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MANUTENÇÃO ELÉTRICA INDUSTRIAL Rafael Alex Vieira do Vale Manutenção Elétrica Industrial e Predial SENAI - SERVIÇO NACIONAL DE APRENDIZAGEM INDUSTRIAL DEPARTAMENTO REGIONAL DO RIO GRANDE DO NORTE CENTRO DE EDUCAÇÃO E TECNOLOGIAS ”ÍTALO BOLOGNA” MANUTENÇÃO ELÉTRICA INDUSTRIAL Nas próximas aulas iremos estudar os principais componentes das instalações elétricas tais como: Condutores Elétricos; Motores; Transformadores; Bem como suas características relacionadas a manutenção; CONDUTORES ELÉTRICOS Os materiais condutores são substâncias nos quais se locomovem com facilidade por estarem fracamente ligados ao núcleo; O cabos ou condutores elétricos de potência em baixa tensão são responsáveis por transmitir em circuitos de até 1000 V; As principais partes de um cabo de potência são: Condutor; Isolação; Cobertura; CONDUTORES ELÉTRICOS Alguns cabos elétricos são dotados apenas de um condutor e isolação sendo chamados de Condutores Isolados; Enquanto que outros cabos podem possuir uma cobertura adicional, sendo chamados de Cabos Unipolares ou Multipolares; A diferença entre eles é devido ao número de condutores que possuem internamente a isolação; CONDUTORES ELÉTRICOS CONDUTORES ELÉTRICOS Os materiais condutores utilizados em cabos elétricos mais adequados devido as suas características elétricas, térmicas e mecânicas são: Cobre; Alumínio; CONDUTORES ELÉTRICOS Na prática os condutores de alumínio são usados em linhas aéreas e em instalações internas são com condutores de cobre; As diferenças entre os materiais se dá devido as suas características elétricas e mecânicas e também relacionado ao custo; Condutividade Elétrica; Peso; Conexões Elétricas; CONDUTORES ELÉTRICOS A condutividade elétrica é a capacidade de um material conduzir energia elétrica; Propriedade inversa ao da resistência elétrica; Segundo a norma IACS, adotada praticamente em 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 a resistividade a 20 °C seja de 0,01724 W.mm²/m; Este é o padrão adotado com para a condutividade; CONDUTORES ELÉTRICOS Todos os metais apresentam sua condutividade própria e sempre referidas a este padrão; CONDUTORES ELÉTRICOS A densidade do cobre é bem maior que a do alumínio; Apesar da condutividade do alumínio ser menor que a do cobre o seu peso é também menor; Desta forma quando o problema de instalação envolver o peso dos condutores é preferível usar condutores de alumínio; Que é o caso das linhas elétricas aéreas, onde as dimensões das torres e dos vãos entre eles dependem do peso dos condutores; CONDUTORES ELÉTRICOS Quando o aspecto usado não é peso, mas, é o espaço ocupado pelo condutores escolhe-se os condutores de cobre por apresentarem menores diâmetros; Esta situação é encontrada em instalações elétricas internas com eletrodutos, eletrocalhas, bandejas; Deve-se ressaltar que a divisão entre os condutores deve ser bem analisada; CONDUTORES ELÉTRICOS Uma das diferenças mais marcantes entre os condutores de cobre e de alumínio está na forma como se realizam as conexões entre o condutor e o conector; O cobre não apresenta requisitos especiais quanto ao assunto, sendo relativamente simples de se realizar as ligações dos condutores de cobre; Isto não ocorre com condutores de alumínio devido a exposição ao ar devido a camada de oxido altamente isolante; CONDUTORES ELÉTRICOS Desta forma o condutores elétricos de alumínio com camadas de óxido em sua superfície o cabo seria tratado como um isolante; Se rompida a camada de óxido em condutores de alumínio o contato ou as conexões é obtida; Desta forma, é utilizada conectores apropriados, que com pressão suficiente, romperá a camada de óxido que permite a isolação; CONDUTORES ELÉTRICOS Além disso, quase sempre são usados compostos químicos que inibem a formação da camada de óxido uma vez removida a camada anterior; Existem conectores elétricos de qualquer tipo e para diversas finalidades e isentos de efeitos corona para tensões até 800 kV de acordo com as normas NEMA CC1, NBR 5370 e NBR 11788; CONDUTORES ELÉTRICOS Estes conectores elétricos são fabricados com ligas de cobre a alumínio com alta condutividade, resistência à corrosão e propriedades mecânicas compatíveis com seu uso; CONDUTORES ELÉTRICOS Um condutor elétrico pode ser constituído por uma quantidade variável de fios, desde um único até centenas deles; A quantidade de fios determina a flexibilidade do cabo; Quanto mais flexível, mais fios o condutor tem e vice-versa; Para identificar corretamente o grau de flexibilidade de um condutor, é definida pelas normas técnicas da ABNT a chamada classe de encordoamento; CONDUTORES ELÉTRICOS A norma NBR NM 280, são estabelecidas seis classes de encordoamento, numeradas de 1 a 6; A norma define ainda como caracterizar cada uma das classes como indicado na tabela: CONDUTORES ELÉTRICOS O fio é um produto maciço, composto por um elemento condutor; Trata-se de uma ótima solução econômica na construção de um condutor elétrico, porém, apresenta uma limitação no aspecto dimensional e na reduzida flexibilidade; Limita-se, assim, produtos de pequenas seções até 16 mm²; CONDUTORES ELÉTRICOS O termo condutor encordoado tem relação