Prévia do material em texto
Apostila Instalações Elétricas Residenciais Profº. William Banhos Paiva 1 Apostila Instalações Elétricas Residenciais Profº. William Banhos Paiva 2 Sistema Internacional de Unidades (SI) Grandezas Fundamentais Unidade Sigla Comprimento metro m Massa quilograma kg Tempo segundo s Corrente Elétrica Ampère A Temperatura Kelvin K Quantidade de Substância mol mol Intensidade Luminosa candela cd Ângulo Plano radianos rd Ângulo Solido esferoradiano sr Múltiplos e Submúltiplos Múltiplos X 1012 = tera (T) giga 109 = giga (G) mega 106 = mega (M) quilo 103 = quilo (K) unidade mile micro Submúltiplos nano pico 10-3 = mile (m) 10-6 = micro () 10-9 = nano (n) 10-12 = pico (p) Apostila Instalações Elétricas Residenciais Profº. William Banhos Paiva 3 Grandezas Elétricas Grandeza Elétrica Letra e símbolo Unidade Representação Freqüência f Hertz Hz Resistência R Ohm Tensão V,U,E Volt´s V Corrente I Amper A Potencia P Watt W Impedância Z Ohm Formulas úteis Lei de Ohms P = V * I ou P = V² ou P = R * I² R V = R * I ou I = V ou R = V R I Área circunferência: A = d² 4 Área quadrado: A = a² Área retângulo: A = a x b Apostila Instalações Elétricas Residenciais Profº. William Banhos Paiva 4 sen = Cateto oposto hipotenusa cos = Cateto adjacente hipotenusa tan = sen cos Calculo de Área e Perímetro a) retângulo b A = a x b Perímetro = 2 * a + 2 * b a b) Quadrado A = a² Perímetro = a + a + a + a ou 4 * a Apostila Instalações Elétricas Residenciais Profº. William Banhos Paiva 5 c) Triangulo a c h A = b * h. 2 B Perímetro = a + b + c c a A = b x a. 2 B Perímetro = a + b + c d) Circulo ² A = * r² ou = D. 2 Ou A = * D² = usar mais esta 4 Perímetro = 2 * * R ou * D Apostila Instalações Elétricas Residenciais Profº. William Banhos Paiva 6 Tensão e Corrente A tensão é a força que empurra a corrente para circular Da mesma forma que á água não se move sem uma bomba ou um desnível (diferença de altura), a corrente também não circula sozinha. A força que a empurra chama-se tensão, ou diferença de potencial, e é medida em volts (em abreviado V). As instalações domésticas têm normalmente uma tensão de 127 V ou 220 V, um valor suficientemente alto para ser perigoso. Energia elétrica é uma forma de energia baseada na geração de diferenças de potencial elétrico entre dois pontos, que permitem estabelecer uma corrente elétrica entre ambos. Mediante a transformação adequada é possível obter que tal energia mostre-se em outras formas finais de uso direto, em forma de luz, movimento ou calor, segundo os elementos da conservação da energia. É uma das formas de energia que o homem mais utiliza na atualidade, graças a sua facilidade de transporte, baixo índice de perda energética durante conversões. A energia elétrica é obtida principalmente através de usinas termoelétricas, hidroeletricas, usinas eólicas e usinas termonucleares Energia Eletrica e o resultado do momento das cargas eletricas no interior de um condutor. É a base fundamental insuperavel da tecnologia moderna GERAÇÃO, TRANSMISÃO E DISTRIBUIÇÃO DE ENERGIA ELETRICA Como dito anteriormente a energia eletrica pode ser: Hidroeletrica Térmica Nuclear Eolica Apostila Instalações Elétricas Residenciais Profº. William Banhos Paiva 7 Representação das fontes geradoras de energia no Brasil Hidroeletrica 63,7% Térmica 27,2% Sendo as termicas distribuidas: Gas Natural: 8,1% Biomassa 9,1% Petroleo, 6,2% Carvão 2,3% Nuclear 1,2% Outros 0,3% Eolica 8,1% Solar 1,0% Apostila Instalações Elétricas Residenciais Profº. William Banhos Paiva 8 HIDROELÉTRICA Este tipo de energia consiste basicamente no represamento da água. A energia eletrica é gerada em função da queda d’gua (hidraulica), usada para girar as turbinas que estão acopladas aos geradores eletricos. Dependendo da quantidade de água represada e da altutra da barragem, são calculadas as dimensões dos geradores com suas respectivas potencias. A Geração trifasica em usinas hidroeletricas pode ser feita em 6,9 kV e 13,8 kV, sua potencia pode ser em quilowatt (kW) ou megawatt (MW). Apostila Instalações Elétricas Residenciais Profº. William Banhos Paiva 9 TÉRMICA A energia mecânica necessaria para girar o eixo do gerador de energia eletrica é obtida com a queima de combustiveis, tais como: gás natural, derivados de petroleo, carvão mineral e vegetal, residuo de madeira e da