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Autora: Profª Margareth N. Silva Fontes auxiliares: Prof. Luiz Antônio Righi http://www.eletrica.ufsj.edu.br/pub/eletrotecnica/n orma5410/04_linhas_eletricas.pdf Características Gerais • Condutor • Isolação • Cobertura • Identificação de condutores por cores • Dimensionamento de condutores em função da isolação • Tensão de isolamento nominal de um cabo • Dimensionamento de condutores em função da temperatura • Seção mínima dos condutores • Capacidade de condução de corrente de um condutor • Propriedades dos condutores • Queda de tensão • Coordenação carga-proteção-condutor • Integral de Joule da Carga 28/08/2019 Profª Margareth N. Silva 2 Materiais condutores Caracter. dos Condut. UN. CobreTêmpera Mole Cobre Têmpera Mole Estanhado CobreTêm- pera Meio Dura AlumínioTêm- pera H19 Resistivi-dade (20ºC) ΩΩΩΩ.mm ²/km 17,241 17,654 a 18,508 17,654 a 17,837 28,264 Condutivi- dade (20ºC) % IACS 100 93 a 98 97 a 98 61 Densidade g/cm³ 8,890 -0- 8,890 2,703 Ponto de Fusão ºC 1083 -0- 1083 652 28/08/2019 Profª Margareth N. Silva 3 Materiais Isolantes TI- PO MATERIAL PONTOS FRACOS PONTOS FORTES TP PVC (CLORETO DE POLIVINILA) Baixo índice de estabilidade térmica Boas propriedades mecânicas e elétricas Não propagante de chama Auto extingüível, quando aditivado PE (POLIETILENO NATURAL) Baixo ponto de fusão Baixa flexibilidade Fácil combustão Excelentes propriedades mecânicas e elétricas Alto índice de impermeabilidade TF XLPE (POLIETILENO RETICULADO) Baixa flexibilidade Baixa resistência à chama Excelentes propriedades elétricas Boa resistência térmica Alto grau de dureza Alto índice de impermeabilidade Bom desempenho após envelhecimento EPR (BORRACHA ETILENO PROPILENO) Baixa resistência mecânica Baixa resistência a óleos Baixa resistência a chamas Excelentes propriedades elétricas Boa resistência térmica Alta flexibilidade Resistência total ao ozônio 28/08/2019 Profª Margareth N. Silva 4 Cobertura • Em geral, os cabos elétricos são protegidos do ambiente por coberturas extrudadas de materiais dielétricos - PVC, PE, Policloroprene (NEOPRENE), Polietileno Cloro Sulfonado (CSP OU HYPALON), Borracha não Halogenada. • Em alguns casos, no entanto, se faz necessária proteção adicional contra agentes externos (esforços longitudinais, esforços transversais, roedores, etc). • Tipos: fitas, fios, ou tranças de aço, alumínio, cobre ou bronze 28/08/2019 Profª Margareth N. Silva 5 Algumas definições sobre cabos condutores Condutor isolado – é aquele que possui condutor e isolação. *Os condutores isolados se diferenciam dos condutores nus ou cobertos porque nestes a cobertura não possui função isolante, mas apenas de Proteção mecânica e / ou química. Condutor unipolar – possui um único condutor, isolado e uma segunda Camada de revestimento, chamada cobertura para proteção mecânica. Cabo multipolar – possui, sob a mesma cobertura, dois ou maiscondutores isolados, denominados veias. 28/08/2019 Profª Margareth N. Silva 6 28/08/2019 Profª Margareth N. Silva 7 Cabos 1 – Condutores. 2 – Isolação, em XLPE. 3 – Enfaixamento, quando necessário. 4 – Cobertura, em PVC, na cor preta. 1. 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. 2. Os cabos uni e multipolares devem atender às seguintes normas: a) os cabos com isolação de EPR, à ABNT NBR 7286; b) os cabos com isolação de XLPE, à ABNT NBR 7287; c) os cabos com isolação de PVC, à ABNT NBR 7288 ou à ABNT NBR 8661. 3. Os condutores utilizados nas linhas elétricas devem ser de cobre ou alumínio. 28/08/2019 Profª Margareth N. Silva 8 CONDUTORES DE ALUMÍNIO O uso de condutores de alumínio só é admitido nas condições estabelecidas abaixo: 1. Em instalações de estabelecimentos industriais podem ser utilizados condutores de alumínio, desde que, simultaneamente: a) a seção nominal dos condutores seja igual ou superior a 16���. b) a instalação seja alimentada diretamente por subestação de transformação ou transformador, a partir de uma rede de alta tensão, ou possua fonte própria, c) a instalação e a manutenção sejam realizadas por pessoas qualificadas (BA5, tabela 18). 2. Em instalações de estabelecimentos comerciais podem ser utilizados condutores de alumínio, desde que, simultaneamente: a) a seção nominal dos condutores seja igual ou superior a 50���. b) os locais sejam exclusivamente BD1 (ver tabela 21) e c) a instalação e a manutenção sejam realizadas por pessoas qualificadas (BA5, tabela 18). 3. Em locais BD4 (ver tabela 21) não é permitido, em nenhuma circunstância, o emprego de condutores de alumínio. 28/08/2019 Profª Margareth N. Silva 9 28/08/2019 Profª Margareth N. Silva 10 28/08/2019 Profª Margareth N. Silva 11 Identificação de condutores por cores O uso da norma “não é obrigatório”(há controvérsia), portanto não obriga ao uso das cores para identificação de um condutor. Apenas orienta que, em caso de Identificação por cor, o condutor neutro deve ser azul- claro e o de proteção verde-amarelo. Em substituição à identificação por cores ou conjuntamente, podemos empregar gravações aplicadas na isolação ou um sistema externo de identificação, como anilhas, adesivos, marcadores, etc. 28/08/2019 Profª Margareth N. Silva 12 28/08/2019 Profª Margareth N. Silva 13 28/08/2019 Profª Margareth N. Silva 14 Dimensionamento em função da classe de encordoamento A flexibilidade do cabo é a classe de encordoamento. Os cabos são classificados da seguinte forma quanto ao encordoamento: 28/08/2019 Profª Margareth N. Silva 15 Classe 1 – encordoamento que consiste em um fio sólido somente;Classe Classe 2 – encordoamento que consiste em fios encordoados, caracterizando-se pela rigidez do conjunto; Classe 4 – encordoamento que consiste em fios bem finos encordoados, caracterizando-se pela flexibilidade do conjunto; Classe 5 – encordoamento que consiste em fios extra finos encordoados, caracterizando-se por sua extra flexibilidade. Portanto, a classe define se o condutor é um fio, cabo rígido ou cabo flexível. A Classe 1 destina-se somente a condutores sólidos (fios) e a Classe 2 a condutores encordoados (cabos rígidos). Para condutores flexíveis, as Classes 4, 5, sendo a Classe 5 mais flexível que a 4. 