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AULA 12 – DIMENSIONAMENTO DE CONDUTORES EM BAIXA TENSÃO Diego Berlezi Ramos Instalações Elétricas Prediais – 2018/I SUMÁRIO • Dimensionamento de condutores • Introdução. • Relevância do adequado dimensionamento. • Dimensionamento de Condutores. • Considerações. • Circuitos de Baixa Tensão. • Critérios de dimensionamento. • Procedimentos de dimensionamento. INTRODUÇÃO Dimensionamento/distribuição dos circuitos Quadro geral de distribuição – Unipampa/Alegrete Comparação das condições de carregamento dos circuitos Quadro da SE Condições da SE Condições da SE GENERALIDADES • Condutor • Meio pelo qual se transporta potência desde um determinado ponto (fonte ou alimentação) até um terminal consumidor. • Alumínio: • Metal de maior utilização em condutores elétricos para sistemas de potência • Baixo custo de mercado, quando comparado com o cobre • Intensamente empregado nas instalações prediais, comerciais e industriais. • Até 1950 • A isolação dos cabos de AT era de papel impregnado em óleo isolante. • Nessa época foram desenvolvidos os cabos de isolação extrudada, fabricados de materiais sintéticos de natureza polimérica. • De todos os materiais isolantes estudados, destacaram-se, pelos aspectos técnicos e econômicos, o cloreto de polivinila (PVC) e o polietileno (PE). • Condutores • Cobre ou alumínio. • 6.2.3.8.1: Alumínio em instalações industriais: • Apenas acima de 16 𝑚𝑚2; • 6.2.3.8.2: Alumínio em instalações comerciais • Apenas acima de 50 𝑚𝑚2. • 6.2.3.8.3: Locais BD4 (Tabela 21) – não é permitido alumínio. • Cobre versus alumínio Condutividade: 𝜎𝐴𝑙 = 60% 𝜎𝐶𝑢. Então: 𝑆𝐴𝐿 = 1,67 ⋅ 𝑆𝐶𝑢 Densidades: 𝐴𝑙 = 2,7𝑔/𝑐𝑚3e 𝐶𝑢 = 8,89𝑔/𝑐𝑚3 . Alumínio: mais fácil de ser transportado e suspenso. Oxidação: Al mais sensível do que o Cu. Quando exposto ao ar: camada de óxido sobre o Al. Escoamento: Al escoa mais do que o Cu. Conectores em Al precisam de grandes superfícies de contato. Necessário o reaperto periódico dos conectores: Afrouxam pelo escoamento, para evitar a formação de óxido, que eleva a resistência da conexão, provocando o seu aquecimento. • Cobre versus alumínio Eletropositividade: usar conectores especiais para contato entre Cu e Al. Há uma ddp de 2V entre Cu e Al – predisposição a corrosão galvânica. Usar conectores especiais. Uso de condutores de alumínio segundo a NBR 5410 Proibido em locais de alta densidade de ocupação e com condições de fuga difíceis (BD4) e em locais residenciais. Sem restrições a linhas aéreas externas. Com restrições em instalações industriais e comerciais. • Fio: • Metálico, maciço e flexível, seção invariável e comprimento muito maior que a seção. • Geralmente cilíndricos, aplicados diretamente como condutores (com ou sem isolação) ou para fabricar “condutores encordoados”; • Barra: • Condutor rígido, tubular ou de seção perfilada • Usadas como condutores em equipamentos, tais como quadros de distribuição, painéis, SEs, dentre outros. • Linha pré-fabricada • Linha constituída de peças em tamanhos-padrão com condutores de seção maciça e proteção mecânica para ajuste no local de instalação. • Barramento • Conjunto de barras de mesma tensão nominal, com suportes e acessórios. • Condutor encordoado • Constituído por fios dispostos helicoidalmente. • Condutor de maior flexibilidade em relação ao sólido (fio). • Um condutor elétrico pode ser constituído por um ou vários fios componentes, desde um único fio até centenas de