produção agricola como bagaço de cana de açucar, lixo domestico e outros. As instalações fisicas são denominadas usinas termo eletricas. Apostila Instalações Elétricas Residenciais Profº. William Banhos Paiva 10 NUCLEAR Esse tipo de energia é classificada como usina termoletrica que utiliza uma caldeira, tendo como fonte de calor um reator nuclear O seu funcionamento se baseia na quebra, na divisão do atomo tendo por materia prima minerais altamente radioativos, como o urânio. A energia nuclear provem da fusão nuclear do uranio, do plutanio ou do Tório C liberada dos nucleos atomicos quando os mesmos são levados por processos artificiais a condições estaveis Apostila Instalações Elétricas Residenciais Profº. William Banhos Paiva 11 EÓLICA A energia eólica é convertida diretamente da energia cinética dos ventos em energia eletrica. Para isso, são utilizados aerogeradores (nome moderno dos antigos moinhos de vento). Apostila Instalações Elétricas Residenciais Profº. William Banhos Paiva 12 LINHAS DE TRANSMISSÃO A Linha de transmissão tem por finalidade transmitir grandes quantidades de energia da usina de energia eletrica até os centros consumidores na maioria das vezes, a geração de energia elétrica é realizada a distancias consideraveis doscentros consumidores, devido às condições naturais que propiciam os fatores ideais de geração para a construção das barragens da usina. A linha de transmissão tem origem na subestação elevadoras, construidas junto ou proxima da usina geradora de energia eletrica, onde os transformadores elevam as tensões geradas de 6.9 kV, 13.8 kV e 18 kV para 69 kV a 750 kV, ou até mesmo a 1 GV, em tensão alternada e 600 kV em tensão continua. Chegando aos centros consumidores, existem as subestações abaixadoras ou redutoras, cujo finalidade é reduzir as tensões para valores de distribuição ou de consumo. Apostila Instalações Elétricas Residenciais Profº. William Banhos Paiva 13 SISTEMAS DE DISTRIBUIÇÃO A rede de distribuição de energia elétrica é uma etapa dos sistema que é de responsabilidade das companhias distribuidoras de eletricidade A rede de distribuição propriamente dita, opera em tensões na classe de 15 kV normalmente com 13800 volts. Esta rede cobre a superficie dos grandes centros consumidores (população, grandes industrias etc) unindo as subestações com os transformadores de distribuição, sendo este o ultimo estagio de redução de tensão, as tensões ao sair destes transformadores trabalham com tensões de (127/220 V ou 220/380V). Os estabelecimentos grandes como: Predios, Lojas, Mercados consomem mais eletricidade e necessitam de transformadores mais fortes só para eles normalmente a tensão é distribuida em 380 V. Apostila Instalações Elétricas Residenciais Profº. William Banhos Paiva 14 Sistema Geração Itaipu 20 unidades geradores de 700 MW sendo metade em 50 hz e a outra metade 60 hz Tensão nominal das unidades geradoras 18 kV Sistema de transmissão 4 linhas de transmissão em corrente alternada de 500 kV transmitem toda a energia do setor de 60 Hz, com 8 km de extensão. A subestação de Foz do Iguaçu Subestação Foz do Iguaçu O pátio de corrente alternada, que recebe a energia em 60 Hz e eleva para 750 kV, saindo três linhas de transmissão. É o nível de tensão mais elevado existente no Brasil. Normas, Legislação e Padrões Aplicáveis a instalação elétricas e Baixa tensão (BT) Baixa Tensão (BT) = A Tensão nominal for menor (<) 1 kv (1000 V) em corrente Alternada corrente continua = 1500 V Documentos de pesquisa ABNT NBR 5410/2004 – Instalações Elétricas de baixa tensão Resolução ANEEL 456 de 29 novembro de 2000 Livro de instruções gerais de BT (LIg 2014) www.eneldistribuicaosp.com.br http://www.eneldistribuicaosp.com.br/ Apostila Instalações Elétricas Residenciais Profº. William Banhos Paiva 15 Tensões Padronizadas no Estado de São Paulo das Redes Publicas de BT (Redes Secundarias) Sistema de distribuição Estrela com Neutro Sistema de distribuição Delta com Neutro Sistema Primario 1 kVA a 69 kVA Sistema Primário 13800 V operativo 13200 V (SP) Transformador Mono Apostila Instalações Elétricas Residenciais Profº. William Banhos Paiva 16 Sistemas Estrela com neutro Fase é aquela que tem um ddp diferente de 0 Neutro é aquele que tem um ddp próximo de 0 Denominação das tensões VAB, VBC, VCA tensões de LINHA (VL) VAN, VBN, VCN