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DESENHO TÉCNICO APLICADO Luciana Maria Margoti Araujo Desenho aplicado a instalações elétricas industriais de baixa tensão Objetivos de aprendizagem Ao final deste texto, você deve apresentar os seguintes aprendizados: Reconhecer a simbologia utilizada no desenho de instalações elétricas industriais de baixa tensão. Aplicar as normas técnicas relativas ao desenho de instalações elétricas industriais de baixa tensão. Analisar o desenho de instalações elétricas industriais de baixa tensão. Introdução Conhecendo as especificidades técnicas, de funcionamento e de conexão dos elementos a serem utilizados nas instalações físicas, a aplicação da simbologia adequada se torna mais fácil e prática. Projetos elétricos realizados com a simbologia difundida e adequada à área promovem a melhor compreensão e interpretação dos diagramas. Neste capítulo, você vai conhecer a simbologia pertinente a instala- ções elétricas industriais de baixa tensão. Você também vai compreender que algumas normas devem ser amplamente conhecidas no momento da execução dos desenhos técnicos referentes a essas instalações e vai verificar que, por não haverem somente normas brasileiras, as normas de comitês internacionais são as mais difundidas para os diagramas elétricos do setor industrial. Simbologia em instalações elétricas industriais de baixa tensão Em instalações elétricas industriais de baixa tensão são utilizados símbolos no desenho dos mais variados diagramas, necessários para representar essas instalações. Os símbolos mais utilizados no Brasil são aqueles provenientes de normas da Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT). Porém, é comum que fabricantes de equipamentos e máquinas de outros países empre- guem a simbologia utilizada em seu país de origem. Algumas vezes, por serem amplamente utilizados em países distintos, alguns símbolos passam a ser adotados por diversas localidades diferentes, como é o caso das normas da IEC (International Electrotechnical Commission — Comissão Eletrotécnica Internacional), números 60417 e 60617. A IEC 60417 trata de símbolos gráficos para uso de equipamentos, e a IEC 60617 estabelece os símbolos gráficos para diagramas. De qualquer maneira, seja qual for a escolha da simbologia de um diagrama elétrico, é importante que o responsável pelo desenho adote apenas uma fonte de simbologia, evitando erros de leitura e interpretação. A simbologia adotada em diagramas unifilares das instalações prediais, dentro do setor industrial, segue o mesmo padrão de instalações residenciais e prediais, de maneira geral. Os circuitos terminais partirão de quadros gerais (Figura 1) ou parciais (Figura 2) de força e luz, que são representados pelos símbolos a seguir. Figura 1. Quadro geral de distribuição: (a) aparente e (b) embutido. a) b) Figura 2. Quadro parcial de distribuição: (a) aparente e (b) embutido. a) b) Desenho aplicado a instalações elétricas industriais de baixa tensão2 A instalação de lâmpadas, interruptores e tomadas e a indicação de condu- tores nessas áreas também seguem o mesmo padrão adotado em instalações residenciais e prediais. Verifique pelas figuras a seguir. Os condutores de alimentação são designados com símbolos diferentes, de acordo com a sua finalidade (Figura 3). Figura 3. Simbologia para condutores no interior de eletrodutos: (a) fase, (b) neutro, (c) proteção (terra), (d) retorno. Esses condutores irão alimentar circuitos de iluminação e tomadas. A representação é realizada sobrepondo esses símbolos nas linhas (eletrodutos) que conectam os símbolos de iluminação — pontos de luz — e de tomada. Esses mesmos símbolos de condutores são utilizados em áreas de alimentação de máquinas e equipamentos, quando necessário, dependendo do tipo de diagrama adotado. Quando forem representados os pontos de iluminação, as informações de potência, quantidade, circuito e interruptor devem estar próximas ou no interior do símbolo do ponto de luz (Figura 4). Figura 4. Símbolos para pontos de iluminação: (a) informações ao lado do símbolo e (b) informações no interior do símbolo. Os símbolos utilizados para aparelhos de iluminação, de modo geral, podem ser verificados na Figura 5. 