fios condutores. • A quantidade de fios que compõem um cabo indica o maior ou menor grau de flexibilidade do mesmo. • Classe de encordoamento • Define a flexibilidade de um condutor: • Quanto menor o diâmetro dos fios, maior a classe e mais flexível é o condutor. • Classe 1: condutor sólido. • Definida por um valor de resistência máxima a 20°C. • Classe de encordoamento 2: é caracterizada por condutores encordoados, compactados ou não, e por um número mínimo de fios elementares no condutor. • Definida por um valor de resistência máxima a 20°C. • Normalmente, para instalações aéreas. • Classe de encordoamento 4, 5 e 6: é caracterizada por condutores flexíveis e por um número mínimo de fios elementares no condutor. • É definida por um valor de resistência máxima a 20°C. • Normalmente, para instalação em eletrodutos. • Gradiente de potencial: • Relação entre a tensão aplicada a uma camada elementar de dielétrico e a espessura dessa camada; normalmente é dado em kV/mm. • • Rigidez dielétrica: • Gradiente de perfuração do dielétrico. Materiais Características Exemplos Isolantes Sólidos (Extrudados) Termoplásticos - Cloreto de Polivinila (PVC) - Polietileno (PE ou PET) - Polipropileno - Polivinil Antiflam Termofixos (Vulcanizados) - Polietileno reticulado (XLPE) - Borracha etileno - Propileno (EPR) - Borracha de Silicone Estratificados - Papel impregnado com massa - Papel impregnado com óleo fluido sob pressão Outros materiais - Fibra de vidro - Verniz • PVC • Mistura de cloreto de polivinila puro (resina sintética), plastificante, cargas e estabilizantes; • Perdas dielétricas elevadas • Principalmente acima de 20kV • Limitado a sistemas até 10kV; • Transmite mal o fogo • Combustão provoca a produção de fumaça, gases corrosivos e tóxicos. • Bom isolante para cabos de potência e de teletransmissão a médias • EPR • Reticulados por meio de peróxidos orgânicos. • Melhor resistência ao envelhecimento térmico e agentes oxidantes. • Grande flexibilidade, mesmo a temperaturas menores que 0𝑜𝐶. • Resistência alta às descargas e radiações ionizantes. • Resistência à deformação térmica • Permite temperaturas de 250𝑜𝐶 em curtos-circuitos. • Ótimo isolante • Aplicação em BT, MT e AT. • XLPE • Material termofixo adequado à construção de isolações de cabos. • Deformação térmica satisfatória em temperaturas de até 250𝑜𝐶. • A reticulação • Elimina a tendência à fissuração (stress cracking). • Melhora comportamento a baixas temperaturas; • Reforça a estabilidade térmica. • Permite incorporar cargas minerais e orgânicas para melhorar o comportamento mecânico, resistência à intempéries e comportamento ao fogo. • Usado em cabos de BT e MT, apresenta • Dispersão alta da rigidez dielétrica; • Efeito 𝑡𝑟𝑒𝑒𝑖𝑛𝑔 – uso demanda cuidado acima de 15kV. • O treeing é o aparecimento de caminhos de formato arborescente na superfície da isolação. • O resultado é o surgimento de descargas parciais de efeitos destrutivos. • Recomendação de leitura: • Para maiores informações a respeito de isolações, modo de seleção, características: • Cotrim, A. Instalações Elétricas, 5ª. Ed., Pearson, 2009. • FILHO, MAMEDE, João. Manual de Equipamentos Elétricos, 4ª edição. LTC, 03/2013. Normas Título ABNT NBR NM 247-3 Cabos isolados com policloreto de vinila (PVC) para tensões nominais até 450/750 V, inclusive Parte 3: Condutores isolados (sem cobertura) para instalações fixas (IEC 60227-3, MOD) ABNT NBR 13248 Cabos de potência e controle e condutores