tensões de FASE (VF) Valores nominais do sistema estrela com neutro VAB = VBC = VCA = VL 220 V VAN = VBN = VCN = VF VL/ Portanto 220/ = 127 v Simbologia para o sistema 220 / 127 V Apostila Instalações Elétricas Residenciais Profº. William Banhos Paiva 17 Sistemas Delta com neutro Denominação das tenções VBC, VAB e VAC Tensão de Linha VAN e VBN Tensões entre fase e neutro VCN Tensão entre 4º fio e neutro Valores Nominais VBC = VAB = VAC = 230 V VAN = VBN = 115 V VCN 200 V Nota: Neste sistema a 3ª fase ou 4º fio só pode ser utilizada para alimentar equipamentos trifásicos mesmo cargas bifásicas não podem ser ligadas entre o 4º fio e qualquer uma das outras fases Apostila Instalações Elétricas Residenciais Profº. William Banhos Paiva 18 Limites de fornecimento de acordo com ANNEL Tensões de Fornecimento. A Resolução 456/00 estabelece que competi a concessionária fixar os valores de tensão de fornecimento, desde que respeitado o seguinte: A unidade consumidora será atendida em tensão secundária quando sua carga instalada for igual ou inferior a 75 kW; A unidade consumidora será atendida em tensão primária de distribuição inferior a 69 kV quando sua carga instalada for superior a 75 kW e a demanda contratada, ou estimada pelo interessado, for igual ou inferior a 2.500 kW; A unidade consumidora será atendida em tensão de distribuição igual ou superior a 69 kV quando sua demanda contratada, ou estimada, for superior a 2.500 kW. Atendimento em Tensão Primária de Distribuição Como previsto na Resolução 456/00, sempre que a potência instalada de um consumidor superar 75 kW seu atendimento deverá ocorrer em tensão primária de distribuição. Para que isso seja possível, a concessionária exige a construção, por parte do consumidor, de postos primários, locais onde devem ser instalados os equipamentos de medição, proteção e transformação. No caso específico da cidade de São Paulo, a Enel, concessionária responsável pelo atendimento da capital paulista, permite a existência de dois tipos de postos primários: Convencionais Simplificados. Convencionais Os postos convencionais têm a obrigatoriedade de possuir medição no lado de alta tensão (13,8 kV ou superior) e proteção geral através de disjuntor com religamento automático. Apostila Instalações Elétricas Residenciais Profº. William Banhos Paiva 19 Simplificadas Entradas consumidoras que contam com apenas um transformador trifásico de no máximo 225 kVA podem ser atendidas por postos primários simplificados. Nestes postos simplificados a medição é efetuada em baixa tensão e a proteção, no lado de alta tensão, pode ser realizada por meio de fusíveis, economizando-se o disjuntor geral e os relés. OBS.: no mercado deve-se tomar cuidado com esses limites. O técnico deve ter um comportamento ético Tipos de Atendimento Tipo A (dois fios FN) a) (127 / 220 V): Carga instalada de até 12 kW b) (115 V): Carga instalada de até 5 kW Tipo B (Tres Fios FFN) a) (127 / 220 V): Carga instalada maior de 12 kW até 25 kW b) (115 / 230 V): Carga instalada maior de 5 kW até 75 kW desde que haja equipamento trifásico (3 ) Tipo C: Fornecimento de energia a 4 fios (3 Condutores Fases -Neutro) Abrange as unidades consumidoras urbanas ou rurais a serem atendidas por redes de distribuição secundárias trifásicas (127/220V), com carga instalada entre 15,1kW a 75kW. Nota : Se na instalação houver comprovadamente equipamentos trifásicos, não importando o sistema de distribuição o fornecimento será tipo C Apostila Instalações Elétricas Residenciais Profº. William Banhos Paiva 20 ROTEIRO PARA ELABORAÇÃO (PLANEJAMENTO) DE UM PROJETO ELETRICO DE BAIXA TENSÃO DE CARACTERISTICAS RESIDENCIAIS 1) Determinação da carga total a ser instalada(Iluminação, Tomadas de uso geral (TUG) e Tomadas de uso especifico) 2) Informa-se sobre o tipo de atendimento da concessionária no local da instalação 3) Locação na placa dos pontos de luz, TUG, TUE e Interruptores 4) Locação do quadro de distribuição de luz (QDL) 5) Divisão da carga em circuitos 6) Escolha do esquema de aterramento 7) Traçado dos eletrodutos 8) Diagrama unifilar (Indicação na planta do encaminhamento e quantidade de condutores por trecho eletroduto) 9) Dimensionamento dos condutores e dispositivos de proteção 10) Dimensionamento dos eletrodutos 11) “Projeto” QDL 12) Calculo da demanda total da instalação 