
em relação aos valores indicados acima.
Para a queda de tensão durante a partida nos circuitos de
motores, ver o capítulo 18 deste guia.
Em nenhum caso a queda de tensão nos circuitos terminais
pode ser superior a 4%.
Para o cálculo das quedas de tensão devem ser consideradas
as impedâncias dos transformadores ou geradores (se for o caso)
e dos cabos de baixa tensão, todos disponíveis nos catálogos dos
fabricantes (Figura 102).
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Figura 103 – Condição de proteção contra sobrecargas
Figura 104 – Circuitos com mesma seção nominal
15.1.1.4 critério de Proteção contra corrente de sobrecarGa
condições de Proteção
Todo circuito deve ser protegido por dispositivos que
interrompam a corrente nesse circuito quando ela ultrapassar o
valor da capacidade de condução de corrente nominal em pelo
menos um de seus condutores, podendo provocar uma deterioração
da instalação caso permaneça por tempo prolongado.
A interrupção da corrente de sobrecarga deve acontecer em um
tempo suficientemente curto para que os condutores não atinjam os
valores de temperatura especificados na Tabela 31.
tabela 31 - temPeraturas limites de sobrecarGa
dos condutores (tabela 35 da nbr 5410)
Tipo de isolação
Cloreto de polivinila (PVC) até 300 mm2
Cloreto de polivinila (PVC) maior que 300 mm2
Borracha etilenopropileno (EPR)
Polietileno reticulado (XLPE)
Temperatura limite de
sobrecarga (condutor) °C
100
100
130
130
Para que a proteção dos condutores contra sobrecargas fique
assegurada, as características de atuação do dispositivo destinado a
provê-la devem ser tais que (Figura 103):
a) IB ≤ IN ≤ Iz ; e
b) I2 ≤ 1,45 Iz
Onde:
IB é a corrente de projeto do circuito;
Iz é a capacidade de condução de corrente dos condutores, nas
condições previstas para sua instalação;
IN é a corrente nominal do dispositivo de proteção (ou corrente de
ajuste, para dispositivos ajustáveis), nas condições previstas para
sua instalação;
I2 é a corrente convencional de atuação, para disjuntores, ou
corrente convencional de fusão, para fusíveis.
Tendo em vista as características dos disjuntores e fusíveis
definidas em suas respectivas normas no que diz respeito às
correntes e tempos de atuações, as duas condições anteriores podem
ser simplificadas conforme a seguir:
Disjuntores
IB ≤ IN ≤ Iz
Fusíveis
IN ≤ 1,45 Iz / α
Sendo
α = 1,9 I
N
para fusíveis com I
N
≤ 10 A;
α = 1,75 I
N
para fusíveis com I
N
< 10 ≤ 25 A;
α = 1,6 I
N
para fusíveis com 25 < I
N
< 1000 A
localização dos disPositivos que asseGuram Proteção contra
sobrecarGas
Em 5.3.4.2, a norma estabelece que devem ser providos
dispositivos que assegurem proteção contra sobrecargas em
todos os pontos onde uma mudança (por exemplo: de seção, de
natureza, de maneira de instalar ou de constituição) resulte em
redução do valor da capacidade de condução de corrente dos
condutores.
No caso da Figura 104, se os Alimentadores 1, 2 e 3 tiverem
a mesma seção nominal, então não é necessário instalar nenhum
dispositivo de proteção contra sobrecargas no ponto onde é
realizada a emenda de derivação.
No entanto, se houver seções diferentes, a regra geral
determina que deve ser instalado um dispositivo na emenda.
Pode-se imaginar uma situação como esta se o Alimentador
1 tem seção 35 mm2, o Alimentador 2 tem seção 25 mm2 e
o Alimentador 3 tem seção 10 mm2. Neste exemplo, cada
alimentador deverá ter um dispositivo de proteção que atenda
as prescrições de 5.3.4.1 da norma. Poderia ser o caso de o
Alimentador 1 ser protegido contra sobrecargas por um
disjuntor de 125A, o Alimentador 2 por um disjuntor de 100A
e o Alimentador 3 por um disjuntor de 50A, conforme indicado
na Figura 105.
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Figura 105 – Circuitos com seções nominais diferentes
Figura 106 – Deslocamento do dispositivo de proteção
deslocamento do disPositivo de Proteção
Em 5.3.4.2.2, prescreve-se que o dispositivo destinado a
proteger uma linha elétrica contra sobrecargas pode não ser
posicionado exatamente no ponto de derivação, mas deslocado
ao longo do percurso da linha, se a parte da linha compreendida
entre a mudança de seção e o dispositivo de proteção não
possuir nenhuma derivação, nenhuma tomada de corrente e
atender a pelo menos uma das duas condições seguintes: (a)
estar protegida contra curtos-circuitos ou (b) seu comprimento
não exceder 3 m, ser instalada de modo a reduzir ao mínimo o
risco de curto-circuito e não estar situada nas proximidades de
materiais combustíveis.
A Figura 106 ilustra o caso (b), onde se verifica que, se o
comprimento do condutor entre a derivação e o quadro de
distribuição for menor do que três metros, o dispositivo de
proteção contra sobrecargas poderá estar situado no interior do
quadro.
A situação prevista em (a), seria aquela em que, por exemplo,
existiria um dispositivo de proteção contra curtos-circuitos
(disjuntor ou fusível) instalado no quadro geral (QG) que atuaria
no caso da ocorrência de um curto-circuito em qualquer ponto
entre a derivação e o quadro de distribuição (alimentadores 2 ou 3
da Figura 106). Como indicado, nesta condição seria dispensada
a instalação do dispositivo de proteção contra sobrecargas em
qualquer ponto dos alimentadores 2 e 3 do exemplo.
Em todos os casos, a norma indica que deve ser reduzido
ao mínimo o risco de curto-circuito nas derivações. Isto pode
ser atendido pela escolha adequada do tipo de linha elétrica em
função das influências externas existentes no local da instalação.
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Figura 107 – Condição geral de proteção contra curto-circuito
omissão da Proteção contra sobrecarGas
As prescrições a seguir não são válidas para locais com riscos
de incêndio (BE2) ou explosões (BE3) previstas na Tabela 22 da
NBR 5410. Assim, ao invés de instalar dispositivos de proteção
contra sobrecargas na derivação (Figura 105) ou em algum ponto
deslocado ao longo da linha elétrica (Figura 106), existem três
situações em que simplesmente estes dispositivos de proteção
podem nem existir, a saber:
(a) Quando o circuito de derivação (alimentadores 2 e 3 nos
exemplos anteriores) for protegido a montante (atrás) por dispositivo
contra sobrecargas. Seria o caso, por exemplo, de existir no QG das
figuras anteriores um dispositivo de proteção que atuasse quando
da ocorrência de uma sobrecarga no Alimentador 2 ou 3. Para que
isso ocorresse, as condições de 5.3.4.1 da norma deveriam ser
atendidas, o que é muito raro acontecer na prática quando se tratam
de condutores com seções nominais muito diferentes.
(b) Quando o circuito de derivação não estiver sujeito à circulação
de correntes de sobrecarga, estiverprotegido contra curtos-
circuitos e não possuir derivação ou tomada de corrente. Esta
também é uma situação pouco usual na maioria das instalações
elétricas, principalmente no que diz respeito a não existir a
possibilidade de circulação de correntes de sobrecarga. Além
disso, deveria existir um dispositivo de proteção contra curtos-
circuitos (disjuntor ou fusível) instalado no quadro geral (QG) que
atuaria no caso da ocorrência de um curto-circuito em qualquer
ponto entre a derivação e o quadro de distribuição (alimentadores
2 ou 3 da Figura 106).
(c) Podem ser omitidos dispositivos de proteção contra sobrecargas
em todas as derivações de linhas de sinal, incluindo circuitos de
comando.
Proteção contra sobrecarGas de condutores em Paralelo
As condições de proteção contra sobrecargas de condutores em
paralelo são tratadas em 5.3.4.5 e no Anexo D.2 da NBR 5410.
15.1.1.5 critério de Proteção contra corrente de curto-
circuito
condições de Proteção
Conforme 4.1.3.2 da NBR 5410, todo circuito deve ser protegido
por dispositivos que interrompam a corrente nesse circuito quando
pelo menos um de seus condutores for percorrido por uma corrente
de curto-circuito.
A interrupção da corrente de curto-circuito deve acontecer
em um tempo suficientemente curto para que os condutores não
atinjam os valores de temperatura especificados na Tabela 32.
As características dos dispositivos de proteção dos cabos
elétricos de baixa tensão contra curto-circuito podem ser vistas no
capítulo 15 deste guia.
tabela 32 – temPeraturas limites de curto-circuito dos condutores
(tabela 35 da nbr 5410)
Tipo de isolação
Cloreto de polivinila (PVC) até 300 mm2
Cloreto de polivinila (PVC) maior que 300 mm2
Borracha etilenopropileno (EPR)
Polietileno reticulado (XLPE)
Temperatura limite de
curto-circuito (condutor) °C
160
140
250
250
No estudo da proteção contra correntes de curto-circuito devem,
em princípio, ser determinadas as correntes de curto-circuito
presumidas simétricas em todos os pontos julgados necessários.
O dispositivo destinado a proteger os condutores vivos de um
circuito deve estar adequadamente coordenado com os condutores.