28/08/2019 Profª Margareth N. Silva 16 A classe de encordoamento dos cabos flexíveis está relacionada com o diâmetro dos fios elementares. Quanto menor o diâmetro dos fios, maior será a classe e consequentemente maior será a flexibilidade do condutor. A norma que especifica os tipos de encordoamento é a NBR NM 280 – Condutores de Cabos Isolados, e todas as classes desde que produzidas conforme esta norma, possuem capacidade de condução de corrente elétrica similar para uma mesma seção nominal. A escolha da classe de encordoamento dos condutores para uma instalação é feita de acordo com o tipo da aplicação. Normalmente em instalações aéreas são utilizados cabos rígidos (classe 2) e em eletrodutos são utilizados cabos flexíveis (classe 4 ou 5). 28/08/2019 Profª Margareth N. Silva 17 Dimensionamento de condutores em função da isolação As duas principais solicitações a que a camada de isolante está sujeita são: • o campo elétrico (tensão) e, • a temperatura (corrente). A principal característica construtiva dos cabos associados com a tensão elétrica é a espessura da isolação. Ela varia de acordo com a classe de Tensão do cabo e a qualidade do material, sendo fixada pelas respectivas normas técnicas. Em geral, quanto maior a tensão elétrica de operação do cabo, maior a espessura da isolação. Pode-seassociar ao cabo e ao acessório uma tensão de isolamento para o qual eles foram projetados, sendo a tensão de isolamento entre fases denominada V e a tensão de isolamento entre fase e terra denominada de V0 e cuja relação é dada por : Ex: 8,7/15kV 30 xVV = 28/08/2019 Profª Margareth N. Silva 18 TIPO Vo / V 300/300V BAIXA TENSÃO 300/500V 450/750V 0,6/1kV 1,8kV/3kV 3,6/6kV 6/10kV MÉDIA TENSÃO 8,7/15kV 12/20kV 15/25kV 20/35kV 27/35kV Tensão de isolamento nominal de um cabo É uma característica relacionada com a espessura da isolação e com característica de funcionamento do sistema em que o cabo vai atuar 28/08/2019 Profª Margareth N. Silva 19 Temperatura característica dos condutores em função do isolante Todo condutor elétrico, quando percorrido por corrente elétrica, transforma-a em energia térmica (calor) através do efeito joule. Como todo material possui um limite de suportabilidade ao calor, deve-se prever três temperaturas características para estes materiais, acima das quais o mesmo começa a perder suas propriedades físicas, químicas, mecânicas, elétricas, etc. São elas: •Temperatura em regime permanente: maior temperatura que a isolação pode atingir continuamente em serviço normal. É a principal característica para a determinação da capacidade de condução de corrente de um cabo; •Temperatura em regime de sobrecarga: temperatura máxima que a isolação pode atingir em regime de sobrecarga. Segundo as normas de fabricação, a duração desse regime não deve ser superior a 100 horas durante doze meses consecutivos, nem superar 500horas durante a vida do cabo; 28/08/2019 Profª Margareth N. Silva 20 • Temperatura em regime de curto-circuito: temperatura máxima que a isolação pode atingir em regime de curto-circuito. Segundo as normas de fabricação, a duração desse regime não deve ser superar cinco segundos durante a vida do cabo. A temperatura mais elevada da isolação em PVC significa dizer que para uma mesma seção de cobre, um cabo isolado em EPR pode ser percorrido por uma corrente elétrica maior do que um cabo isolado em PVC. Por isto há duas tabelas de capacidade de condução de corrente nos catálogos de fios e cabos: uma para PVC e outra EPR/XLPE. 28/08/2019 Profª Margareth N. Silva 21 PETROBRÁS TÉCNICO(A) DE MANUTENÇÃO JÚNIOR – ELÉTRICA JUNHO / 2008 47 Os condutores elétricos que normalmente são utilizados em instalações elétricas de baixa tensão têm como isolações o PVC, o EPR e o XLPE. Sabe-se ainda que o EPR e o XLPE suportam uma temperatura maior que o PVC. A respeito desses materiais de isolação, afirma-se que I - a temperatura que cada tipo de isolação suporta não determina a capacidade de condução elétrica dos condutores, mas somente a bitola do fio; II - a existência desses diversos tipos de isolações deve-se, entre outros, ao fato de haver ambientes com diversas gradações de temperaturas; III - condutores de mesmas bitolas com isolação de EPR ou XLPE possuem uma capacidade de condução elétrica maior que aqueles com isolação de PVC. Está(ão), correta(s) a(s) afirmação(ões) (A) I, apenas. (B) III, apenas. (C) I e II, apenas. (D) II e III, apenas. (E) I, II e III. 28/08/2019 Profª Margareth N. Silva 22 VERIFICAÇÃO DA SEÇÃO MÍNIMA tabela 47 da NBR 5410/2004-pag.113 Seção dos condutores de fase 28/08/2019 Profª Margareth N. Silva 23 Seção dos Condutores neutro 1. O condutor neutro não pode ser comum a mais de um circuito 2. O condutor neutro de um circuito monofásico deve ter a mesma seção do condutor de fase. 3 Quando, num circuito trifásico com neutro, a taxa de terceira harmônica e seus múltiplos for superior a 15%, a seção do condutor neutro não deve ser inferior à dos condutores de fase, podendo ser igual à dos condutores de fase se essa taxa não for superior a 33%. 4. A seção do condutor neutro de um circuito com duas fases e neutro não deve ser inferior à seção dos condutores de fase, podendo ser igual à dos condutores de fase se a taxa de terceira harmônica e seus múltiplos não for superior a 33%. 5. Quando, num circuito trifásico com neutro ou num circuito com duas fases e neutro, a taxa de terceira harmônica e seus múltiplos for superior a 33%, pode ser necessário um condutor neutro com seção superior à dos condutores de fase. 28/08/2019 Profª Margareth N. Silva 24 Seção dos condutores fase SF (mm2) Seção mínima do condutor Neutro SN (mm2) SF ≤≤≤≤ 25 SF 35 25 50 25 70 35 95 50 120 70 150 70 185 95 240 120 300 150 400 185 28/08/2019 Profª Margareth N. Silva 25 Seção dos Condutores proteção Em alternativa ao método de cálculo de 6.4.3.1.2 *, a seção do condutor de proteção pode ser determinada através da tabela 58. Quando a aplicação da tabela conduzir a seções não padronizadas, devem ser escolhidos condutores com a seção padronizada mais próxima. A tabela 58 é valida apenas se o condutor de proteção for constituído do mesmo metal que os condutores de fase. Quando este não for o caso, ver IEC 60364-5-54. ∗ �é ��� �� 6.4.3.1.2 � = �� � onde: S é a seção do condutor, em milímetros quadrados; I é o valor eficaz, em ampères, da corrente de falta presumida, considerando falta direta; t é o tempo de atuação do dispositivo de proteção responsável pelo seccionamento automático, em segundos; k é um fator que depende do material do condutor de proteção, de sua isolação e outras partes, e das temperaturas inicial e final do condutor. As tabelas 53 a 57 indicam valores de k para diferentes tipos de condutores de proteção. Seção dos condutores fase SF (mm2) Seção mínima do condutor Terra ST (mm2) SF ≤≤≤≤ 16 SF 16< SF ≤≤≤≤ 35 16 SF >>>> 35 SF /2 28/08/2019 Profª Margareth N. Silva 26 A seção de qualquer condutor de proteção que não faça parte do mesmo cabo ou não esteja contido no mesmo conduto fechado que os condutores de fase não deve ser inferior a: a) 2,5 ���em cobre/16 ��� em alumínio, se for provida proteção contra danos mecânicos; b) 4 ��� em cobre/16 ��� em alumínio, se não for provida proteção contra danos mecânicos. Um condutor de proteção pode ser comum a dois ou mais circuitos, desde que esteja instalado no mesmo conduto que os respectivos condutores de fase e sua seção seja dimensionada conforme as seguintes opções: a) calculada de acordo com 6.4.3.1.2, para a mais severa corrente de falta presumida e o mais longo tempo de atuação do dispositivo de seccionamento automático verificados nesses circuitos; ou b) selecionada conforme a tabela 58, com base na maior seção de condutor de fase desses circuitos. 28/08/2019 Profª Margareth N. Silva 27 Capacidade de condução de corrente de um condutor A capacidade de condução de corrente elétrica que se pode esperar confiavelmente de um condutor depende: • de um arranjo determinado (tipo de linha); • da temperatura ambiente e do solo; • da resistividade do solo; • do agrupamento de condutores e eletrodutos; • do efeito de outros condutores carregados com os quais ele compartilha a linha, etc. 28/08/2019 Profª Margareth N. Silva 28 MÉTODOS DE REFERÊNCIA pag.107 Os métodos de referência são os métodos de instalação, indicados na IEC 60364-5-52, para os quais a capacidade de condução de corrente foi determinada por ensaio ou por cálculo. São eles: A1: condutores isolados em eletroduto de seção circular embutido em parede termicamente isolante; A2: cabo multipolar em eletroduto de seção circular embutido em parede termicamente isolante; B1: Condutores isolados ou cabos unipolares em eletroduto de seção circular embutido em alvenaria; B2: cabo multipolar em eletroduto de seção circular sobre parede de madeira; C: cabos unipolares ou cabomultipolar sobre parede de madeira; D: cabo multipolar em eletroduto enterrado no solo; E: cabo multipolar ao ar livre; F: cabos unipolares justapostos (na horizontal, na vertical ou em trifólio) ao ar livre; G: cabos unipolares espaçados ao ar livre. 28/08/2019 Profª Margareth N. Silva 29 28/08/2019 Profª Margareth N. Silva 30 28/08/2019 Profª Margareth N. Silva 31 Dimensionamento dos condutores A seção dos condutores deve ser determinada de forma a garantir uma vida satisfatória a condutores e isolações submetidos aos efeitos térmicos produzidos pela circulação de correntes equivalentes às suas capacidades de condução de corrente durante períodos prolongados em serviço normal. Outras considerações intervêm na determinação da seção dos condutores, tais como a proteção contra choques elétricos, proteção contra efeitos térmicos, proteção contra sobrecorrentes, queda de tensão, bem como as temperaturas máximas admissíveis pelos terminais dos componentes da instalação aos quais os condutores são ligados. 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; •Dimensionamento pelo critério da máxima capacidade de condução de corrente; •Dimensionamento pelo critério da queda de tensão admissível nos condutores 28/08/2019 Profª Margareth N. Silva 32 •Verificação da seção mínima; •Determinar a seção do condutor fase; •Determinar a seção do condutor neutro e a seção do condutor terra. Obs: A seção dos condutores terá o valor final definido após a coordenação entre os dispositivos de proteção e os condutores. 28/08/2019 Profª Margareth N. Silva 33 Cálculo da corrente de projeto (iB): Onde: P – potência do circuito (W) V – tensão do circuito (V) fp– fator de potência do circuito Circuitos Resistivos: fp=1 Iluminação e TUGs: 0,92 Demais circuitos: verificar dados do equipamento Para Circuitos Trifásicos: �� = � � � � �� �� = � ��� � � �� 28/08/2019 Profª Margareth N. Silva 34 Critério da máxima capacidade de condução de corrente a) Cálculo da corrente fictícia de projeto (IB’): b) Fator de correção de agrupamento f1: É determinado na tabela 9.6, em função de: - disposição dos cabos: cabos em condutos fechados; - Número de circuitos instalados no mesmo eletroduto, no pior caso, por onde passa o circuito em dimensionamento. Onde: f1 – fator de correção de agrupamento f2 – fator de correção de temperatura ��´ = �� ��� �� Obs: para um (1) circuito dentro de eletroduto=> f1 = 1,0 28/08/2019 Profª Margareth N. Silva 35 c) Fator de correção de temperatura f2: Determina-se f2 na tabela 9.5, em função de: -tipo de isolação: PVC (para uso residencial) -Temperatura ambiente ou do solo d) Efetuar o cálculo: Obs: para temperatura ambiente igual a 30°C => f2 = 1,0 ��´ = �� ��� �� 28/08/2019 Profª Margareth N. Silva 36 tabela 42 da NBR5410-2004-pag.108 Fatores de correção aplicáveis a condutores agrupados em feixe (em linhas abertas ou fechadas) e a condutores agrupados num mesmo plano, em camada única NOTAS 1 Esses fatores são aplicáveis a grupos homogêneos de cabos, uniformemente carregados. 2 Quando a distância horizontal entre cabos adjacentes for superior ao dobro de seu diâmetro externo, não é necessário aplicar nenhum fator de redução. 3 O número de circuitos ou de cabos com o qual se consulta a tabela refere-se – à quantidade de grupos de dois ou três condutores isolados ou cabos unipolares, cada grupo constituindo um circuito (supondo-se um só condutor por fase, isto é, sem condutores em paralelo), e/ou – à quantidade de cabos multipolares que compõe o agrupamento, qualquer que seja essa composição (só condutores isolados, só cabos unipolares, só cabos multipolares ou qualquer combinação). 