Apontamentos Para o “Projecto de Instalações Eléctricas 1”
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Apontamentos Para o “Projecto de Instalações Eléctricas 1”
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APONTAMENTOS PARA PROJECTO DE
INSTALAES ELCTRICAS I
ENGENHARIA ELECTROTCNICA
L. Sousa Martins
Setbal, Outubro de 2004
-
ndice
i
NDICE
PREFCIO................................................................................................................................. iv
1 INTRODUO......................................................................................................................5
1.1 OBJECTIVOS DO PROJECTO........................................................................................... 5
1.2 LEGISLAO E REGULAMENTAO............................................................................... 6
1.2.1 Regulamentao Aplicvel .......................................................................................... 6
1.2.2 Alguns Aspectos Relevantes ....................................................................................... 7
1.3 ORGANIZAO E PLANEAMENTO DOS PROJECTOS DE ELECTRICIDADE ..................... 9
1.3.1 - Tipos e Categorias das Instalaes Elctricas............................................................... 9
1.3.2 - Fases do Projecto ..................................................................................................... 10
2 BALANO DE CARGAS ....................................................................................................14
2.1 CRITRIOS DE AVALIAO ........................................................................................... 14
2.1.1 Generalidades.......................................................................................................... 14
2.1.2 Potncias Unitrias das Instalaes de Utilizao ...................................................... 15
2.1.3 Coeficientes de Utilizao e Simultaneidade .............................................................. 17
2.2 POTNCIA INSTALADA E CONTRATADA ....................................................................... 19
2.3 MTODO DE CLCULO .................................................................................................. 20
3 INSTALAES COLECTIVAS E ENTRADAS ..................................................................22
3.1 ESTRUTURA DAS INSTALAES COLECTIVAS ............................................................ 22
3.2 QUADROS ELCTRICOS ............................................................................................... 26
3.2.1 Caractersticas Gerais .............................................................................................. 26
3.2.2 Tipos de Quadros e Constituio............................................................................... 26
3.3 APARELHAGEM E EQUIPAMENTOS .............................................................................. 29
3.3.1 - Caractersticas Gerais ............................................................................................... 29
3.3.2 Aparelhagem de Manobra - Interruptores de Corte Geral ............................................ 29
-
ndice
ii
3.3.3 Dispositivos de Proteco ......................................................................................... 30
4 CANALIZAES ELCTRICAS.........................................................................................33
4.1 GENERALIDADES .......................................................................................................... 33
4.2 TIPOS DE INSTALAES ............................................................................................... 34
4.2.1 Canalizaes Fixas com Condutores Protegidos por Tubos ........................................ 34
4.2.2 Canalizaes Fixas com Cabos................................................................................. 36
4.2.3 Canalizaes Amovveis ........................................................................................... 37
4.2.4 Canalizaes para Circuitos de Segurana ................................................................ 37
4.2.5 Seleco do Tipo de Cabo e Condutor....................................................................... 37
4.3 CLCULO DAS CANALIZAES ELCTRICAS ............................................................... 38
4.3.1 Critrios Gerais ........................................................................................................ 38
4.3.2 Clculo das Correntes de Servio.............................................................................. 40
4.3.3 Clculo das Quedas de Tenso................................................................................. 41
4.3.4 Mtodo de Clculo das Seces dos Condutores ................................................... 42
4.4 SELECTIVIDADE DE PROTECES............................................................................... 44
4.5 CORRENTES DE CURTO-CIRCUITO .............................................................................. 44
5 PROTECO DE PESSOAS. TERRAS DE PROTECO.............................................47
5.1 GENERALIDADES .......................................................................................................... 47
5.2 PROTECO CONTRA CONTACTOS DIRECTOS ........................................................... 47
5.3 PROTECO CONTRA CONTACTOS INDIRECTOS ....................................................... 48
5.3.1 Ligao das Massas Terra ..................................................................................... 48
5.3.2 Emprego de Disjuntores e Interruptores Diferenciais................................................... 48
5.4 CONSTITUO DOS CIRCUITOS DE TERRA.................................................................. 49
5.4.1. Estrutura.................................................................................................................... 49
5.4.2 Condutores de Terra e de Proteco ......................................................................... 50
5.4.3 Elctrodos de Terra.................................................................................................. 51
6 SISTEMAS DE PROTECO CONTRA DESCARGAS ATMOSFRICAS .....................54
6.1 - INTRODUO................................................................................................................. 54
-
ndice
iii
6.2 CLASSIFICAO DOS EDIFCIOS E ESTRUTURAS......................................................... 55
6.3 PROTECO DIRECTA CONTRA DESCARGAS ELCTRICAS........................................ 56
6.3.1 Estrutura Geral......................................................................................................... 56
6.3.2 Elementos Captores ................................................................................................. 56
6.3.3 Condutores de Ligao ao Elctrodo de Terra............................................................ 57
6.4 PROTECO CONTRA SOBRETENSES ...................................................................... 57
6.5 DIMENSIONAMENTO ..................................................................................................... 58
BIBLIOGRAFIA.........................................................................................................................60
ANEXO 1 ..................................................................................................................................61
A.1.1. ndices de Proteco (IP) em funo da Classificao de Estabelecimento das Instalaes
Consoante o Ambiente do Local ........................................................................................... 61
A.1.2. Ficha de Identificao e Ficha Electrotcnica............................................................... 62
ANEXO 2 ..................................................................................................................................65
A.2.1. Tabelas de Cabos ...................................................................................................... 65
-
iv
PREFCIO
Este texto, que resultou do ensino ministrado ao longo dos anos na Escola Superior de
Tecnologia de Setbal (ESTSetbal), visa apresentar os critrios e tcnicas para a anlise e
dimensionamento das Instalaes Elctricas de Utilizao, com o nvel apropriado aos
cursos de bacharelato/licenciatura em Engenharia Electrotcnica.
Visa tambm dotar os alunos de conhecimentos mnimos que lhes permitam assumir no
futuro o papel de tcnicos responsveis por Instalaes Elctricas, perante a Direco Geral
de Energia (DGE), em qualquer das funes: de Concepo, de Execuo e de Explorao.
O projecto de Instalaes Elctricas de Utilizao compreende a concepo e definio de
um conjunto de sistemas e equipamentos cujo objectivo a disponibilizao da energia
elctrica ao nvel da utilizao de um determinado consumidor, quer seja em baixa tenso
(400/230 V), quer seja em mdia tenso (< 30kV).
Nos Apontamentos para Projecto de Instalaes Elctricas I, apresentam-se os sistemas e
equipamentos que utilizam a energia elctrica em baixa tenso (400/230 V). Com particular
incidncia considera-se a elaborao do Projecto de Licenciamento para Instalaes de
Edifcios do tipo Residencial.
Apresentam-se os critrios para a determinao das potncias instaladas e a contratar, e o
tipo de estrutura de alimentao de energia elctrica de um edifcio residencial ou de uso
profissional. Estuda-se tambm a constituio de quadros elctricos e os critrios a adoptar
para a seleco do equipamento elctrico de proteco.
So igualmente apresentados os critrios para o estabelecimento e dimensionamento dos
circuitos elctricos. Referem-se nomeadamente os tipos e condies de montagem das
canalizaes elctricas e o clculo da seco dos condutores.
Nos Apontamentos para Projecto de Instalaes Elctricas II, sero referidos, em particular,
os Postos de Transformao, os equipamentos para fornecimento de energia elctrica em
caso de falha da rede de distribuio pblica, (grupos electrogneos e unidades estticas de
alimentao de energia sem interrupo). Considerar-se- em particular a elaborao do
Projecto de Licenciamento para Instalaes de Edifcios do tipo Industrial.
-
Captulo 1
5
1 INTRODUO
1.1 OBJECTIVOS DO PROJECTO
De um modo geral, entende-se por projecto de Instalaes Elctricas de um Edifcio o
documento que:
" tem por objectivo o traado e o dimensionamento das redes de canalizaes e
de condutores de energia elctrica, incluindo acessrios e aparelhagem de manobra
e proteco, indispensveis ao funcionamento do equipamento da obra.", (vid
Portaria 7/2/72 - Projectos de Obras Pblicas).
As instalaes que se designam genericamente por Instalaes Elctricas de Edifcios,
podem repartir-se por vrias especialidades, que se constituem num nico projecto global ou
em diferentes projectos especficos, como sejam:
Projecto de Instalaes Elctricas que inclui: alimentao de energia elctrica,
quadros elctricos, iluminao normal e de emergncia, sinalizao de sada,
circuitos de tomadas e de fora motriz, terras de proteco, sistemas de
proteco contra descargas atmosfricas e tambm sistemas de
intercomunicao vdeo de portaria;
Projecto de Postos de Seccionamento e Transformao;
Projecto de Centrais de Emergncia (Produo de energia elctrica);
Projecto de Infra-estruturas de Telecomunicaes em Edifcios (ITED); que
inclui: instalaes telefnicas e redes de dados, sistemas de captao e
distribuio de sinal rdio e televiso, e eventualmente sistemas de som;
Projecto de Segurana Contra Incndio, que compreende a deteco de
incndio, a extino fixa e porttil, e a compartimentao corta-fogo;
Projecto de Segurana Contra Intruso que compreende a deteco de
intruso, o controlo de acessos, Circuito Interno de TV (CCTV) entre outros.
-
Captulo 1
6
Para melhor compreenso, refira-se que se entende, em sentido lato, por Edifcio como
todos os estabelecimentos cuja utilizao seja uma ou vrias das indicadas:
Locais residenciais ou de uso profissional;
Estabelecimentos recebendo pblico, destacando-se principalmente; Hospitais,
Escolas, Estabelecimentos Comerciais e Edifcios de Uso Colectivo.
So de considerar tambm os tipos de utilizao seguintes:
Estabelecimentos de uso industrial;
Estabelecimentos de uso agrcola.
1.2 LEGISLAO E REGULAMENTAO
1.2.1 Regulamentao Aplicvel
A elaborao dos projectos de Instalaes Elctricas deve obedecer a um conjunto de
normas e de regulamentos que passamos a enumerar:
Regulamento de Segurana das Instalaes de Utilizao de Energia Elctrica
(RSIUEE) e Regulamento de Segurana das Instalaes Colectivas de Edifcios e
Entradas (RSICEE), ambos publicados no Dec.-Lei 740/74 e Dec.-Lei 303/76. Num
futuro prximo estes Regulamentos sero substitudos por um novo regulamento,
actualmente em aprovao pelo Governo Portugus, designado por Regras
Tcnicas;
Regulamento de Subestaes e Postos de Seccionamento e de Transformao
(Dec.-Lei n 42895, de 31.3.1960 e Dec. Reg. n 14/77 e n 56/85 e Portaria
n37/70);
Regulamento de Redes de Distribuio de Baixa Tenso (Dec.-Reg. n 90/84).