Para isso, a NBR 5410 impõe duas condições (Figura 107):
• A capacidade de interrupção do dispositivo (ICN) deve ser no
mínimo igual à corrente de curto-circuito presumida (Ik) no ponto
onde for instalado (Figura 107). Só se admite um dispositivo com
capacidade de interrupção inferior, se houver, a montante, outro
dispositivo com a capacidade de interrupção necessária que deve
ser coordenado com o anterior;
• A integral de Joule que o dispositivo deixa passar deve ser
inferior ou igual à integral de Joule necessária para aquecer o
condutor desde a temperatura máxima para serviço contínuo até a
temperatura limite de curto-circuito (Figuras 107, 108 e 109), o que
pode ser indicado pela seguinte expressão:
∫ i2 t dt ≤ K2 S2
onde:
∫ i2 t dt é a integral de Joule (energia) que o dispositivo de proteção
deixa passar, em ampères quadrados-segundo;
K2 S2 é a integral de Joule (energia) capaz de elevar a temperatura do
condutor desde a temperatura máxima para serviço contínuo até a
temperatura de curto-circuito, supondo-se aquecimento adiabático.
O valor de K é indicado na tabela 30 da NBR 5410 e S é a seção
do condutor, em milímetros quadrados.
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Figura 108 – Condição de proteção contra curto-circuito de um disjuntor
Figura 110 – Circuitos com mesma seção nominal
Figura 109 – Condição de proteção contra curto-circuito de um fusível
Para curtos-circuitos de qualquer duração em que a assimetria da
corrente não seja significativa, e para curtos-circuitos assimétricos de
duração 0,1 s ≤ t ≤ 5 s, pode-se escrever:
I2 . t ≤ K2 S2
onde:
I é a corrente de curto-circuito presumida simétrica, em ampères, valor
eficaz (I
k
);
t é a duração do curto-circuito, em segundos.
localização dos disPositivos que asseGuram Proteção contra curto-
circuito
deslocamento do disPositivo de Proteção
Em 5.3.5.2, a norma estabelece que devem ser providos dispositivos
que assegurem proteção contra curtos-circuitos em todos os pontos onde
uma mudança (por exemplo, redução de seção) resulte em alteração do
valor da capacidade de condução de corrente dos condutores.
No caso da Figura 1, se os Alimentadores 1, 2 e 3 tiverem a mesma
seção nominal, então não é necessário instalar nenhum dispositivo de
proteção contra curtos-circuitos no ponto onde é realizada a emenda de
derivação.
No entanto, se houver seções diferentes, a regra geral determina que
deve ser instalado um dispositivo na emenda.
Pode-se imaginar uma situação como esta se pensarmos que o
Alimentador 1 tem seção 35 mm2, o Alimentador 2 tem seção 25 mm2
e o Alimentador 3 tem seção 10 mm2. Neste exemplo, cada alimentador
Figura 111 – Circuitos com seções nominais diferentes
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deverá ter um dispositivo de proteção que atenda as prescrições de
5.3.5.5.2 da norma. Sem entrar em muitos detalhes, poderia ser o caso de
o Alimentador 1 ser protegido contra curtos-circuitos por um disjuntor de
125 A, o Alimentador 2 por um disjuntor de 100 A e o Alimentador 3 por
um disjuntor de 50 A, conforme indicado na Figura 111.
deslocamento do disPositivo de Proteção
Em 5.3.5.2.2, prescreve-se que o dispositivo destinado a proteger
uma linha elétrica contra curtos-circuitos pode não ser posicionado
exatamente no ponto de derivação, mas deslocado ao longo do percurso
da linha, se a parte da linha compreendida entre a redução de seção
e a localização pretendida para o dispositivo de proteção atender
simultaneamente aos seguintes três requisitos: (a) não exceder 3 m, (b)
ser instalada de modo a reduzir ao mínimo o risco de curto-circuito e, (c)
não estar situada nas proximidades de materiais combustíveis.
A Figura 112 ilustra o caso (a), onde se verifica que, se o comprimento
Figura 112 – Deslocamento do dispositivo de proteção
Figura 113 – Deslocamento do dispositivo de proteção
do condutor entre a derivação e o quadro de distribuição for menor do
que três metros, o dispositivo de proteção contra curtos-circuitos poderá
estar situado no interior do quadro de distribuição (QD-1 e QD-2).
A norma indica que deve ser reduzido ao mínimo o risco de curto-
circuito nas derivações. Isto pode ser atendido pela escolha adequada do
tipo de linha elétrica em função das influências externas existentes no
local da instalação.
Ainda conforme a prescrição de 5.3.5.2.2, alínea b), em alternativa
à situação descrita anteriormente, é possível não instalar um dispositivo
de proteção no ponto de derivação caso o condutor de seção reduzida
estivesse garantidamente protegido contra curtos-circuitos por um
dispositivo de proteção localizado a montante da derivação. Isso está
ilustrado na Figura 4, onde o dispositivo de proteção instalado no
QG estaria protegendo contra curtos-circuitos simultaneamente os
Alimentadores 1, 2 e 3. Para que isso seja possível, é preciso que os
requisitos de 5.3.5.5.2 da NBR 5410 relativos à integral de Joule dos
dispositivos e dos condutores sejam atendidos.
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omissão da Proteção contra curtos-circuitos
Nos três casos mencionados a seguir é possível não existir
nenhum dispositivo de proteção contra curtos-circuitos instalado
na derivação ou deslocado ao longo da linha, desde que a linha
elétrica seja instalada de modo a reduzir ao mínimo o risco de
curto-circuito e não esteja situadanas proximidades de materiais
combustíveis:
(d) Em linhas que ligam geradores, transformadores, retificadores
e baterias aos seus quadros correspondentes, desde que existam
dispositivos de proteção instalados dentro dos quadros.
(e) Em circuitos onde o desligamento automático seja perigoso, tais
como circuitos de excitação de máquinas rotativas, de alimentação
de eletroímãs para elevação de cargas, circuitos secundários de
transformadores de corrente e circuitos de motores usados em
bombas de incêndio, extração de fumaça, etc.
(f) Em circuitos de medição.
corrente de curto-circuito mÍnima Presumida
Na NOTA 2 de 6.4.3 (Seleção dos dispositivos de proteção
contra curtos-circuitos), informa-se que “para efeito de verificação
das condições especificadas em 6.3.4.3.1 e 6.3.4.3.2, considera-
se a corrente de curto-circuito mínima presumida como aquela
correspondente a um curto-circuito de impedância desprezível que
ocorre no ponto mais distante da linha protegida”.
Geralmente, esta corrente mínima corresponde a uma falta fase-
fase ou fase-neutro na extremidade de cada circuito analisado, seja
ele um circuito de distribuição ou terminal.
Seu cálculo simplificado é bem conhecido, sendo determinado
com boa aproximação pela seguinte expressão que tem origem na
norma francesa NF C 15100:
I
kmin
= 0,8 U S / r ρ 2 l
Sendo:
I
kmin
- corrente de curto-circuito mínima presumida [A];
U – tensão nominal entre fase-neutro ou fase-fase, conforme o caso
considerado [V];
S – seção nominal do condutor [mm2];
r – fator dado pela Tabela 33;
ρ - resistividade do cobre = 0,027 Ω mm2/m;
l – comprimento do circuito [m].
tabela 33 – fator “r”
r
1,00
1,15
1,20
1,25
S [mm2]
≤120
150
185
240
Exemplo:
a) circuito com tensão fase-neutro 127 V, seção dos condutores
2,5 mm2 e comprimento 25 m, têm-se a seguinte corrente de curto-
circuito mínima presumida:
I
kmin
= 0,8 U S / r ρ 2 l
= 0,8 (127) (2,5) / (1,00) (0,027) 2 (25) = 188 A
b) circuito com tensão fase-neutro 127 V, seção dos condutores
25 mm2 e comprimento 25 m:
I
kmin
= 0,8 U S / r ρ 2 l
= 0,8 (127) (25) / (1,00) (0,027) 2 (25) = 1.882 A
Fica evidente nos exemplos a influência da seção dos
condutores (de fase e neutro) no valor da corrente mínima.
O primeiro caso (2,5 mm2) é típico de circuitos terminais de
força e iluminação, enquanto que o segundo caso (25 mm2) é
mais encontrado em circuitos de distribuição e alimentação
de quadros em geral. A reduzida seção dos condutores
utilizados geralmente nos circuitos terminais contribui
significativamente para a redução da corrente de curto-
circuito mínima presumida.
15.1.1.6 natureza dos disPositivos de Proteção contra
sobrecorrentes
Dispositivos capazes de prover simultaneamente proteção
contra correntes de sobrecarga e contra correntes de curto-circuito
Esses dispositivos de proteção devem poder interromper
qualquer sobrecorrente inferior ou igual à corrente de curto-circuito
presumida no ponto em que o dispositivo for instalado e podem ser
dos seguintes tipos (Figura 114):
a) disjuntores conforme NBR 5361, NBR IEC 60947-2, NBR NM
60898 ou IEC 61009-2.1.
Após a publicação da NBR 5410 em 2004, a norma NBR 5361
foi cancelada pela ABNT e substituída, para disjuntores de uso
residencial até 63 A, pelo Regulamento do Inmetro RTQ 243;
b) dispositivos fusíveis tipo gG, conforme NBR IEC 60269-1 e
NBR IEC 60269-2 ou NBR IEC 60269-3;
c) disjuntores associados a dispositivos fusíveis, conforme
NBR IEC 60947-2 ou NBR NM 60898.
disPositivos caPazes de Prover aPenas Proteção contra
correntes de sobrecarGa
Tais dispositivos geralmente possuem característica de atuação
a tempo inverso e podem apresentar uma capacidade de interrupção
inferior à corrente de curto-circuito presumida no ponto de
instalação.
