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DIMENSIONAMENTO DE CIRCUITOS ELÉTRICOS ⚫ Dimensionar um circuito, terminal ou de distribuição é determinar a seção dos condutores e a corrente nominal do dispositivo de proteção contra sobrecorrentes. ⚫ No caso mais geral, o dimensionamento de um circuito deve seguir as seguintes etapas: ⚫ 1 - Determinação da corrente de projeto; ⚫ 2 - Escolha do tipo de condutor e sua maneira de instalar; ⚫ 3 - Determinação da seção pelo critério da capacidade de condução de corrente; ⚫ 4 - Verificação da seção pelo critério da queda de tensão; ⚫ 5 - Aplicação dos critérios de coordenação entre condutores e proteção contra correntes de sobrecargas; ⚫ 6 - Aplicação do critério de coordenação entre condutores e proteção contra correntes de curto-circuito. 1) CORRENTE DE PROJETO ⚫ A corrente de projeto IP de um circuito terminal, é determinada : ⚫ A) Quando a potência instalada for dada em Watts: IP = ∑ P(W) / (t x VN x cos θN )⚫ B) Para motores elétricos: IP = P(cv)x 736/ (t x VN x η x cos θN )⚫ C) Quando a potência instalada for dada em VA: IP = ∑ S(VA) / (t x VN )⚫ Onde: t = 1 para circuitos Mono ou Bifásicos t = √3 para circuitos Trifásicos VN =Tensão do circuito [V] cos θN = Fator de Potência η = Rendimento 2) TABELA 1:TIPO DE CONDUTOR E SUA MANEIRA DE INSTALAR REFERÊNCIA DESCRIÇÃO A 1 Condutores isolados, cabos uni ou multipolares em eletroduto embutido emparede isolante A 2 Cabos uni ou multipolares embutido diretamente em parede isolante A 3 Condutores isolados, cabos uni ou multipolares em eletroduto contido emcanaleta fechada B 1 Condutores isolados ou cabos unipolares em eletroduto aparente B 2 Condutores isolados ou cabos unipolares em calha B 3 Condutores isolados ou cabos unipolares em moldura B 4 Condutores isolados, cabos uni ou multipolares em eletroduto contido emcanaleta aberta B 5 Condutores isolados, cabos uni ou multipolares em eletroduto embutido emalvenaria B 6 Cabos uni ou multipolares contido(s) em bloco alveolados C 1 Cabos uni ou multipolares diretamente fixados em parede ou teto C 2 Cabos uni ou multipolares embutido diretamente em alvenaria C 3 Cabos uni ou multipolares em canaleta aberta ou ventilada C 4 Cabos multipolar em eletroduto aparente C 5 Cabo multipolar em calha D 1 Cabos uni ou multipolares em eletroduto enterrado no solo D 2 Cabos uni ou multipolares enterrado diretamente no solo D 3 Cabos uni ou multipolares em canaleta fechada E - Cabo multipolar ao ar livre F - Condutores isolados e cabos unipolares agrupados ao ar livre G - Condutores isolados e cabos unipolares espaçados ao ar livre H - Cabos multipolares em bandejas não perfuradas ou em prateleiras J - Cabos multipolares em bandejas perfuradas K - Cabos multipolares em bandejas verticais perfuradas L - Cabos multipolares em escadas para cabos ou em suportes M - Cabos unipolares em bandejas não perfuradas ou em prateleiras N - Cabos unipolares em bandejas perfuradas 3) CRITÉRIO DA CAPACIDADE DE CONDUÇÃO DE CORRENTE ⚫ Calculamos então a corrente fictícia de projeto (I’P ), que é dada por: I’P = IP / f onde: f = f1 x f2 ⚫ f1 - fator de correção de temperatura - Tabela 2. ⚫ f2 - fator de correção