A elaborao dos projectos de instalaes elctricas, para alm do cumprimento das
normas Portuguesas (NP), das normas Europeias (EN) e dos Regulamentos referidos,
devem atender s orientaes e recomendaes das entidades oficiais de licenciamento e
empresas distribuidoras de energia elctrica, concretamente:
O Ministrio de Economia - Direco Geral de Energia (DGE);
A Associao Certificadora de Instalaes Elctricas (CERTIEL).
-
Captulo 1
7
As empresas distribuidoras de energia elctrica; EDP Energias de Portugal, EDA -
Electricidade dos Aores, EDM - Electricidade da Madeira.
1.2.2 Alguns Aspectos Relevantes
Nos captulos que se seguiro, sempre que oportuno, far-se- referncia aos Regulamentos
e Artigos que se aplicam a cada caso na elaborao do projecto.
A ttulo de informao, chama-se, desde j, a ateno para o RSIUEE, referindo-se em
particular alguns artigos, que o compem, nomeadamente:
I. Instalaes de baixa tenso. Definies. No qual se destaca o Art. 83 referente
"Classificao dos locais das instalaes".
II. Caractersticas dos materiais das instalaes, no qual se destacam:
Art. 106 "Caractersticas dos condutores", quanto ao seu emprego:
Isolamento, Flexibilidade, Resistncia s aces mecnicas, Resistncia
corroso, Blindagem elctrica, Temperatura ambiente. Associando-se a cada
tipo de cabo o cdigo respectivo.
Art. 111 "Caractersticas dos tubos e condutas", quanto ao seu emprego:
Resistncia s aces mecnicas, Estanquidade a lquidos, Flexibilidade,
Resistividade elctrica, Resistncia corroso, Blindagem elctrica,
Temperatura ambiente. Associando-se um cdigo a cada tipo de tubo.
Art. 115 "Codificao dos invlucros dos aparelhos", no qual se mencionam os
ndices de proteco IP e IK.
No Anexo 1.1 apresenta-se uma tabela referente aos ndices de Proteco
Mnimos em funo da classificao de estabelecimento das instalaes
consoante o ambiente do local, extrada das normas NP EN 60 529 e NP EN
50 102.
Art. 157 "Classes de proteco dos aparelhos de utilizao contra contactos
indirectos": refiram-se as classes: 0, 0I, I, II, III.
III. Condies gerais de estabelecimento das instalaes:
Art. 177 ao 278 Canalizaes elctricas", referindo-se o seu
estabelecimento, traado e dimenses".
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Captulo 1
8
Art. 299 ao 302 "Quadros", referindo-se sua montagem.
Art. 315 ao 352 "Aparelhos de utilizao", referindo-se a aparelhos de
iluminao , mquinas elctricas, aparelhos de climatizao, tomadas.
Art. 353. ao 358 "Instalaes de emergncia de segurana", referindo-se
sua alimentao e estabelecimento.
IV. Condies de estabelecimento das instalaes consoante o ambiente local:
Art. 359 ao 414 "Classificao dos locais". Em especial refira-se: os locais
com risco de incndio, tipos 1,2 e 3:
Tipo 1 - "Locais em que a probabilidade de se verificar um incndio
elevada, sendo considerados como tais aqueles em que so trabalhadas,
manuseadas ou armazenadas fibras inflamveis, ou fabricados materiais
produzindo poeiras, partculas leves ou gases combustveis";
Tipo 2 - "locais em que a probabilidade de se verificar um incndio , em
regra, pequena, mas, no caso de este se declarar, as suas consequncias
podem ser particularmente graves";
Tipo 3 - "locais em que deve ser assegurado o funcionamento dos
respectivos circuitos, mesmo em caso de incndio".
Os estabelecimentos recebendo pblico e os edifcios de grande altura so
considerados do tipo 2 ou 3.
V. Condies de estabelecimento das instalaes consoante a utilizao do local.
Art. 418. e 419. Potncias mnimas e coeficientes de simultaneidade a
considerar no dimensionamento das instalaes de utilizao. (sero referidos
em particular, no Captulo 2);
Art. 420 ao Art. 426. Nmero de fases das instalaes, corte geral de uma
instalao de utilizao, localizao do quadro de entrada, queda de tenso
admissvel e seco nominal mnima dos condutores das canalizaes (sero
referidos em particular, no Captulo 4);
Art. 435 ao 441 Locais residenciais ou de uso profissional;
Art. 442 ao 513 Estabelecimentos recebendo pblico.
-
Captulo 1
9
VI. Proteco das instalaes: Sendo referidos os critrios para o estabelecimento das
proteces das canalizaes contra curto-circuitos e sobrecargas, tipo de aparelhos
e selectividade (referncias nos Captulos 3 e 4).
VII. Proteco das pessoas (referida no Captulo 5):
Proteco contra contactos directos; garantida pelo isolamento das instalaes;
Proteco contra contactos indirectos; garantida pela ligao das massas
terra ou pela utilizao de tenso reduzida inferior ou igual a 25 V.
1.3 ORGANIZAO E PLANEAMENTO DOS PROJECTOS DE
ELECTRICIDADE
1.3.1 - Tipos e Categorias das Instalaes Elctricas
No que se refere a licenciamento das instalaes elctricas podem distinguir-se dois tipos:
as instalaes de abastecimento (servio) pblico e as instalaes de servio particular.
Inserem-se neste ltimo tipo as instalaes de edifcios, que podem, por sua vez, classificar-
se em diferentes categorias:
q 1 Categoria: Instalaes de carcter permanente com produo prpria. Por
exemplo os grupos geradores de emergncia;
q 2 Categoria: Instalaes alimentadas por uma rede elctrica pblica de alta tenso.
Esto nesta categoria as instalaes que possuem postos de transformao;
q 3 Categoria: Instalaes de baixa tenso no pertencentes 1 categoria, situadas
em recintos pblicos ou privados destinados a espectculos ou outras diverses. Por
exemplo, teatros, cinemas, casinos, circos, associaes recreativas e desportivas,
entre outras;
q 4 Categoria: Instalaes com carcter permanente que ultrapassem os limites de
uma propriedade particular, como por exemplo as instalaes que incluam linhas
areas de alta tenso de extenso superior a 500 m;
q 5 Categoria: Instalaes que no pertenam a nenhuma das categorias anteriores e
que sejam alimentadas em baixa tenso por uma rede de distribuio pblica.
-
Captulo 1
10
Os edifcios podem pertencer a uma nica entidade, que se assume como consumidor nico
de energia elctrica, ou a vrias entidades constituindo fraces autnomas, como tal
coexistindo diferentes consumidores de energia.
No primeiro caso, desde que a potncia seja superior a um determinado valor, o distribuidor
pblico obriga existncia de um posto de transformao prprio (PT Cliente 2
categoria). Esse valor depende das condies locais da rede de mdia tenso, sendo
habitualmente superior a 160 kVA. No segundo caso as instalaes so sempre alimentadas
em baixa tenso (5 categoria).
Um edifcio pode ter instalaes de diferentes categorias. Refira-se, a ttulo de exemplo os
edifcios de escritrios e os centros comerciais de grandes dimenses, nos quais existem
vrias entidades consumidoras de energia, podendo considerar-se que a instalao elctrica
composta por:
Consumidores autnomos (habitaes, lojas, pequenos escritrios) constituindo uma
5 categoria;
Centrais de ar condicionado e outros servios comuns, de valores de potncia muito
elevado, alimentadas por PT prprio constituindo uma 2 categoria;
Central produtora de energia elctrica de emergncia, constituindo uma 1 categoria.
1.3.2 - Fases do Projecto
A evoluo temporal da concepo do projecto de instalaes elctricas compreende vrias
fases de elaborao, que so funo do grau de definio dos objectivos e constituio das
instalaes e equipamentos.
As fases que, no limite, se podem considerar so:
q Programa preliminar;
q Estudo prvio;
q Anteprojecto ou projecto base;
q Projecto de licenciamento;
q Projecto de execuo;
q Assistncia tcnica.
-
Captulo 1
11
A aceitao de todas estas fases em determinado projecto, est sempre condicionada a
acordo prvio com a entidade promotora desse mesmo projecto, isto , o Dono da Obra.
I. O programa preliminar constitui um documento no qual so definidos pelo dono da
obra os objectivos, caractersticas orgnicas e funcionais, condicionalismos financeiros,
custos e prazos de execuo a observar na concepo de projecto. Este documento
pode conter tambm as seguintes informaes especiais:
Ordem de grandeza das capacidades dos diferentes equipamentos;
Localizao dos equipamentos, edifcios e instalaes necessrias ao seu
funcionamento.
II. O estudo prvio constitui um documento elaborado pelo autor do projecto com base no
programa preliminar, no qual so definidas de um modo geral, as solues preconizadas
para a realizao da obra. Inclui:
Memria descritiva com a descrio geral das instalaes;
Elementos grficos elucidativos das solues propostas;
Dimensionamento aproximado dos principais equipamentos;
Localizao dos principais equipamentos, por exemplo; postos de transformao ,
centrais de emergncia;
Pr-avaliao de potncias elctricas;
Estimativa de custo da obra;
III. O anteprojecto ou projecto base constitui o desenvolvimento do estudo prvio, aps
aprovao pelo dono da obra, apresentando com maior grau de pormenor alguns
aspectos da soluo ou solues alternativas. composto por:
Peas escritas que descrevam as solues adoptadas;
Plantas a escala apropriada com a implantao de aparelhagem e equipamentos,
por exemplo; aparelhos de iluminao, tomadas, quadros elctricos e equipamentos
especficos;
Eventualmente, estudos tcnico-econmicos que suportem as solues
apresentadas.
-
Captulo 1
12
IV. O projecto de licenciamento constitui um documento elaborado pelo autor do projecto
a partir do estudo prvio ou do anteprojecto aprovado pelo dono da obra, que se destina
obteno de licena de construo e ligao rede pblica de distribuio de energia,
e que ser apreciado pelas entidades competentes para verificao do cumprimento das
disposies regulamentares, e de toda a legislao aplicvel. Inclui:
Memria descritiva e justificativa com a descrio geral das instalaes e
apresentao dos clculos de dimensionamento dos circuitos de alimentao;
Plantas escala apropriada (tipicamente 1/100), com o traado de circuitos e a
implantao de aparelhagem e equipamentos;
Cortes e alados escala 1/20 com implantao de equipamento, (postos de
transformao e grupos de emergncia);
Esquemas unifilares de quadros elctricos e diagramas de princpio;
Fichas Electrotcnica e de Identificao (Anexo 1.2) e termo de responsabilidade.