4 Se o agrupamento for constituído, ao mesmo tempo, de cabos bipolares e tripolares, deve-se considerar o número total de cabos como sendo o número de circuitos e, de posse do fator de agrupamento resultante, a determinação das capacidades de condução de corrente, nas tabelas 36 a 39, deve ser então efetuada: – na coluna de dois condutores carregados, para os cabos bipolares; e – na coluna de três condutores carregados, para os cabos tripolares. 5 Um agrupamento com N condutores isolados, ou N cabos unipolares, pode ser considerado composto tanto de N/2 circuitos com dois condutores carregados quanto de N/3 circuitos com três condutores carregados. 6 Os valores indicados são médios para a faixa usual de seções nominais, com dispersão geralmente inferior a 5%. 28/08/2019 Profª Margareth N. Silva 37 I s o la ç ã o T e m p e r a t u r a °C P V C E P R o u X L P E a m b ie n t e 1 0 1 ,2 2 1 ,1 5 1 5 1 ,1 7 1 ,1 2 2 0 1 ,1 2 1 ,0 8 2 5 1 ,0 6 1 ,0 4 3 0 1 ,0 0 1 ,0 0 3 5 0 ,9 4 0 ,9 6 4 0 0 ,8 7 0 ,9 1 4 5 0 ,7 9 0 ,8 7 5 0 0 ,7 1 0 ,8 2 5 5 0 ,6 1 0 ,7 6 6 0 0 ,5 0 0 ,7 1 6 5 0 ,6 5 d o s o lo 1 0 1 ,1 0 1 ,0 7 1 5 1 ,0 5 1 ,0 4 2 0 1 ,0 0 1 ,0 0 2 5 0 ,9 5 0 ,9 6 3 0 0 ,8 9 0 ,9 3 3 5 0 ,7 7 0 ,8 9 4 0 0 ,7 1 0 ,8 5 4 5 0 ,6 3 0 ,8 0 5 0 0 ,5 5 0 ,7 6 5 5 0 ,4 5 0 ,7 1 Tabela 40 —NBR 5410/2004 Fatores de correção para temperaturas ambientes diferentes de 30ºC para linhas não-subterrâneas e de 20ºC (temperatura do solo) para linhas subterrâneas 28/08/2019 Profª Margareth N. Silva 38 f) Determinar a seção do condutor na tabela 36 (PVC) em função das seguintes características: -material condutor: cobre ou alumínio -Método de instalação: Tabela 36 -Número de condutores carregados do circuito (fase ou neutro): 2 para circuitos parciais (terminais) 3 para circuito alimentador ou trifásico -Corrente fictícia de projeto (IB’) Utilizar o condutor com capacidade de condução de corrente (IZ) maior ou igual ao valor da corrente fictícia de projeto (IB’) 28/08/2019 Profª Margareth N. Silva 39 TABELA 36 DA NBR 5410/2004-pag101 Tabela de máxima condução de corrente em condutores (EM AMPÈRES) Isolação de PVC-Cobre Temperatura do condutor de 70ºC Temperatura ambiente: 30ºC - linhas não subterrâneas e 20ºC - linhas subterrâneas 28/08/2019 Profª Margareth N. Silva 40 TABELA 36 DA NBR 5410/2004-pag101 Tabela de máxima condução de corrente em condutores (EM AMPÈRES) Isolação de PVC -Alumínio Temperatura do condutor de 70ºC Temperatura ambiente: 30ºC - linhas não subterrâneas e 20ºC - linhas subterrâneas 28/08/2019 Profª Margareth N. Silva 41 Dimensionar a seção transversal dos condutores, com isolação em PVC, de um circuito cuja corrente de projeto calculada é de 23A em 127V. A quantidade de circuitos dentro do eletroduto é quatro e o método de instalação dos cabos é B1 (Condutores isolados ou cabos unipolares em eletroduto de seção circular embutido em alvenaria). Solução: Consultar tabela 36 Exemplo 28/08/2019 Profª Margareth N. Silva 42 Consultar tabela 42 28/08/2019 Profª Margareth N. Silva 43 � = �! . "# �$ �� %�$$�çã� � = 24 . 0,65 = 15,6+ Voltando à tabela 36 da norma verificamos que o cabo de 4��� conduz até 32A. Aplicando o fator de correção nesta corrente: verificamos que esta corrente será maior que a calculada anteriormente de 15,6A e atenderá ao circuito. � = 32 . 0,65 = 20,8+ Em qualquer ponto de utilização da instalação, a queda de tensão verificada não deve ser superior aos seguintes valores, dados em relação ao valor da tensão nominal da instalação: a) 7%, calculados a partir dos terminais secundários do transformador MT/BT, no caso de transformador de propriedade da(s) unidade(s) consumidora(s); b) 7%, calculados a partirdos terminais secundários do transformador MT/BT da empresa distribuidora de eletricidade, quando o ponto de entrega for aí localizado; c) 5%, calculados a partir do ponto de entrega, nos demais casos de ponto de entrega com fornecimento em tensão secundária de distribuição; d) 7%, calculados a partir dos terminais de saída do gerador, no caso de grupo gerador próprio. Quedas de tensão maiores que as indicadas acima são permitidas para equipamentos com corrente de partida elevada, durante o período de partida, desde que dentro dos limites permitidos em suas normas respectivas. QUEDA DE TENSÃO 28/08/2019 Profª Margareth N. Silva 44 28/08/2019 Profª Margareth N. Silva 45 Para que aparelhos e motores possam funcionar satisfatoriamente, é necessário que a tensão sob a qual a corrente lhe é fornecida esteja dentro de certos limites prefixados. De acordo com a NBR 5410, o valor percentual da queda de tensão, em relação ao valor da tensão nominal da instalação, calculado a partir dos terminais secundários do transformador MT/BT, até o ponto de utilização da instalação, NÃO deve ser superior a (A) 7 % (B) 5 % (C) 4% (D) 3 % E) 2% Exercicio CRITÉRIO DA QUEDA DE TENSÃO ADMISSÍVEL(pag.115) Segundo a norma NBR 5410, a queda de tensão entre a origem da instalação e qualquer ponto de utilização deve ser igual ou inferior a 4% em relação a tensão nominal do circuito medidor QDLCircuito Alimentador Circuito terminal iluminação tomadas ∆V(%)=2% ∆V(%)=2% ∆V(%)=4% 6.2.7.2 Em nenhum caso a queda de tensão nos circuitos terminais pode ser superior a 4%. O ideal é adotar no máximo 2% para ambos os casos. 28/08/2019 Profª Margareth N. Silva 46 28/08/2019 Profª Margareth N. Silva 47 Circuitos de motores Entende-se por circuito de motor o conjunto formado pelos condutores e dispositivos necessários ao comando, controle e proteção do motor, do ramal e da linha alimentadora. 28/08/2019 Profª Margareth N. Silva 48 Para calcularmos as correntes dos alimentadores, utilizam-se as seguintes fórmulas: a) Para apenas um motor, neste caso o alimentador geral é o próprio ramal do motor: I ≥ 1,25 x In I = corrente do alimentador In = corrente nominal do motor b) Para vários motores que não partem simultaneamente: I ≥ 1,25 x In (maior motor) + Σ In (motores restantes) I ≥ 1,25 x In (maior motor) +[ Fd x Σ In (motores restantes)] Onde Fd é o fator de demanda. c) Para dois ou mais motores partindo simultaneamente: I ≥ 1,25 x In (motores que partem juntos) + Σ In (motores restantes) I ≥ 1,25 x In (motores que partem juntos) + [Fd x Σ In (motores restantes)] Obs.: Para calcular o ramal do motor deve-se levar em consideração o fator de serviço (FS) que multiplicado pela intensidade nominal da corrente, fornece a corrente a considerar no ramal do motor para o dimensionamento dos condutores, isto é, a corrente que pode ser utilizada continuamente. 