de agrupamento – Tabela 3. Temperatura em Isolação Temperatura em Isolação Ambiente PVC EPR ou XLPE Solo PVC EPR ou XLPE 10 1.22 1.15 10 1.10 1.07 15 1.17 1.12 15 1.05 1.04 20 1.15 1.10 20 1.00 1.00 25 1.12 1.08 25 0.95 0.96 30 1.00 1.00 30 0.89 0.93 35 0.94 0.96 35 0.84 0.89 40 0.87 0.91 40 0.77 0.85 45 0.79 0.87 45 0.71 0.80 50 0.71 0.82 50 0.63 0.76 55 0.61 0.76 55 0.55 0.71 60 0.50 0.71 60 0.45 0.65 65 - 0.65 65 - 0.60 70 - 0.58 70 - 0.53 75 - 0.50 75 - 0.46 80 - 0.41 80 - 0.38 TABELA 2: FATOR DE CORREÇÃO DE TEMPERATURA NÚMERO DE CIRCUITOS Fatores de correção de Agrupamento Agrupados sobre uma superfície ou contidos em eletrodutos, perfilado, eletrocalha, canaleta ou bloco alveolado. 1 1.00 2 0.80 3 0.70 4 0.65 5 0.60 6 0.55 7 0.55 8 0.50 9 0.50 10 0.50 TABELA 3: FATOR DE CORREÇÃO DE AGRUPAMENTO Seções (mm2) Maneiras de instalar definidas na tabela 1 A B C D 2 condutores carregados 3 condutores carregados 2 condutores carregados 3 condutores carregados 2 condutores carregados 3 condutores carregados 2 condutores carregados 3 condutores carregados 1.5 14.5 13.0 17.5 15.5 19.5 17.5 22.0 18.0 2.5 19.5 18.0 24.0 21.0 26.0 24.0 29.0 24.0 4 26.0 24.0 32.0 28.0 35.0 32.0 38.0 31.0 6 34.0 31.0 41.0 36.0 46.0 41.0 47.0 39.0 10 46.0 42.0 57.0 50.0 63.0 57.0 63.0 52.0 16 61.0 56.0 76.0 68.0 85.0 76.0 81.0 67.0 25 80.0 73.0 101.0 89.0 112.0 96.0 104.0 86.0 35 99.0 89.0 125.0 111.0 138.0 119.0 125.0 103.0 50 119.0 108.0 151.0 134.0 168.0 144.0 148.0 122.0 70 151.0 136.0 192.0 171.0 213.0 184.0 183.0 151.0 95 182.0 164.0 232.0 207.0 258.0 223.0 216.0 179.0 120 210.0 188.0 269.0 239.0 299.0 259.0 246.0 203.0 Tabela 4: Capacidade de condução de corrente para instalações 220/127V. 4) CRITÉRIO DA QUEDA DE TENSÃO ⚫ A queda de tensão provocada pela passagem da corrente elétrica nos condutores dos circuitos de uma instalação deve estar dentro de valores pré- fixados, a fim de não prejudicar o funcionamento dos equipamentos de utilização ligados aos circuitos terminais. ⚫ São os seguintes os limites fixados para a queda total: ⚫ 1) instalações alimentadas diretamente em baixa tensão - 4% ⚫ 2) instalações alimentadas a partir de instalações de alta tensão ou fonte própria - 7%. ⚫ MÉTODO GERAL ⚫ a) Queda de tensão em sistemas monofásicos ou bifásicos. ⚫ Sc = 200 x ρ x ∑ ( Lc x Ic ) / ∆V% x Vn (mm2) ⚫ Onde: ρ = resistividade do material condutor; cobre 1/56 (Ωxmm2/m), alumínio 1/32 (Ωxmm2/m); ⚫ Lc = comprimento do trecho do circuito, em metros; ⚫ Ic = corrente total do trecho do circuito, em amperes; ⚫ ∆V% = queda de tensão máxima admitida, em %; ⚫ Vn = tensão nominal do circuito, em volts. ⚫ b) Queda de tensão em sistemas trifásicos. ⚫ Sc = √3 x ρ x ∑ ( Lc x Ic ) / ∆V% x Vn (mm2) ⚫ Onde: Vn = tensão nominal do circuito, em volts. ⚫ 5) CRITÉRIO DA PROTEÇÃO CONTRA CORRENTES DE SOBRECARGA ⚫ A coordenação entre a seção dos condutores e a respectiva proteção contra correntes de sobrecarga, devemos conhecer: ⚫ 1) a corrente de projeto, IP;⚫ 2) a capacidade de condução de corrente dos condutores, IZ; (tabela 4)⚫ 3) o tipo de dispositivo (fusível ou disjuntor); ⚫ 4) a corrente nominal do dispositivo, IN;⚫ 5) a corrente convencional de atuação do dispositivo