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22 55-- DDIIAAGGRRAAMMAASS EELLÉÉTTRRIICCOOSS PPRREEDDIIAAIISS Esquema É a representação de uma instalação, ou parte dela, por meio de símbolos gráficos.Todo ou qualquer projeto será desenvolvido através de símbolos, e para tanto, serão utilizados os esquemas unifilar, multifilar e funcional. Esquema Multifilar Este esquema representa todo o sistema elétrico, em seus detalhes, com todos os condutores. Cada traço é um fio que será utilizado na ligação dos componentes. Utiliza-se, freqüentemente, o diagrama multifilar para representar circuitos de comando e proteção e circuitos de força para acionamentos industriais. O diagrama ou circuito de força deve conter os elementos a serem acionados, ou seja, a carga do circuito. Entre estes componentes, estão os motores e equipamentos de alta potência, por isso, este diagrama é chamado também de diagrama de potência. 23 O diagrama ou circuito de comandos, proteção e sinalização deve conter os elementos atuadores, tais como: botoeiras, fins de curso, lâmpadas de sinalização e contatos auxiliares de contatores e relés. A larga aplicação deste tipo de representação em projetos da área de comandos elétricos e automação industrial não impedem seu uso para representar circuitos simples como os utilizados em instalações prediais. 24 O esquema multifilar representa, exatamente, como a instalação é executada na prática. Sempre que for representado um símbolo, este estará instalado em uma caixa de passagem, quer seja no teto ou parede, e os condutores sempre estarão passando por dentro dos eletrodutos, os quais sempre terão origem de um Quadro de Distribuição (QD). Em um projeto, se a sua representação fosse feita na forma multifilar, cada condutor seria representado por um traço, saindo do QD e chegando ao seu destino. Como observamos na figura acima, seria impossível representar um projeto na forma multifilar, pois seriam tantos os traços, que dificultariam a sua interpretação. Neste caso, para realizar um projeto com clareza, e de maneira simplificada, utilizamos a forma unifilar. 25 66-- EESSQQUUEEMMAA UUNNIIFFIILLAARR O esquema unifilar representa um sistema elétrico simplificado que identifica o número de condutores e representa seus trajetos por um único traço. Geralmente, representa a posição física dos componentes da instalação, porém não representa com clareza o funcionamento e seqüência funcional dos circuitos. Na figura a seguir, temos um esquema de um circuito elétrico composto de interruptor simples, tomada, lâmpadas incandescentes, rede de eletrodutos e fiação, todos representados na forma unifilar. Nos projetos elétricos representados em planta baixa, utiliza-se o diagrama unifilar,devido à facilidade de interpretação do posicionamento dos componentes e das ligações entre caixas de passagem através de eletrodutos. É importante lembrar que as linhas que ligam os símbolos dos componentes representam os eletrodutos e não os fios do circuito. Estes são representados através de símbolos específicos, dispostos sobre os eletrodutos no diagrama unifilar: 26 Esquema Funcional Apresenta todo o sistema elétrico e permite interpretar, com clareza e rapidez, o funcionamento ou seqüência funcional dos circuitos. Não se preocupa com aposição física dos componentes da instalação, pois os caminhos das correntes são representados por meio de retas, sem cruzamento ou inclinação na vertical ou horizontal. Neste esquema, mostra-se o equipamento exatamente como ele é encontrado à venda no mercado, ou como ele é industrialmente fabricado. Nota: Os elementos de circuito contidos em um diagrama elétrico devem sempre ser representados em seu estado normal (desligado). Através das figuras a seguir é possível fazer um comparativo entre os tipos de representação apresentados. Todos os esquemas representam o mesmo circuito: Lâmpada incandescente comandada por interruptor conjugado com tomada. 27 28 29 3) Analise a planta baixa dada e codifique a fiação necessária para que a lâmpada fluorescente funcione corretamente. 30 4) Numere a segunda coluna conforme os símbolos apresentados na primeira. 31 77-- DDIIAAGGRRAAMMAASS EELLÉÉTTRRIICCOOSS IINNDDUUSSTTRRIIAAIISS Os sistemas elétricos industriais, assim como os demais, são constituídos de "circuitos elétricos", implementados por componentes / dispositivos / equipamentos, cada qual com a sua função, e pelas interligações entre eles. A forma pela qual representamos os componentes, dispositivos e equipamentos escolhidos durante o projeto e as ligações corretas a serem executadas, são através dos "diagramas". Nos "diagramas" cada componente, dispositivo ou equipamento será representado por um símbolo gráfico, na maioria das vezes, normalizado ou padronizado, e as ligações sempre por linhas paralelas. Nos sistemas elétricos industriais apesar de todas as partes estarem interligadas e quase sempre interagirem, podemos dividi-los em cinco partes distintas: alimentação, proteção, comando, controle e sinalização. Para facilitar o entendimento das informações contidas no projeto, essas partes são representadas em dois diagramas distintos, o "diagrama de força" ou "diagrama de potência" e o "diagrama de comando e sinalização" ou “diagrama de controle”. O "diagrama de força" é representativo do fluxo da energia elétrica no processo, ou seja, representa-se o circuito desde o ramal de alimentação, indicando de onde ele vem, passando pelos barramentos de distribuição para os diversos circuitos demarradores, que são os circuitos terminais