V. O projecto de execuo constitui um documento elaborado pelo autor do projecto a
partir do projecto de licenciamento aprovado, que se destina a constituir um processo a
apresentar a concurso para adjudicao da empreitada de execuo dos trabalhos.
Inclui:
Caderno de encargos;
Memria descritiva com a descrio geral das instalaes;
Plantas escala apropriada (tipicamente 1/100), com o traado de circuitos e a
implantao de aparelhagem e equipamentos;
Cortes e alados escala 1/20 com implantao de equipamento, (postos de
transformao e grupos de emergncia);
Esquemas unifilares de quadros elctricos e diagramas de princpio;
Listas de medies e de oramento.
VI. A fase de assistncia tcnica corresponde prestao de servios complementares,
no acompanhamento do processo de concurso e adjudicao, e durante a execuo da
obra.
-
Captulo 1
13
Durante o processo de concurso:
Preparao do concurso para adjudicao da empreitada;
Prestao de esclarecimentos e informaes solicitados por candidatos;
Apreciao das propostas, estudo, comparao de preos e prazos de
execuo e capacidade tcnica dos candidatos execuo da obra;
Durante a execuo da obra:
Esclarecimentos de dvidas de interpretao e prestao de informaes
complementares relativas a ambiguidades e omisses de projecto;
Apreciao de documentos tcnicos apresentados pelos empreiteiros;
Assistncia ao dono da obra na verificao da qualidade dos materiais e da
execuo dos trabalhos, fornecimento e montagem dos equipamentos e
instalaes.
A assistncia tcnica no abrange normalmente a direco, administrao e
fiscalizao da obra.
-
Captulo 2
14
2 BALANO DE CARGAS
2.1 CRITRIOS DE AVALIAO
2.1.1 Generalidades
O balano de cargas de uma instalao de utilizao de energia elctrica consiste na
listagem das potncias previstas para os diferentes consumidores e utilizadores dessa
instalao. Como tal constitui um elemento base para o correcto dimensionamento e
definio da concepo dessa mesma instalao, nomeadamente na avaliao do tipo de
alimentao de energia elctrica (opo entre mdia ou baixa tenso), no valor da potncia
a contratar, no tipo de redes de distribuio a considerar.
A obteno do balano de cargas baseada em diversos parmetros dos quais se refere:
O tipo e funo do consumidor ou utilizador;
A rea til de utilizao (excluem-se os compartimentos de rea inferior a 4 m2, as
cozinhas, as casas de banho e os corredores);
As potncias previstas para as diferentes cargas;
Nas instalaes de edifcios, quer os destinados a habitao, quer os destinados a servios
(escritrios, hotis, hospitais, escolas, estabelecimentos comerciais), so normalmente
desconhecidos o tipo, as caractersticas e a potncia dos receptores que estaro ligados
aos circuitos de utilizao. Tambm o modo como a instalao ser explorada, poder ser
relativamente desconhecido.
Estes aspectos levam-nos a estabelecer alguns critrios que nos permitam determinar a
potncia das instalaes de utilizao elctrica, com base em valores estimados como
sejam:
Determinao da potncia previsvel da instalao tendo por base rcios de potncia
por unidade de rea (VA/m);
A assumpo de determinado tipo de funcionamento, ponderando os valores de
potncia pelo recurso a coeficientes de utilizao e de simultaneidade.
-
Captulo 2
15
2.1.2 Potncias Unitrias das Instalaes de Utilizao
A determinao da potncia previsional de uma instalao passa pela definio de rcios de
potncia por unidade de rea (VA/m) que so funo do tipo de utilizao da instalao.
Na tabela 2.1 so apresentados, as potncias mnimas a considerar no dimensionamento
das instalaes de uso residencial ou profissional, e na tabela 2.2 os valores mnimos
admissveis para os circuitos de iluminao e tomadas, para edifcios recebendo pblico.
Tabela 2.1: Edifcios Residenciais - Potncias unitrias (RSIUEE - Art. 435).
Tipo de Instalao Potncia unitria
Iluminao e tomadas de usos gerais 25 VA/m2
Instalaes fixas ou no de climatizao ambiente
elctrica
80 VA/m2
Mquinas de lavar ou secar 3,3 kVA
Cozinha elctrica em habitaes
- at 3 divises (T2)
- 4 divises (T3)
- 5 divises (T4)
- mais de 5 divises
3 kVA
4 kVA
5 kVA
8 kVA
Aquecimento elctrico de guas para habitaes
- at 3 divises (T2)
- 4 divises (T3)
- 5 (T4) e mais divises
1,5 kVA
2 kVA
3 kVA
Constata-se, por um lado, que esses valores regulamentares so, por vezes, largamente
ultrapassados, e por outro, que esses mesmos regulamentos so omissos quanto a rcios
ou estimativas de potncia para outro tipo de consumidores relativamente frequentes nos
edifcios actuais como sejam: sistemas de ar condicionado e ventilao, elevadores,
bombagem de guas de incndio, etc. Por esse motivo apresenta-se a tabela 2.2, que tem
-
Captulo 2
16
por base o Quadro XIV do Artigo 418. de RSIUEE, mas na qual se faz igualmente
referncia a valores recomendados pela boa prtica de projecto.
Tabela 2.2: Edifcios Recebendo Pblico Potncias unitrias e coeficientes de simultaneidade.
Tipo de Instalao Potncia
unitria (mn.
regulamentar)
Potncia unitria
(Recomendado)
Coeficiente de
simultaneidade
Escritrios
< 1000 m
> 1000 m
30 VA/m2
30 VA/m2
60 VA/m2
60 VA/m2
1
0,75
Escolas 30 VA/m2 40 VA/m2 1
Locais de Culto, Bibliotecas,
Museus
10 VA/m2 25 VA/m2 1
Hospitais
< 2500 m
> 2500 m
20 VA/m2
20 VA/m2
40 VA/m2
40 VA/m2
0,4
0,3
Hotis
< 1000 m
> 1000 m e < 4000 m
> 4000 m
20 VA/m2
20 VA/m2
20 VA/m2
3500 VA/quarto
4000 VA/quarto
4000 VA/quarto
0,5
0,4
0,3
Restaurao 20 VA/m2 200 VA/m2 1
Comrcio 20 VA/m2 40 VA/m2 1
Armazns
< 1000 m
> 1000 m
4 VA/m2
4 VA/m2
10 VA/m2
10 VA/m2
1
0,75
Garagens / Estacionamento 4 VA/m2 10 VA/m2 1
Sistemas de Ventilao 25 VA/m2 1
-
Captulo 2
17
2.1.3 Coeficientes de Utilizao e Simultaneidade
Os resultados globais na determinao da potncia de uma instalao, devem ser
ponderados por coeficientes de utilizao Ku e por coeficientes de simultaneidade Ks:
O coeficiente de utilizao Ku, caracteriza o regime de funcionamento de um
receptor, estabelecendo a relao entre a potncia que se presume utilizada e a
potncia nominal instalada;
O coeficiente de simultaneidade Ks, caracteriza o regime de funcionamento de uma
instalao.
Por exemplo, uma central de ar condicionado poder ser genericamente constituda por:
Gerador de gua fria (Chiller); Gerador de gua quente (Caldeira); Bombas de circulao de
gua (uma em funcionamento, uma segunda em stand-by e uma terceira de reserva). Como
facilmente se perceber, no h coincidncia de utilizao das diferentes cargas elctricas
associadas aos equipamentos referidos. Assim haver lugar definio de um coeficiente
de utilizao.
Quanto a outro tipo de cargas, por exemplo, circuitos de iluminao, circuitos de tomadas ou
de fora motriz, coloca-se o problema da simultaneidade de funcionamento da parcialidade
ou da globalidade dos circuitos, havendo lugar, nestes casos, definio de coeficientes de
simultaneidade parciais e globais.
A utilizao, quer dos valores unitrios previsveis de potncia, quer dos coeficientes de
simultaneidade, dever ser considerada unicamente como orientao, no dispensando
uma anlise crtica a cada situao particular. Note-se que, em qualquer caso, devero
garantir-se sempre os mnimos de potncia impostos pelos regulamentos.
Receptores e utilizadores de energia elctrica
Na tabela 2.3 apresentam-se os valores de coeficientes de simultaneidade para receptores e
utilizadores de energia elctrica no geral.
Colunas montantes
Na tabela 2.4 apresentam-se coeficientes de simultaneidade a considerar no
dimensionamento de colunas montantes de edifcios de uso residencial (habitao),
conforme Art. 25 do RSICEE. (Regras 803.2.4.3.2)
-
Captulo 2
18
Tabela 2.3: Coeficientes de simultaneidade
Tipo de Receptores Coef. simultaneidade Ks
Instalaes de iluminao 1
Instalaes de tomadas
0,1 + 0,9/N
(N = n de circuitos de tomadas)
Inst. de aquecimento elctrico 1
Ar condicionado 1
Aparelhos de cozinha 0,7
Elevadores: - Motor de maior potncia
- Motor seguinte
- Outros motores
1
0,75
0,60
Tabela 2.4: Coeficientes de simultaneidade para colunas montantes
N de instalaes de utilizao situadas a jusante
Coeficientes de simultaneidade
At 4 1,00
5 a 9 0,75
10 a 14 0,56
15 a 19 0,48
20 a 24 0,43
25 a 29 0,40
30 a 34 0,38
35 a 39 0,37
40 a 49 0,36
50 0,34
Para colunas alimentando outras instalaes de utilizao, que no sejam destinadas a uso
residencial, dever utilizar-se o coeficiente de simultaneidade 1.
Estes coeficientes so aplicados ao clculo das potncias totais previsveis de uma
instalao ou de um determinado quadro elctrico, mas no podem ser usados no
dimensionamento de cabos de alimentao de um dado receptor.
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Captulo 2
19
Redes de distribuio pblica
No caso das redes de distribuio pblica o coeficiente de simultaneidade a utilizar Ks
calculado com base na frmula
N,
,K s850
150 += (2.1)
onde N representa o nmero de instalaes alimentadas.
Na tabela 2.2 j referida apresenta-se para alm da listagem das potncias mnimas
regulamentares e das potncias recomendadas para o tipo de cargas mais comum, os
coeficientes de simultaneidade para cada um dos diferentes consumidores, em edifcios
recebendo pblico.
2.2 POTNCIA INSTALADA E CONTRATADA
A determinao da potncia instalada efectuada pelo clculo de potncia previsvel
afectada pelo coeficiente de simultaneidade, como se refere no ponto anterior, desde que
no se conhea realmente a potncia de todos os receptores instalados.