13) Calculo do Alimentador do QDL 14) Escolha do Padrão de entrada 15) Orçamento Detalhado 16) Elaboração do memorial descritivo e do manual do usuário Apostila Instalações Elétricas Residenciais Profº. William Banhos Paiva 21 DETALHAMENTO ROTEIRO PARA ELABORAÇÃO (PLANEJAMENTO) DE UM PROJETO ELETRICO DE BAIXA TENSÃO DE CARACTERISTICAS RESIDENCIAIS 1) Determinação da carga mínima para Iluminação e Tomadas de uso geral (TUG) conforme NBR 5410/04 a) ILUMINAÇÃO - Dependências com área igual ou inferior a 6 m²: Mínimo 100 VA (W) - Dependencias com área superior a 6 m²: Mínimo 100 VA para os primeiros 6 m² e 60 VA para cada 4 m² inteiros excedentes Notas 1: Para Iluminação I) A quantidade de pontos de luz por dependência deverá levar em conta a configuração geométrica do ambiente. II) Pontos de luz na parede são admitidos em espaços sobre escada, depósitos, despensas, lavabos e varandas, desde que pequenas dimensões e onde a colocação do ponto no teto seja de difícil execução ou não conveniente III) Pontos de luz no teto não deverão ter potência mínima abaixo de 100 VA Apostila Instalações Elétricas Residenciais Profº. William Banhos Paiva 22 b) Tomadas de uso Geral (TUG) Dependência Área (m²) Quantidade Mínima Potência Mínima Cozinha ou Copa Cozinha, Área de serviço ou Lavanderia Qualquer Uma tomada para cada 3,5 m ou fração do perímetro 600 VA para cada uma das três primeiras tomadas e 100 VA para cada uma das demais. Banheiro Qualquer Uma tomada 600 VA (junto a pia) Garagem ou Varanda Qualquer Uma tomada 100 VA Salas e Quartos Qualquer Uma tomada para cada 5 m ou fração do perímetro 100 VA para cada uma das tomadas Demais Dependências Até 6 m² Uma tomada 100 VA Demais Dependências Maior que 6 m² Uma tomada para cada 5 m ou fração do perímetro 100 VA para cada uma das tomadas Apostila Instalações Elétricas Residenciais Profº. William Banhos Paiva 23 Nota 2: Tomadas (TUG) I) Se a área do cômodo ou da dependência for inferior da 2,25 m² admite-se que o ponto da tomada seja posicionado externamente e dista de 80 cm da porta de acesso. II) Admite-se que em varandas o ponto de tomada não seja instalado na própria varanda, mais próximo ao seu acesso, quando a varanda por razões construtivas não comportar o ponto da tomada, quando a sua área for inferior a 2 m² ou quando a sua profundidade for inferior a 80 cm. III) Particularmente em salas de estar é recomendável equipar pontos de tomadas com a quantidade de tomadas julgadas necessárias. IV) A conexão de aparelhos para aquecimento de água deve ser feita de forma direta, sem o uso de plug e tomada V) Acima da bancada da pia devem ser previstas no mínimo 2 TUG, no mesmo ponto ou em pontos distintos VI) Em locais contendo banheira ou chuveiro ou duchas, interruptores ou tomadas de corrente deverão estar distantes no mínimo 60 cm da porta do Box. VII) As TUG’s deverão ser distribuídas o mais uniformemente possível ao longo do perímetro do recinto VIII) As TUE’s deverão ser previstas em função da quantidade de aparelhos que justifiquem a necessidade de um circuito independente e deverão ser locadas o mais próximo possível do eletrodoméstico a ser conectado. Apostila Instalações Elétricas Residenciais Profº. William Banhos Paiva 24 SIMBOLOGIA GRAFICA PARA REPRESENTAÇÃO DE INSTALAÇÕES ELETRICAS DE BAIXA TENSÃO (BT) a) Ponto de luz - No teto * Letra minúscula em seqüência alfabética para todos os pontos da instalação – não podendo-se repetir as letras - Na Parede OBS.: Por norma pontos na parede não pode ser maior que 60 VA – não precisa de indicação de potencia. Apostila Instalações Elétricas Residenciais Profº. William Banhos Paiva 25 b) Interruptores monofásicos - Simples - Paralello - Intermediário c) Interruptores bifásicos - Simples - Paralelo OBS.: Todos os interruptores devem ser locados a altura de 1.10 m Apostila Instalações Elétricas Residenciais Profº. William Banhos Paiva 26 d) Tomadas de Corrente (monofásicas) - Baixas (a 30 cm do piso acabado) Obs.: diferente dos pontos de luz – as letras indicativas podem se repetir em circuitos diferentes. - Medias (a 1,10 m do piso acabado) - Altas ( a 2,20 m do piso acabado) Apostila Instalações Elétricas Residenciais Profº. William Banhos Paiva 27 e) Tomadas de Corrente (bifásicas) - Baixas (a 30 cm do piso acabado) - Medias (a 1,10 m do piso acabado) - Altas ( a 2,20 m do piso acabado) Apostila Instalações Elétricas Residenciais Profº. William Banhos Paiva 28 f) Pontos de conexão com equipamentos de água (bifásicas) - Baixas (a 30 cm do piso acabado) - Medias (a 1,10 m do piso acabado) - Altas ( a 2,20 m do piso acabado) Apostila Instalações Elétricas Residenciais Profº. William Banhos Paiva 29 g) Quadros de Luz (QDL) - De embutir na parede - De sobrepor na parede h) Eletrodutos i) Função dos condutores Apostila Instalações Elétricas Residenciais Profº. William Banhos Paiva 30 Observações de como indicar as simbologias na planta Apostila Instalações Elétricas Residenciais Profº. William Banhos Paiva 31 Comandos de Iluminação Residencial similar através de Interruptores a) Comandos Simples Diagramas unifilares a) b) c) Apostila Instalações Elétricas Residenciais Profº. William Banhos Paiva 32 b) Comandos Paralelos Diagrama Unifilar c) Comandos Intermediários Diagrama Unifilar Apostila Instalações Elétricas Residenciais Profº. William Banhos Paiva 33 d) Comandos Simples Bifásico (bipolar) Unifilar e) Comandos Paralelo Bifásico (bipolar) Unifilar Apostila InstalaçõesElétricas Residenciais Profº. William Banhos Paiva 34 Alguns exemplos de partes de uma instalação Apostila Instalações Elétricas Residenciais Profº. William Banhos Paiva 35 Aparelhos (TUE) APARELHOS Potencia (W ou VA) TENSÃO (V) Chuveiro 6400 220 Torneira 3500 220 Maquina de Lavar Louça 3000 220 Maquina de Secar roupa 2800 220 Microondas 1600 127 Aquecedor de Acumulação gás (EE) 5000 220 Área de serviço Locação do QDL Conforme NBR 5410/04 a) Deve ser instalado em local de fácil acesso b) Não deve estar localizado em ambientes normalmente molhados ou sujeitos a lavagem c) Deve ficar o mais próximo possível do centro de carga Nota: A altura padrão de instalação dos quadros de distribuição é de 1,5 metros de seu centro geométrico ao piso acabado. Apostila Instalações Elétricas Residenciais Profº. William Banhos Paiva 36 Divisão de Carga em Circuitos a) Circuitos de iluminação e tomadas de corrente deverão ser independentes entre si b) Aparelhos cuja a corrente nominal for superior a 10A deverão ser alimentados através de tomadas de corrente de uso especifico (TUE) c) Prever pelo menos 2 circuitos de iluminação para a instalação, de forma que a corrente de cada um dos circuitos não seja superior a 12A (1500 W ou VA); para circuitos de tomadas de uso geral (TUG) a corrente não deverá ser superior a 16A (2000 W ou VA). d) Prever circuitos de TUG para a cozinha ou copa-cozinha e área de serviço ou lavanderia, considerando esses ambientes separadamente. e) Recomenda-se, e é de bom senso, notadamente em salas e escritórios, prever mais de uma TUG por ponto de tomadas, afim de inibir a utilização de bejamin f) Recomenda-se que circuitos de iluminação ou de TUG’s tenham no máximo 8 pontos g) Prever, sempre que possível, no máximo 4 eletrodutos convergindo para uma mesma caixa de passagem de laje ou teto. h) É altamente recomendado prever no máximo três circuitos por eletroduto i) Em um mesmo elétroduto não deverão ser instalados condutores que não estejam dentro de um intervalo de três sessões padronizadas consecutivas Apostila Instalações Elétricas Residenciais Profº. William Banhos Paiva 37 Dimensionamento dos condutores a) Critério da máxima capacidade de condução de corrente (ou critério da ampacidade). b) Critério da mínima seção padronizada c) Critério da máxima queda de seção admissível d) Critério da sobre corrente ou curto circuito presumida I – CRITÉRIO MÁXIMA CAPACIDADE DE CONDUÇÃO DE CORRENTE Consiste no cálculo da chamada corrente de projeto (Ib) Ib = Potencia total do circuito Ib = P Tensão de Alimentação V Após cálculo da corrente Ib consultar tabela de fabricante / norma de condutores para achar a corrente nominal do condutor (Iz) – valores normatizados Iz no entanto sofre variações predominantemente em função da variação de temperatura de trabalho do condutor, o que pode ocorrer devido há: 1) Variação de Temperatura 2) Quantidade de condutores agrupados nos condutos As capacidades de condução de corrente nominais dos condutores (Iz), são tabeladas para uma temperatura média ambiente de 30 ºC. Assim, salvo instalações onde se tem conhecimento de temperaturas ambientes superiores a 30 ºC não haverá necessidade de se aplicar qualquer