14/05/2012 ENE065 Instalações Elétricas I · PDF...

Prof.: Ivo Chaves da Silva Junior

ENE065

Instalações Elétricas I 14/05/2012

ivo.junior@ufjf.edu.br

Dimensionamento dos Condutores FASE

Ampacidade Queda de

Tensão

Seção

Mínima

Dimensionamento dos Condutores

Perfeito Funcionamento dos Aparelhos

Tensões Terminais Tensões Nominais

• Redução do torque de motores

• Dificuldade de partida

• Redução na iluminância de lâmpadas

• Redução de vida útil, entre outros.

Esse critério tem por objetivo garantir que os níveis de tensão em todos os

pontos da instalação estejam dentro de valores especificados pela

NBR5410/2004 a fim de não prejudicar o funcionamento dos equipamentos

conectados aos circuitos terminais.

Queda de

Tensão

PRESCRIÇÕES DA NBR-5410/2004 QUANTO À QUEDA DE TENSÃO

- Pela máxima queda de tensão

- Pela queda de tensão unitária

- Pelo método Watts.metros (Seminário)

Serão apresentadas três formas de dimensionamento visando a redução da

queda de tensão em condutores:

CIRCUITOS A 2 FIOS COM CARGA CONCENTRADA – Máx.Queda de Tensão

clclcl IRIRIRVV

Máxima Queda de tensão:

Resistividade

do material

Comprimento

do condutor

Resistência

do condutor

Potência ativa

do circuito

Tensão de

alimentação

do circuito

Fator de

potência

Corrente

no circuito

cl IRV 2

cnomcVVI

VVVcnom

Queda de Tensão do circuito:

cnomVVV

A tensão nominal pode ser dada por:

Substituído o valor de R, na equação (1), em função da resistividade, comprimento

e área do condutor, tem-se :

Queda de Tensão do circuito (%): %100(%)

ccnomI

Tem-se:

%100(%)

Área do condutor em função da queda percentual de tensão

%100(%)

Para circuitos com alimentação em corrente alternada a equação acima é

APROXIMADA!!

jwLRZ cc

Para uma expressão mais precisa deve-se considerar:

potênciadefator

Entretanto em Instalações Elétricas Residenciais, tem-se:

jwLRc 1potênciadefator

Exemplo:

Dimensionar os condutores de cobre, para um circuito (fase-fase) de um

chuveiro elétrico, distante 15m do QD, com potência de 4500VA, tensão

de 220V, de modo que a queda de tensão máxima seja de 4%.

1 Resistividade

do cobre

%100(%)

c 45,201220

VVnom 220ml 15

4(%) V

22.1 mmS

CIRCUITOS A 2 FIOS COM CARGA DISTRIBUÍDA– Máx.Queda de Tensão

%100(%)

CIRCUITOS A 2 FIOS COM CARGA DISTRIBUÍDA– Máx.Queda de Tensão

CIRCUITOS A TRÊS FIOS COM CARGAS CONCENTRADAS – Máx.Queda de Tensão

)cos(3

Resistência

Corrente Carga em

Estrela

fl VV 3

Usando o raciocínio análogo ao circuitos a dois condutores chega-se nas

seguintes expressões:

%100(%)

CIRCUITOS A TRÊS FIOS COM CARGAS DISTRIBUÍDAS – Máx.Queda de Tensão

QUEDA DE TENSÃO UNITÁRIA EM V/A.km

Praticidade Precisão

Comprimentos

superiores a 15 m

USO DE TABELAS DOS

FABRICANTES

(V/A.km)

Consideram:

• Reatância do condutor

• Fator de potência

• Característica Magnética do Eletroduto

1º-Passo: MATERIAL DO ELETRODUTO (MAGNÉTICO OU NÃO)

2º-Passo: TIPO DE CIRCUITO ( MONOFÁSICO, BIFÁSICO OU TRIFÁSICO)

3º-Passo: TENSÃO DO CIRCUITO ( F-N OU F-F)

4º-Passo: CÁLCULO DA CORRENTE DE PROJETO

5º-Passo: DETERMINAÇÃO DO FATOR DE POTÊNCIA

6º-Passo: COMPRIMENTO DO CIRCUITO EM “KM”

7º-Passo: CÁLCULO DA QUEDA DE TENSÃO

8º-Passo: ESCOLHA DO CONDUTOR (TABELAS A SEGUIR)

ROTEIRO

DIMENSIONAMENTO PELA QUEDA DE TENSÃO UNITÁRIA EM V/A.km

Queda de tensão

percentual

permitida Tensão

Circuito

Corrente

Projeto

Comprimento

Circuito

CÁLCULO DA QUEDA DE TENSÃO UNITÁRIA EM V/A.km

QUEDA DE TENSÃO

UNITÁRIA

V/A.km

TABELAS - QUEDA DE TENSÃO UNITÁRIA V/A.km - FABRICANTES

Exemplo:

Dimensionar pelo limite de queda de tensão unitária, os condutores de

cobre para um circuito (fase-fase) de um chuveiro elétrico, distante de

15m do QD, com potência de 4500VA, tensão de 220V, isolação tipo

PVC, eletroduto magnético, embutido em alvenaria e temperatura

ambiente de 30°C.