que alimentam os equipamentos de utilização. Os transformadores, os medidores das grandezas elétricas, os dispositivos de chaveamento normal e os dispositivos de chaveamentos de 32 emergência, deverão ser mostrados nesse diagrama. Exemplo de diagrama de força O "diagrama de controle" é representativo dos circuitos que implementam a lógica de funcionamento do processo, além de alimentar os dispositivos de sinalização, os quais nos possibilitarão uma visualização e monitoração do processo através de painéis sinópticos. Ainda na sinalização, esse diagrama poderá conter alguns indicadores do valor atual de alguma variável do processo que nos interesse. No diagrama em questão irão aparecer os elementos de disparo dos dispositivos de chaveamento (contatores, tiristores e disjuntores), botões de comando, instrumentação de campo, relés de controle discreto em geral, controladores analógicos, cartões de E/S de CLP's e etc.. Parte do sistema de proteção também poderá está contida aqui. Exemplo de diagrama de controle 33 Diagramas elétricos Industriais Exemplo 1: Ligar um contator principal através de comando à distância por botões. a) Circuito de comando Convenções: F1, F2 - Fusíveis Diazed S0 - Botoeira Normalmente Fechada (NF) S1 - Botoeira Normalmente Aberta (NA) SK1 - Contato Normalmente Aberto do Contator K1 - Bobina do Contator 34 Exemplo 2: Ligar 3 lâmpadas comandadas por contator, com botoeiras a distância. a) Circuito de força b) Circuitode comando Convenções: F1, F2, F3, F4, F5 e F6 - Fusíveis NH F7, F8 - Fusíveis Diazed S0 - Botoeira Normalmente Fechada (NF) S1 - Botoeira Normalmente Aberta (NA) SK1 - Contato Normalmente Aberto do Contator K1 - Bobina do Contator H1, H2 e H3 - Cargas (Lâmpadas). 35 88 –– EEXXEERRCCÍÍCCIIOOSS Tarefa 1: Efetuar a partida direta de um motor trifásico comandado por contator, relé térmico e disjuntor. a) Circuito de Força b) Circuito de comando 36 99-- DDIIAAGGRRAAMMAASS DDEE PPAARRTTIIDDAA DDEE MMOOTTOORREESS A seguir podemos observar o diagrama de força para uma instalação com quatro motores e cada um deles com um método de partida diferente, na seqüência: partida direta, chave estrela-triângulo, chave auto-compensadora e chave com impedância série. 37 Diagrama de Força das partidas com tensão reduzida 38 1100-- EEXXEERRCCÍÍCCIIOOSS TAREFA 2: Efetuar a partida de motores trifásicos em estrela triângulo automática, utilizando contatores e relé temporizado. a) Circuito de Força 39 TAREFA 3: Executar a partida de motores trifásicos para duas velocidades com dois enrolamentos, através de contatores. a) Circuito de Força 40 1111-- LLAAYYOOUUTT DDEE MMOONNTTAAGGEEMM O Layout de montagem constitui um documento importante para orientar a montagem, localização e reparação de falhas em todos os equipamentos que constituem uma instalação elétrica. O layout que envolva máquinas, equipamentos elétricos, instalações, etc., devem refletir a distribuição real dos dispositivos, barramentos, condutores, etc., e seus elementos separados, como indicar os caminhos empregados para a interconexão dos contatos destes elementos. 41 1122-- DDiivviissããoo ddee cciirrccuuiittooss –– qquuaaddrrooss ddee ddiissttrriibbuuiiççããoo Um circuito compreende todos os elementos (tomadas, lâmpadas, etc.) Ligados ao mesmo par de condutores e ao mesmo dispositivo de proteção (fusível ou disjuntor) Divide-se uma instalação elétrica em circuitos parciais para facilitar a manutenção, para que a proteção possa ser melhor dimensionada e para reduzir as quedas de tensão. Sabe-se que o disjuntor (ou fusível) é calculado para toda a carga do circuito (pois se temos um só circuito, teremos um disjuntor de grande capacidade e um pequeno curto-circuito não será percebido por ele, entretanto se tivermos vários circuitos, com vários disjuntores de capacidades menores, aquele curto poderá ser percebido por um desses disjuntores que desligará somente o circuito parcial onde tiver ocorrido um curto-circuito). A Norma brasileira não prevê o limite de potência que deve ser instalado em um circuito, entretanto, recomenda a utilização de um circuito independente para cada aparelho com potência igual ou superior a 1500 VA. Também as tomadas de corrente de cozinha, copas e áreas de serviço deverão constituir um ou mais circuito independentes, o qual não poderá conter pontos de iluminação. A bitola mínima dos condutores deverá ser especificada de acordo com as referências abaixo: Função Diâmetro do fio em Iluminação 1,5 mm2 Tomadas em quartos, salas e similares 1,5 mm2 Tomadas em cozinhas, áreas de serviço, garagens e similares 2,5 mm2 Aquecedor de água em geral 2,5 mm2 Máquina de lavar roupa 4,0 mm2 Aparelho de ar condicionado 2,5 mm2 Fogões elétricos 6,0 mm2 Cordões flexíveis para aparelhos como abajures, lustres e semelhantes 0,75 mm2 Circuitos de controle e sinalização (Campainha) 0,5 mm2 Os circuitos deverão partir de um quadro de distribuição onde serão instalados os dispositivos de proteção para cada circuito (independentes para cada circuito) Deverá haver um condutor neutro para cada circuito não podendo ser o neutro seccionado para instalação de proteção ou para qualquer outro fim. – Número de tomadas por cômodo Cada cômodo de uma residência deverá ter tantas tomadas quantos forem os aparelhos a serem instalados dentro do mesmo. Uma sala de estar, por exemplo, deve ter tomadas para televisor, som, abajures, enceradeira, etc. A norma determina as seguintes quantidades mínimas para instalações de tomadas:
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