fator de correção de temperatura nos cálculos elétricos. Quanto ao agrupamento de condutores os fatores de correção são fornecidos pela NBR 5410, conforme Tabela a seguir e aplicável a condutores instalados em eletrodutos Apostila Instalações Elétricas Residenciais Profº. William Banhos Paiva 38 N° de Circuitos no Eletroduto Fator de Correção de Agrupamento (fa) 1 1,00 2 0,80 3 0,70 4 0,65 5 0,60 6 0,57 7 0,54 8 0,52 Nota: O fator de correção a ser aplicado devera ser aplicado ao que corresponder ao trecho da instalação do maior numero de circuitos Capacidade de condução de corrente (Iz), de condutores de cobre isolados em PVC (70°C) conditos em eletrodutos para temperatura ambiente de 30 °C Seção em (mm²) Circuitos a 2 (dois) condutores carregados Circuitos a 3 (três) condutores carregados 1,5 17,5 15,5 2,5 24,0 21,0 4,0 32,0 28,0 6,0 41,0 36,0 10,0 57,0 50,0 16,0 76,0 68,0 25,0 101,0 89,0 II – CRITÉRIO DA MINIMA SEÇÃO PADRONIZADA 1) Iluminação Smin: 1,5 mm² 2) Tomadas de corrente Smin: 2,5 mm² Apostila Instalações Elétricas Residenciais Profº. William Banhos Paiva 39 III – CRITÉRIO DA SOBRE CORRENTE OU DA COORDEBAÇÃO CONDUTOR x PROTEÇÃO 1- Necessidade das Proteções Todo circuito deve ter, no mínimo, proteção contra sobre corrente, as quais podem ser originadas por Sobrecargas Curto Circuito 2- Tipos de proteções mais empregadas em instalações de BT Fusível Disjuntores Termomagnéticos (DTM) 3- Escolha da Proteção - Deve ser considerado Tipo de instalações Tipo de Carga Exigência de Coordenação Em Instalações residenciais a NBR 5410/04, por razões de ordem praticas, econômica e principalmente de segurança do usuário só admite o uso de DTMs. Apostila Instalações Elétricas Residenciais Profº. William Banhos Paiva 40 4- Critério de Calculo das proteções contra sobre corrente conforme NBR-5410/04 - Proteção contra sobrecargas Iz’ Capacidade de condução de corrente do condutor na condição especifica da instalação Ib Corrente de Projeto In Capacidade nominal do dispositivo de proteção (corrente nominal) I2 Corrente que garante a atuação do dispositivo de proteção Condições impostas pela norma a) Ib < In < Iz’ b) I2 < 1,45 Iz’ As condições A e B deverão ser atendidas simultaneamente de forma a garantir a proteção dos condutores contra sobre cargas. O fator é normalizado e depende do tipo e da capacidade nominal do dispositivo de proteção. Apostila Instalações Elétricas Residenciais Profº. William Banhos Paiva 41 Desde março de 2005, todos os disjuntores tipo caixa moldada, termomagnéticos devem atender a norma NBR IEC 60898, cujo fator é único para todos os valores de capacidade nominal e é de 1,45. Assim em instalações residenciais é suficiente atendermos a condição A imposta pela norma, ficando a condição B naturalmente atendida. Valores comerciais de In para DTM’s (NBR IEC 60898 em A) Mais usados Existe ainda 6 15 8 30 10 35 13 45 16 60 20 70 25 110 32 120 40 50 63 80 90 100 Nota: Estes disjuntores padronizados são fabricados segundo 3 curvas características de atuação: B, C e D para todos os valores de In, sendo que disjuntores de curva D não podem ser utilizados em instalações residências. Apostila Instalações Elétricas Residenciais Profº. William Banhos Paiva 42 Esquema de Aterramentos São normalizados pela NBR 5410/04 - TT TNS - TN TNC - IT 1°) A primeira letra indica a situação da alimentação em relação a terra: T = um ponto diretamente aterrado I = a isolação de todas as partes vivas em relação a terra ou aterramento do neutro através de uma impedância. 2°) A segunda letra indica a situação das massas da instalação em relação a terra. T = massas diretamente aterradas independente do aterramento da alimentação (normalmente o neutro) N = massas ligadas ao ponto da alimentação aterrado (normalmente o neutro)3°) A terceira letra indica a disposição do condutor de proteção (terra) e do condutor neutro S = funções de neutro e proteção as seguradas por condutores distintos C = funções de neutro e proteção combinadas em um único condutor Apostila Instalações Elétricas Residenciais Profº. William Banhos Paiva 43 ESQUEMA TT O esquema TT possui um ponto da alimentação diretamente aterrado, estando as massas da instalação ligadas a eletrodo(s) de aterramento eletricamente distinto(s) do eletrodo de aterramento da alimentação. Este sistema é o mais comum, sendo