28/08/2019 Profª Margareth N. Silva 49 Exemplos: 1 – Calcule a corrente no ramal (alimentador) de um motor trifásico de 7,5 cv em 220 V, considerando cos φ = 0,85 e η = 0,9. ./� = 0, 1 � 0�2 � � ��3 � 3, 41 � 3, 5 = �4, 56 Corrente no alimentador I = 1,25 x 18,9 = 23,6 A 2 – Calcular a corrente no alimentador, 220 V, que alimenta os seguintes motores: A – 15 cv B – 10 cv C – 5 cv Os motores partem individualmente e considere cos φ = 0,85 e η = 0,9. ./� = �1� 0�2 � � ��3 � 3, 41 � 3, 5 = �0, 5�6 ./� = �3� 0�2 � � ��3 � 3, 41 � 3, 5 = �1, �46 ./� = 1� 0�2 � � ��3 � 3, 41 � 3, 5 = ��, 216 I = (1,25 x 37,92) + 25,28 + 12.65 = 85,33 A Equações para cálculo: S = ρ x 2xLxIB ∆∆∆∆VxV (mm2) Para circuitos monofásicos Para circuitos trifásicos S = ρ x √3xLxIB ∆∆∆∆VxV (mm2) Sendo: ρ = 1 . Ω.mm2 (cobre) 57 m ρ = 1 . Ω.mm2 (alumínio) 36 m Onde: S = seção transversal em mm2 L = comprimento do circuito (m) ρρρρ = resistividade do condutor IB = corrente de projeto (A) ∆V = fator de queda de tensão (∆V% = 2% ∆V = 0,02) V = tensão nominal do circuito (V) Devemos utilizar um condutor com valor normalizado igual ou superior ao obtido com a expressão: 28/08/2019 Profª Margareth N. Silva 50 Exemplo Calcular a bitola mínima para alimentar um motor trifásico de 5 CV, 220 V, FS = 1,15, a 30 m do quadro de distribuição considerando 2% de queda de tensão, cos0=0,85 e η=0,9. 28/08/2019 Profª Margareth N. Silva 51 �7 = 1,25 8 12,65 8 1,15 = 18,18+ 2%�� 220: = 0,02 8 220 = 4: �; = 5 8 736 3 8 220 8 0,85 8 0,9 = 12,65+ � = > ? @,@ABC ? AD,AD ? >@ E,E = 3,8���, %FG� H#I�$ %���$%J#I é �� 4���. 28/08/2019 Profª Margareth N. Silva 52 A fim de facilitar o nosso trabalho, transcrevemos a tabela para escolha dos condutores considerando o produto da corrente pela distancia (A x m) 28/08/2019 Profª Margareth N. Silva 53 Exemplo: Um motor de indução trifásico, 220 V, 7,5 CV, acha-se a 28 metros do quadro de distribuição. Admitindo-se uma queda de tensão de 1% neste ramal, qual deverá ser a seção do condutor a empregar? cos φ = 0,85 e η = 0,90. K�$$�L � �� $#�#I M�$á �7 = 1,25 8 18,96 = 23,70+ �; = 7,5 8 736 3 8 220 8 0,85 8 0,9 = 18,96+ Circuitos compostos por várias cargas: S = ρ x 2x(LxIB) ∆∆∆∆VxV (mm2) S = ρ x 2x(L1xI1+ L2xI2+ L3xI3+.......+ LnxIn) ∆∆∆∆VxV (mm2) IB = I1+I2+I3+.....+In L1 QDL n1 2 3 IB I1 I2 I3 In L2 L3 Ln 28/08/2019 Profª Margareth N. Silva 54 28/08/2019 Profª Margareth N. Silva 55 Exemplo: Um alimentador deve abastecer os seguintes motores: •Elevador social (10cv e 4 polos) – 30metros; •Elevador de serviço (7,5 cv e 4 polos) – 10 metros; •Bomba d´água (5 cv e 2 polos) – 10 metros; •Exaustor (1 cv e 2 polos)– 5 metros; •Bomba de recalque de esgotos (1 cv e 2 polos) – 5metros. Todos os motores são de indução, com rotor em gaiola de esquilo e partida direta, com tensão 220V – 60Hz e 1% de queda de tensão. Qual a capacidade de corrente deste alimentador? .OPQRSTUOVWX = 1,25 x 26,6 + 20,6 + 13,7 + 3,34= 74,23A 28/08/2019 Profª Margareth N. Silva 56 28/08/2019 Profª Margareth N. Silva 57 DIMENSIONAMENTO PELA QUEDA DE TENSÃO Observe que ao aumentar o valor da queda de tensão devemos optar pela maior bitola. Então será usado o cabo de 25mm2 pelo critério da capacidade de corrente. Y = � � (�2, 2 � �3 + �3, 2 � �3 + ��, 0 � �3 + � � �, �\ � 1] 12 � ��3 � 3, 3� = ��, �0RR� Então será usado o cabo de 25mm2 pelo critério da capacidade de corrente, e coincidiu com o dimensionamento pela queda de tensão. ^ = � � (�2, 2 � �3 + �3, 2 � �3 + ��, 0 � �3 + � � �, �\ � 1] 12 � ��3 � 3, 3\ = 1, 10RR� ^ = 2RR� S = ρ x √3xLxIB ∆∆∆∆VxV (mm2) Sendo: ρ = 1 . Ω.mm2 (cobre) 57 m ρ = 1 . Ω.mm2 (alumínio) 36 m Exemplo 2: Para a representação esquematizada abaixo, dimensionar: Condutores do circuito 3 sabendo que são tomadas de 600W S 1 2 3 2 2 3 3 3 3 1 3 3QDL 1,2m 2m 6m 1,8m 1,5m 1,8m 1,5m 2 31 2m 1 1 28/08/2019 Profª Margareth N. Silva 58 QUEDA DE TENSÃO UNITÁRIA. Para definirmos a bitola dos condutores dos circuitos, deve-se levar em consideração a queda de tensão máxima admissível entre o quadro de distribuição e o ponto mais distante. Na tabela a seguir, temos a seção mínima do condutor levando-se em consideração: Material do eletroduto (magnético ou não-magnético); Corrente do projeto; Fator de potência; Queda de tensão máxima admissível; Comprimento do circuito; e Tensão entre as fases. ΔU = queda de tensão admissível em Volts. Ip = corrente do circuito em ampère ℓ = distância entre o quadro de distribuição e o ponto mais distante docircuito em km. ∆` .a � P = b 6 � cR 28/08/2019 Profª Margareth N. Silva 59 Quedas de tensão unitária. Condutores isolados com PVC em eletroduto ou calha fechada. 28/08/2019 Profª Margareth N. Silva 60 Exemplo: Um circuito trifásico em 220 V, com 50 metros de comprimento alimenta um QDF que serve a diversos motores. A corrente nominal total é 130 A. Pretende- se usar eletroduto de aço. Considerando uma queda de tensão de 2% determine a bitola dos condutores. entrando na tabela considerando cos φ = 0,8 e por se tratar de circuitos alimentando motores temos o cabo # 70 mm² ∆U=0,02 x 220=4,4V 50� = 0,05�� E,E A>@ ? @,@d =0,67V/( e f ? gh ) 28/08/2019 Profª Margareth N. Silva 61 No caso de pequenas cargas podemos calcular a bitola dos condutores multiplicando a potência do circuito (W) pela distância (m) e utilizar as tabelas a seguir. 28/08/2019 Profª Margareth N. Silva 62 28/08/2019 Profª Margareth N. Silva 63 Exemplo: Calcule as bitolas dos circuitos, em 127 V com 2% de queda de tensão, de uma residência, representados abaixo: 28/08/2019 Profª Margareth N. Silva 64 Circuito 1: 200 W x 10 m = 2.000 Wm, pela tabela poderia até utilizar o fio # 1,5 mm², mas como a bitola mínima recomendada para é o # 2,5 mm², é esse que adotaremos. Circuito 2: 1.500 W x 25 m = 37.500 Wm, # 6 mm². Circuito 3: 3.600 W x 20 m = 72.000 Wm, # 10 mm² Circuito 4: 1.000 W x 30 m = 30.000 Wm, # 4 mm² Alimentador: 200 W + 1.500 W + 3.600 W + 1.000 W = 6.300 W , como vamos atender a edificação com uma entrada trifásica, teremos: 6.300 W ÷ 3 = 2.100 W x 50 m = 105.000 Wm, # 16 mm². Obs.: Lembramos que estamos considerando que todos os pontos serão utilizados simultaneamente, sem fazermos a avaliação da potência demandada. 