GUIA O SETOR ELÉTRICO DE NORMAS BRASILEIRAS
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BR 5410
101
tabela 34 - taxa de 3ª harmônica x seção do condutor neutro
THD3 e
múltiplas < 15%
Condutor neutro
pode ser menor que o
condutor de fase
15% ≤ THD3 e
múltiplas ≤ 33%
Condutor neutro pode
ser igual ao condutor
de fase
THD3 e múltiplas
> 33%
Condutor neutro
pode ser maior que o
condutor de fase
condutor neutro Pode ser menor que o condutor de condutor
de fase
Em 6.2.6.2.6, admite-se que num circuito trifásico com
condutor neutro, onde os condutores de condutor de fase tenham
seção maior que 25 mm2, a seção do condutor neutro pode ser
menor que a do condutor de condutor de fase, limitada aos
valores da tabela 48 da referida norma, desde que (1) o circuito
seja equilibrado, (2) a taxa de 3ª harmônica e múltiplas seja
menor que 15% e (3) que o condutor neutro seja protegido contra
sobrecorrentes. Ora, na prática, garantir o atendimento a estas
três condições não é nada fácil e, conseqüentemente, reduzir a
seção do condutor neutro deve ser uma decisão tomada somente
após uma análise muito criteriosa do caso. Note que a norma
não obriga a redução do condutor neutro, mas apenas deixa uma
possibilidade para que esta redução aconteça.
condutor neutro Pode ser iGual ao condutor de fase
Em 6.2.6.2.3 e 6.2.6.4, admite-se que, respectivamente, num
circuito trifásico com condutor neutro e num circuito de duas fases
com condutor neutro, a seção do condutor neutro pode ser igual à
seção do condutor de fase desde que a taxa de terceira harmônica
(e suas múltiplas) presentes no circuito seja maior ou igual a 15% e
menor ou igual a 33%.
condutor neutro Pode ser maior que o condutor de fase
Em 6.2.6.2.5, admite-se que num circuito trifásico com
condutor neutro ou num circuito com duas fases com condutor
neutro, a seção do condutor neutro pode ser maior que a seção do
condutor de fase desde que a taxa de terceira harmônica (e suas
múltiplas) presentes no circuito seja maior ou igual a 33%. Tais
taxas são muito comuns em circuitos que alimentam, por exemplo,
computadores e outros equipamentos de tecnologia de informação.
De acordo com o anexo F da norma NBR 5410, a seção do
condutor neutro nestas condições pode ser determinada calculando-
se a corrente por:
I
N
= fh IB
Onde I
N
é a corrente no condutor neutro considerando a
presença das harmônicas de 3a ordem e suas múltiplas, fh é um fator
obtido na Tabela 35 (Tabela F.1 da NBR 5410) e I
B
é a corrente
de projeto no condutor de fase (incluindo todas as harmônicas)
calculada por (1).
A norma faz uma observação que é muito útil na prática
e que resulta num dimensionamento a favor da segurança:
na falta de estimativa mais precisa da taxa de 3ª harmônica,
recomenda-se a adoção dos maiores fatores da tabela, ou seja,
1,73 e 1,41, respectivamente, para circuitos trifásicos e com
duas fases.
fusÍvel nh disjuntor fusÍvel diazed
disPositivos caPazes de Prover aPenas Proteção contra
correntes de curto-circuito
Tais dispositivos podem ser utilizados quando a proteção contra
sobrecargas for provida por outros meios ou nos casos em que se
admite omitir a proteção contra sobrecargas). Esses dispositivos
devem poder interromper qualquer corrente de curto-circuito
inferior ou igual à corrente de curto-circuito presumida. Podem ser
dos seguintes tipos:
a) disjuntores conforme NBR 5361, NBR IEC 60947-2,
NBR NM 60898 ou IEC 61009-2.1;
b) dispositivos fusíveis com fusíveis tipo gG, gM ou aM, conforme
NBR IEC 60269-1 e NBR IEC 60269-2 ou NBR IEC 60269-3.
15.2 dimensionamento do condutor neutro
Em 6.2.6.2, são feitas considerações sobre o dimensionamento
do condutor neutro em função da taxa de terceira harmônica(THD3) e suas múltiplas presentes no circuito.
Desta forma, são consideradas três situações: taxa inferior
a 15%, taxa entre 15% e 33% e taxa superior a 33%, conforme
indicado na Tabela 34.
Figura 114 – Alguns tipos de dispositivos usuais de proteção contra sobrecorrente
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tabela 35 - fator Para a determinação da corrente no neutro
Taxa de 3ª harmônica
33% a 35%
36% a 40%
41% a 45%
46% a 50%
51% a 55%
56% a 60%
61% a 65%
≥ 66%
fh
Circuito trifásico
com neutro
1,15
1,19
1,24
1,35
1,45
1,55
1,64
1,73
Circuito com duas
fases e neutro
1,15
1,19
1,23
1,27
1,30
1,34
1,38
1,41
Exemplo: sendo I
1
= 110 A, I
3
= 57 A e I
5
= 29 A, circuito
trifásico com neutro, segue-se:
I
B
= √1102 + 572 + 292 = 127 A
THD3 = 100 x 57 / 110 = 52%
Entrando com 52% na tabela F.1 fh = 1,45
Então, I
N
= fh IB = 1,45 x 127 = 184 A
Proteção contra sobrecorrentes do condutor neutro
Nos esquemas TN e TT, quando a seção do condutor neutro
for pelo menos igual ou equivalente à dos condutores de fase, não
é necessário prever detecção de sobrecorrente no condutor neutro,
nem dispositivo de seccionamento nesse condutor.
Quando a seção do condutor neutro for inferior à dos condutores
de fase, é necessário prever detecção de sobrecorrente no condutor
neutro, adequada à seção desse condutor. Essa detecção deve
provocar o seccionamento dos condutores de fase, mas não
necessariamente do condutor neutro. No entanto, admite-se omitir a
detecção de sobrecorrente no condutor neutro, se as duas condições
seguintes forem simultaneamente atendidas:
a) o condutor neutro estiver protegido contra curtos-circuitos pelo
dispositivo de proteção dos condutores de fase do circuito;
b) a corrente máxima suscetível de percorrer o condutor neutro em
serviço normal for claramente inferior ao valor da capacidade de
condução de corrente desse condutor.
Considera-se esta condição satisfeita se a potência transportada
pelo circuito for distribuída tão uniformemente quanto possível entre
as diferentes fases. Por exemplo, se a soma das potências absorvidas
pelos equipamentos de utilização alimentados entre cada fase e o
neutro for muito inferior à potência total transportada pelo circuito
em questão. Um valor prático usual para esse desequilíbrio é de 10%.
15.3-dimensionamento econômico e ambiental de condutores
elétricos
15.3.1 introdução
A função de um cabo de potência é conduzir a energia elétrica
da forma energeticamente mais eficiente e ambien-talmente
mais amigável possível desde a fonte até o ponto de utilização.
No entanto, devido à sua resistência elétri-ca, o cabo dissipa, na
forma de calor (perda joule), uma parte da energia transportada,
de forma que uma eficiência de 100% não é obtida neste processo.
Em consequência, essa perda irá requerer a geração de uma energia
adicional que contribuirá para o acréscimo da emissão de gases de
efeito estufa na atmosfera.
A energia dissipada por estes cabos precisa ser paga por alguém,
transformando-se assim em um acréscimo nos custos operacionais
do equipamento que está onde alimentado e da instalação elétrica
como um todo. Esta sobre-carga financeira se estende por toda a
vida útil do processo envolvido. O custo da energia tem um peso
cada vez mais importante nos custos operacionais das edificações
comerciais e industriais. Neste sentido, todos os esforços possíveis
devem ser feitos para conter gastos desnecessários.
Os aspectos ambientais e conservacionistas relacionados com a
energia desperdiçada também são importantes fato-res, cada vez mais
ressaltados. Estudos revelam que, ao longo do ciclo de vida dos fios e
cabos elétricos, as mais significativas emissões de CO2 (gás do efeito
estufa) são produzidas quando os condutores estão sendo utilizados
no transporte de energia elétrica, onde relativamente pequenas na fase
de fabricação e descarte desses produtos. Essas emissões de CO2 são
resultantes da geração extra de energia necessária para compensar
as perdas joule na condução da corrente elétrica pelo circuito. Desta
forma, mantidas todas as demais características da instalação, a
maneira mais adequada de reduzir as perdas joule nos fios e cabos, e
consequentemente, as emissões de CO2, é aumentar a seção nominal
dos condutores elétricos.
Teoricamente, seria possível reduzir a perda de energia
(joule) e a consequente emissão de CO2 a valores insignifi-cantes,
aumentando-se a seção do condutor. No entanto, como isto
significa aumentar o custo inicial do cabo, seus acessórios, linhas
elétricas e mão de obra de instalação, tende-se a anular a economia
conseguida pela melhoria da eficiência na distribuição. Neste caso,
é interessante encontrar um compromisso entre estas duas variáveis
(redução nas perdas x aumento do custo inicial da instalação).
A melhor ocasião para se considerar a questão das perdas joule
e emissão de CO2 numa instalação elétrica é na etapa de projeto,
quando custos adicionais são marginais. É fácil compreender que,
após sua instalação, é muito mais difícil e caro incorporar melhorias
a um circuito. A questão central neste assunto é identificar uma seção
de condutor que reduza o custo da energia desperdiçada, sem incorrer
em custos iniciais excessivos de compra e insta-lação de um cabo.
Os critérios de dimensionamento econômico e ambiental
apresentados a seguir são aplicáveis a todos os tipos de instalações
elétricas de baixa e média tensão, sejam nas instalações prediais,
comerciais e industriais ou nas redes públicas de distribuição de
energia elétrica.