aplicado na generalidade das alimentações de energia elétrica. Vantagens: Sistema mais simples no estudo e na concepção. Fácil localização dos defeitos. Desvantagem: Corte da instalação ao primeiro defeito de isolamento. Apostila Instalações Elétricas Residenciais Profº. William Banhos Paiva 44 ESQUEMA TN O esquema TN possui um ponto da alimentação diretamente aterrado, sendo as massas ligadas a esse ponto através de condutores de proteção. São consideradas três variantes de esquema TN, de acordo com a disposição do condutor neutro e do condutor de proteção, a saber: a) esquema TN-S, no qual o condutor neutro e o condutor de proteção são distintos; b) esquema TN-C-S, em parte do quais as funções de neutro e de proteção são combinadas em um único condutor; c) esquema TN-C, no qual as funções de neutro e de proteção são combinadas em um único condutor, na totalidade do esquema. Utiliza-se fundamentalmente em certas instalações industriais e em redes onde é difícil conseguir boas ligações à terra ou não é viável a utilização de dispositivos diferenciais. Vantagens: O esquema TN-C apresenta uma economia para a instalação porque elimina a necessidade de um condutor. Os aparelhos de proteção contra sobre intensidades podem assegurar a proteção contra contatos indiretos. Desvantagens: Corte da instalação ao primeiro defeito de isolamento. Precauções acrescidas para não ser cortado o condutor neutro que também é de proteção. Maiores riscos de incêndio devido às elevadas correntes de defeito. Apostila Instalações Elétricas Residenciais Profº. William Banhos Paiva 45 Apostila Instalações Elétricas Residenciais Profº. William Banhos Paiva 46 ESQUEMA IT No esquema IT todas as partes vivas são isoladas da terra ou um ponto da alimentação é aterrado através de impedância. As massas da instalação são aterradas, verificando-se as seguintes possibilidades: massas aterradas no mesmo eletrodo de aterramento da alimentação, se existente; massas aterradas em eletrodo(s) de aterramento próprio(s), seja porque não há eletrodo de aterramento da alimentação, seja porque o eletrodo de aterramento das massas é independente do eletrodo de aterramento da alimentação. Apostila Instalações Elétricas Residenciais Profº. William Banhos Paiva 47 É o sistema mais indicado quando se pretende evitar o corte automático ao primeiro defeito. As salas de operações nos hospitais são um exemplo de aplicação. Vantagem: Este sistema assegura a melhor continuidade de serviço em exploração. Desvantagem: Necessita de técnicos de manutenção e conservação com preparação adequada. Apostila Instalações Elétricas Residenciais Profº. William Banhos Paiva 48 1) O neutro pode ser ou não distribuído; A = sem aterramento da alimentação; B = alimentação aterrada através de impedância; B.1 = massas aterradas em eletrodos separados e independentes do eletrodo de aterramento da alimentação; B.2 = massas coletivamente aterradas em eletrodo independente do eletrodo de aterramento da alimentação; B.3 = massas coletivamente aterradas no mesmo eletrodo da alimentação. NOTAS: A) Todo o circuito deve dispor de condutor de proteção em toda sua extensão; B) O condutor de proteção pode ser comum a vários circuitos; C) O condutor de proteção deverá ter secção compatível com a secção do condutor fase de maior secção previsto para o trecho; D) No esquema TNC o condutor PEN só pode ser utilizado em instalações fixas e desde que sua secção seja > 10 mm² (cobre) ou 16 mm² alumínio Secção mínima do condutor de proteção conforme a norma NBR 5410/04 Seção do condutor FASE (mm²) Seção Mínima do condutor de proteção (mm²) Até 16 SPE = SFase 25 a 35 SPE = 16 S > 35 SPE = Sfase/2 Apostila Instalações Elétricas Residenciais Profº. William Banhos Paiva 49 RESUMO DOS SISTEMAS DE ATERRAMENTO Apostila Instalações Elétricas Residenciais Profº. William Banhos Paiva 50 Dimensionamento de Eletrodutos Tipos Aço Rígido PVC Flexível Tamanho Nominal Polegadas Diâmetro Interno (mm) 20 ½” 17 25 ¾” 21 32 1” 27 40 1.1/4” 36 50 1.1/2” 44 Taxa máxima de ocupação conforme NBR 5410/2004 01 Condutor : 53% 02 Condutores : 31% Ae = * De² 4 03 Condutores ou mais : 40% Área dos condutores < 40% da área útil do eletroduto AC < 0,4 Ae Ac < 0,4 x D² 4 Apostila Instalações Elétricas Residenciais Profº. William Banhos Paiva 51 Diâmetro externos nominais de