3Desenho aplicado a instalações elétricas industriais de baixa tensão Figura 5. Símbolos para aparelhos de iluminação. Para as funções de ligar e desligar os pontos de iluminação, deve-se utilizar a simbologia adequada, dependendo do tipo de interruptor. A simbologia aplicável aos interruptores é mostrada na Figura 6. Desenho aplicado a instalações elétricas industriais de baixa tensão4 Figura 6. Simbologia para interruptores. A diferença nos símbolos indica a altura de instalação das tomadas (Figura 7). Caso haja mais de uma tomada no ponto, deverá ser indicado por informa- ção ao lado do símbolo, bem como sua potência e o circuito a que pertence. Figura 7. Simbologia aplicada a tomadas. Tomadas instaladas no chão possuem simbologia especial, assim como aquelas instaladas no teto. Verifique na Figura 8. Figura 8. Simbologia para tomadas instaladas (a) no chão e (b) no teto. 5Desenho aplicado a instalações elétricas industriais de baixa tensão Na representação da conexão de máquinas e equipamentos, a simbologia aplicada, em boa parte do mundo, segue principalmente a norma IEC 60617 — Símbolos Gráficos para Diagramas. Alguns dos símbolos mais comuns serão apresentados a seguir (INTERNATIONAL ELECTROTECHNICAL COMMISSION, 2001). Em se tratando de sentido de força ou movimento, a simbologia está de- monstrada na Figura 9. Esses símbolos podem ser utilizados para máquinas, pontes, manoplas, etc. Figura 9. Símbolos aplicados para indicar sentido de força ou movimento. Quanto ao tipo de efeito de equipamentos, podem ser utilizados os símbolos demonstrados na Figura 10. Tais símbolos podem ser utilizados isolados ou relacionados a outros símbolos. Desenho aplicado a instalações elétricas industriais de baixa tensão6 Figura 10. Símbolos que indicam efeito ou dependência. Alguns dispositivos de acionamentos podem ser verificados na Figura 11. Figura 11. Símbolos para dispositivos de acionamentos. Alguns símbolos utilizados para representar equipotencialidade e proteção (terra) podem ser verificados na Figura 12. 7Desenho aplicado a instalações elétricas industriais de baixa tensão Figura 12. Símbolos de equipotencialidade e terra (proteção). Em algumas situações, o uso de equipamentos como voltímetro, ampe- rímetro, wattímetro, etc. é necessário para monitorar as grandezas elétricas. Nos diagramas elétricos, a indicação desses elementos é realizada por meio de um círculo com a representação da unidade de medida da grandeza a ser mensurada (Figura 13). Figura 13. Símbolo para equipamento indicador de grandezas elétricas. O asterisco é substituído por A, quando for amperímetro, V, quando for voltímetro, e assim por diante. Para lâmpadas de sinalização, o símbolo da Figura 14 pode ser utilizado, seguido da cor da lâmpada (por escrito) ao lado do mesmo, se necessário. Desenho aplicado a instalações elétricas industriais de baixa tensão8 Figura 14. Símbolo para lâmpada de sinalização. Na Figura 15, seguem os símbolos referentes a relés, contatores, tempo- rizadores, entre outros. Figura 15. Símbolos para contatores, temporizadores e relés. O contato normalmente aberto (NA) e o contato normalmente fechado (NF) dos elementos de controle podem ser representados com os símbolos da Figura 16. 9Desenho aplicado a instalações elétricas industriais de baixa tensão Figura 16. Símbolos para contatos de elementos de controle. A representação de fusíveis pode ser observada na Figura 17. Figura 17. Símbolo para fusível. Para motores e geradores, alguns símbolos podem ser verificados na Figura 18. Desenho aplicado a instalações elétricas industriais de baixa tensão10 Figura 18. Símbolos para motores e geradores. Vários são os símbolos a serem adotados em diagramas elétricos industriaisde baixa tensão. Sempre que necessário, recorra à norma pertinente para obtenção daqueles não listados neste capítulo. É muito importante a correta utilização dos símbolos, para não acarretar em uma leitura errônea do projeto. 