Existem algumas situações onde o emprego de tais critérios é
particularmente mais interessante, tais como aquelas que envolvem
circuitos com cargas relativamente elevadas, que funcionam por
longos períodos durante o dia. São os casos de alimentadores de
quadros de distribuição, quadros de luz, alimentação de motores
elétricos, torres de resfriamento, ar condicionado, dentre outros,
GUIA O SETOR ELÉTRICO DE NORMAS BRASILEIRAS
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103
facilmente encontrados, por exemplo, em shopping centers,
indústrias em geral, hospitais, edifícios comerciais e públicos,
portos, aeroportos, estádios e ginásios esportivos, dentre ou-tros.
15.3.2 dimensionamento técnico e econômico de condutores
elétricos conforme a norma nbr 15902
15.3.2.1 seção econômica
A Seção Econômica (Sec) de um condutor elétrico pode ser
determinada pela expressão [1] que utiliza parâmetros calculados
pelas expressões [2] a [5].
[1]
[3]
[2]
[4]
[5]
onde:
Sec = seção econômica do condutor [mm2]
Imax = corrente de projeto máxima prevista para o circuito no
primeiro ano, [A];
F = quantidade auxiliar;
ρ
20
= resistividade elétrica do material condutor a 20 °C [Ω m];
B = quantidade auxiliar;
α20 = coeficiente de temperatura para a resistência do condutor a
20 ºC [K-1];
θm = temperatura média de operação do condutor [ºC];
θ = temperatura máxima nominal do condutor para o tipo de cabo
considerado [ºC];
θa = temperatura ambiente média [ºC].
A = componente variável do custo por unidade de comprimento
conforme seção do condutor [$/m.mm2]
Np = número de condutores de fase por circuito;
Nc = número de circuitos que levam o mesmo tipo e valor de carga;
T = tempo de operação com perda joule máxima [h/ano];
P = custo de um watt-hora no nível da tensão pertinente [$/W.h]
D = variação anual da demanda [$/W.ano];
Q = quantidade auxiliar;
i = taxa de capitalização para cálculo do valor presente [%];
yp = fator de proximidade, conforme IEC 60287-1-1;ys = fator devido ao efeito pelicular, conforme IEC 60287-1-1;
λ1 = fator de perda da cobertura, conforme IEC 60287-1-1;
λ2 = fator de perda da armação, conforme IEC 60287-1-1;
r = quantidade auxiliar;
N = período coberto pelo cálculo financeiro, também referido como
“vida econômica” [ano];
a = aumento anual da carga (Imax) [%];
b = aumento anual do custo da energia, sem incluir efeitos da
inflação [%].
15.3.2.2 asPectos econômicos
Para combinar os custos iniciais de compra e instalação com os
custos de perdas de energia que surgem durante a vida econômica
de um condutor elétrico, é necessário expressá-los em valores
econômicos comparáveis, que são os valores que se referem ao
mesmo ponto no tempo.
É sabido que, quanto menor a seção nominal de um condutor
elétrico, menor é o seu custo inicial de aquisição e instalação e
maior é o seu custo operacional durante a sua vida útil.
Multiplicando-se o valor obtido em [1] pelo preço do Wh
cobrado pela distribuidora de energia (ou calculado para a fonte de
geração própria), obtém-se o custo da perda de energia (operacional)
do condutor elétrico.
Deste modo, o custo total de instalar e operar um cabo durante
sua vida econômica, expresso em valores presentes, é calculado
conforme a seguinte equação:
Figura 115 - Custo inicial e custo operacional dos cabos em função da seção nomial
Valor mínimo
Custo Total
Custo Inicial
mm2
S
Custo de operação
(perdas)
ST SE
SE > ST corresponde ao custo total mínimo
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Custo total = CT = CI + CJ [6]
onde:
CI é o custo inicial de um comprimento de cabo instalado, [$];
CJ é o custo operacional equivalente na data em que a instalação
foi adquirida, ou seja, o valor presente, das perdas joule durante a
vida considerada, [$].
A Figura 115 apresenta as curvas típicas do custo operacional
(CJ) e custo inicial de uma instalação (CI) em função da seção
nominal dos condutores.
Na Figura 115, somando-se ponto a ponto as duas curvas (custo
inicial e custo operacional), tem-se , para cada seção nominal, o
custo total daquele condutor ao longo de sua vida referido a um
valor presente.
Conforme a Figura 115, a curva relativa ao custo total apresenta
um ponto de valor mínimo ($) para uma dada seção (mm2).
Denomina-se como seção econômica (Sec) de um circuito
aquela seção que resulta no menor custo total de instalação e
operação de um condutor elétrico durante sua vida econômica
considerada.
De acordo com a NBR 15920, o custo total (CT) pode ser
calculado por:
CT = I2max R l F [$] [7]
onde:
Imax = carga máxima no cabo durante o primeiro ano, [A];
l = comprimento do cabo, [m];
F = calculado pela equação [2];
R = resistência c.a. aparente do condutor por unidade de comprimento,
levando em conta os efeitos pelicular e de proximidade (yp, ys) e as
perdas em blindagens metálicas e armações (λ1, λ2), [Ω/m].
O valor de R em função da seção padronizada S do condutor
deve ser considerado na temperatura média de operação do condutor
(θm) e calculado pela seguinte expressão:
[8]
15.3.2.3 dimensionamento ambiental de condutores elétricos
Ao longo do ciclo de vida dos fios e cabos elétricos, as
mais significativas emissões de CO2 (gás do efeito estufa)
são produzidas quando os condutores transportam a energia
elétrica, sendo relativamente pequenas na fase de fabricação e
descarte desses produtos. Essas emissões de CO2 são resultantes
da geração extra de energia necessária para compensar as
perdas joule na condução da corrente elétrica pelo circuito.
Como visto nas seções anteriores, é possível reduzir a perda
de energia (joule) e a consequente emissão de CO2 através
do aumento da seção do condutor pela aplicação do critério
de dimensionamento econômico. Assim, é fácil concluir
que haverá um ganho ambiental sempre que, num período
considerado, as emissões de CO2 evitadas durante a operação
do cabo forem menores do que as emissões de CO2 realizadas
para sua fabricação. Os itens 6.2 e 6.3 a seguir apresentam os
modos de calcular as emissões de CO2 evitadas e realizadas.
redução das emissões de co2 na Geração de enerGia Pelo
aumento da seção
Quando os condutores dimensionados pelo critério
técnico (de menor seção) são substituídos por condutores
dimensionados pelo critério econômico (de maior seção), a
quantidade anual de redução de emissões de CO2 é dada pela
seguinte fórmula:
Z1 = Σ [Np Nc I2 (R1 – R2) 10-3 T l K1] [9]
onde:
Z1 = quantidade anual de redução de emissões de CO2 [kg-CO2];
Np = número de condutores de fase por circuito;
Nc = número de circuitos que levam o mesmo tipo e valor de
carga;
I = corrente de projeto, [A];
l = comprimento do cabo, [km];
R1 = resistência do condutor por unidade de comprimento
dimensionado pelo critério técnico (menor seção), [Ω/km] –
calculada conforme equação [8];
R2 = resistência do condutor por unidade de comprimento
dimensionado pelo critério econômico (maior seção), [Ω/km]
– calculada conforme equação [8];
T = tempo de operação por ano [h/ano];
K1 = emissões de CO2 no momento da geração por unidade de
energia elétrica, [kg-CO2/kWh]. Este valor varia conforme
a característica da matriz energética de cada país, sendo
maior nos casos onde fontes primárias de energia são mais
poluentes (combustíveis fósseis) e menor onde as fontes
primárias são mais limpas e renová-veis (hidráulica, solar,
eólica, etc.). No caso do Brasil, dados de 2010 indicam um
valor de K1 = 0,089 kg-CO2/kWh.
aumento das emissões de co2 na fabricação de condutores
Pelo aumento da seção
O aumento da seção dos condutores quando dimensionados
pelo critério econômico tem como consequência direta o
aumento nas emissões de CO2 no processo completo de
fabricação dos cabos elétricos, desde a fase de extração do
metal condutor na mina até o descarte do produto após sua
utilização (ciclo de vida do produto). Isso se deve ao fato de que
seções maiores utilizam mais materiais e, consequentemente,
mais energia é consumida na fabricação e demais etapas da
vida do produto.
O principal aumento nas emissões de CO2 devido ao
aumento da seção ocorre na produção do cobre, desde a mina
até a fabricação do elemento condutor do cabo. O aumento
anual das emissões de CO2 neste caso é dado pela seguinte
expressão:
R(S) =
S
ρ20 • B[1 + α20 • (θm - 20)] • 106
GUIA O SETOR ELÉTRICO DE NORMAS BRASILEIRAS
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Z2 = Σ [(W2 – W1) l K2] [10]
onde:
Z2 = quantidade anual de aumento de emissões de CO2 [kg-CO2];
W1 = peso do condutor por unidade de comprimento dimensionado
pelo critério técnico (menor seção), [kg/km]
W2 = peso do condutor por unidade de comprimento dimensionado
pelo critério econômico (maior seção), [kg/km];
l = comprimento do cabo, [km];
K2 = emissões de CO2 no momento da produção do cobre por
unidade de cobre, [kg-CO2/kg-Cu]. Este valor varia conforme a
característica da matriz energética de cada país e do processo de
extração e fabricação do metal, sendo maior nos casos onde fontes
primárias de energia são mais poluentes (combustíveis fósseis)
e menor onde as fontes primárias são mais limpas e renováveis
(hidráulica, solar, eólica, etc.). No caso do Brasil, onde a maioria
do cobre utilizado nos condutores elétricos é importada do Chile,
recomenda-se utilizar K2 = 4,09 kg-CO2/kg-Cu que é aquele
correspondente à produção do catodo de cobreeletrolítico realizada
naquele país.