A potncia contratada corresponde potncia efectivamente disponibilizada pelo
distribuidor pblico de energia elctrica, sendo de considerar dois casos distintos:
Nas instalaes de 5 categoria a potncia contratada, expressa em kVA,
corresponder potncia instalada ajustada ao valor da potncia contratual,
conforme consta do Tarifrio em vigor;
Nas instalaes de 2 categoria a potncia contratada, expressa em kW,
corresponder potncia instalada ponderada de um factor de utilizao e do factor
de potncia previsvel para a instalao.
Os valores da potncia contratual para a baixa tenso (5 categoria) so:
3,45 kVA (15 A / 230 V), 6,9 kVA (30 A / 230 V) e 10,35 kVA (45 A / 230 V), com
alimentao monofsica e contagem de energia directa, sendo a entrada equipada
com disjuntor diferencial de corte de entrada, opo de tarifa simples ou bi-horria;
10,35 kVA (15 A / 400 V), 13,8 kVA (20 A / 400 V), 17,25 kVA (25 A / 400 V) e 20,7
kVA (30 A / 400 V), com alimentao trifsica, contagem directa e disjuntor
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Captulo 2
20
diferencial de entrada, opo de tarifa simples ou bi-horria;
27,6 kVA (40 A / 400 V), 34,5 kVA (50 A / 400 V) e 41,4 kVA (60 A / 400 V), e
superiores, com alimentao trifsica e contagem indirecta, opo de tarifa bi-horria
ou tri-horria.
No clculo das instalaes colectivas e entradas, nos locais de habitao ou edifcios
residenciais, no devem ser consideradas potncias nominais inferiores s seguintes
(Regras Tcnicas, Parte 8 / Seco 803.2.4.3.1):
Em locais de um compartimento 3,45 kVA;
Em locais de dois a seis compartimentos 6,90 kVA;
Em locais com mais de seis compartimentos 10,35 kVA.
No caso das instalaes de mdia tenso (2 categoria), a potncia instalada corresponde
potncia nominal do posto de transformao. O tarifrio em vigor prev que se possa
contratar at 50% da potncia instalada, expressa em kW.
Atenda-se a que a potncia contratual depender em ltima anlise do utilizador e,
concretamente, do tipo de explorao que este entenda assumir na sua instalao. Em
qualquer circunstncia sempre possvel rever o valor do contrato de fornecimento de
energia desde que no se ultrapasse o valor da potncia instalada. no entanto o valor da
potncia instalada que condiciona todo o dimensionamento da instalao.
De referir tambm a capacidade relativa de sobrecarga das redes elctricas e dos
transformadores de potncia, que se admite durante curtos lapsos de tempo. Esta
propriedade dos equipamentos permite absorver ultrapassagens de potncia relativamente
aos valores de dimensionamento das instalaes, por perodos de tempo da ordem da hora.
2.3 MTODO DE CLCULO
Em sntese pode estabelecer-se o mtodo de clculo seguinte:
I. Numa fase inicial, que podemos designar por estudo prvio, a Arquitectura
disponibiliza a definio dos espaos quanto a reas e tipo de utilizao. De
posse destes elementos define-se um balano de cargas previsional na base
dos rcios de potncia por unidade de rea e dos coeficientes de
simultaneidade, obtendo-se uma pr-avaliao da potncia global da
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Captulo 2
21
instalao. O balano de cargas previsional permite uma pr-definio das
redes elctricas, nomeadamente na definio do tipo de alimentao, se em
baixa, se em mdia tenso, e do valor da potncia instalada.
II. Numa segunda fase, coincidindo com a evoluo da Arquitectura no sentido
duma definio e caracterizao final dos espaos, sero definidos os
diferentes tipos de utilizadores (fraces autnomas e/ou cargas especficas).
Nesta fase corrigem-se os valores previsionais de potncia anteriormente
obtidos e determinam-se as potncias instaladas por consumidor, corrigidas ao
valor de potncia contratual mais prxima, no caso das fraces autnomas.
Obtm-se dados sobre as potncias de equipamentos especficos como sejam:
- Centrais de ar condicionado; - Sistemas de ventilao; - Centrais de
bombagem de guas; - Elevadores, etc.
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Captulo 3
22
3 INSTALAES COLECTIVAS E ENTRADAS
3.1 ESTRUTURA DAS INSTALAES COLECTIVAS
A escolha do tipo e modo de alimentao de energia elctrica a um consumidor especfico
depende de diversos factores, entre os quais so de referir: o tipo, a funo e a potncia das
cargas a alimentar.
No caso de edifcios com uma nica instalao de utilizao (consumidores individuais
isolados), a estrutura da rede relativamente simples, sendo constituda por:
q Ramal de entrada, responsabilidade da entidade distribuidora de energia;
q Portinhola; conforme NP-1270;
q Entrada, constituda pela canalizao elctrica, contadores de energia, aparelho de
corte geral e quadro de entrada (QE).
As instalaes elctricas de utilizao inseridas num mesmo edifcio, exploradas por
entidades diferentes (constituindo fraces autnomas), que em regra tero necessidade de
potncias relativamente pequenas (tipicamente inferiores a 50 kVA) sero alimentadas em
baixa tenso atravs da Instalao Colectiva do edifcio cuja estrutura composta por:
q Ramal de entrada, responsabilidade da entidade distribuidora de energia;
q Quadro de colunas QC, (NP-1271), que distribui a energia elctrica ao quadro de
servios comuns QSC, e s colunas montantes do edifcio;
q Colunas montantes, constitudas pelas canalizaes elctricas e caixas de coluna
(NP-1272). As colunas montantes so obrigatoriamente trifsicas, constitudas por
cabos ou condutores cuja seco no poder ser inferior a 10 mm;
q Entradas, constitudas pelas canalizaes de entrada em cada fraco, contadores
de energia elctrica, aparelhos de corte de entrada (ACE) e respectivos quadros de
entrada (QE).
-
Captulo 3
23
A Instalao Colectiva, pode ser classificada, em funo da localizao dos contadores,
como sendo:
q Descentralizada, caso em que os contadores se situam junto entrada das
instalaes (figura 3.1);
q Centralizada, caso em que os contadores se situam num nico local, perto do
quadro de colunas, portanto afastados das entradas das instalaes (figura 3.2).
ENTRADAS - CONTAGEM DE ENERGIA E APARELHO DE CORTE DE ENTRADA
As entradas dos diferentes consumidores (fraces autnomas e/ou servios comuns) cuja
potncia instalada seja igual ou inferior a 31,14 kVA (3 x 45 A) tero aparelho de corte de
entrada (ACE) do tipo disjuntor diferencial limitador, que ser instalado pelo Distribuidor
Pblico de energia elctrica. A contagem de energia elctrica predominantemente directa.
A alimentao elctrica aos consumidores autnomos de potncia superior a 31,14 kVA (3 x
45 A) pode ter origem directamente do quadros de colunas, sendo a contagem de energia
elctrica predominantemente indirecta por meio de transformadores de corrente. Neste caso
no existiro aparelhos de corte de entrada.
Os contadores devem ser instalados de modo a que o ponto mdio de leitura fique a uma
altura de 1,20 m em relao ao pavimento.
A alimentao elctrica a cada fraco autnoma ser garantida por cabos protegidos por
fusveis de APC que tero origem nas caixas de coluna do piso correspondente s entradas.
Para qualquer das situaes referidas, e de acordo com as Regras Tcnicas, as
canalizaes de entrada devem ser constitudas por cabos ou condutores com seces
nunca inferiores a 6 mm e quando enfiados em tubos estes devem ter um dimetro igual ou
superior a 32 mm.
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Captulo 3
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Figura 3.1: Exemplo de uma instalao colectiva num edifcio de habitao multifamiliar com
2 colunas, com contagem descentralizada.
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Captulo 3
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Figura 3.2: Exemplo de uma instalao colectiva num edifcio de habitao multifamiliar,
com contagem centralizada.
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Captulo 3
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3.2 QUADROS ELCTRICOS
3.2.1 Caractersticas Gerais
Os quadros elctricos so os equipamentos onde se ir alojar toda a aparelhagem de
proteco e alguma da aparelhagem principal de manobra dos circuitos elctricos. Estes
equipamentos devem apresentar caractersticas gerais que garantam o seu correcto
funcionamento, pelo que se referem-se as mais significativas que condicionam a construo
dos quadros.
O invlucro dos quadros deve ter ndices de proteco IP e IK, adequados ao local onde se
inserem, de acordo com a norma NP EN 60 529.
Os barramentos devem ser construdos em barra de cobre electroltico, sendo o seu
dimensionamento efectuado para uma densidade de corrente de 2A/mm, de forma a que
estes suportem permanentemente o valor da intensidade de corrente nominal e os esforos
electrodinmicos da corrente de curto-circuito trifsico simtrico. Os quadros devem ter
igualmente barras de terra devidamente identificadas ao qual devem ser ligados os
condutores de proteco da instalao e da massa do quadro.
Os circuitos de potncia no interior do quadro devem ser executados por condutores
isolados, de seco correspondente dos circuitos da sada. Os circuitos auxiliares podem
ser executados por condutores flexveis desde que a sua seco mnima seja de 2,5 mm2.
3.2.2 Tipos de Quadros e Constituio
3.2.2.1 Quadros e Caixas de Coluna
Os Quadros e Caixas de Coluna so constitudos, em conformidade com as Normas NP
1271 e NP 1272.
Os Quadros de Colunas (QC), so compostos por diversas caixas (NP 1271), cujas
designaes, caractersticas e dimenses se indicam a seguir:
Caixa de corte geral de entrada, onde se aloja o interruptor de corte geral, conforme
a tabela 3.1;
Caixas de barramento, comportando um conjunto de barras trifsicas, (tabela 3.2);
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Captulo 3
27
Caixas de sadas, onde se alojam as bases de fusveis do tipo NH para a colocao
dos fusveis APC, para a proteco das colunas montantes e das sadas directas
(tabela 3.3).
Tabela 3.1: Caixa de corte geral de entrada.
Largura Altura Profundidade
GA 32 200 250 90
GB 100 220 320 115
GC 250
GD 400
GE 630
GF 800
GG 1250 600 850 195
150
550 850 195
Dimenses mnimas [mm]Tipo de caixa de corte geral
Intensidade de corrente
nominal [A]
350 500
Tabela 3.2: Caixas de barramento.
Largura Altura Profundidade
BAD 700 180 170
BAT 1050 180 170
BBD 700 250 170
BBT 1050 250 170
BCD 700 350 170
BCT 1050 350 170
100
630
1250
Tipo de caixa de barramento
Dimenses mnimas [mm]Intensidade de corrente
nominal [A]
Tabela 3.3: Caixas de sadas.