de proteção, I2 = β IN , β= cte, (tabela 5)⚫ 6) As correntes nominais de mercado são: 6,10,15,16,20,25,32,40,50,63,70,80,100,125,150,175,200A. ⚫ As condições impostas pela NBR 5410/90 são: ⚫ a) Proteção com Disjuntor ou Fusível ⚫ IP ≤ IN ≤ IZ⚫ I2 ≤ 1.45 IZ Tabela 5: Valores de β para corrente convencional. Tipo Corrente nominal (A) Corrente convencional de atuação (fusão) (A) Fusível Diazed In ≤ 4 4 < In ≤ 10 10 < In ≤ 25 25 < In ≤ 100 2.1 x In 1.9 x In 1.75 x In 1.6 x In Fusível NH Todas 1.6 x In Disjuntores em caixa moldada curva D Todas 1.35 x In Disjuntores em caixa moldada curva B ou C In ≤ 10 15 ≤ In ≤ 25 In > 25 1.9 x In 1.75 x In 1.6 x In Curvas de Disjuntores ⚫ Disjuntores ⚫ PARA OS DISJUNTORES, QUAL A DIFERENÇA ENTRE AS CURVAS B, C E D? ⚫ As curvas B, C e D são definidas para o disparo magnético do disjuntor. Cada curva determina a corrente que o disjuntor reconhece como um curto-circuito, tendo como referência a corrente nominal (In) do disjuntor. ⚫ Pela Norma ABNT NBR IEC 60898: Curva B, disparo magnético entre 3 e 5 vezes o valor de In Curva C, disparo magnético entre 5 e 10 vezes o valor de In Curva D, disparo magnético entre 10 e 20 vezes o valorde In Aplicações: Curva B -> cargas resistivas e cabos longos Curva C -> iluminação fluorescente, tomadas, ar-condicionados, bombas, micro-ondas Curva D -> motores, transformadores 6)PROTEÇÃO CONTRA CURTO- CIRCUITO Para a aplicação da proteção contra curto-circuito devemos conhecer: a) A corrente de curto onde será instalado a proteção (Icc); b) A capacidade de interrupção da proteção (Icn); c) A duração do curto-circuito (t); d) O material da isolação do condutor. As condições da NBR 5410 são: I2cc x t ≤ K2x S2 Icn ≥ Icc Onde: S = seção dos condutores em mm2. K = 115 , para condutores de cobre isolados com PVC; K = 135, para condutores de cobre isolados com EPR, XLPE; K = 74, para condutores de alumínio isolados com PVC; K = 87, para condutores de alumínio isolados com EPR, XLPE. EXERCÍCIOS: ⚫ 1)Dimensionar o circuito de TGs, 3 de 600VA, 3 de 100VA, 127V (F-N-T), utilizar cabos unipolares isolados com PVC em eletroduto embutido em alvenaria, neste eletroduto existe 3 circuitos, temperatura ambiente 35 graus, comprimento do circuito vide esquema, queda de tensão 2%, proteção feita com disjuntores curva C. Q.D. 100VA 100VA 3m 2m 2,5m 2m 3m 1,5m 600VA 600VA 600VA100VA ⚫ 2)Dimensionar o circuito de Iluminação, 3 de 220W, 3 de 160W e 4 de 100W, cosα =0,9, 127V (F-N), utilizar cabos unipolares isolados com PVC em eletroduto embutido em alvenaria, neste eletroduto existe 2 circuitos, temperatura ambiente 35 graus, comprimento do circuito vide esquema, queda de tensão 2%, proteção feita com disjuntores curva C. 220w 160w 220w 100w 160w 100w 220w100w 160w 2m 2m3m 2m 2m1,5m 2,5m 3m 2m 3m 100w ⚫ 3)Dimensionar o circuito de um chuveiro P=5500W, 220V(F-F-T), utilizar cabos unipolares isolados com PVC em eletroduto embutido em alvenaria, neste eletroduto está somente o circuito do chuveiro, temperatura ambiente 35 graus, comprimento do circuito 15m, queda de tensão 2%, proteção feita com disjuntores curva B. Q.D. 5.500w 15m
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