O resultado do dimensionamento ambiental de condutores
elétricos pode ser determinado por Z
1
– Z2. Na condição de
Z
1
– Z2 > 0, as reduções nas emissões de CO2 obtidas pelo
uso de cabos de maiores seções durante a vida eco-nômica
considerada compensaram os aumentos nas emissões de CO2
devidas ao processo de fabricação dos cabos com maiores
seções. Em outras palavras, Z
1
– Z2 representa o ganho
ambiental obtido pela redução das emissões de CO2 devido ao
dimensionamento econômico dos condutores.
15.3.2.4 software
O Instituto Brasileiro do Cobre, Procobre, disponibiliza um
software que realiza o dimensionamento econômico e ambiental de
condutores elétricos no site www.leonardo-energy.org.br.
15.4 dimensionamento de barramentos blindados
Uma vez que as características elétricas dos barramentos
variam entre fabricantes, o dimensionamento de um barramento
blindado de baixa tensão e suas proteções deve seguir as instruções
do fabricante. Esse dimensionamento deve levar em consideraração
os seguintes aspectos gerais:
• A corrente nominal do barramento blindado (In) deve ser igual
ou superior à corrente de projeto do circuito (I
B
), incluindo as
componentes harmônicas;
• A corrente nominal do sistema de barramento blindado deve ser
declarada pelo fabricante para uma determinada temperatura de
referência do ar ambiente;
• O fabricante deve fornecer as informações necessárias para a
correta seleção e dimensionamento do dispositivo de proteção
contra sobrecarga que irá proteger o barramento blindado ou indicar
diretamente o dispositivo de proteção contra sobrecarga que deve
ser utilizado;
16 ATeRRAmeNTo e equIpoTeNcIAlIzAção
16.1 Generalidades
O aterramento, que é tratado em 6.4.1 na NBR 5410, tem
como função principal garantir a segurança das pessoas em relação
às tensões de passo e toque, além do correto funcionamento das
instalações elétricas e dos equipamentos por elas servidos.
Um sistema de aterramento é o conjunto de todos os eletrodos,
barramentos, massas e elementos condutores estranhos à instalação
elétrica interligados direta ou indiretamente entre si por meio dos
condutores de aterramento, de proteção e de equipotencialização
(Figura 116).
Um sistema de aterramento pode ser dividido em duas partes
principais, a saber:
• A primeira parte, que fica enterrada (no solo), é denominada
“eletrodo de aterramento”, sendo assim definido nas normas
mencionadas anteriormente: elemento ou conjunto de elementos
do sistema de aterramento que assegura o contato elétrico com o
solo e dispersa a corrente de defeito, de retorno ou de descarga
atmosférica na terra.
• A segunda parte abrange todo o complexo de condutores
(rabichos de aterramento, condutores PE, condutores para
referência de sistemas e de equipotencialização) e massas
metálicas (carcaças de equipamentos, estruturas e outros
elementos) situadas acima do nível do solo e que deverão estar
convenientemente interligados e aterrados;
16.2 eletrodo de aterramento
O eletrodo de aterramento deve ser construído de tal forma a
desempenhar sua função causando a menor perturbação possível,
na forma de tensões superficiais no solo sobre o mesmo e em
seus arredores ou através do retorno de correntes impulsivas
para a instalação elétrica.
• O fabricante deve fornecer as informações necessárias para a
correta seleção e dimensionamento do dispositivo de proteção
contra curto-circuito que irá proteger o barramento blindado ou
indicar diretamente o dispositivo de proteção contra curto-circuito
que deve ser utilizado;
• O fabricante deve declarar os valores de resistência elétrica,
reatância e impedância do sistema de barramento blindado nas
condições de montagem especificadas a fim de permitir os cálculos
das correntes de curto-circuito e de falta em qualquer ponto de uma
instalação elétrica que inclua o barramento blindado;
• O dispositivo de proteção do barramento blindado deve ter a
capacidade de interrupção contra curto-circuito igual ou superior
à corrente de curto-circuito presumida no ponto onde o dispositivo
for instalado;
• O fabricante deve declarar os limites de queda de tensão no
sistema de barramento blindado.
GUIA O SETOR ELÉTRICO DE NORMAS BRASILEIRAS
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Figura 116 - Principais componentes do sistemas de aterramento e equipotencialização
1 Eletrodo de aterramento
(infraestrutura de ater-ramento)
2 Condutor de aterramento
3 BEP (Barramento de
Equipotencialização Principal)
4 Condutor de equipotencialização
principal
5 Condutor de proteção principal
6 Condutor de equipotencialização
suplementar
7 Condutor de proteção
8 BEL (Barramento de
Equipotencialização Local)
9 Elemento condutor estranho
à instalação elétrica
10 Massa
Quanto ao aspecto construtivo, um eletrodo de aterramento
pode ser:
• Natural: que não é instalado especificamente para este fim,
mas que apresenta as condições necessárias para desempenhar a
função, em geral as armaduras de aço das fundações;
• Convencional: que é instalado com este fim, como por exemplo,
os condutores em anel, as hastes verticais ou inclinadas e os
condutores horizontais radiais em forma de malha.
Em 6.4.1.1.1, a NBR 5410 determina que toda edificação
deve dispor de uma infraestrutura de aterramento, denominada
“eletrodo de aterramento”, sendo admitidas as seguintes opções:
a) preferencialmente, uso das próprias armaduras do concreto
das fundações (ver 6.4.1.1.9); ou
b) uso de fitas, barras ou cabos metálicos, especialmente
previstos, imersos no concreto das fundações (ver 6.4.1.1.10);
ou
c) uso de malhas metálicas enterradas, no nível das fundações,
cobrindo a área da edificação e complementadas, quando
necessário, por hastes verticais e/ou cabos dispostos radialmente
(“pés-de-galinha”); ou,
d) no mínimo, uso de anel metálico enterrado, circundando o
perímetro da edificação e complementado, quando necessário,
por hastes verticais e/ou cabos dispostos radialmente (“pés-de-
galinha”).”
Assim elimina-se a possibilidade de vários eletrodos de
aterramento distintos serem instalados para aterrar componentes
de instalações diferentes (SPDA, telefonia, energia, dados, etc.)
situados na mesma edificação.
16.2.1 eletroduto de aterramento natural
O uso do eletrodo de aterramento pelas fundações, técnica
utilizada há décadas no exterior, baseia-se na constatação de
que o conjunto formado pelo ferro imerso em concreto em
contato com o solo apresenta resistividades muito baixas, da
ordem 30 a 50 Ω.m a 20 ºC. Além disso, a massa de material
condutor representada pelas toneladas de aço nas fundações é
muito superior à quantidade de material metálico utilizado nos
eletrodos convencionais, reduzindo significativamente o valor
da resistência de aterramento (Figura 117).
10
10
9
9
9
6 6
8
8
4
4
5
7
7
7
3
1
Quadro
Equipamento
Elétrico
Neutro da
Concessionária
GUIA O SETOR ELÉTRICO DE NORMAS BRASILEIRAS
N
BR 5410
107
Figura 117 - Ferragens da fundação
Figura 118 - Interligações entre elementos da armadura
Nos casos em que a infraestrutura de aterramento da edificação
for constituída pelas próprias armaduras embutidas no concreto das
fundações (armaduras de aço das estacas, dos blocos de fundação
e vigas baldrames), pode-se considerar que as interligações
naturalmente existentes entre estes elementos são suficientes para
se obter um eletrodo de aterramento com características elétricas
adequadas, sendo dispensável qualquer medida suplementar
(Figura 118).
Nas fundações em alvenaria,a infraestrutura de aterramento
pode ser constituída por fita, barra ou cabo de aço galvanizado
imerso no concreto das fundações, formando um anel em todo o
perímetro da edificação. A fita, barra ou cabo deve ser envolvido
por uma camada de concreto de no mínimo 5 cm de espessura, a
uma profundidade de no mínimo 0,5 m.
Para que não haja falsas expectativas ou utilização indevida
dos componentes estruturais, deve-se deixar claro que, em 6.4.1.1.1
a), está explícita a permissão para utilização das armaduras de
fundação. Portanto, as conexões descritas em 6.4.1.2.3 não devem
ser executadas indiscriminadamente ao logo da edificação. Neste
sentido, por exemplo, armaduras dos pilares não podem substituir
os condutores PE.
16.2.2 eletroduto de aterramento convencional
A seleção e instalação dos componentes formadores do
eletrodo de aterramento convencional devem observar as seguintes
condições:
• O projeto do eletrodo de aterramento deve considerar o
possível aumento da resistência de aterramento dos eletrodos
devido à corrosão. Deve considerar também a resistência às
solicitações térmicas, termomecânicas e eletromecânicas, ou
seja, o dimensionamento dos condutores do eletrodo deve seguir
os métodos de relacionados a proteção contra choques elétricos,
correntes de curto-circuito e corrosão, inclusive eletrolítica. A seção
mínima admissível é mostrada na Tabela 36.
tabela 36 - seção mÍnima dos condutores Para aterramento
Seções mínimas de condutores de aterramento enterrados no solo
Protegido contra corrosão
Não protegido contra corrosão
Protegido contra
danos mecânicos
Cobre: 2,5 mm2
Aço: 10 mm2
Cobre: 50 mm2 (solos ácidos ou alcalinos)
Aço: 80 mm2
Não protegido contra
danos mecânicos
Cobre: 16 mm2
Aço: 16 mm2
• O tipo e a profundidade de instalação dos elementos do eletrodo
de aterramento devem suprir as mudanças nas condições do solo,
por exemplo: umidade, para que a resistência ôhmica do conjunto
(eletrodo/solo) não varie acima do valor parametrizado em
projeto.