com a sua construção por parecer com uma corda; Parte de uma série de fios elementares que são torcidos entre si, formando então o condutor; Desta forma é possível ter melhor flexibilidade; O encordoamento dos fios segue um padrão específico com um fio central e sempre fios adjacentes em um número múltiplo de 6; CONDUTORES ELÉTRICOS Os condutores da camada exterior apresenta o número de condutores da camada interior mais 6; CONDUTORES ELÉTRICOS O condutor encordoado compactado é uma corda na qual foram reduzidos os espaços entre os fios componentes; Essa redução é realizada por compressão mecânica ou trefilação; O resultado é um condutor com diâmetro menor em relação ao condutor encordoado redondo, mas, com menor flexibilidade CONDUTORES ELÉTRICOS Um condutor flexível é obtido através do encordoamento de um grande número de fios de diâmetro reduzido; CONDUTORES ELÉTRICOS A NBR NM 280 estabelece valores de resistências elétrica máxima, número mínimo e diâmetro máximo do fios que compõem um dado condutor; Isto, na prática, resulta que diferentes fabricantes possuam diferentes construções para a mesma seção; A garantia que o valor da resistência será a adequada está relacionada a pureza do cobre utilizado na confecção do condutor; ISOLAÇÃO DOS CONDUTORES ELÉTRICOS A função básica da isolação é confinar o campo elétrico gerado pela tensão no interior do condutor; Com isso, é eliminado ou excluído o risco de choques elétricos e curtos-circuitos; As isolações dos cabos podem ser: Cloreto de Polivinila (PVC); EPR; XLPE; ISOLAÇÃO DOS CONDUTORES ELÉTRICOS O PVC apresenta as seguintes características: É uma mistura de Cloreto de Polivinila puro, plastificante, cargas e estabilizantes; Sua rigidez dielétrica é relativamente elevada, sendo possível utilizar cabos isolados em PVC até a tensão de 6 kV; Sua resistência a agentes químicos em geral e a água é relativamente boa; Possui boa característica de não propagação de chamas; ISOLAÇÃO DOS CONDUTORES ELÉTRICOS Para o dimensionamento da isolação dos cabos elétricos são levadas em consideração a tensão e a corrente elétrica; A principal característica construtiva associada a tensão elétrica é a espessura da isolação;Ela varia de acordo com a classe de tensão do cabo e da qualidade do material que são fixadas de acordo com as respectivas normas; Quanto maior a tensão maior a espessura da isolação; ISOLAÇÃO DOS CONDUTORES ELÉTRICOS A corrente elétrica aquece o condutor devido ao efeito Joule; Sabe-se que determinados materiais suportam determinados valores de temperatura; Acima disso começam a perder suas propriedades físicas, químicas, mecânicas e elétricas; Desse modo, cada tipo de material apresentam suas temperaturas caracteristicas; ISOLAÇÃO DOS CONDUTORES ELÉTRICOS A temperatura em regime permanente é a maior temperatura que a isolação pode atingir continuamente em serviço normal; É a característica principal na determinação da capacidade de condução de corrente de um cabo; A Temperatura em Regime de Sobrecarga é a temperatura máxima de isolação que pode atingir em regime de sobrecarga; ISOLAÇÃO DOS CONDUTORES ELÉTRICOS Segundo as normas de fabricação, a duração desse regime não deve superar 100 horas durante 12 meses, nem superar 500 horas durante a vida do cabo; A Temperatura de Curto-Circuito é a temperatura máxima que a isolação pode atingir em regime de curto-circuito; Segundo as normas de fabricação, a duração desse regime não deve superar 5 segundos durante a vida do cabo; ISOLAÇÃO DOS CONDUTORES ELÉTRICOS As temperaturas de isolação características para o PVC e o EPR são: COBERTURA Em alguns casos, é necessário, que a isolação seja protegida contra agentes externos tais como: Impactos; Cortes; Abrasão; Agentes Químicos; COBERTURA Nesses casos, os cabos elétricos são dotados de uma cobertura e são chamado de cabos unipolares e multipolares; O material usado para a cobertura deve levar em conta diversos agentes externos; Para solicitações de aplicações em uso geral o material utilizado para esta cobertura é o PVC que apresentam algumas caracteristicas; COBERTURA As características são: COBERTURA CARACTERÍSTICAS DE CABOS ELÉTRICOS DE POTÊNCIA EM BAIXA TENSÃO Um cabo elétrico pode apresentar um volume significativo de material combustível na isolação, na cobertura, e eventualmente em outros componentes; Assim, em ocorrência de incêndios os cabos elétricos não seja propagadores de chamas; Com o objetivo de promover a resistência à chama, eles são ensaiados de modo a comprovar que uma chama não possa de propagar indevidamente pelo cabo; CARACTERÍSTICAS DE CABOS ELÉTRICOS DE POTÊNCIA EM BAIXA TENSÃO Para os cabos isolados em PVC, é necessário um Ensaio de queima vertical, de acordo com a NBR 6812; Trata-se de submeter um feixe de cabos de 3,5 m de comprimento à uma chama produzida por um queimador padrão, durante 40 minutos; Ao final da exposição, o dano provocado pela queima deve ser limitado a um certo comprimento da amostra ensaiada; CARACTERÍSTICAS DE CABOS ELÉTRICOS DE POTÊNCIA EM BAIXA TENSÃO Os condutores isolados que superam o ensaio de queima vertical são designados por BWF; Os cabos unipolares e multipolares são chamados de cabos resistente à chamas;