isolados sem cobertura, com isolação extrudada e com baixa emissão de fumaça para tensões até 1 kV - Requisitos de desempenho ABNT NBR 13249 Cabos e cordões flexíveis para tensões até 750 V – Especificação ABNT NBR 7286 Cabos de potência com isolação extrudada de borracha etilenopropileno (EPR) para tensões de 1 kV a 35 kV - Requisitos de desempenho ABNT NBR 7288 Cabos de potência com isolação sólida extrudada de cloreto de polivinila (PVC) ou polietileno (PE) para tensões de 1 kV a 6 kV ABNT NBR 7285 Cabos de potência com isolação extrudadade polietileno termofixo (XLPE) para tensão de 0,6/1 kV - Sem cobertura – Especificação ABNT NBR 7287 Cabos de potência com isolação sólida extrudada de polietileno reticulado (XLPE) para tensões de isolamento de 1 kV a 35 kV - Requisitos de desempenho Normas Título ABNT NBR 7289 Cabos de controle com isolação extrudada de PE ou PVC para tensões até 1 kV - Requisitos de desempenho ABNT NBR 7290 Cabos de controle com isolação extrudada de XLPE ou EPR para tensões até 1 kV - Requisitos de desempenho ABNT NBR 8182 Cabos de potência multiplexados autossustentados com isolação extrudada de PE ou XLPE, para tensões até 0,6/1 kV - Requisitos de desempenho ABNT NBR 9024 Cabos de potência multiplexados autossustentados com isolação extrudada de XLPE para tensões de 10kV a 35kV com cobertura - Requisitos de desempenho ABNT NBR 6524 Fios e cabos de cobre duro e meio duro com ou sem cobertura protetora para instalações aéreas – Especificação ABNT NBR 9113 Cabos flexíveis multipolares, com isolação sólida extrudada de borracha sintética para tensões até 750 V ABNT NBR 9375 Cabos de potência com isolação sólida extrudada de borracha etilenopropileno (EPR) blindados, para ligações móveis de equipamentos para tensões de 3 kV a 25 kV DIMENSIONAMENTO Dimensionamento dos Condutores • Deve preencher os requisitos da norma: • Seção mínima. • Capacidade de condução de corrente. • Queda de tensão. • Seleção da bitola: • Capacidade de condução de corrente • Tabelas; • Aplicação de fatores de correção • Temperaturas ambientes • Agrupamentos de condutores; Seção mínima – NBR5410 – tabela 47 • Condutor neutro - 6.2.6.2 – pg 122 NBR5410 • Um para cada circuito; • Circuitos monofásicos – mesma seção do fase; • Observar condições com presença de harmônicas: 6.2.6.2.3. • Circuito trifásico com neutro: • Taxa 3ª. Harmônica e múltiplos > 15% - seção do neutro ≥ seção da fase; • Se maior que 33% - seção neutro pode ser maior que a seção da fase. Capacidade de condução de corrente • Considerações – item 6.2.5 NBR 5410 – condutor fase • PASSO 1 – Tipo de Isolação • Determinar a temperatura máxima a que os condutores poderão estar submetidos em regime contínuo, em sobrecarga ou em condição de curto -circuito. • Tabela 35 – NBR 5410. Capacidade de condução de corrente • PASSO 2 – Maneira de Instalar • Em geral: • Utilizam-se condutores com isolação de PVC em instalações convencionais prediais; • 6.2.5.8. Variações das condições de instalação no percurso. • Considerar aquela que apresenta a condição mais desfavorável de troca térmica com o meio ambiente. • Tabela 33 – Tipos de Linhas Elétricas Capacidade de condução de corrente • PASSO 3 – Corrente de projeto • Cálculo da corrente nominal ou de projeto Circuitos Cargas Equações Monofásicos F+N F+F 2F+N Resistivos 𝐼𝑝 = 𝑃𝑛 𝑉𝐹 𝐼𝑝 = 𝑃𝑛 𝑉𝐿 Indutivos 𝐼𝑝 = 𝑃𝑛 𝑉𝐹 ⋅ cos𝜙 ⋅ 𝜂 𝐼𝑝 = 𝑃𝑛 𝑉𝐿 ⋅ cos𝜙 ⋅ 𝜂 Trifásicos Equilibrados (3F) 𝐼𝑝 = 𝑃𝑛 3 ⋅ 𝑉𝐿 ⋅ cos𝜙 ⋅ 𝜂 