• Devem ser seguidas medidas apropriadas de instalação visando
garantir proteção mecânica adequada para que os materiais e
conexões possam suportar as condições de influências externas
(movimentação do solo, compressão, etc.) (Tabela 37). Neste
sentido, devem ser tomados os devidos cuidados com a execução
das soldas, aperto das conexões mecânicas com torque adequado e,
em alguns casos, pode ser necessário envelopar os condutores em
uma mistura de cimento e areia.
• Não é admitida na composição do eletrodo de aterramento a
utilização de tubulações metálicas de serviços (água, esgoto, etc.)
ou outros elementos que possam ser periodicamente retirados
para manutenção, porém estes devem estar conectados a ele para
cumprir as medidas prescritas de equipotencialização;
• O eletrodo deve possuir distribuição espacial conveniente, além de
apresentar valor de impedância (resistência ôhmica) de aterramento
condizente com as condições de topologia, dimensões e do solo que
o envolve a fim de minimizar as tensões superficiais (toque e passo)
que possam surgir. Uma das possibilidades neste caso é dispor o
eletrodo de forma a que ele fique posicionado abaixo da edificação
ou estrutura a ser aterrada , estendendo-o a pelo menos 1 m de
barreiras da divisa (muro, cercas, etc.);
• Preferencialmente o eletrodo de aterramento convencional deve
constituir no mínimo, um anel (fechado) circundando o perímetro
da edificação (Figura 119). Portanto não se deve construir um
eletrodo de aterramento distante do local onde o mesmo deverá
prover a infra-estrutura de aterramento;
GUIA O SETOR ELÉTRICO DE NORMAS BRASILEIRAS
N
BR
5
41
0
108
tabela 37 - materiais aProPriados e suas esPecificações
Dimensões mínimas
Espessura do
material mm
3
3
2
2
2
2
Seção mm
100
120
95
50
50
50
50
Diâmetro mm
15
25
15
15
1,8 (cada veio)
20
Forma
Fita 2)
Perfil 1
Haste de seção circular 3)
Cabo de seção circular
Tubo
Haste de seção circular 3)
Haste de seção circular 3)
Fita
Cabo de seção circular
Cordoalha
Tubo
Fita 2)
Superfície de
Zincada a quente 1)
ou inoxidável
Capa de cobre
Revestida de cobre por eletrodeposição
Nu 1)
Zincada
Material
Aço
Cobre
Espessura média do
revestimento
70
70
70
50
55
2000
254
40
1) Pode ser utilizado para embutir no concreto
2) Fita com cantos arredondados.
3) Para eletrodo de profundidade.
Figura 119 – Trecho de um eletrodo em anel
• A eficiência de qualquer eletrodo de aterramento depende das
condições locais do solo. Devem ser selecionados um ou mais tipos,
formas e topologias de instalação dos eletrodos de aterramento visando
adequar o conjunto às condições do solo e ao valor da resistência de
aterramento exigida em função do esquema de aterramento adotado
para que haja eficiência na proteção contra choques elétricos,
notadamente para esquemas IT e TT. Uma possível escolha neste
caso é selecionar um eletrodo em anel ou malha com um perímetro
aumentado, o que aumenta sua eficiência. Em casos extremos, pode-se
construir um anel por fora do inicial, interligado a ele, para diminuir o
valor da resistência (sempre em função da resistividade do solo);
• O eletrodo deve estar disposto de tal forma a prover pontos de
acessibilidade em cada local onde haja entrada de condutores,
serviços de utilidades e em outros pontos que forem necessários
para satisfazer à equipotencialização;
16.2.3 resistência do eletrodo de aterramento
A resistência de aterramento de um eletrodo está definida em 3.15,
3.9 e 3.15 das NBRs 5419, 15749 e 15751, respectivamente, como:
“Relação entre a tensão medida entre o eletrodo, o terra remoto e
a corrente injetada no eletrodo.”
A obsessão pela busca de um baixo valor de resistência ôhmica
em um sistema de aterramento tem motivos técnicos ligados à
diminuição dos valores das tensões superficiais e à proteção contra
choques elétricos, especialmente para os esquemas TT (ver parte
6 deste guia). Porém esse motivo tem sido distorcido desde o
principio do conceito até o absurdo de serem exigidos valores de
forma indiscriminada sem sequer conhecer-se os dados primários
do solo no qual o eletrodo está ou será construído contrariando a
premissa básica de que o valor da resistência ôhmica do eletrodo
de aterramento deve ser o mais baixo possível considerando, no
mínimo, o tipo de terreno no qual o mesmo está ou será instalado.
Com uma simples leitura da definição percebe-se que o valor
em questão é fruto do ensaio de, basicamente, dois componentes
principais: o eletrodo e o solo que o envolve, portanto é conveniente
esclarecer que a medição da resistência ôhmica do eletrodo do
aterramento não é o ensaio correto para definir a integridade física
do mesmo.
Este valor mesmo quando obtido através de ensaio devidamente
realizado, fornece as condições de funcionamento do conjunto
(eletrodo + solo) e dependendo da situação (por exemplo, no caso
de um solo em condições ótimas de condutividade que abrigue
uma malha de aterramento com alguns condutores dos módulos
rompidos) pode apresentar resultados que serão mal interpretados e
não ajudarão na detecção das falhas existentes.
A NBR 5410 não estabelece valores mínimos, tão pouco
recomenda valores de referência para resistência ôhmica do
eletrodo de aterramento, privilegiando a equipotencialização e a
correta utilização de dispositivos de proteção.
Os métodos de medição da resistência ôhmica do eletrodo que
constam do anexo J da NBR 5410 têm utilização bastante limitadaem função do aumento do numero de construções, confinando
instalações e elementos metálicos enterrados de tal forma que
haja influência mutua entre esses componentes. Essa característica
GUIA O SETOR ELÉTRICO DE NORMAS BRASILEIRAS
N
BR 5410
109
Figura 120 – Solda exotérmica
restringe a execução desses ensaios a poucas áreas onde haja espaço
livre de interferências. A própria NBR 5410 recomenda que nesses
casos seja realizado o ensaio do anexo K relacionado com medição
da impedância do percurso da corrente de falta. Há ainda a opção
da utilização dos métodos descritos na NBR 15749 ou o ensaio de
continuidade elétrica descrito na NBR 5419.
16.3 condutor de aterramento
O condutor de aterramento principal é o condutor de proteção
que liga o barramento de aterramento principal ao eletrodo de
aterramento.
A conexão de um condutor de aterramento ao eletrodo de
aterramento embutido no concreto das fundações (a própria armadura
do concreto ou, então, fita, barra ou cabo imerso no concreto) deve
ser feita garantindo-se simultaneamente a continuidade elétrica, a
capacidade de condução de corrente, a proteção contra corrosão,
inclusive eletrolítica, e adequada fixação mecânica.
Essa conexão pode ser executada, por exemplo, recorrendo-se a
dois elementos intermediários, conforme descrito a seguir:
a) o primeiro elemento, que realiza a derivação do eletrodo para
fora do concreto, deve ser constituído por barra de aço zincada, com
diâmetro de no mínimo 10 mm, ou fita de aço zincada de 25 mm x 4
mm e ligada ao eletrodo por solda elétrica. A barra ou fita deve ser
protegida contra corrosão;
b) o segundo elemento, destinado a servir como ponto de conexão do
condutor de aterramento, deve ser constituído por barra ou condutor
de cobre, ligado ao primeiro elemento por solda exotérmica (Figura
120) ou processo equivalente do ponto de vista elétrico e da corrosão.
No caso de o eletrodo ser a armadura do concreto, essa armadura
deve ter, no ponto de conexão, uma seção maior ou igual a 50 mm2 e
um diâmetro de preferência maior ou igual a 8 mm.
Em alternativa às soldas elétrica e exotérmica, podem ser
utilizados conectores adequados, instalados conforme instruções
do fabricante e de modo a assegurar uma conexão equivalente, sem
danificar o eletrodo nem o condutor de aterramento.
Conexões com solda de estanho não asseguram resistência
mecânica adequada e, portanto, não devem ser utilizadas para
esta finalidade.
16.4 condutor de Proteção (Pe)
Os condutores de proteção, ou PE, são tratados em diversos
trechos do texto da NBR 5410, pois sua função é de importância
fundamental para o funcionamento de vários dispositivos de
proteção em uma instalação elétrica.
O condutor PE é utilizado para conduzir correntes de fuga ou
de falta para o eletrodo de aterramento, bem como promover a
equipotencialização entre massas metálicas e a instalação elétrica.
Segundo a NBR 5410, podem ser usados como condutores de
proteção:
a) veias de cabos multipolares;
b) condutores isolados, cabos unipolares ou condutores nus em
conduto comum com os condutores vivos;
c) armações, coberturas metálicas ou blindagens de cabos;
d) eletrodutos metálicos e outros condutos metálicos, sob certas
condições;
e) invólucros metálicos de barramentos blindados, sob certas
condições.
É terminantemente proibido o uso como condutor de proteção,
mas sem prejuízo na interligação para garantir a equipotencialização,
dos seguintes elementos metálicos:
a) tubulações de água;
b) tubulações de gases ou líquidos combustíveis ou inflamáveis;
c) elementos de construção sujeitos a esforços mecânicos em
serviço normal;
d) eletrodutos flexíveis, exceto quando concebidos para esse fim;
e) partes metálicas flexíveis;
f) armadura do concreto (vigas, colunas, etc.);
g) estruturas e elementos metálicos da edificação (vigas, colunas, etc.);
h) massas de equipamentos.