Informações para o dimensionamento:

a) Material do eletroduto → Magnético

b) Tipo de circuito → monofásico (F-F)

c) Tensão do circuito → 220V

d) Corrente de projeto → IP = 20,45A

e) Fator de potência → FP = 1

f) Comprimento → 15m = 0,015km

g) Queda de tensão → 4% = 0,04

h) Cálculo da queda de tensão unitária:

∆Vunit = e(%) . V

IP . L

∆Vunit = 0,04 . 220 → ∆Vunit = 28,7 V/A.km

20,45 . 0,015

i) Escolha do condutor → Consultar tabela do fabricante

1,5 mm²

Solução:

A NBR5410/2004 determina a seção mínima dos condutores Fase

de acordo com o tipo de instalação e sua utilização:

Seção

Mínima

Dimensionamento dos Condutores FASE

Ampacidade Queda de

Tensão

Seção

Mínima

Escolhe-se

A maior seção entre os três métodos

Observações:

• Em trechos maiores de 15m • Em trechos curtos (inferior a 15m)

Iniciar o dimensionamento pelo circuito mais longo (pior caso) de cada

grupo (Iluminação – TUGs – TUEs )

Dimensionamento do Condutor de Proteção

NBR-5410/2004 – Tabela 58

Dimensionamento mínimo :

• 2,5 mm² com proteção mecânica

• 4,0 mm² sem proteção mecânica

Dimensionamento do Condutor de Proteção

teção

mecân

2,5 mm² 4,0 mm²

Dimensionamento do Condutor Neutro

Basicamente há dois fatores para o dimensionamento:

• Tipo de circuito (monofásico, bifásico, trifásico)

• Existência ou não de corrente de terceira harmônica

HARMÔNICAS

Causas: Cargas Não Lineares

(computadores, lâmpadas de descarga, máquinas de solda, etc)

Consequências: Aquecimento, aumento da queda de tensão, etc.

Corrente

em algum ponto da instalação

(1) + (5) = (T)

(1) e (5)

Senóides com

Frequências e Amplitudes

DIFERENTES

HARMÔNICAS

Critérios de dimensionamento – condutor NEUTRO:

• O condutor neutro não deve ser comum a mais de um circuito

• O condutor neutro deve ter, no mínimo, a mesma seção do condutor

fase nas seguintes situações:

Circuitos Monofásicos;

Circuitos Bifásicos , se a taxa de 3ª harmônica for inferior a 33%;

Circuitos Trifásicos, se a taxa de 3ª harmônica estiver entre 15% e 33%.

Critérios de dimensionamento – condutor NEUTRO:

• O condutor neutro pode ter seção menor que a do condutor fase, Tabela

48 NBR5410, nas seguintes situações desde que ocorram

simultaneamente:

Circuito considerado equilibrado;

A corrente das fases com uma taxa de 3ª harmônica inferior a 15%.

Circuito Equilibrado;

3ª harmônica inferior a 15%.

6º TRABALHO SALA DE AULA

GRUPOS

Dimensionamento Condutores

Capacidade de condução

de corrente

Método de Instalação

(capacidade de dissipação de calor)

Devemos conhecer os tipos de condutos

Condutos

Eletrodutos Bandejas

Canaletas

Condutos

Definição:

O componente de uma instalação que propicia um meio envoltório, ou

invólucro, aos condutores elétricos é chamado conduto.