Largura Altura Profundidade
PA 1 x 32 --- 150 200 90PB 1 x 100 00PC 2 x 100 00 + 00PD 1 x 250 I 350 500 170PE 1 x 100 + 1 x 250 00 + I 500 500 170PF 1 x 400 II 350 500 170
Intensidade de corrente nominal [A]
Dimenses mnimas [mm]Tamanho dos corta-circuitos fusveis [NH]
220 500 170
Tipo de caixa de proteces
de sadas
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Captulo 3
28
As caixas de coluna (NP 1272), so equipadas por fusveis de APC com o calibre
adequado proteco das entradas dos diferentes utilizadores. Devem ficar instaladas em
cada piso em local acessvel, na continuidade da coluna montante. As caixas de coluna
apresentam as caractersticas indicadas na tabela 3.4.
Tabela 3.4: Caixas de coluna.
Largura Altura Profundidade
CAD 2 280 250 100
CAQ 4 470 250 100
CBD 2 320 300 100
CBQ 4 550 300 100
Tipo de caixa de coluna
Intensidade de corrente nominal [A]
32
63
Nmero de sadas
Dimenses mnimas [mm]
3.2.2.2 Quadros de Entrada (QE)
Os quadros elctricos de entrada de cada fraco autnoma, devem ser alimentados
directamente a partir das caixas de colunas existentes em cada piso e devem localizar-se na
entrada da fraco a que respeitam.
Estes quadros alojam os disjuntores de proteco dos circuitos de sada. Estes disjuntores
tm a corrente estipulada de 10 A para os circuitos de iluminao, protegendo condutores
de 1,5 mm2 de seco, e 16 A para os circuitos de tomadas, protegendo condutores de 2,5
mm2 de seco. Para sadas destinadas a circuitos de tomadas para mquinas de lavar,
secar ou outras cuja potncia seja significativa (> 2 kVA) as sadas devero ser individuais.
As diferentes sadas podem ser agrupadas por disjuntores ou interruptores diferenciais (com
a sensibilidade mxima de 300 mA para os circuitos de iluminao e 30 mA para os circuitos
de tomadas).
3.2.2.3 Quadros de Servios Comuns
Os servios comuns alimentaro tipicamente os circuitos seguintes:
Iluminao das escadas e outras zonas comuns, Iluminao de emergncia e
sinalizao de sada;
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Captulo 3
29
Alimentadores dos intercomunicadores de portaria e amplificadores de antenas TV;
Quadro da casa das mquinas dos elevadores e Quadro de Caves (garagens).
3.2.2.4 Quadros de Elevadores
Os quadros da casa das mquinas dos elevadores devem ser alimentados a partir do
quadro de servios comuns do edifcio. Estes quadros so constitudos pelas sadas
individuais para alimentao das mquinas dos elevadores e por todos os circuitos de
iluminao, tomadas e ventilao da sala das mquinas.
3.3 APARELHAGEM E EQUIPAMENTOS
3.3.1 - Caractersticas Gerais
As caractersticas tcnicas que definem estes equipamentos so as seguintes:
Tenso estipulada (Un): Tenso nominal do aparelho corresponde ao limite superior
de tenso mais elevada da rede onde instalado, em [V].
Frequncia nominal (f): a frequncia da rede de distribuio, em [Hz]..
Corrente estipulada (In): Intensidade de corrente nominal que atravessa o aparelho
sem aquecimento excessivo dos seus componentes, em [A]..
Poder de corte nominal (Pdc): valor mais elevado da intensidade de corrente que o
aparelho capaz de interromper em caso de curto-circuito, em [kA].
3.3.2 Aparelhagem de Manobra - Interruptores de Corte Geral
O corte geral dos quadros elctricos deve ser realizado por interruptores de corte omnipolar,
com as posies de ligado/desligado perfeitamente identificveis, montados isoladamente
na primeira fila de aparelhagem de cada quadro. Estes interruptores devem suportar a
intensidade de corrente nominal em permanncia e a intensidade de corrente de curto-
circuito at actuao dos dispositivos de proteco.
Nas instalaes cujo disjuntor limitador de potncia (ACE) se situa em posio contgua ao
do quadro de entrada, o corte geral do quadro pode ser efectuado neste aparelho
dispensando-se assim a montagem de interruptor de corte geral.
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Captulo 3
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3.3.3 Dispositivos de Proteco
A proteco dos circuitos elctricos contra sobrecargas e curto-circuitos realizada pelo
emprego de fusveis ou de disjuntores.
No caso dos quadros e das caixas de colunas empregam-se exclusivamente fusveis. Nos
outros tipos de quadros empregam-se preferencialmente disjuntores.
Para a proteco contra correntes residuais de defeito terra empregam-se os interruptores
e disjuntores diferencias.
3.3.3.1 Fusveis
Os fusveis normalmente utilizados so do tipo gG de alto poder de corte, (norma EN
60269), para a proteco contra sobrecargas e curto-circuitos, e do tipo aM apenas para
proteco contra curto-circuitos.
Estes fusveis so instalados em bases tipo NH com a dimenso adequada ao seu calibre.
Apresentam caractersticas de actuao conforme indicado na tabela 3.5 (Art 134 do
RSIUEE), onde Inf e If representam respectivamente a intensidade de corrente convencional
de no fuso e a intensidade de corrente convencional de fuso.
Tabela 3.5: Caractersticas dos fusveis.
I N I nf I f I nf I f[A] [A] [A] [A] [A]
6 9 1310 15 19 1,5 x I N 2,1 x I N16 22 2820 28 35 1,5 x I N 1,9 x I N25 35 4432 42 51 1,4 x I N 1,75 x I N40 52 6450 65 80 1,3x I N 1,6 x I N63 82 10180 104 128
100 130 160125 163 200160 208 256200 260 320250 325 400315 410 504400 520 640500 650 800630 819 1008800 1040 1280
1000 1300 1600
< 6 A
> 6 A e = 10 A
> 10 A e = 25 A
I N[A]
> 25 A
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Captulo 3
31
3.3.3.2 - Disjuntores
Os disjuntores para instalaes residenciais e anlogas so normalmente do tipo modular
de acordo com as normas EN 60898 e EN 60947.
Os disjuntores so equipados com disparadores do tipo trmico e magntico, sendo as
curvas de disparo frequentemente usadas as seguintes:
Tipo B (3 a 5 In) - Circuitos de iluminao com lmpadas incandescentes e
circuitos de tomadas;
Tipo C (5 a 10 In) - Circuitos de iluminao com lmpadas de descarga de alta
presso e fluorescentes com controlo de alta frequncia;
Tipo D (10 a 20 In) - Circuitos de fora motriz.
As curvas tempo/corrente correspondentes podem ser observadas na figura 3.3. Na tabela
3.6 apresentam-se as caractersticas de actuao disjuntores conforme consta do Art 134
do RSIUEE, onde Inf e If representam respectivamente a intensidade de corrente
convencional de no funcionamento e a intensidade de corrente convencional de
funcionamento.
Tabela 3.6: Caractersticas dos disjuntores
I N I nf I f I N I nf I f[A] [A] [A] [A] [A] [A]
1,1 x I N 1,3 x I N 1,05 x I N 1,2 x I N
6 6,6 7,8 100 105 12010 11 13 125 131,25 15016 17,6 20,8 160 168 19220 22 26 250 262,5 30025 27,5 32,5 400 420 48032 35,2 41,6 630 661,5 75640 44 52 1000 1050 120050 55 65 1250 1312,5 150063 69,3 81,9 1600 1680 1920100 110 130 2500 2625 3000125 137,5 162,5160 176 208
Disjuntor sem regulao Disjuntor com regulao
-
Captulo 3
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Figura 3.3: Curvas tempo/corrente para disjuntores modulares (EN 60898), temperatura de
referncia de 30C (extrado de informao tcnica da Siemens).
3.3.3.3 - Interruptores e Disjuntores de Corrente de Defeito Residual
Os interruptores e disjuntores de corrente de defeito residual, so sensveis s correntes
homopolares. A sua sensibilidade deve ser funo do tipo de carga: - 300mA para os
circuitos de iluminao; - 30mA para circuitos de tomadas e alimentao de equipamentos; -
10mA, para circuitos de equipamentos em ambientes hmidos ou molhados.
-
Captulo 4
33
4 CANALIZAES ELCTRICAS
4.1 GENERALIDADES
As canalizaes elctricas so constitudas pelos elementos elctricos que transportam a
corrente elctrica nomeadamente os cabos e condutores elctricos. Constituem igualmente
elementos das canalizaes elctricas os dispositivos de suporte e proteco mecnica,
como sejam por exemplo os tubos, caixas, calhas e caminhos de cabos.
Os tipos de montagem das canalizaes elctricas podem classificar-se em:
Instalaes ocultas, embebidas em paredes ou pavimentos constitudas tipicamente
por condutores enfiados em tubos e instalaes enterradas;
Instalaes vista, constitudas tipicamente por cabos fixos por braadeiras ,
condutores enfiados em tubos fixos por braadeiras ou enfiados em calhas fechadas,
e cabos em caminho de cabos ou esteiras.
Identificao dos condutores e cabos
Os condutores que constituem as canalizaes elctricas; quer isoladamente quer fazendo
parte de um cabo; so identificados conforme estabelecido pela norma europeia
harmonizada HD 308, que alterou recentemente o referido no RSIUEE Art. 180 do modo
seguinte:
Condutores de Fases (L1, L2, L3) em preto-cinzento-castanho;
Condutor de Neutro (N) em azul claro;
Condutor de Terra de Proteco (PE) em verde/amarelo.
A bainha exterior dos cabos de energia elctrica poder ser de cor creme ou cinzento claro
para aplicaes no interior, mas nas aplicaes no exterior deve ser obrigatoriamente de cor
preta (maior proteco aos raios ultravioletas da luz solar). Os cabos de controlo e
sinalizao podero ser identificados pela cores azul para a bainha exterior de modo a
permitir uma fcil distino relativamente aos cabos de energia.
-
Captulo 4
34
Correntes mximas admissveis nas canalizaes elctricas
As correntes mxima admissveis para cada um dos tipo de condutores e cabos dependem
da natureza da alma condutora (cobre, alumnio), e do isolamento (PVC , PEX) empregue,
do tipo da instalao e da temperatura ambiente a que esto sujeitos. As correntes mxima
admissveis para cada um dos tipo de condutores e cabos constam das tabelas
apresentadas no Anexo 2.
4.2 TIPOS DE INSTALAES
4.2.1 Canalizaes Fixas com Condutores Protegidos por Tubos
4.2.1.1 Condutores Isolados
Os condutores mais utilizados so dos tipos H07V-U e H07V-R, (fig. 4.1), definidos na
norma NP-2356.