Os condutores PE de uma instalação devem ser ter continuidade
elétrica garantida, devem estar adequadamente protegidos contra
deterioração, esforços eletrodinâmicos e térmicos. Suas conexões
devem ser acessíveis para verificações e ensaios (exceto se
encapsuladas ou em emendas moldadas).
É proibida a inserção de dispositivos de comando ou manobra
no condutor PE.
16.5 condutor Pen
A utilização do condutor PEN (o neutro aterrado) é admitida
em instalações fixas e sua seção mínima, relacionada a questões
mecânicas, deve ser de 10 mm2 (cobre).
O condutor PEN deve ser um condutor isolado e a tensão de
isolação deve ser compatível com a maior tensão a que ele possa ser
submetido na instalação.
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N
BR
5
41
0
110
Toda vez que um condutor PEN adentrar uma edificação o
mesmo deverá ser conectado direta ou indiretamente ao BEP.
Uma regra que deve ser sempre lembrada está em 6.4.3.4.3
da NBR 5410: se, em um ponto qualquer da instalação, as funções
de neutro e de condutor de proteção forem separadas, com a
transformação do condutor PEN em dois condutores distintos, um
destinado a neutro e o outro a condutor de proteção, não se admite
que o condutor neutro, a partir desse ponto, venha a ser ligado
a qualquer ponto aterrado da instalação. Por isso mesmo, esse
condutor neutro não deve ser religado ao condutor PE que resultou
da separação do PEN original.
Isto significa que após a separação, o condutor de neutro passa
a exercer sua função específica de conduzir correntes elétricas de
retorno, de desequilíbrio de fases, ou mesmo as correntes harmônicas,
enquanto o condutor PE continua como componente para interligação
de elementos metálicos, normalmente desenergizados, ao eletrodo de
aterramento. Reconectar o neutro ao PE após a separação, significa
transferir as correntes elétricas já mencionadas para esse condutor.
16.6 equiPotencialização
A NBR 5410 define equipotencialização, em 3.3.1como:
“Procedimento que consiste na interligação de elementos
especificados, visando obter a equipotencialidade necessária
para os fins desejados. Por extensão, a própria rede de
elementos interligados resultante. A equipotencialização é
um recurso usado na proteção contra choques elétricos e na
proteção contra sobretensões e perturbações eletromagnéticas.
Uma determinada equipotencialização pode ser satisfatória
para a proteção contra choques elétricos, mas insuficiente
sob o ponto de vista da proteção contra perturbações
eletromagnéticas.
Deve-se entender equipotencialização como um conceito,
um conjunto de medidas a serem tomadas em uma instalação
elétrica visando minimizar o surgimento de tensões perigosas
provenientes das mais variadas fontes (rompimento do
isolamento, raios, indução, etc.) e que não possam ser
suportadas pelas instalações elétricas, equipamentos e pessoas
por elas servidas.
Partindo desse principio, a NBR 5410 estipula cada medida
relacionada a uma causa da diferença de potencial a ser
mitigada. Em grande parte dos casos o atendimento de algumas
recomendações resulta no cumprimento de outras.
Assim como no aterramento, cujo eletrodo deve ser
único para todos os componentes a serem aterrados em uma
edificação, a equipotencialização tem por principio reunir,
direta ou indiretamente, todos os elementos metálicos
existentes nessa edificação em um único ponto. Esse conceito
é denominado “equipotencialização principal”.
Cada edificação deve possuir uma equipotencialização
principal e tantas equipotencializações suplementares quantas
forem necessárias.
Em 6.4.2.1.1, a NBR 5410 especifica que em cada edificação
deve ser realizada uma equipotencialização principal,reunindo
os seguintes elementos (Figura 121):
a) as armaduras de concreto armado e outras estruturas
metálicas da edificação (Figura 123);
Figura 121 – Equipotencialização principal
BEP = Barramento de equipotencialização
principal.
EC = Condutores de equipotencialização.
1 = Eletrodo de aterramento
(embutido nas fundações).
2 = Armaduras de concreto armado e outras
estruturas metálicas da edificação.
3 = Tubulações metálicas de utilidades,
bem como os elementos estruturais
metálicos a elas associados:
3.a = água;
3.b = gás;
(*) = luva isolante
3.c = esgoto;
3.d = ar-condicionado.
4 = Condutos metálicos, blindagens,
armações, coberturas e capas
metálicas de cabos.
4.a = Linha elétrica de energia.
4.b = Linha elétrica de sinal.
5 = Condutor de aterramento principal
Detalhe A (**)
2
4.b
3.c
3.d
3
3
3.a 3.b
3
5
1
4.a
4 EC
EC
BEP
(*)
EC
EC
EC
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N
BR 5410
111
b) as tubulações metálicas de água, de gás combustível, de
esgoto, de sistemas de ar condicionado, de gases industriais,
de ar comprimido, de vapor, etc., bem como os elementos
estruturais metálicos a elas associados;
c) os condutos metálicos das linhas de energia e de sinal que
entram e/ou saem da edificação;
d) as blindagens, armações, coberturas e capas metálicas de
cabos das linhas de energia e de sinal que entram e/ou saem
da edificação;
e) os condutores de proteção das linhas de energia e de sinal
que entram e/ou saem da edificação;
f) os condutores de interligação provenientes de outros
eletrodos de aterramento porventura existentes ou previstos no
entorno da edificação;
g) os condutores de interligação provenientes de eletrodos de
aterramento de edificações vizinhas, nos casos em que essa
interligação for necessária ou recomendável;
h) o condutor neutro da alimentação elétrica, salvo se não
existente ou se a edificação tiver de ser alimentada, por
qualquer motivo, em esquema TT ou IT ;
i) os condutores de proteção principais da instalação elétrica
(interna) da edificação.
A Figura 122 mostra a maneira de realizar a
equipotencialização em função do esquema de aterramento.
Figura 122 – Detalhe de como realizar a equipotencialização em função do esquema de aterramento.
Figura 123 – Detalhe de ligação equipotencial da armadura do concreto
Em um local onde haja várias edificações, por exemplo, em
indústrias, condomínios horizontais ou verticais, clubes, etc., deve
haver tantas equipotencializações principais quantas forem as
edificações existentes. Ou seja, cada edificação deve ter sua própria
equipotencialização principal.
Atendendo não só aos requisitos de equipotencialização, mas
proteção contra choques, sobrecorrentes e também para fins de
compatibilidade eletromagnética todos os circuitos, inclusive
trifásicos sem o condutor de neutro, devem ser providos de
condutor PE.
A equipotencialização principal de uma instalação tem como
principio a união direta ou indireta de massas metálicas a um
único ponto e deste ponto parte então a interligação para o eletrodo
de aterramento. Esse ponto chama-se BEP – Barramento de
Equipotencialização Principal.
N
N
PE PE PE PE
Quadro de
distribuição
principal
barra PE
Detalhe A
BEP
PEN
Esquema TN Esquema TT
N PE PE PE
Quadro de
distribuição
principal
barra PE
Detalhe A
BEP
GUIA O SETOR ELÉTRICO DE NORMAS BRASILEIRAS
N
BR
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41
0
112
Em instalações extensas, nem sempre é possível ligar
diretamente todas as massas ao BEP, sendo necessário então
recorrer a barramentos mais próximos das cargas, chamados
de BEL – Barramento de Equipotencialização Local ou o BES -
Barramento de Equipotencialização Suplementar.
A Figura 124 ilustra os conceitos de BEP, o BEL e o BES.
O BEP deve ser posicionado prioritariamente no ponto de
entrada da instalação (onde os condutores das linhas externas
adentrem a edificação), permitindo assim a interligação direta ou
indireta (via DPS) com os mesmos.
Em alternativa e, dependendo das condições exigíveis de
equipotencialização para proteção contra os efeitos diretos causados
pelos raios, o BEP pode ser posicionado no quadro de distribuição
principal – QDP (ver parte 9 deste guia).
O BEL e o BES geralmente são posicionados em quadros de
distribuição ou específicos para esses fins. Estas equipotencializações
também a visam proteção contra choques, contra surtos e outros
efeitos ligados a prevenção contra perturbações eletromagnéticas,
porém de forma localizada.
Quando em fase de projeto, é importante prever que todas as
entradas dos serviços para aquela edificação que possuam condutos
ou condutores metálicos convirjam para um mesmo ponto. Caso
essa prática não seja possível, há que se criar um BEL para suprir as
exigências da equipotencialização no(s) local(ais). Este BEL deverá
estar conectado ao BEP sempre de forma a proporcionar ligações de
baixa impedância.
A Figura 125 ilustra as localizações do BEP, BEL e BES.
As ligações aos barramentos de equipotencialização devem ser
feitas através de conexões mecânicas apropriadas e individualmente e
devem ser providas de sinalização, segundo 6.4.2.1.5 da NBR 5410.
Figura 124– Exemplo para equipotencialização principal, local e suplementar
16.7 condutores de equiPotencialização
Segundo 6.4.4.2 da NBR 5410, não podem ser utilizados como
condutores de equipotencialização, porém devem integrar a mesma,
quaisquer massas que possam ser parcial ou totalmente removidas
da instalação por questões alheias às da própria instalação
(manutenção, alteração de leiaute, etc.), tais como:
a) elementos de construção sujeitos a esforços mecânicos em
serviço normal;
b) tubulações de água;
c) tubulações de gases ou líquidos combustíveis ou inflamáveis;
d) partes metálicas flexíveis;
e) eletrodutos flexíveis, exceto quando concebidos para esse fim.
16.8 dimensionamento dos comPonentes que comPõem os
sistemas de aterramento e equiPotencialização
16.8.1 condutor de Proteção
A seção mínima dos condutores de proteção deve ser calculada
de acordo com 6.4.3.1.2 da NBR 5410, ou selecionada de acordo
com 6.4.3.1.3.