Desequilibrados (3F + N) 𝐼𝑝 = 𝑃𝑛 3 ⋅ 𝑉𝐹 ⋅ cos𝜙 ⋅ 𝜂 • Na presença de harmônicas considerar 𝐼𝐵 = 𝐼𝑓 2 + Σ𝐼ℎ 2 • 𝐼𝑓 - corrente de carga ou de projeto na frequência fundamental. Σ𝐼ℎ = 𝐼2ℎ 2 + 𝐼3ℎ 2 + 𝐼4ℎ 2 …+ 𝐼𝑛ℎ 2 • 𝐼2ℎ + 𝐼3ℎ + 𝐼4ℎ +⋯+ 𝐼𝑛ℎ - harmônicas de 2ª., 3ª, ..., ordem n. Circuitos Terminais para motores • Normalmente: • Circuitos trifásicos a 3 condutores; • Conhecer • Correntes de carga dos motores; • Método de referência de instalação; • Fator de Serviço do motor. Circuitos Terminais para motores • Instalação de um motor • Capacidade mínima de corrente do condutor: 𝐼𝑐 = 𝐹𝑆 ⋅ 𝐼𝑛𝑚 (𝐴) • Onde: • 𝐼𝑐 – corrente mínima que o condutor deve suportar (A) • 𝐼𝑛𝑚 – Corrente nominal do motor – dado de placa; • 𝐹𝑠 – fator de serviço do motor – dado de placa. • Quando não especificado o 𝐹𝑠: considerar igual a 1. Circuitos Terminais para motores • Instalação de agrupamento de motores: • Para CCM’s. 𝐼𝑎𝑙𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑎𝑑𝑜𝑟 ≥ 𝐹𝑠𝑖 ⋅ 𝐼𝑖 𝑛 𝑖=1 • onde • 𝐹𝑠𝑖– fator de serviço individual de cada motor; • 𝐼𝑖 – corrente nominal de cada motor. • Se os FP’s forem muito diferentes: • 𝐼𝑎𝑙𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑎𝑑𝑜𝑟: considerar a soma vetorial dos componentes ativo e reativo. Circuitos Terminais para Capacitores • Capacidade mínima de corrente do condutor • 135% do valor da corrente nominal do capacitor ou banco 𝐼𝑐 = 1,35 ⋅ 𝐼𝑛𝑐 • 𝐼𝑛𝑐 - corrente nominal do capacitor ou banco. Capacidade de condução de corrente • PASSO 4 – Número de Condutores carregados • 6.2.5.6. Número de condutores carregados • Condutor carregado: • Aquele efetivamente percorrido por corrente elétrica • Considerar os condutores fase e neutro. • Tabela 46 — Número de condutores carregados a ser considerado - função do tipo de circuito. • Condutores usados unicamente como condutores de proteção (PE) não são considerados. • Condutores PEN - considerados como neutros. Capacidade de condução de corrente • 6.2.5.6 Número de condutores carregados • Para circuito trifásico com neutro • Quando a circulação de corrente no neutro não for acompanhada de redução correspondente na carga dos condutores de fase • O neutro deve ser computado como condutor carregado • Acontece quando a corrente nos condutores de fase contém componentes harmônicas de ordem três e múltiplos numa taxa superior a 15%. • Circuito trifásico com 4 condutores carregados • Tabelas 36 a 39 – para 2 e 3 condutores carregados • Aplicar “fator de correção devido ao carregamento do neutro”: fator de 0,86, QUE NÃO AFETA OS DEMAIS FATORES. 𝐼𝑐𝑜𝑟𝑟𝑒çã𝑜 = 0,86 ⋅ I𝑐_3𝑐𝑜𝑛𝑑𝑢𝑡𝑜𝑟𝑒𝑠 𝑐𝑎𝑟𝑟𝑒𝑔𝑎𝑑𝑜𝑠 • De forma alternativa: • O carregamento do neutro pode ser determinado caso-a-caso, • Conforme o método de instalação: • Assumindo-se que quatro condutores carregados correspondem a dois circuitos de dois condutores carregados cada. • O dimensionamento destes circuitos carregados segue o procedimento regular, com a devida aplicação dos fatores correspondentes. • Se o circuito for trifásico • Harmônicas de ordem 3 e múltiplos e • THD > 15% • O neutro é considerado um condutor carregado. • NBR 5410 - ANEXO F. • Seção do Neutro 𝐼𝑁 = 𝑓ℎ ⋅ 𝐼𝐵 Capacidade de condução de corrente • Até aqui, conhecer: 1. Tipo de isolação dos condutores; 2. Maneira de instalar o circuito; 3. Corrente de projeto do circuito (em Ampères); 4. Número de condutores carregados do circuito; • Aplicar nas tabelas 36 em diante da NBR 5410. • PASSO 5 • Bitola do Condutor para • Temperatura