So condutores com alma condutora em cobre e isolamento em PVC, para a tenso de
mxima de 700V. Estes condutores devem ser sempre protegidos por tubos, excepto
quando utilizados na electrificao de quadros elctricos.
4.2.1.2 Tubos
Os tubos mais utilizados, definidos na norma NP-1071, so os seguintes:
Tubo VD, em PVC rgido, para utilizao em instalaes vista fixo por
braadeiras ou embebido em alvenaria;
Tubo ERE, em Polietileno, para utilizao em instalaes embebidas em placas,
lajes ou outros elementos em beto;
Tubo em ao sem costura, para utilizao em instalaes sujeitas a aces
mecnicas intensas;
Tubo de PVC, para utilizao em instalaes enterradas (a uma profundidade de
0,7m em relao ao pavimento exterior).
Os dimetros mnimos a considerar para os diversos tubos so funo da seco e nmero
de condutores que se pretende alojar nesses mesmos tubos. Esses valores mnimos so
-
Captulo 4
35
referidos nos regulamentos nomeadamente: RSIUEE - Art. 243.- Dimetros de tubos para
instalaes de utilizao (tabela 4.1); RSICEE Art. 24. - Dimetros de tubos para colunas
montantes (tabela 4.2).
Tabela 4.1: Dimetros de tubos para instalaes de utilizao.
1 2 3 4 5
1,5 12 12 16 16 202,5 12 16 16 20 204 12 16 20 20 256 12 16 20 25 2510 16 25 25 32 3216 20 25 32 32 4025 25 32 40 40 5035 25 40 40 50 5050 32 40 50 50 6370 32 50 63 63 6395 40 50 63 75 75120 40 63 75 75 90150 50 63 75 90 90185 50 75 90 90 110240 63 75 90 110 110300 63 90 110 110 --- 400 75 110 --- --- --- 500 75 110 --- --- ---
Nmero de condutores
Dimetro nominal dos tubosSeco nominal dos condutores
(mm2)
Tabela 4.2: Dimetros de tubos para colunas montantes.
1 2 3 4 5
10 32 32 32 40 4016 32 32 40 40 5025 32 40 50 50 6335 32 50 63 63 6350 40 50 63 75 7570 40 63 75 75 9095 50 63 90 90 90120 50 75 90 110 110150 63 90 110 110 110185 63 90 110 110 --- 240 75 110 --- --- --- 300 75 110 --- --- --- 400 90 --- --- --- --- 500 110 --- --- --- ---
Seco nominal dos condutores
Dimetro nominal dos tubosNmero de condutores
-
Captulo 4
36
As caixas, a utilizar nas redes de tubagens de instalaes elctricas, devem ser do mesmo
material da tubagem, e so empregues como elementos da tubagem para passagem,
derivao e alojamento de aparelhagem terminal.
4.2.2 Canalizaes Fixas com Cabos
Designam-se por cabos de baixa tenso, os cabos cuja tenso estipulada menor ou igual
a 0,6/1kV. So normalmente empregues os seguintes tipos:
q Cabos PT-N05VV-U, 300/500 V, (fig. 4.2), com isolamento e bainha em PVC, alma
condutora em cobre, em instalaes entubadas ou vista, essencialmente para
circuitos de iluminao, tomadas, controlo e sinalizao;
q Cabos H1VV-R, 0,6/1 kV (ou VV), com isolamento e bainha em PVC, alma condutora
em cobre, em instalaes vista, para circuitos de distribuio de energia, (bainha
exterior cor preta se em instalaes expostas);
q Cabos H1XV-R, 0,6/1 kV (ou XV), com isolamento a polietileno e bainha exterior em
PVC, alma condutora em cobre, em instalaes vista, para circuitos de distribuio
de energia, (bainha exterior cor preta se em instalaes expostas);
q Cabos PT-N07VA7V-U, 500/750 V, (fig. 4.3), com isolamento e bainha em PVC,
blindagem em fita de alumnio, alma condutora em cobre, em instalaes entubadas
ou vista, para circuitos onde se torne necessrio a blindagem electromagntica;
q Cabos H1VZ4V-R, 0,6/1 kV (VAV), (fig. 4.4), com isolamento e bainha em PVC, alma
condutora em cobre, em instalaes enterradas, para circuitos de distribuio de
energia.
Figura 4.1: Condutor H07V-U Figura 4.2: Cabos PT-N05VV-U.
-
Captulo 4
37
Figura 4.3: Cabos PT-N07VA7V-U. Figura 4.4: Cabos VAV.
4.2.3 Canalizaes Amovveis
Nas instalaes amovveis empregam-se cabos com isolamento e bainha em PVC, alma
condutora em cobre flexvel, do tipo H05VV-F.
4.2.4 Canalizaes para Circuitos de Segurana
Na instalao dos circuitos cuja integridade deva ser mantida em caso de incndio
empregam-se cabos de cobre com isolamento melhorado ao fogo ou/e cabos com
isolamento resistente ao fogo. Estes cabos so definidos pelas Normas NP 665, IEC 60331,
IEC 61034 e IEC 60754.
q Cabos frt Caracterstica de no propagao do incndio, retardantes ao fogo;
q Cabos frs Cabos resistentes ao fogo, devem manter a integridade do circuito
quando submetidos aco directa da chama temperatura de 750C durante 90
minutos (IEC 60331);
q Cabos ls - Sem emisso de fumos opacos;
q Cabos la Sem emisso de fumos corrosivos;
q Cabos lt - Sem emisso de fumos libertados;
q Cabos zh - Sem emisso de halogneos, de fumos opacos e corrosivos.
4.2.5 Seleco do Tipo de Cabo e Condutor
A opo pelo tipo de cabo indicado para cada instalao depende essencialmente das
condies ambientais do local e ao tipo de carga.
-
Captulo 4
38
A opo pelo tipo de material do condutor, isto , cobre ou alumnio, deve ter em conta o
seguinte:
Para uma determinada intensidade de corrente a transportar, a seco de um cabo
em cobre menor que a seco de um cabo em alumnio, dado que a resistividade
do alumnio a 20C (rAl = 0,028 O/mm2.m) superior do cobre (rCu = 0,0172
O/mm2.m);
Os cabos em alumnio so mais leves do que os cabos em cobre pois o peso
especfico do alumnio de 2,7 g/cm3, sendo o do cobre de 8,89 g/cm3;
Para as mesmas seces os cabos em alumnio tm custos mais baixos que os de
cobre.
4.3 CLCULO DAS CANALIZAES ELCTRICAS
4.3.1 Critrios Gerais
O dimensionamento das canalizaes elctricas dever ser feito tendo em ateno os
aspectos seguintes:
A intensidade de corrente mxima admissvel no cabo (IZ);
A proteco dos condutores quanto ao aquecimento;
A queda de tenso mxima admissvel em funo do comprimento e utilizao dos
circuitos.
4.3.1.1 Proteco dos Condutores Quanto ao Aquecimento
A proteco dos condutores quanto ao aquecimento, deve ponderar o valor da intensidade
de corrente mxima admissvel no cabo (IZ) pelos factores de correco em funo da
temperatura mxima previsvel de funcionamento (Fc1) e da proximidade de vrias
canalizaes (Fc2), tendo em conta as condies seguintes:
ZfZNS I1,45IIII (4.1)
-
Captulo 4
39
Nestas expresses considera-se que:
IN - a intensidade de corrente nominal do aparelho de proteco;
IS - a intensidade de corrente de servio;
If - a intensidade de corrente limite de funcionamento do aparelho de proteco.
4.3.1.2 Quedas de Tenso Mxima Admissveis
As quedas de tenso mximas admissveis nas canalizaes desde a origem da instalao
at ao aparelho de utilizao electricamente mais afastado, supostos ligados todos os
aparelhos de utilizao que possam funcionar simultaneamente, em conformidade com o
Art. 425 do RSIUEE, no dever ser superior a:
Colunas montantes 1, %;
Entradas 0,5 %;
Circuitos de alimentao de quadros 2 %;
Circuitos de iluminao 3 %;
Circuitos de tomadas e de equipamentos 5 %.
Circuitos de motores elctricos no arranque 10 %.
4.3.1.3 Seces Mnimas dos Condutores
O dimensionamento das canalizaes elctricas dever tambm ter em ateno valores
para as seces mnimos dos condutores, que so funo do tipo de utilizao, conforme se
indica:
Circuitos de iluminao = 1,5 mm;
Circuitos de tomadas e de equipamentos = 2,5 mm;
Circuitos de alimentao de quadros = 4 mm;
Circuitos de alimentao das entradas = 6 mm;
Colunas montantes = 10 mm2.
-
Captulo 4
40
4.3.2 Clculo das Correntes de Servio
4.3.2.1 Quadros Elctricos (Cargas de Funcionamento Contnuo)
Esto nesta situao as cargas cujo funcionamento no est sujeito a sucessivos arranques
e paragens. A potncia instalada nestes quadros geralmente referida para cargas em
corrente contnua pela potncia activa (P) expressa em [kW]. Para as cargas em corrente
alternada considera-se a potncia aparente (S), expressa em [kVA].
A corrente de servio (Is) deve ser calculada pela aplicao das expresses seguintes.
q Instalaes em corrente contnua: U
PSI = (4.2)
q Instalaes em corrente alternada monofsica: SU
SSI = (4.3)
q Instalaes em corrente alternada trifsica: U
SSI 3
= (4.4)
4.3.2.2 Alimentao de Motores Elctricos
A potncia dos motores normalmente referida pela potncia til (Pu) expressa em [kW],
deste modo necessrio o clculo prvio da potncia absorvida (Pab) instalao elctrica
tendo o conhecimento do valor do rendimento do motor (h) como indicado em (4.5).
huP
abP = (4.5)
A corrente de servio deve ser calculada pela aplicao das expresses (4.6) a (4.8).
q Instalaes em corrente contnua: UabP
SI = (4.6)
q Instalaes em corrente alternada monofsica: jcosSU
abPSI = (4.7)
q Instalaes em corrente alternada trifsica: jcos3 U
abPSI = (4.8)
-
Captulo 4
41
4.3.2.3 Quadros Elctricos (Cargas de Funcionamento Intermitente)
Esto nesta situao as cargas cujo funcionamento est sujeito a sucessivos arranques e
paragens, como o caso dos quadros das casas das mquinas dos elevadores. Este facto
obriga ponderao dos sucessivos arranques da mquina que provocam um esforo
trmico suplementar nos cabos de alimentao.