cabos isolados em PVC Ref.. Reiflex BWF NBR6148 1,5 2,9 mm 2,5 3,6 mm 4 4,1 mm 6 4,6 mm 10 6,0 mm 16 7,0 mm 25 8,6 mm 35 10,0 mm 50 12,2 mm 70 13,7 mm 95 16,0 mm 120 18,0 mm 150 19,9 mm 185 22,5 mm 240 24,8 mm Notas: a) Todo eletroduto, não importando a maneira de instalar, não deverá propagar chama; b) Eletroduto tipo “mangueira” não são aceitos (lembre-se do comentário em aula) c) Em instalações residenciais é pratica comum prever eletrodutos de tamanho nominal 25 (3/4”), mesmo que um eletroduto de tamanho nominal inferior atenda as exigências do projeto Dica: usar ½” onde houver cruzamento na laje d) Em linhas internas os lances (trechos entre duas caixas de passagem de eletroduto não podem ser superior a 15 metros, em linha reta e para cada curva de 90° essa distancia deverá ser diminuída em 3 metros para cada curva de 90° (no Maximo 3 curvas 270°) Apostila Instalações Elétricas Residenciais Profº. William Banhos Paiva 52 e) Em linhas externas vale a mesma regra de “d”, sendo que o comprimento do lance Maximo em linha reta, passa a ser de 30 metros f) Quando as distancias máximas forem maiores que as normalizadas, para cada 6 metros ou fração de comprimento excedente o tamanho do eletroduto devera ser aumentado em no mínimo em um valor nominal imediatamente superior. CORES DAS ISOLAÇÕES DOS CONDUTORES Quando a cor da isolação for utilizada para identificar a função dos condutores vale a seguinte prescrição a NBR 5410/04 NEUTRO: Azul Claro PROTEÇÃO (TERRA): Verde-Amarelo, preferencialmente ou apenas verde Nota: No sistema TNC (aterramento) o condutor PEN deverá ser azul claro, com anilas Verde amarelo nos pontos visíveis. Apostila Instalações Elétricas Residenciais Profº. William Banhos Paiva 53 “PROJETO” DO QDL Consiste basicamente em definir entre quais fases ou fase/neutro as cargas serão ligadas de forma que o arranjo final resulte em correntes de fase as mais próximas possível da igualdade entre si. Exemplo: Tabela FASE A FASE B FASE C 600 800 6400 6400 Apostila Instalações Elétricas Residenciais Profº. William Banhos Paiva 54 Quadros Padronizados NORMA DIN: 12, 18, 24, 36 e 54 espaços NORMA IEC: 16, 20, 40e 52 espaços Capacidade de reserva para instalações de BT conforme NBR 5410/04 Numero de Circuitos do QDL Espaços Mínimos de Reserva Até 6 2 de 7 a 12 3 de 13 a 30 4 mais de 30 15% Dica: 1kw para cada circuito monofásico 2 kw para circuitos bifásico Apostila Instalações Elétricas Residenciais Profº. William Banhos Paiva 55 Dimensionamento de condutores pelo critério da máxima queda de tensão admissível O que prescreve a NBR 5410/04? a) Instalações alimentadas por transformadores de rede publica (rede secundaria de distribuição) vmax = 5% a partir do ponto de entrega até qualquer outro ponto da instalação Dica: deixar 1% no ponto de entrega e 4% no resto da instalação b) Instalações Alimentadas por transformador próprio (cabine primaria) ou de propriedade da concessionária, instalado no interior da edificação vmax = 7% a partir do ponto dos terminais secundários do transformador até qualquer outro ponto da instalação Calculo de V Apostila Instalações Elétricas Residenciais Profº. William Banhos Paiva 56 V1 = V + V2 V1 = 2 Li(r+jx)+V2 Na pratica é muito pequeno!!! (cos90-) V = 2rLI*cos + 2xLIsen Apostila Instalações Elétricas Residenciais Profº. William Banhos Paiva 57 V = 2LI (rcos + xsen) Formulas a) Circuitos monofásicos (FF ou FN) V = 2LI (rcos + xsen) b) Circuitos trifásicos equilibrados FN V = LI (rcos + xsen) FF V = LI (rcos + xsen) c) Circuitos monofásicos a 3 fios (FFN) equilibrados FN V = LI (rcos + xsen) FF V = 2LI (rcos + xsen) A condição de equilíbrio de um circuito trifásico (3 ou FFN) requer que todas as cargas ligadas entre fase e neutro estejam operando simultaneamente e ou de forma bem distribuídas entre as fases e o neutro, na pratica tal condição é encontrada, ressalvando as instalações onde todas as cargas são trifásicas. Assim sempre que possível é aconselhável calcular a queda de tensão entre fases (V de linha). Apostila Instalações Elétricas Residenciais Profº. William Banhos Paiva 58 Resistência e Reatância de condutores de cobre Seção em (mm) R (/km) XL (/km) 1,5 14,48 0,16 2,5 8,87 0,15 4 5,52 0,14 6 3,69 0,13 10 2,19 0,13 16 1,38 0,12 25 0,87 0,12 35 0,63 0,11 50 0,47 0,11 70 0,32 0,10 95 0,23 0,10 120 0,19 0,10