11Desenho aplicado a instalações elétricas industriais de baixa tensão No Brasil, a norma ABNT NBR 5410 — Instalações Elétricas em Baixa Tensão — estabelece que circuitos alimentados com tensão nominal ou igual a 1.000 V em corrente alternada, com frequência inferior a 400 Hz, ou circuitos alimentados com tensão igual ou inferior a 1.500 V, em corrente contínua, enquadram-se como instalação elétrica de baixa tensão (ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS, 2004). Desenho de instalações elétricas industriais de baixa tensão Conheceremos agora alguns símbolos que compõem os diagramas elétricos das instalações industriais de baixa tensão, relacionando-os às suas funcio- nalidades. Lembre-se de que, além do conhecimento técnico, é necessário prezar pela segurança de quem operará as instalações projetadas ou circulará próximo às mesmas. Nas instalações de iluminação e tomadas, o projeto ocorre da mesma forma que nas instalações prediais e residenciais. Por outro lado, diagramas elétricos de acionamentos de máquinas e equipamentos, além de apresentarem simbologia distinta, são muito mais comuns no ambiente industrial. Vamos iniciar o desenho de um diagrama de acionamentos simples, para que somente lâmpadas de sinalização sejam acesas ou apagadas. Observe a Figura 19: o circuito está conectado em duas fases. Por motivo de segurança, como limitadores de corrente, dois fusíveis foram instalados nas “extremida- des” desse circuito. Na sequência, uma botoeira S0 (contato de fechamento de pulso, com retorno automático) está conectada a uma lâmpada (sinalização), de cor vermelha. Todas as vezes que S0 for acionada, a lâmpada vermelha acende. Ao soltar S0, que é de retorno automático, o contato volta à posição de repouso (normalmente aberto, NA), interrompendo a alimentação do circuito e, assim, desligando a lâmpada. Desenho aplicado a instalações elétricas industriais de baixa tensão12 Figura 19. Diagrama para acionamento de uma lâmpada de sinalização. Já na Figura 20, houve o acréscimo de uma botoeira S1, também de retorno automático, em série com S0. Perceba que a lâmpada verde só ficará acesa enquanto S0 e S1 estiverem acionadas simultaneamente. Se qualquer uma das duas botoeiras não for acionada, a lâmpada não acenderá. 13Desenho aplicado a instalações elétricas industriais de baixa tensão Figura 20. Diagrama para acionamento de uma lâmpada de sinalização. Ainda utilizando lâmpadas, suponha que há a necessidade de que duas lâmpadas sejam acionadas de maneira intercalada. Quando uma lâmpada verde acende, uma lâmpada vermelha permanece apagada, e vice-versa. Suponha ainda que uma botoeira geral interrompa a alimentação de todo o circuito. Esse esquema está demonstrado na Figura 21. Desenho aplicado a instalações elétricas industriais de baixa tensão14 Figura 21. Diagrama para acionamento de duas lâmpadas de sinalização, de forma intercalada. Observe que as duas lâmpadas foram ligadas na botoeira S1, porém uma está no contato normalmente aberto (NA) e a outra, no contato normalmente fechado (NF). Agora, acrescentando uma bobina de contator em um circuito, pretende-se que a mesma seja alimentada todas as vezes que uma botoeira for acionada. Quando a botoeira deixar de ser pressionada (retorno automático), a bobina tem sua alimentação interrompida. Uma segunda bobina será colocada como botão de emergência, que interrompe a alimentação a qualquer momento. Por questões de segurança, um sinaleiro será colocado junto à bobina, informando ao usuário que o circuito está energizado, conforme demonstrado na Figura 22. 