Ambiente de 30 ºC • Condutores não enterrados no solo ou para • Temperatura do Solo de 20 ºC • Condutores enterrados no solo. Capacidade de condução de corrente • PASSO 6 – Fatores de Correção para Dimensionamento de Cabos • Para dimensionar condutores: aplicar fatores de correção • Adequação a cada caso específico às condições para as quais foram elaboradas as tabelas de capacidade de condução de corrente. • Fator de Correção de Temperatura – FCT • Ambiente e no solo; • Para temperaturas diferentes de 30oC para cabos não enterrados e de 20oC (temperatura do solo) para cabos enterrados; • Utilizar a Tabela 40 – NBR5410 • 6.2.5.3.1 O valor da temperatura ambiente a utilizar é o da temperatura do meio circundante quando o condutor considerado não estiver carregado; • 6.2.5.3.2 Os valores de capacidade de condução de corrente fornecidos pelas tabelas 36 a 39 são referidos a uma temperatura ambiente de 30°C para todas asmaneiras de instalar, exceto as linhas enterradas, cujas capacidades são referidas a uma temperatura (no solo) de 20°C. • 6.2.5.3.3 Se os condutores forem instalados em ambiente cuja temperatura difira dos valores indicados em 6.2.5.3.2 • Sua capacidade de condução de corrente deve ser determinada, usando-se as tabelas 36 a 39, com a aplicação dos fatores de correção dados na tabela 40. • Resistividade térmica do solo • Tabela 41 – NBR 5410 • Fator de Correção de Agrupamento – FCA • 6.2.5.5. Agrupamento de circuitos • Utilizar as Tabelas 42 - 45 – NBR5410 • 6.2.5.5. Os fatores de correção tabelados (tabelas 42 a 45) são aplicáveis a grupos de cabos semelhantes, igualmente carregados. • O cálculo dos fatores de correção para grupos contendo condutores isolados ou cabos unipolares ou multipolares de diferentes seções nominais depende da quantidade de condutores ou cabos e da faixa de seções. • São considerados cabos semelhantes : • Aqueles cujas capacidades de condução de corrente baseiam-se na mesma temperatura máxima para serviço contínuo e cujas seções nominais estão contidas no intervalo de 3 seções normalizadas sucessivas. • Quando os condutores de um grupo não preencherem essa condição, os fatores de agrupamento aplicáveis devem ser obtidos recorrendo-se a qualquer das duas alternativas seguintes: • a) cálculo caso a caso, utilizando, por exemplo, a ABNT NBR 11301 ou • b) Caso não seja viável um cálculo mais específico, adoção do fator 𝐹 da expressão: 𝐹 = 1 √𝑛 • onde: • F é o fator de correção; • n é o número de circuitos ou de cabos multipolares. • Passo 7 – Corrente Corrigida 𝐼𝑧 • Valor fictício da corrente do circuito. • Obtida pela aplicação dos fatores de correção FCT e FCA à corrente de projeto 𝐼𝑧 = 𝐼𝑝 ⋅ 𝐹𝐶𝑇 ⋅ 𝐹𝐶𝐴 • Com o valor de 𝐼𝑧, entra-se nas tabelas 36 a 39 e determina-se a bitola do condutor. • 𝐼𝑐 – capacidade de condução de corrente dos condutores, conforme as tabelas da NBR 5410; • 𝐼𝑧 – Capacidade de condução de corrente dos condutores vivos do circuito nas condições previstas para a sua instalação, submetidos aos fatores de correções eventuais das tabelas da norma. • Tendo-se definido os PASSOS anteriores: • Entra-se em uma das Tabelas 36 a 39 da NBR 5410/04 • Na coluna correspondente aos dados acima • Encontrar a bitola do condutor, que deverá ser aquela que, por excesso, atenda ao valor da corrente nas condições de instalação definidas para o circuito. • Considerações: • Usar como referência as tabelas: • 36-39 da NBR 5410 – pg 101 a 105; • Valores das tabelas – função dos métodos de instalação dados na tabela 33 – tipos de linhas elétricas – pg 90-95. • Seção do condutor neutro – tabela 48. • 6.4.3. Condutores de Proteção • Para • Aterramento: 6.4.1.2. • Equipotencialização: 6.4.4. • Seção Mínima: • Para tempos de seccionamento inferiores a 5 s: 𝑆 = 𝐼2𝑡 𝑘 • 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. Tabelas 53 a 57 indicam valores de k para diferentes tipos de condutores de proteção. • 6.4.3.4 Condutores PEN • 6.4.3.4.1 O uso de condutor PEN só é admitido em instalações fixas, desde que sua seção não seja inferior a 10 𝑚𝑚2em cobre ou 16 𝑚𝑚2em alumínio • Observar o disposto em 5.4.3.6. • 6.4.4 Condutores de eqüipotencialização • 6.4.4.1.1 Condutores de eqüipotencialização principal • A seção dos condutores da eqüipotencialização principal (6.4.2.1) não deve ser inferior à metade da seção do condutor de proteção de maior seção da instalação, com um mínimo de 6 𝑚𝑚2 em cobre, 16 𝑚𝑚2 em alumínio ou 50 𝑚𝑚2 em aço. • A seção pode ser limitada a 25 𝑚𝑚2, se o condutor for de cobre, ou a seção equivalente, se for de outro metal. • 6.2.5.7. Condutores em Paralelo fase: • Mesmo comprimento; • Mesmo tipo de isolação; • Mesmo material condutor; • Mesma seção; • A corrente não deve elevar o condutor a temperatura máxima para serviço contínuo; • Garantir a mesma corrente em ambos os condutores; • Sem derivações; • Casos específicos: itens 6.2.5.7.2. MÁXIMA QUEDA DE TENSÃO ADMISSÍVEL Queda de tensão admissível • Considerar a tolerância da tensão de operação dos aparelhos; • Função da distância entre a carga e o medidor e a potência da carga. 𝑄𝑢𝑒𝑑𝑎 𝑑𝑒 𝑡𝑒𝑛𝑠ã𝑜 % = 𝑡𝑒𝑛𝑠ã𝑜 𝑑𝑒 𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎𝑑𝑎 – 𝑡𝑒𝑛𝑠ã𝑜 𝑛𝑎 𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎 𝑡𝑒𝑛𝑠ã𝑜 𝑑𝑒 𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎𝑑𝑎 ⋅ 100 • Envolve o cálculo da soma das potências x distância! Queda de tensão admissível • 6.2.7.1 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% - a partir dos terminais secundários do transformador MT/BT • no caso de transformador de propriedade da(s) unidade(s) consumidora(s); b) 7% - a partir dos terminais secundários do transformador MT/BT da empresa distribuidora de eletricidade • Quando o ponto de entrega for aí localizado; c) 5% - a partir do ponto de entrega • Nos demais casos de ponto de entrega com fornecimento em tensão secundária de distribuição; d) 7% - a partir dos terminais de saída do gerador, • No caso de grupo gerador próprio. • 6.2.7.2. Em nenhum caso a queda de tensão nos circuitos terminais pode ser superior a 4%! • 6.2.7.3 Quedas de tensão maiores que as indicadas em 6.2.7.1 são permitidas para equipamentos com corrente de partida elevada, durante o período de partida, desde que dentro dos limites permitidos em suas normas respectivas. Roteiro de cálculo a) Tipo de isolação do condutor; b) Método de instalação; c) Material do eletroduto (magnético ou não); d) Tipo do circuito (mono ou trifásico); e) Tensão do circuito (𝑉); f) Corrente de projeto (𝐼𝑝); g) Fator de potência do circuito (cos 𝜙); h) Comprimento (𝑙) do circuito, em 𝑘𝑚; i) Queda de tensão 𝑒(%) admissível i) Conforme o trecho considerado. j) Cálculo da queda de tensão unitária: Δ𝑉𝑢𝑛𝑖𝑡 = 𝑒 % ⋅ 𝑉(𝑉) 𝐼𝑝(𝐴) ⋅ 𝑙(𝑘𝑚) ( 𝑉 𝐴 ⋅ 𝑘𝑚 ) k) Escolha do condutor i) Conforme tabelas de queda de tensão de condutores. • Com o valor calculado da queda de tensão unitária (Δ𝑉𝑢𝑛𝑖𝑡): • Usar os dados de queda de tensão dos