Objetivo

Proteger os condutores elétricos contra:

• Ações mecânicas

• Corrosões

• Incêndios (resultante do superaquecimentos dos condutores)

Eletrodutos

Tipos de Eletrodutos

• Metálico Rígido

• PVC Rígido

• Metálico Flexível

• PVC Flexível

• Eletroduto para cabos subterrâneos

Eletrodutos

Eletrodutos - Acessórios

Conduletes

Referência:

Eletrodutos

Medidas dos Eletrodutos (Descem)

Medidas dos Eletrodutos

(Sobem)

Dimensionamento de Eletrodutos

As dimensões internas dos eletrodutos e respectivos acessórios de

ligação devem permitir instalar e retirar facilmente os condutores

Dimensionamento de Eletrodutos

Exemplo

Um eletroduto com diâmetro externo de 26,2mm e área de seção

transversal igual a 346,4 mm², pode ser ocupado por condutores nas

seguintes condições:

Um condutor de seção máxima de 183,6mm² (53%)

Dois condutores , cuja a soma de suas seções não ultrapasse

107,4mm² (31%);

Três ou mais condutores, cuja a soma de suas seções não

ultrapasse 138,6mm² (40%);

Dimensionamento dos Eletrodutos

Cálculo da Seção externa (Sec) e Seção Total (St)

De = Diâmetro externo

Roteiro para Dimensionamento dos Eletrodutos

1º) Determina-se a seção total (St-mm²) ocupada pelos condutores via

tabelas dos fabricantes ou através de calculo;

2º) Determina-se o diâmetro externo nominal do eletroduto (mm),

entrando-se nas tabelas de fabricantes de eletrodutos, com o valor

encontrado no item anterior;

***) Caso os condutores instalados em um mesmo eletroduto sejam do

mesmo tipo e tenham seções nominais iguais, pode-se eliminar os

itens ‘1’ e ‘2’, encontrando-se o diâmetro externo nominal do

eletroduto em função da quantidade e seção dos condutores,

diretamente por tabelas específicas.

Tabela Diâmetro Externo e Seção Total - Condutores

Tabela – Eletrodutos PVC Rígido

Tabela – Eletrodutos Aço Carbono

***) Tabela - Condutores mesmo tipo e seção

Dimensionamento de Eletrodutos - PVC

Exercício:

Dimensionar o trecho de eletroduto de PVC rígido roscável, mostrado abaixo,

no qual devem ser instalados os seguintes circuitos:

Circuito 3

Circuito 1

Circuito 2

Área Total

ELETRODUTO DE 25 mm

Eletrodutos - Observação

Trechos superiores a 15 m

(NBR5410) Caixa de Passagem

(Derivação)

Objetivo: Facilitar a passagem de condutores

Caixas de Derivação

Caixas de Derivação –NBR5410

As caixas de derivação devem ser empregadas:

• Em todos os pontos de entrada e saída da tubulação;

• Em todos os pontos de emenda ou derivação de condutores.

Recomendações:

• Não deve haver trechos retilíneos maiores que 15 metros, sendo que, nos

trechos com curvas, essa distância deve ser reduzida de 3 metros para

cada curva;

• Em cada trecho de tubulação, entre duas caixas, podem ser previstas no

máximo 3 curvas de 90º .

Caixas de Derivação

NLmáx 315

LmáxLrealA

Comprimento máximo retilíneo de um trecho entre

duas caixas de passagem (derivação)

Número de curvas

Comprimento real do trecho

Aumento de bitola do eletroduto

devido as eventuais curvas

existentes no trecho

(deslocamento Tabela)

Exercício:

Dimensionar o eletroduto PVC para o trecho de tubulação mostrado na figura

abaixo, entre duas caixas CP-1 e CP-2, no qual não há possibilidade de

instalação de caixas intermediárias. Os circuitos que o eletroduto conterá são os

seguintes:

Quantos condutores?

14 Condutores

913 mm²

ELETRODUTO DE 75 mm

Área Total

913 mm²

ELETRODUTO DE 85 mm

913 mm²

Eletrodutos

Orientações Gerais:

• Dentro de um trecho de eletroduto só é conveniente instalar até nove

condutores ( ou seja, no máximo três ou quatro circuitos);

• Evitar cruzamento de eletrodutos;

• A NBR5410 não permite a utilização de eletrodutos com comprimentos

superiores a 15 metros sem a interposição de caixa de passagem;

• Em instalações embutidas só são admitidos eletrodutos que suportem

os esforços de deformação característicos do tipo de construção;

Temas do Segundo Seminário

Dimensionamento de Condutores pelo Critério Econômico e Watts.metros Harmônicos em Instalações Elétricas Residenciais Luminotécnica: Luz , Lâmpadas e Iluminação

Bruno Santiago Guilherme Alves Guilherme Couto

Grupos

Antônio Candia Matheus Braga Edgar Alves

Ivan Stoppa Felipe Barros André Lopes

Avaliação do Seminário

1. Apresentação do Seminário (Transparências power point)

2. Conteúdo sobre o tema

3. Tempo de apresentação (30 à 50 minutos)

4. Domínio do assunto

5. A nota não é individual

DIA 04 DE JUNHO DE 2012

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