Assim a corrente de servio para uma nica mquina deve ser calculada tendo em ateno
a expresso (4.9) e para mais de uma mquina pela expresso (4.10), onde:
Ieq - a intensidade de corrente equivalente em regime de arranques sucessivos,
para efeitos de dimensionamento das canalizaes;
Ieqt - a intensidade de corrente equivalente para um quadro que alimente vrias
mquinas;
Im - a intensidade de corrente nominal do motor;
Ia - a intensidade de corrente de arranque do motor;
aImIeqI3
1+= (4.9)
)3(6,0275,01 eqnIeqIeqIeqIeqtI ++++= K (4.10)
sendo n = o nmero de motores.
4.3.3 Clculo das Quedas de Tenso
A queda de tenso das canalizaes depende da impedncia dos cabos. No caso das redes
de baixa tenso para uma frequncia de 50 Hz, a reactncia indutiva dos cabos apresenta
um valor pouco significativo face ao valor da resistncia, pelo que a queda de tenso em
percentagem (?u) pode ser calculada pela aplicao das expresses simplificadas
seguintes:
q Instalaes em corrente contnua: 100.
.2=D
US
ILu
r (4.11)
-
Captulo 4
42
q Instalaes em corrente alternada monofsica: 100.
.2=D
SUS
ILu
r (4.12)
q Instalaes em corrente alternada trifsica: 100.
.3=D
CUS
ILu
r (4.13)
onde:
? - Resistividade do material da alma condutora temperatura ambiente [O/mm2.m);
L Comprimento do condutor [m];
S Seco do condutor [mm2];
I Intensidade de corrente estipulada [A]:
UC e US Tenso composta e tenso simples, respectivamente [V].
4.3.4 Mtodo de Clculo das Seces dos Condutores
Em sntese estabelece-se o mtodo, ilustrado na figura 4.5, e cujas etapas principais so as
seguintes:
Etapa 1: Identificao do tipo de carga e sua funo;
Etapa 2: Estabelecimento dos parmetros mnimos e mximos;
Etapa 3: Seleco do tipo de canalizao elctrica;
Etapa 4: Definio da proteco elctrica da canalizao;
Etapa 5: Clculo da corrente fictcia atendendo s condies ambientais e de
instalao;
Etapa 6: Obteno da seco do condutor por consulta a tabelas;
Etapa 6.1: Verificao das condies de proteco, e adopo de um valor
para a seco do condutor ou retorno ao incio da etapa 6 mas para seco do
condutor de valor superior;
Etapa 7: Verificao da queda de tenso. Adopo de um valor para a seco
do condutor ou retorno ao incio da etapa 6 mas para seco do condutor de
valor superior em caso de no conformidade do valor da queda de tenso.
-
Captulo 4
43
1. Identificao da carga Tipo e funo Quadro Elctrico - S; IsPotncia Nominal [kVA ou kW] Iluminao, tomadas - S; IsIntensidade de corrente de servio [A] Motores - Pu; Pab; Is
2. Parmetros condicionantes
Seco mnima [mm2] S mnQueda de tenso mxima [%] DU mx
3. Canalizao ElctricaTipo de cabo Isolamento PVC/PEXTipo de condutor (Cobre ou Alumnio) Cu ou AlMontagem Entubado; vista Comprimento [m] L; Fc1; Fc2Condies ambientais/agrupamento
4. Proteco ElctricaSeleco da proteco Disjuntor ou fusvelCorrente estipulada e de funcionamento Is = In ; I f
5. Clculo da corrente fictciaCorrente Fictcia [A] I fict = I n / F c1 x F c2Intensidade mxima da canalizao [A] Iz = I fict
6. Seco do Condutor / Tabela
Leitura de S [mm2] e de I'z [A] (tabela de cabos) Iz ? S 1; I' z (tabela)Correco de Iz [A] I'z = Iz x F c1 x F c2
Seco seguinte S2 > S1
S 1 > S minS 1 > S min
no If < 1,45 x Iz
sim
S1
7. SubRotina para verificao da queda de tenso Queda de
Tenso
Incio
Figura 4.5: Mtodo de clculo da seco dos condutores.
-
Captulo 4
44
4.4 SELECTIVIDADE DE PROTECES
Entende-se por selectividade de proteces a garantia de disparo no consecutivo de duas
proteces, colocadas em srie na sequncia de alimentao a uma carga, face a um
defeito localizado a montante da segunda proteco.
Normalmente os tipos de selectividade considerados so:
q Selectividade Cronomtrica
q Selectividade Amperimtrica
A selectividade cronomtrica garantida pela temporizao do disparo das proteces. Na
prtica o escalonamento das temporizaes realizado a intervalos de 0,5 segundos.
De acordo o RSIUEE para que seja garantida a selectividade amperimtrica de proteces
numa rede elctrica devem ser respeitada as relaes seguintes:
Entre fusveis. I1N 2 x I2N
Entre disjuntores I1N 2 x I2N
Fusvel a montante e disjuntor a jusante I1N 1,6 x I2N
Sendo
I1N o valor nominal da proteco a montante
I2N o valor nominal da proteco a jusante
4.5 CORRENTES DE CURTO-CIRCUITO
O clculo das correntes de curto-circuito nas instalaes colectivas e entradas deve basear-
se na informao do distribuidor pblico sobre o previsto para a sua rede. No entanto na
ausncia dessa informao podem utilizar-se, para o clculo das correntes de curto-circuito,
os valores convencionais seguintes:
q Potncia do transformador; STranf = 630 kVA;
q Tenso de curto-circuito; ucc = 4 % (10 kV ou 15 kV) ou 5 % (30 kV);
q Seco do cabo do ramal; s = 185 mm2 de alumnio (? = 0,028 O/mm2.m);
q Comprimento do ramal; l = 20 m.
-
Captulo 4
45
Tendo em ateno o circuito representado na figura 4.6 e atendendo s expresses (4.14) a
(4.17) pode determinar-se o valor das correntes de curto-circuito sada da baixa tenso do
transformador e aos terminais do cabo de distribuio, isto , entrada da instalao
colectiva (no quadro de colunas).
Z T Z C
U Icc 1 Icc 2
I
Figura 4.6: Esquema equivalente
W===
W===
003227018520
0280
01020630400
04022
,,Rsl
RZ
,kVA
V,R
SU
uZ
ramalramalramal
TransfTransf
cccTransf
r
(4.14)
W=+=+= 0134270003227001020 ,,,ZZZZ eqramalTransfeq (4.15)
O valor da corrente de curto-circuito aos terminais do cabo de distribuio corresponder ao
valor a considerar no quadro de coluna do edifcio.
kA,,.Z
UI
Tranf
ccc 722
010203400
31=== (4.16)
kA,,.Z
UI
eq
ccc 217
0134303400
32 === (4.17)
-
Captulo 4
46
Para cada um dos quadros de entrada da instalao h que considerar a impedncia do
respectivo cabo de alimentao, associado ao troo do cabo da coluna montante respectivo.
De referir que os disjuntores que equipam os diversos quadros elctricos tm de ter um
poder de corte (Pdc) superior ao valor da corrente de curto-circuito no ponto da rede onde
se encontra localizado o quadro de que fazem parte.
-
Captulo 5
47
5 PROTECO DE PESSOAS. TERRAS DE
PROTECO.
5.1 GENERALIDADES
As instalaes elctricas devem ser projectadas por forma a minimizar os riscos de acidente
resultantes da aco da corrente elctrica (choques elctricos). A proteco das pessoas
contra os perigos da electricidade pode classificar-se em duas categorias:
q Proteco contra contactos directos: contactos de uma pessoa com peas de
materiais ou equipamentos que se encontrem em tenso;
q Proteco contra contactos indirectos : contactos de uma pessoa com massas
metlicas normalmente sem tenso mas que, acidentalmente e devido a uma
deficincia, so colocadas em tenso.
5.2 PROTECO CONTRA CONTACTOS DIRECTOS
De acordo com o referido no Art. 597 do RSIUEE, a proteco de pessoas contra contactos
directos assegurada pelo isolamento ou afastamento das partes activas (normalmente em
tenso), colocao de anteparos ou recobrimento das partes activas com isolamento
apropriado.
Nalgumas situaes difcil a garantia de um isolamento completamente seguro, pelo que
se torna necessrio proceder aplicao de medidas complementares:
A utilizao de tomadas com alvolos protegidos, (especialmente indicadas para
tomadas onde existam crianas);
A utilizao de transformadores de isolamento da classe II, que consiste no
isolamento galvnico dos condutores activos da terra atravs de transformador
230/230 V;
O emprego de interruptores e disjuntores diferenciais de alta sensibilidade;
-
Captulo 5
48
A utilizao de uma tenso reduzida de segurana (tenso inferior a 50 V), como por
exemplo em mquinas ferramentas portteis e brinquedos para crianas.
5.3 PROTECO CONTRA CONTACTOS INDIRECTOS
5.3.1 Ligao das Massas Terra
A proteco de pessoas contra contactos indirectos assegurada pela ligao terra de
todas as massas metlicas normalmente sem tenso, associada utilizao de aparelhos
de corte automtico sensveis corrente diferencial - residual instalados nos quadros.
A ligao das massas terra ser efectuada pelo condutor de proteco includo em todas
as canalizaes e ligado ao circuito geral de terras atravs dos quadros. Os condutores de
proteco sero sempre de cor verde/amarelo, do tipo dos condutores activos e de seco
igual dos condutores de neutro.
Outra das aces conducentes proteco de pessoas consiste em dotar os edifcios de
ligaes equipotenciais com a rede de terras de proteco, atravs da ligao de condutores
entre todas as partes metlicas e o barramento principal de terra, nomeadamente:
Caminhos de cabos e calhas metlicas;
Estruturas metlicas de quadros e equipamentos;
Canalizaes metlicas de abastecimento de gua e de gs;
Elementos metlicos acessveis e estrutura metlica do edifcio;
5.3.2 Emprego de Disjuntores e Interruptores Diferenciais
A proteco de pessoas contra contactos indirectos ser, tambm, assegurada pela
instalao em todos os circuitos de utilizao de interruptores ou disjuntores diferenciais,
que garantem a proteco contra correntes de defeito terra.
Os aparelhos devem ter as sensibilidades adequadas ao tipo de circuitos de utilizao:
Mdia sensibilidade: ID = 300 mA para circuitos de iluminao;
Alta sensibilidade: ID = 30 mA para circuitos de tomadas e equipamentos;
Alta sensibilidade: ID = 10 mA para circuitos especiais.