15Desenho aplicado a instalações elétricas industriais de baixa tensão Figura 22. Diagrama para acionamento/alimentação da bobina de um contator. Aproveitando a lógica do circuito apresentado na Figura 22, suponha que seja necessário manter o contator alimentado. Isso pode ser realizado criando- -se um selo de contato, que fará com que, após a energização da bobina do contator, ela continue recebendo alimentação, mesmo com a botoeira S1 na posição de repouso (NA). Basta colocar um contato NA do contator em paralelo com a bobina S1. Ao alimentar o contator K1, seu contato NA será fechado, mantendo a alimentação do circuito. Verifique na Figura 23. Figura 23. Diagrama para acionamento/alimentação da bobina de um contator, com selo de contato. Desenho aplicado a instalações elétricas industriais de baixa tensão16 Todos os esquemas representados até aqui recebem o nome de diagrama de comando, pois trazem a demonstração de como são acionados os dispositivos de manobras de cargas elétricas. A representação de K1, na verdade, é a bobina do contator que acionará a carga. Quando essa bobina recebe alimentação, os contatos NA do contator principal se fecham e os contatos NF do contator principal se abrem. Outro esquema é o diagrama de força, no qual o contator, que teve sua bobina alimentada no diagrama de comando, permite a alimentação de um motor à fonte de energia. O diagrama de comando e de força de uma partida direta de motor de indução está representado na Figura 24. O contator, ao ter sua bobina K1 alimentada, com o selo de contato permitindo a continuidade na alimentação, permitirá que os contatos NA do contator se fechem, fazendo com que o motor seja conectado à rede de alimentação. Figura 24. Diagrama (a) de comando e (b) de força para partida direta de motor de indução trifásico, gaiola de esquilo. a) b) 17Desenho aplicado a instalações elétricas industriais de baixa tensão Esteja sempre atualizado sobre mudanças nas normas perti- nentes aos diagramas elétricos. Acesse os links ou códigos a seguir para navegar nos sites dos comitês de normalização. Lá é possível verificar e adquirir as últimas versões das normas: Site da ABNT https://goo.gl/GKWWg Site da IEC https://goo.gl/TxX9x Analisando desenhos de instalações elétricas industriais de baixa tensão Todo diagrama elétrico que prima pela utilização de símbolos adequados garante a correta leitura e interpretação. Abaixo serão representados alguns esquemas elétricos seguidos de sua interpretação, de acordo com as informa- ções trazidas pelos mesmos. Desenho aplicado a instalações elétricas industriais de baixa tensão18 https://goo.gl/GKWWg https://goo.gl/TxX9x Figura 25. Diagrama de comando, com intertravamento entre duas bobinas de contatores. Na Figura 25, caso a botoeira S1 seja acionada, a bobina de K1 é energizada, fechando o selo de contato de K1. Assim, a lâmpada verde acende, indicando que o equipamento que estiver conectado em K1 (contator) será alimentado. Caso seja necessário acionar a botoeira S2, observe que, instantaneamente, ao ser energizada essa bobina, o contato K2, que está em série com a bobina de K1, se abre, interrompendo a alimentação de K1. O contrário também é verdadeiro. Sendo assim, se K1 recebe alimentação, K2 não recebe; se K2 recebe alimentação, K1 não recebe. Esquemas desse tipo podem representar, por exemplo, partidas de motores em que são previstas reversões no sentido de rotação. Para cada contator está associado um sentido de rotação. Verifique o diagrama de força correspondente na Figura 26. 19Desenho aplicado a instalações elétricas industriais de baixa tensão Figura 26. Diagrama de força, com intertravamento entre os dois contatores, para reversão do sentido de rotação. O uso de relés pode ser adequado quando é preciso que ações sejam exe- cutadas após algum tempo decorrido de uma primeira ação. Relés de tempo são dispositivos de controle amplamente utilizados em sequenciamento de partidas ou interrupções de comando. Veja um exemplo na Figura 27. Figura 27. Diagrama de comando de uma partida sequencial de motores. Desenho aplicado a instalações elétricas industriaisde baixa tensão20 Observe que, nesse diagrama, quando K1 é energizado, o relé temporizado KT também será. Após 15s, o contato NA de KT se fecha, energizando a bobina de K2 e interrompendo a alimentação da bobina de K1. Veja o diagrama de força na Figura 28. Figura 28. Diagrama de força de uma partida sequencial de motores. O motor M2 terá sua partida 15 segundos após a partida do motor M1. É sempre bom lembrar que, para executar os desenhos de diagramas com eficácia, muito além de conhecer os símbolos, é necessário conhecer a função dos elementos e equipamentos. 