A seção do condutor PE pode ser calculada pela expressão:
onde:
S é a seção do condutor (mm2), em milímetros quadrados;
Infraestrutura de aterramento
Principal
Suplementar
BEL
Local
Barra
Suplementar
BEP
S =
k
l2 t
GUIA O SETOR ELÉTRICO DE NORMAS BRASILEIRAS
N
BR 5410
113
Figura 125 – Posicionamento preferencial do BEP e dos demais barramentos de equipotencialização.
I é o valor (eficaz) da corrente de falta que pode circular pelo
dispositivo de proteção, para uma falta direta (A);
t é o tempo de atuação do dispositivo de proteção, em segundos;
k é o fator que depende das temperaturas iniciais e finais e do
material: do condutor de proteção, de sua isolação e outras partes.
As tabelas 53 a 57 da NBR 5410 dão os valores de k para
condutores de proteção em diferentes condições de uso ou serviço.
Para a aplicação desta expressão com o objetivo de
determinação a seção do condutor de proteção é necessário, dentre
outras condições, conhecer o valor da corrente de falta presumida
(I) entre fase e condutor de proteção. Mas aqui há um problema
de ordem prática, uma vez que para a determinação da corrente
de falta é imprescindível conhecer as impedâncias que fazem
parte do caminho desta corrente, o que, necessariamente, inclui a
impedância do condutor de proteção. No entanto, esta impedância
é função da seção do condutor de proteção, que é exatamente o
elemento que se quer determinar com o uso da expressãoanterior.
Assim sendo, o requisito de 6.4.3.1.2 tem pouca ou nenhuma
aplicação prática na determinação da seção do condutor de proteção.
A utilidade da expressão pode estar apenas na determinação do
tempo de atuação (t) do dispositivo de proteção responsável pelo
seccionamento automático, uma vez conhecidos os valores de S, I
e k. Desta forma, é possível verificar se o dispositivo de proteção
que provoca o seccionamento do circuito num caso de falta fase-
PE irá atuar num tempo tal que o condutor de proteção suporta tal
solicitação.
Esta verificação, raramente feita nos projetos, é particularmente
importante nos casos em que a seção do condutor de proteção é
menor (em geral, aproximadamente a metade) do que a seção do
condutor de fase. Nesta situação, o dispositivo de proteção do
circuito em questão estará protegendo contra esta sobrecorrente
(falta fase-PE) dois condutores de seções diferentes (por exemplo,
S
FASE
= 120 mm2 / S
PE
= 70 mm2). Naturalmente, estes condutores
suportam energias diferentes e, desta forma, seria possível,
teoricamente, haver danos ao condutor de proteção mesmo com a
existência de um dispositivo que atue no caso de corrente de falta.
Isto porque, via de regra, existe apenas um dispositivo de proteção
contra sobrecorrentes em cada circuito, o qual é responsável pelas
atuações em sobrecarga e curto-circuito (entre fases e fase-PE).
Como alternativa ao cálculo indicado, a seção do condutor de
proteção pode ser determinada por uma simples consulta à tabela 58
da norma (Tabela 38 deste guia), que relaciona a seção do PE com
a seção do condutor de fase correspondente. Os valores da Tabela
x são válidos apenas se o condutor de proteção for constituído do
mesmo metal que os condutores de fase. Caso não seja, sua seção
deve ser determinada de modo que sua condutância seja equivalente
à da seção obtida pela tabela.
tabela 38 - seção mÍnima do condutor de Proteção
Seção dos condutores de fase S
mm2
S ≤ 16
16 < S ≤ 35
S > 35
Seção mínima do condutor de proteção
correspondente mm2
S
16
S/2
Mais do que uma alternativa, o uso da Tabela 38 é o único modo
direto de escolher a seção do condutor de proteção. O conteúdo da
Tabela 38 é recorrente nas várias edições da norma e sua aplicação
é imediata nos casos em que cada circuito tem seu próprio condutor
de proteção (Figura 126).
SPDA
Aterramento
Equipotencialização Principal
TAT
DPS
Local especí�co
Equipotencialização SuplementarPEN
N PE
PET
L1
L2
Massas
metálicas
Elementos
metálicos
Condutores PE
BEP
GUIA O SETOR ELÉTRICO DE NORMAS BRASILEIRAS
N
BR
5
41
0
114
Figura 126: caso em que cada circuito tem seu próprio condutor de proteção (PE)
Figura 127: caso em que cada o condutor de proteção (PE) é comum a mais de um circuito
Nos casos previstos em 6.4.3.1.5 da norma, é permitido que
um condutor de proteção seja comum a dois ou mais circuitos,
desde que esteja instalado no mesmo conduto que os respectivos
condutores de fase. Nestes casos, indica-se que a seção do condutor
PE deve ser selecionada conforme a Tabela 38, com base na maior
seção de condutor de fase desses circuitos. (Figura 127).
Embora não esteja tratado de modo explícito no texto da norma, nos
casos em que um dado circuito é composto por cabos em paralelo por
fase, sob o ponto de vista elétrico pode se considerar cada conjunto de
condutores vivos (ABCN) como um circuito independente para efeito de
aplicação da prescrição de 6.4.3.1.5. Assim, por exemplo, se um circuito
tem 3 cabos por fase 120 mm2, considera-se como se 3 circuitos de 120
mm2 estivessem instalados no mesmo conduto, sendo então 120 mm2
a maior seção de condutor de fase desses circuitos, resultando em um
condutor de proteção de 70 mm2 de seção nominal (120 / 2 = 60 mm2).
É importante entender que, ao permitir o compartilhamento do
condutor de proteção por mais de um circuito e determinar que se
considere a maior seção do condutor de fase dentre esses circuitos,
a norma pressupõe que a pior falta fase-PE ocorrerá entre apenas
um condutor de fase de maior seção e o PE, sem a possibilidade
de ocorrência de duas faltas ou mais entre fases e o condutor de
proteção. Na prática, esta suposição é bastante real e razoável.
Para verificar se a tabela 21 indica valores adequados, pode-se
fazer um exercício simples, verificando-se os valores de corrente de
falta que seriam suportados pelos condutores de proteção isolados
em PVC e protegidos por dispositivos de proteção que atuassem
no caso de faltas fase-PE em tempos de 1 ciclo (DRs, fusíveis e
disjuntores operam geralmente abaixo deste tempo). Assim, usando
a expressão de 6.4.3.1.2, com t = 1/60 s (1 ciclo) e k = 143 (isolação
em PVC), tem-se os resultados da Tabela 39.
Note-se nos valores da tabela que as correntes de falta fase-PE
suportadas pelos condutores de proteção dimensionados pela tabela
tabela x - correntes suPortadas Por condutores isolados em Pvc em 1 ciclo S (mm2)
1,5
2,5
4
6
10
16
25
35
50
70
95
120
150
185
240
I (kA)
1,7
2,8
4,4
6,6
11,1
17,7
27,7
38,8
55,4
77,5
105,2
132,9
166,2
204,9
265,8
tabela 39 – correntes suPortadas Por condutores isolados em Pvc em 1 ciclo
21 são elevadas, o que demonstra que a seleção destes condutores
pelo uso da tabela resulta num dimensionamento bastante adequado.
Por exemplo, um condutor PE de 16 mm2 isolado em PVC suporta
por 1 ciclo uma corrente de falta fase-PE de 17,7 kA. Mesmo nos
casos das seções menores (abaixo de 10 mm2), as correntes ainda
são altas considerando-se que, provavelmente, tais condutores
servem a circuitos terminais, que possuem naturalmente uma
elevada impedância com conseqüentes correntes de falta reduzidas.
16.8.2 condutor de aterramento
O condutor de aterramento deve ser dimensionado conforme
as mesmas prescrições do condutor de aterramento, porém a seção
resultante deve ser maior ou igual à seção indicada na Tabela 52
(Tabela 40 deste guia).
GUIA O SETOR ELÉTRICO DE NORMAS BRASILEIRAS
N
BR 5410
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Figura 128 - Exemplo de dimensionamento de condutor de equipotencialização
entre duas massas
Figura 130: As dimensões físicas de um BEP na forma de barra dependem de
cada projeto
Figura 129 - exemplo de dimensionamento de condutor de equipotencialização
entre uma massa e um elemento condutor estranho à instalação elétrica
tabela 40 - seção mÍnima dos condutores Para aterramento
Seções mínimas de condutores de aterramento enterrados no solo
Protegido contra corrosão
Não protegido contra corrosão
Protegido contra
danos mecânicos
Cobre: 2,5 mm2
Aço: 10 mm2
Cobre: 50 mm2 (solos ácidos ou alcalinos)
Aço: 80 mm2
Não protegido contra
danos mecânicos
Cobre: 16 mm2
Aço: 16 mm2
16.8.3 condutores de equiPotencialização PrinciPal
Os condutores de equipotencialização principal devem ser
dimensionados conforme 6.4.4.1.1 da NBR 5410. Suas seções
nominais não devem ser inferior à metade da seção do condutor de
proteção de maior seção da instalação, com um mínimo de 6 mm2 e
um máximo de 25 mm2, em cobre.
Por exemplo, supondo-se que o maior condutor de proteção
da instalação tenha seção nominal 70 mm2, então metade da seção
é 35 mm2, porém, pela regra acima, a seção nominal de todos os
condutores de equipotencialização principal pode ser 25 mm2.
16.8.4 condutores de equiPotencialização suPlementar
Os condutores de equipotencialização suplementar devem ser
dimensionados conforme 6.4.4.1.2 da NBR 5410. Neste caso, a
norma prevê duas situações: condutor interligando duas massas e
condutor interligando