condutores • Tabela 10.22 (por exemplo). • Encontrar o valor cuja Δ𝑉 seja igual ou imediatamente inferior a calculada. • Obter a seção do condutor correspondente. Queda de Tensão (Helio Creder e Mamede) 𝑆 = 2 ⋅ 𝜌 ⋅ 1 𝑒 % ⋅ 𝑉2 ⋅ 𝑝1 ⋅ 𝑙1 + 𝑝2 ⋅ 𝑙2 + … • Onde: • 𝑆 = seção do condutor (𝑚𝑚2); • 𝑃 = potência (W); • 𝜌 = resistividade do cobre = 1 56 Ω⋅𝑚𝑚2 𝑚 ; • 𝑙 = comprimento (m); • 𝑒(%) – queda de tensão percentual/100; • 𝑉 = 127 ou 220 V. • Observações: • Para circuitos trifásicos: • Substituir 2 por 3 Para circuitos trifásicos: Multiplicar as distâncias por 3 2 Queda de Tensão – força motriz • Circuitos monofásicos ou em CC 𝑆 = 2 𝜌 𝑢 Σ(𝐼 ⋅ 𝑙) • S = seção (𝑚𝑚2); • 𝜌 = resistividade • Cobre = 1 56 Ω⋅𝑚𝑚2 𝑚 ; • Alumínio 1 32 Ω⋅𝑚𝑚2 𝑚 • I = corrente aparente (A); • u = queda de tensão absoluta; • 𝑙 = comprimento (𝑚); Queda de Tensão – força motriz• Circuitos Trifásicos. 𝑆 = 3 𝜌 𝑢 Σ 𝐼 ⋅ 𝑙 • S = seção (𝑚𝑚2); • 𝜌 = resistividade • Cobre = 1 56 Ω⋅𝑚𝑚2 𝑚 ; • Alumínio 1 32 Ω⋅𝑚𝑚2 𝑚 • I = corrente aparente (A); • u = queda de tensão absoluta; • 𝑙 = comprimento (𝑚); Queda de tensão trecho a trecho • Para circuitos com muitas cargas distribuídas. • Ou aplicar o método 𝑊 x 𝑚. a) Tipo de isolação do condutor; b) Método de instalação; c) Material do eletroduto (magnético ou não); d) Tipo do circuito (mono ou trifásico); e) Temperatura ambiente; f) Cálculo da corrente de projeto; g) Cálculo da corrente corrigida; h) Queda de tensão por trecho; Δ𝑒𝑡𝑟𝑒𝑐ℎ𝑜 % = Δ𝑉𝑢𝑛𝑖𝑡 ⋅ 𝐼𝑝 ⋅ 𝑑 ⋅ 100 𝑉𝑛 • Calcula-se o valor da queda de tensão nos trechos do circuito • Caso o valor de queda de tensão supere o valor admitido em norma • É necessário refazer o cálculo para um seção nominal maior. • Para se dimensionar em definitivo: • Usar os dois critérios (pelo menos) • Queda de tensão admissível e • Capacidade de corrente • SELECIONAR SEMPRE O CONDUTOR DE MAIOR SEÇÃO! REFERÊNCIAS • Cotrim, A., “Instalações elétricas”, 5ª Ed., São Paulo: Prentice Hall, 2002. • Creder, H., “Instalações elétricas”, 16ª Ed., Rio de Janeiro: LTC, 2016. • Niskier, J., Macintyre, A.J., “Instalações elétricas”, 6ª Ed. Rio de Janeiro: LTC, 2013. • MAMEDE FILHO, J. • Instalações Elétricas Industriais, 9 ed. Rio de Janeiro: LTC, 2017. • Manual de equipamentos elétricos, 4ª Ed. Rio de Janeiro, RJ : LTC, 2013. • MEDEIROS FILHO, S.. Medição de Energia Elétrica. Rio de Janeiro: Guanabara, 1986. • Kindermann, Geraldo • Aterramento elétrico, 6ª. Ed., UFSC/LabPlan, 2010. • Proteção contra descargas atmosféricas em estruturas edificadas, 4ª. Ed., UFSC/LabPlan, 2009. • Material De Apoio • Regulamentação da Concessionária de Energia • GED – Gerenciador Eletrônico de Documentos: https://goo.gl/xoMbPD • ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas • NBR5410 - Instalações Elétricas em Baixa Tensão, 2004. • NBR 5419: Proteção de estruturas contra descargas atmosféricas, Partes 1 a 4, 2015. • NBR 14039: Instalações elétricas de média tensão de 1,0 kV a 36,2 kV, 2003. • NBR 13301: Redes telefônicas internas em prédios, 1995. • NBR ISO/CIE 8995-1 - Iluminação de ambientes de trabalho Parte 1: Interior, 2013. • NBR 7117: Medição da Resistividade e Determinação da Estratificação do Solo, 2012. • NBR 15749: Medição da resistência de aterramento e de potenciais na superfície do solo em sistemas de aterramento, 2009. • NBR 15751: Sistemas de aterramento de Subestações - Requisitos, 2009. https://goo.gl/xoMbPD https://goo.gl/xoMbPD
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