21Desenho aplicado a instalações elétricas industriais de baixa tensão 1. Para diagramas de comando e força, em instalações industriais, são utilizados diversos símbolos normalizados pela IEC 60617. O símbolo abaixo é utilizado para representar: a) motor de indução trifásico, rotor bobinado. b) motor de indução trifásico, gaiola de esquilo. c) motor de indução trifásico, símbolo geral. d) motor de indução trifásico com terminais auxiliares. e) motor de indução trifásico reversível. 2. Alguns símbolos adotados possuem uma representação geral. Caso seja necessário especificar sua utilidade ou funcionalidade, é necessário realizar alguma modificação no mesmo. Sendo assim, o símbolo a seguir, de maneira geral, representa: a) motores elétricos monofásicos. b) motores elétricos trifásicos. c) equipamento de leitura e monitoramento de grandezas elétricas. d) dispositivos sonoros. e) dispositivos de sinalização luminosa. 3. Temporizadores são elementos que, após algum evento, “contam” determinado tempo para executar a próxima ação. No diagrama a seguir, qual ação acontecerá depois do tempo determinado pelo relé? Ex. 3 Desenho aplicado a instalações elétricas industriais de baixa tensão22 a) A bobina K1 será energizada. b) Somente a lâmpada vermelha se acenderá. c) A bobina K2 será energizada, tirando a alimentação de K1. d) A bobina K2 será energizada, mantendo a alimentação de K1. e) Todo o circuito de comando terá sua alimentação interrompida. 4. Algumas botoeiras possuem representações que indicam o retorno automático à posição de repouso. No diagrama representado abaixo, é correto afirmar que: a) ao acionar S1, as duas lâmpadas estarão acesas. b) ao acionar S1, somente uma lâmpada ficará acesa. c) se S1 e S2 forem simultaneamente acionadas, as duas lâmpadas estarão acesas. d) se S1 e S2 forem simultaneamente acionadas, as duas lâmpadas estarão apagadas. e) acionar S1 implica em cortar a alimentação para S2. 5. O conhecimento e a utilização adequada de cada símbolo permite o correto funcionamento dos circuitos demonstrados pelos diagramas. Os símbolos da figura abaixo representam, respectivamente: a) contato trifásico NA, motor trifásico gaiola de esquilo CA, comando com temporizador. b) contato trifásico NA, motor trifásico gaiola de esquilo CA, bobina de contator. c) contato trifásico NA, motor trifásico gaiola de esquilo CC, comando com temporizador. d) contato trifásico NA, motor trifásico rotor bobinado CA, comando com temporizador. e) contato trifásico NA, motor trifásico rotor bobinado CA, bobina de contator. Ex. 5 23Desenho aplicado a instalações elétricas industriais de baixa tensão ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR-5410: instalações elétricas de baixa tensão I. Rio de Janeiro, 2004. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR-5444: símbolos gráficos para instalações elétricas prediais. Rio de Janeiro, 1989. INTERNATIONAL ELECTROTECHNICAL COMMISSION. IEC 60417: graphical symbols for use on equipment. Genebra, 2002. INTERNATIONAL ELECTROTECHNICAL COMMISSION. IEC 60617: graphical symbols for diagrams. Genebra, 2001. Leituras recomendadas CREDER, H. Instalações elétricas. Rio de Janeiro: LTC, 2016. MAMEDE FILHO, J. Instalações elétricas industriais. 7. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2006. NISKIER, J. MACINTYRE, A.J. Instalações elétricas. 6. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2015. Desenho aplicado a instalações elétricas industriais de baixa tensão24 Encerra aqui o trecho do livro disponibilizado para esta Unidade de Aprendizagem. Na Biblioteca Virtual da Instituição, você encontra a obra na íntegra. Conteúdo:
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