28/08/2019 Profª Margareth N. Silva 65 28/08/2019 Profª Margareth N. Silva 66 Cálculo do ajuste do relé térmico e fusível do ramal de um motor 1. Relé térmico Para motores cuja elevação de temperatura admissível seja de 40'C, ou com fator de serviço igual ou superior a 1,15, a capacidade nominal dos dispositivos de proteção devera ser de 125% da corrente nominal motor e de 115% nos demais casos. 1,15 – quando não há elevação de temperatura; 1,25 – quando há elevação de temperatura. A finalidade do relé térmico é a proteção contra sobrecargas durante o regime de funcionamento Para motores até I cv, com partida normal, próximo à maquina acionada, o dispositivo de proteção do ramal é o suficiente. Usamos para proteção de motores os fusíveis comuns ou disjuntores térmicos. 28/08/2019 Profª Margareth N. Silva 67 Exemplo: Qual deverá ser a regulagem da chave magnética de proteção de urn motor trifásico de 5 cv (3,72 kW), 220 volls, 60 Hz, sem elevação de temperatura? Pela tabela a corrente nominal será: Então, a regulagem do relé térmico será: 15 8 1,15 = 17,25 #�iè$�M Se fosse permitida a elevação de temperatura de 40ºC na temperatura, a regulagem seria: ./ = �1 ORaèXSk 15 8 1, �5 = 14, 05 #�iè$�M 28/08/2019 Profª Margareth N. Silva 68 Os fusíveis para atender bem ao fim a que se destinam, devem ter um certo retardo para atenderem a corrente de partida, que pode atingir até 10 vezes a corrente nominal, Os relés térmicos são dispositivos, em geral, ligados em serie com os circuitos de controle das chaves magnéticas, desligando-as quando a corrente atinge, certo valor. . 2. Fusíveis ou disjuntores Serão calculados para suportar a corrente de partida do motor durante um curto intervalo de tempo. Quando, porém, o motor estiver em regime, se houver sobrecarga prolongada ou curto-circuito no ramal, deverão atuar, interrompendo a corrente. Na tabela a seguir vemos a porcentagem do valor da corrente em relação ao valor nominal e que deverá ser usada nos dispositivos de proteção. A capacidade de proteção dos dispositivos de proteção dos ramais de motores deverá ficar compreendida entre 150 e 300% da corrente nominal do motor, conforme o tipo do motor. NOTA: Para motores de origem americana aplica-se na sua placa uma letra denominada letra- código, que dá uma indicação da relação entre a potência em kVA demandada da rede por hp de potência do motor com o rotor preso (locked rotor test). 28/08/2019 Profª Margareth N. Silva 69 28/08/2019 Profª Margareth N. Silva 70 28/08/2019 Profª Margareth N. Silva 71 Exemplo: Determinar todos os elementos do esquema abaixo, considerando todos os motores trifásicos, em gaiola, 220 V, cos φ = 0,85, η = 0,9, Fs = 1,15, 2% de queda de tensão, e com elevação de temperatura. 28/08/2019 Profª Margareth N. Silva 72 Cálculo das correntes nominais: Correntes para determinação das bitolas dos cabos: l� = 736 8 7,5 220 8 1,73 8 0,85 8 0,9 = 18,9+ lA = 736 8 5 220 8 1,73 8 0,85 8 0,9 = 12,65+ l> = 736 8 10 220 8 1,73 8 0,85 8 0,9 = 25,28+ lA = 12,65 8 1,15 = 14,54 + 8 23�= 335 A x m→ ��4��� Ajuste do relé = 1,25 8 12,65 8 1,15 = 18,18 + l� = 18,9 1,15 = 21,73 + 8 33�= 717A x m→ �� 6��� Ajuste do relé = 1,25 8 18,9 1,15 = 27,17 + l> = 25,28 8 1,15 = 29 + 8 43�= 1250 A x m→ ��10��� Ajuste do relé = 1,25 8 25,28 8 1,15 = 36,34 + 28/08/2019 Profª Margareth N. Silva 73 Correntes da proteção de cada ramal, considerando todas as letras-código = A: Proteção e bitola do alimentador geral: Por segurança a proteção geral será de 70 A. (valor comercial) lA = 12,65 8 1,5 150% = 18,97 + = 20+ (H#I�$ %���$%J#I) l� = 18,9 8 1,5 150% = 28,35 + = 30+ (H#I�$ %���$%J#I) l> = 25,28 8 1,5 150% = 37,92 + = 40+ (H#I�$ %���$%J#I) � ≥ 1,25 8 25,28 + 12,65 + 18,9 = 63,15+ Se a distância do PC ao QDF for de 80 m e considerando 2% de queda de tensão teremos: 63,15 A x 80 m = 5.052 Am = # 50 mm² Propriedades dos condutores • Resistência ao fogo • Preço, custo e perdas • Resistência à tração • Nível de isolação • Resistividade • Dissipação de calor • Permeabilidade Propriedade 4 Propriedade 3 2 1 28/08/2019 Profª Margareth N. Silva 74 Queda de tensão (Cotrim, p.67) • Carga resistiva • Carga R-L 100 % 2 2 ×≥ V lP S iiρ ε ( ) ( )φφφφ sencos2sencos2 2 rxIlVVxrIlV −−−++=∆ V P, cosφ r jx ( )φφ sencos2 xrIlV +≅∆ r, x = resistência e reatância unitária (Manual Pirelli, Internet) 28/08/2019 Profª Margareth N. Silva 75 Coordenação carga-proteção- condutor • Icarga ≤ Iproteção ≤ Imax.cond. • I2tcarga ≤ I2tproteção ≤ I2tmax.cond. 28/08/2019 Profª Margareth N. Silva 76 INTEGRAL DE JOULE 28/08/2019 Profª Margareth N. Silva 77 É um recurso para verificação da coordenação entre condutores e dispositivos de proteção, no quadro da proteção contra curtos-circuitos, a integral de Joule é definida como a integral do quadrado da corrente durante um dado intervalo de tempo, isto é Esta grandeza, cujo símbolo é “I2t”, representa os esforços térmicos e magnéticos reais impostos a um componente conduzindo uma corrente de curto-circuito. Quando as sobrecorrentes assumem valores muito elevados, como no caso de curtos-circuitos, os condutores atingem temperaturas da ordem de centenas de graus em tempos extremamente pequenos, frequentemente da ordem de centésimos de segundo. INTEGRAL DE JOULE DOS CONDUTORES 28/08/2019 Profª Margareth N. Silva 78 O cabo é aquecido em função de dois fatores: • corrente elétrica; • tempo; E esta energia é dada pela integral de Joule: Para aquecer um cabo desde a sua temperatura de trabalho até a temperatura de curto-circuito, é necessária uma quantidade de energia que pode ser calculada pela equação: onde, • Icc - corrente de curto-circuito simétrica; • S - seção do condutor; • K - fator dependente do material da isolação; • Os limites da integral são de 0 a t.28/08/2019 Profª Margareth N. Silva 79 A figura 1 mostra a curva da integral de joule (característica I2t) típica de um cabo de BT, que fornece, para cada valor de corrente, a “energia específica” I2t que pode “passar” pelo cabo, isto é, a integral de Joule que o cabo suporta. 