-
Captulo 5
49
5.4 CONSTITUO DOS CIRCUITOS DE TERRA
5.4.1. Estrutura
A rede de terras num edifcio residencial deve apresentar uma estrutura cuja constituio
ser tipicamente a representada na figura 5.1, composta por:
q Anel de terras como elctrodo, constitudo por cabo de cobre nu enterrado ao nvel
das fundaes do edifcio, e que ser ligado a intervalos regulares estrutura
metlica das sapatas de modo a obter um anel com uma resistncia de terra no
superior a 1 W. Em certas situaes (edifcios de pequena dimenso), pode optar-se
por elctrodos do tipo vareta, tubo ou chapa para os quais a resistncia de terra deve
ser inferior a 10 W;
Elctrodo - Anel de terra ligado s fundaes
Condutores de proteco
Antenas
Barramento de terra do quadro
Condutor principal de proteco
Ligao equipotencial
Barramento principal de terra
Pra-raios
Condutor de proteco
Figura 5.1: Exemplo de ligaes terra num edifcio residencial
-
Captulo 5
50
q Condutores de terra (prumadas) com origem no elctrodo, que ligaro ao repartidor
geral do edifcio atravs de um ligador amovvel, e deste, aos barramento de terra do
quadro principal (quadro de colunas) do edifcio. A ligao das prumadas ao anel ser
efectuada atravs de soldadura aluminotrmica;
q Condutores de proteco destinam-se a efectuar a ligao das massas e elementos
condutores principais de proteco e barramento de terras e ligaro a todos os
quadros elctricos;
q Com origem em cada um dos quadros elctricos a rede de terras de proteco ser
constituda pelo condutor de proteco existente em todos os circuitos, que ter
sempre seco igual dos condutores de neutro e isolamento de cor verde/amarela.
5.4.2 Condutores de Terra e de Proteco
5.4.2.1 Constituio
Os condutores de terra e de proteco devem estar preparados para suportar em pleno a
intensidade de corrente de defeito previsvel sem qualquer alterao quer do ponto de vista
elctrico quer do ponto de vista mecnico.
Os condutores de terra de proteco podem ser de cobre nu, de alumnio ou de ao ou
ento de cobre isolado (bainha exterior na cor verde/amarelo).
A seco mnima dos condutores de proteco determinada essencialmente em funo da
seco dos condutores de fase respectivos:
Para as seces de fase at 16 mm2 o condutor de proteco ter a mesma seco
que o condutor de fase;
Para as seces de fase superiores a 16 mm2 o condutor de proteco ter a seco
correspondente a metade da seco do condutor de fase aproximada seco
normalizada imediatamente superior.
A seco mnima dos condutores de terra pode ser determinada conforme referido no
subcaptulo seguinte.
As seces mnimas dos condutores de equipotencialidade correspondem s seces
definidas para os condutores de proteco.
-
Captulo 5
51
5.4.2.2 Dimensionamento
Os condutores de terra sero dimensionados atendendo energia dissipada pela corrente
de curto-circuito antes da actuao das proteces, com a consequente elevao da
temperatura. Assim e de acordo com o art. 580 do RSIUEE, a seco mnima ser
determinada por:
DQ=
tdefIpS a
(5.1)
Sendo:
Sp = Seco do condutor de proteco [mm]
Idef = Intensidade da corrente de defeito franco [A]
t = Tempo de actuao da proteco [s]
DQ = Elevao de temperatura provocada pela corrente de defeito [C] nos
condutores de terra:
Condutor isolado ou cabo DQ = 90 C
Condutor nu DQ = 150 C
a = Constante dependente do material do condutor:
Condutores de cobre a = 13
Condutores de alumnio a = 8,5
5.4.3 Elctrodos de Terra
5.4.3.1 Tipos e Constituio
Os elctrodos de terra so elementos condutores enterrados no solo, cujo comportamento
condicionando pelas caractersticas do material da sua forma e dimenses. Normalmente
so considerados os elctrodos do tipo rede malhada (anel de fundaes), varetas e
chapas.
O anel de terras empregue nas fundaes dos edifcios pode ser reforado pela aplicao
de elctrodos simples de diversos tipos; chapas, varetas, tubos, perfilados, cabos e fitas,
quer em cobre quer em ao galvanizado. Estes elctrodos podem igualmente ser
-
Captulo 5
52
empregues em substituio do anel de terras, nomeadamente em edifcios residenciais de
pequenas dimenses ou unifamiliares.
A caixa de medio de terra que estabelece a ligao entre o condutor com origem no
elctrodo de terra e o condutor de terra deve comportar um ligador amovvel, de modo a
permitir a medio independente da resistncia de terra de cada elctrodo.
A resistncia do elctrodo de terra, medida no ligador amovvel, dever apresentar um valor
inferior a 10 Ohm, sem ter em conta a ligao equipotencial a outros servios.
Figura 5.2: Exemplo de elctrodo de terra
5.4.3.2 Dimensionamento
O clculo da resistncia de terra de elctrodos de terra pode ser efectuado de modo
aproximado pela aplicao das seguintes expresses:
Elctrodos de condutor horizontal (malha de fundaes)
hdL
LR
16
29log366,0
r= (5.2)
se os comprimentos das malhas se encontram entre 10 a 100 m pode considerar-se a
expresso simplificada L
Rr2
= .
-
Captulo 5
53
Elctrodos de condutor vertical (tipo vareta)
d
L
LR
3log366,0
r= (5.3)
se L > 100.d pode considerar-se a expresso simplificada L
Rr
= .
Elctrodos de placa vertical (tipo chapa)
+
+=rh
r
rR
5,21
8
r (5.4)
se 2rp
>h pode considerar-se a expresso simplificada r
,Rr
80= .
Sendo:
L = Comprimento do elctrodo (vareta) ou permetro da malha (anel) em [m].
r = Resistividade do solo em [W.m].
d = Dimetro do elctrodo [m].
h = Profundidade de enterramento do elctrodo [m].
r = Raio do crculo circunscrito superfcie da chapa [m].
Os valores de resistividade dos terrenos so bastante variveis, dependendo da sua
composio, temperatura e grau de humidade do solo e tambm da temperatura ambiente.
Na tabela 5.1 apresentam-se valores mdios que viabilizam um clculo aproximado das
resistncias de terra.
Tabela 5.1: Valores mdios a considerar de resistividade dos solos.
Tipo e Natureza do SoloResistividade mdia
(Ohm.m)
Terrenos arveis compactos e hmidos
50
Terrenos arveis negros, gravilhas compactas grosseiras
500
Terrenos pedregosos, areias secas e rochas permeveis
3000
-
Captulo 6
54
6 SISTEMAS DE PROTECO CONTRA
DESCARGAS ATMOSFRICAS
6.1 - INTRODUO
A formao em determinado local de uma nuvem de tempestade pode dar origem a um
campo elctrico entre a nuvem e o solo, cujo valor pode ser superior a 5 kV/m, ao nvel do
solo dando assim origem ao desenvolvimento de descargas (raios) a partir de
irregularidades do solo ou de massa metlicas. Essas descargas atmosfricas podem
originar diversos tipos de efeitos dos quais se referem-se os seguintes:
q Efeitos Trmicos: elevao da temperatura nos materiais podendo levar sua
destruio;
q Efeitos Electrodinmicos: originando foras de atraco e de repulso em condutores
prximos do ponto atingido pelo raio;
q Efeitos Acsticos (trovo): rudo provocado pela elevao de presso durante o
embate das nuvens;
q Efeitos de Induo: o escorvamento do arco atravs dos condutores cria um fluxo
magntico gerador de tenses elevadas;
q Efeitos Luminosos (raio): a luz emitida pelo raio provoca encandeamento na retina de
observadores prximos;
q Efeitos Indirectos: a disperso das correntes num solo heterogneo pode estabelecer
tenses de passo entre pontos vizinhos, perigosos para pessoas mas sobretudo para
animais.
Uma proteco coerente e completa contra descargas de origem atmosfrica deve prever
dispositivos destinados a: - 1) evitar as descargas directas e impedir o estabelecimento de
diferenas de potencial perigosos entre pontos vizinhos do edifcio; - 2) evitar ou minimizar
os efeitos da induo sobre aparelhagens elctricas e electrnicas e os efeitos das
sobretenses transmitidas pelas linhas de transmisso de energia elctrica.
A instalao de pra-raios no topo dos edifcios pode garantir a proteco aos primeiros
-
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fenmenos mencionados. Quanto aos fenmenos mencionados em segundo lugar, a
proteco de equipamentos pode ser garantida pela colocao de descarregadores de
sobretenso, nas linhas elctricas de alimentao de energia entrada dos quadros
elctricos.
6.2 CLASSIFICAO DOS EDIFCIOS E ESTRUTURAS
Os critrios empregues na definio dos sistemas para a proteco de edifcios e estruturas
avalia diversos tipos de parmetros tais como: o nmero anual expectvel de descargas,
tipo e utilizao do edifcio ou estrutura, valor dos equipamentos e garantia da continuidade
de servio.
Tabela 6.1: Classificao de riscos: proteco contra descargas atmosfricas.
Classificao Exemplos
AI 1 - Edifcios em locais de reduzida incidncia de descargas atmosfricas- Edifcios com proximidade imediata de estruturas de altura
significativamente superior- Edifcios localizados na base de escarpas profundas
AI 2 - Edifcios com implantao no assinalvel face ao terreno
AI 3 - Edifcios de altura superior a 25 m
- Edifcios com implantao saliente no terreno ou em elevaes significativas
- Edifcios em penhascos ou na orla martima
altura e implantao
Risco Atenuado
Risco Normal
Risco Agravado
dos edifcios
Riscos associados
Tabela 6.2: Classificao dos edifcios: proteco contra descargas atmosfricas.
Classificao Exemplos
CD 1 - Edifcios em locais de reduzida incidncia de descargas atmosfricas
CD 2 - Escolas, hotis, cinemas, hospitais, centros comerciais - Museus, Bibliotecas
- Centros de informtica, Telecomunicaes- Armazns de papel, cortia
CD 3 - Armazns de pesticidas- Armazns de combustveis, explosivos
Ocupao significativa
Contedos c/ risco incndio
Contedos alto valor econmicoContedos particular/ sensveis
Contedos c/ risco exploso
ocupao/utilizao
Sem riscos especiais
Contedos txicos, radioactivos
dos edifcios
Riscos associados
-
Captulo 6
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Tabela 6.3: Critrios de deciso sobre a necessidade de proteco contra descargas
atmosfricas.
Risco Atenuado Risco Normal Risco Agravado
(AI 1) (AI 2) (AI 3)
Dispensvel Aconselhvel Aconselhvel
Aconselhvel Necessrio Necessrio
Necessrio Necessrio Necessrio
ocupao dos edifcios
Estruturas comuns (CD1)
Estruturas com riscos especficos (CD2)
Estruturas com riscos para as imediaes (CD3)
Riscos associados Riscos associados altura e implantao de
edifcios e estruturas
6.3 PROTECO DIRECTA CONTRA DESCARGAS ELCTRICAS
6.3.1 Estrutura Geral
Para a definio dos sistemas de proteco contra descargas at