28/08/2019 Profª Margareth N. Silva 80 O trecho assintótico vertical corresponde a um valor de corrente da ordem da capacidade de condução de corrente do cabo.� .que faz com que seja atingida uma temperatura máxima para serviço contínuo do cabo (função do material da isolação). Essa corrente pode circular continuamente por um tempo extremamente longo, cerca de 20 anos, correspondendo a um valor de I2t praticamente infinito. O trecho assintótico horizontal corresponde aos valores de corrente para os quais o aquecimento do condutor é considerado adiabático, isto é, sem troca de calor entre condutor e isolação: I2t=cte. A região entre as assíntotas vertical e horizontal pode ser obtida a partir da chamada “curva de vida útil convencional” do cabo. Integral de Joule da Carga • Correntes de partida • Transitórios gerados no circuito • Pulsos gerados por fontes externas • NÃO DEVEM CAUSAR DESLIGAMENTO • É um dos maiores problemas do dimensionamento, que não é muito familiar para a maioria dos engenheiros 28/08/2019 Profª Margareth N. Silva 81 Dois exemplos de I2tcarga • Pulso triangular • Pulso senoidal Tempo Corrente T Imax 3 2 max arg 2 TItI ac = Tempo Corrente T Imax 2 2 max arg 2 TItI ac = 28/08/2019 Profª Margareth N. Silva 82 Integral de Joule I2t dos Fusíveis • I2t de Fusão – • I2t de Arco – • I2t de Interrupção = I2t de Fusão + I2t de Arco 0 500 1000 1500 2000 2500 25 A 50 A 100 A 200 A FUSÃO arco110V arco220V 28/08/2019 Profª Margareth N. Silva 83 I2t do condutor: em curto-circuito • I2t é a Integral de Joule • Para tempos de atuação ≤ 5 s ..max 222 condtISk = Condutor (não cabo) PVC EPR ou XLPE Cobre K=143 K=176 Alumínio K=95 K=116 Aço K=52 K=64 Cabo Multipolar PVC EPR ou XLPE Cobre K=115 K=143 Alumínio K=76 K=94 28/08/2019 Profª Margareth N. Silva 84 Fusíveis • Valor nominal = 2 x corrente de fusão I • Equação empírica para I: (mm)log1010 dLLI += Material L0 L1 Cobre 1,90 1,50 Alumínio 1,77 1,52 Estanho 1,097 1,49 Material L0 L1 Ferro 1,38 1,45 Chumbo 1,02 1,50 2Pb+1Sn 1,00 1,50 28/08/2019 Profª Margareth N. Silva 85 28/08/2019 Profª Margareth N. Silva 86 Conclusão sobre condutores • Na dúvida, use um coeficiente de segurança maior; e • Procure ficar atualizado sobre os materiais técnicas de instalação. 28/08/2019 Profª Margareth N. Silva 87 ELETRODUTOS O eletroduto é um tubo destinado à colocação e proteção de condutores elétricos. Eles são caracterizados pelo seu diâmetro externo em milímetros (mm), geralmente chamado tamanho nominal. O tamanho mínimo admitido nas instalações é de 16 mm. Os eletrodutos têm por finalidade: • proteger os condutores contra ações mecânicas e corrosões; • proteger o meio ambiente contra perigos de incêndio, devido ao superaquecimento ou curto-circuito; • constituir um envoltório (o que serve para envolver) metálico aterrado para os condutores (no caso de eletroduto metálico), evitando dessa forma um choque elétrico; • funcionar como condutor de proteção, proporcionando um percurso para o fio terra (no caso de eletrodutos metálicos). 28/08/2019 Profª Margareth N. Silva 88 Os eletrodutos são classificados em rígidos e flexíveis e podem ser fabricados com diversos materiais, entre os quais está o PVC, muito usado em instalações elétricas e que tem como vantagens as propriedades de isolação térmica, elétrica e à umidade, além de ser um material anti-chama quando fabricado adequadamente. Somente os eletrodutos de aço, PVC e os semi-rígidos podem ser embutidos. Os eletrodutos rígidos são vendidos em varas de 3m de comprimento. 28/08/2019 Profª Margareth N. Silva 89 Determinação da bitola dos eletrodutos pág 120 a 121 É vedado o uso, como eletroduto, de produtos que não sejam expressamente apresentados e comercializados como tal. Nas instalações elétricas abrangidas por esta Norma só são admitidos eletrodutos não-propagantes de chama Só são admitidos em instalação embutida os eletrodutos que suportem os esforços de deformação característicos da técnica construtiva utilizada. Em qualquer situação, os eletrodutos devem suportar as solicitações mecânicas, químicas, elétricas e térmicas a que forem submetidos nas condições da instalação. Nos eletrodutos só devem ser instalados condutores isolados, cabos unipolares ou cabos multipolares. Isso não exclui o uso de eletrodutos para proteção mecânica, por exemplo, de condutores de aterramento. 28/08/2019 Profª Margareth N. Silva 90 Os eletrodutos deverão possuir algumas informações, marcadas de forma bem visível e indelével, ou seja, que não possa ser apagado. Para emendar, mudar a direção e fixar os eletrodutos às caixas de passagens são empregados acessórios, entre os quais: luvas; curvas; buchas; porcas; arruelas. As luvas são usadas para unir dois trechos de eletrodutos ou um eletroduto a uma curva. As luvas são rígidas. 28/08/2019 Profª Margareth N. Silva 91 As curvas são utilizadas para evitar que o eletroduto seja danificado ao ser curvado e tenha seu tamanho nominal reduzido, no ponto da curva. As curvas são rígidas. As buchas são utilizadas para fazer o acabamento das extremidades com rebarbas dos eletrodutos rígidos. Evitam, dessa forma, danos à isolação da fiação no momento em que são puxadas dentro dos eletrodutos. As buchas são rígidas. 28/08/2019 Profª Margareth N. Silva 92 Já as porcas, são arruelas rosqueadas internamente que, quando colocadas externamente às caixas completam, com as buchas, a fixação do eletroduto à parede da mesma. As porcas e arruelas são rígidas. Os eletrodutos flexíveis, também chamados conduítes, são usados nas partes externas das instalações, em locais perigosos ou expostos ao tempo. Eles não devem ser emendados por luvas ou soldas e devem ser fixados por abraçadeiras rígidas ou flexíveis. Estes eletrodutos são chamados flexíveis exatamente porque podem ser curvados. 28/08/2019 Profª Margareth N. Silva 93 As dimensões internas dos eletrodutos e de suas conexões devem permitir que, após montagem da linha, os condutores possam ser instalados e retirados com facilidade. Para tanto: a) a taxa de ocupação do eletroduto, dada pelo quociente entre a soma das áreas das seções transversais dos condutores previstos, calculadas com base no diâmetro externo, e a área útil da seção transversal do eletroduto, não deve ser superior a (NBR 6150): 53% no caso de um condutor; 31% no caso de dois condutores; 40% no caso de três ou mais condutores; b) os trechos contínuos de tubulação, sem interposição de caixas ou equipamentos, não devem exceder 15 m de comprimento para linhas internas às edificações e 30 m para as linhas 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°. Equivalência em polegadas: 16 mm = 3/8” 20 mm = ½” 25 mm = ¾” 32 mm = 1” 40 mm = 1 ¼” 50 mm = 1 ½” 60 mm = 2” 75 mm = 2 ½” 85 mm = 3” 100 mm = 4” 113 mm = 6” 28/08/2019 Profª Margareth N. Silva 94 As dimensões internas dos eletrodutos e de suas conexões devem permitir que depois que a instalação estiver pronta os condutores possam ser instalados e retirados com facilidade. É recomendado que não se pinte os eletrodutose seus acessórios, e quando a instalação for aparente (exposta), os eletrodutos e acessórios deverão ser da mesma cor. Os eletrodutos mais utilizados em instalações aparentes são os de PVC rígido rosqueável, geralmente na cor cinza. 28/08/2019 Profª Margareth N. Silva 95 Uma outra forma de se fazer uma instalação aparente é por canaletas plásticas. As canaletas podem ser aplicadas em paredes e divisórias, em móveis, sob tampos de mesa, no piso etc. O número de vias (compartimentos) indica quantos condutores podem ser instalados em uma mesma canaleta. Assim como os eletrodutos, as canaletas também possuem acessórios para sua instalação, dentre os quais: cotovelo, “T” e luva. Canaleta de duas vias. 28/08/2019 Profª Margareth N. Silva 96 28/08/2019 Profª Margareth N. Silva 97 Para o cálculo do diâmetro interno dos eletrodutos (Di), deve-se analisar a equação a seguir: Sendo: = é soma das áreas externas dos condutores a serem instalados; f : esse valor é determinado a partir da quantidade de cabos ou fios utilizados nos eletrodutos. Dessa forma, para o uso de um condutor, considera-se f = 0,53; para o uso de dois condutores, considera-se f = 0,31; e para o uso de três condutores ou mais, f = 0, 40. 28/08/2019 Profª Margareth N. Silva 98 Obs.: Estas tabelas podem ser encontradas em catálogos de fabricantes de eletrodutos. Os valores podem variar de um fabricante para outro. pq = E ? ∑ fstuv w ? x ; 28/08/2019 Profª Margareth N. Silva 99 EXEMPLO 1 A NBR 5410 estabelece as condições a que devem satisfazer as instalações elétricas de baixa tensão, a fim de garantir a segurança de pessoas e animais, o funcionamento adequado da instalação e a conservação dos bens. A esse respeito, analise as afirmativas abaixo. I – A NBR 5410 não se aplica às instalações elétricas de canteiros de obra, feiras e exposições. II – O valor máximo da corrente diferencial-residual nominal de atuação de um dispositivo DR não deve ser inferior a 30 mA. III – Para permitir que os condutores possam ser instalados e retirados com facilidade, a taxa de ocupação do eletroduto, dada pelo quociente entre a soma das áreas das seções transversais dos condutores previstos, calculadas com base no diâmetro externo, e a área útil da seção transversal do eletroduto, havendo três ou mais condutores ou cabos, não deve ser superior a 40%. Está correto o que se afirma em (A) I. (B) II. (C) III. (D) I e III. (E) II e III. EXEMPLO 2 Você precisa passar um circuito contendo 5 condutores (três fases, um neutro e um condutor de proteção) dentro de um eletroduto. A seção nominal dos condutores fases é de 35��� cada um, a seção nominal do condutor neutro é de 25��� e a do condutor de proteção 16���. Utilize a Tabela (Dimensões totais dos condutores isolados) e da equação para dimensionamento do diâmetro interno dos eletroduto ideal para esta instalação. 1. Some as áreas totais de todos os condutores (Tabela slide 81); no nosso exemplo temos: 71��� + 71��� + 71��� + 56,7��� +33,2��� = 302,9���; pq = E ? ∑ fstuv w ? x = E ? ∑ >@�,C @,E ? x ≅ 31��; 2. Portanto, o eletroduto ideal para esta instalação terá o diâmetro nominal de uma polegada (32mm). 28/08/2019 Profª Margareth N. Silva 100 EXEMPLO 3 Você precisa passar um circuito contendo 5 condutores (três fases, um neutro e um condutor de proteção) dentro de um eletroduto. A seção nominal dos condutores fases é de 35��� cada um, a seção nominal do condutor neutro é de 25��� e a do condutor de proteção 16���. A partir da Tabela (Dimensões totais dos condutores isolados) e da Tabela (Taxa de ocupação máxima de eletroduto rígido de PVC), encontre o eletroduto ideal para esta instalação. 1. Some as áreas totais de todos os condutores (Tabela slide 81); no nosso exemplo temos: 71��� + 71��� + 71��� + 56,7��� +33,2��� = 302,9���; 2. Com o resultado obtido você deve consultar a Tabela slide 82. Na coluna de taxa de ocupação (40% – quando ocupados por três ou mais condutores ou cabos) procure um valor igual ou superior ao resultado obtido na soma das áreas dos condutores (302,9���). O valor 302,9��� encontra-se entre os valores 237���e 409���; 3. Portanto, o eletroduto ideal para esta instalação terá o diâmetro nominal de 40mm e poderá ter uma ocupação máxima de 409���. 28/08/2019 Profª Margareth N. Silva 101 Dimensões totais dos condutores isolados. 28/08/2019 Profª Margareth N. Silva 102 FIOS Cabos 28/08/2019 Profª Margareth N. Silva 103 EXEMPLO 1. Determine a bitola do eletroduto de PVC capaz de acondicionar 6 condutores de 2,5 mm². 2. Determine o eletroduto de aço capaz de acondicionar 4 cabos de 4 mm² e 2 cabos de 6 mm². Cabos de 4 mm² = 4 x 13,8 = 55,2 mm² Cabos de 6 mm² = 2 x 18,1 = 36,2 mm² Total da área ocupada pelos 6 cabos = 91,4 mm² O eletroduto será pela tabela igual a 25 mm 0u ¾”. 28/08/2019 Profª Margareth N. Silva 104 CONTEÚDO PROGRAMÁTICO IE II 28/08/2019 Profª Margareth N. Silva 105 Unidade I - Dimensionamento de Proteção, Condutores e Eletrodutos. Unidade II -Dispositivo de Proteção e Aterramento e Divisão da Instalação em Circuitos. Unidade III -Previsão de Carga e Demanda Unidade IV - Projetos Elétricos Final
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