Cálculo Simplificado da Corrente de Curto Circuito de

Cliente:

Ref.: ###

Nota: Preencher somente células em amarelo Valores Utilizados ###1. Dados kVA Z% R%

150 3.5 1.4

1.1 Transformador Trafo de 225 4.5 1.3

Tensão da Rede = 440 V Alimentação 300 4.5 1.2

Potência do Trafo = 1,000 kVA 500 4.5 1.1

Número de Trafos = 1 un. Trafo 750 5 1.6

1000 5 1.5

1.2 Alimentação In= 1312 A Ik'' = 26.2 kA 1500 6 1.5

2000 5.75 1.1

2500 5.75 1.1

Barramento (Cu) <-------- ou ---------> Cabo

H = mm 0 mm2 Bitola = 150.0 mm2 ###

L = mm Comprimento = 100.0 m ###

Nr. barras = /fase Nr. de cabos = 2.0 /faseComprimento = m ###

###

1.3 Painel Ik'' = 15.3 kA

H = mm0 mm2

Ik'' = 15.3 kA ###

L = mm ###

Nr. barras = /fase Quadro 1

Comprimento = m

1.4 Derivações###

Linha 2 ###

Bitola = 25.0 mm2 Ik'' = 7.3 kA

Comprimento = 30.0 m Nr. de cabos = 1.0 /fase

###

Linha 3 Quadro 2 ###

Bitola = 6.0 mm2Comprimento = 50.0 m Nr. de cabos = 1.0 /fase

2. RESULTADO Ik'' = 1.41 kA ###

r

In = 1,312 A ###

1.4

2.0 Carga fi=

1.2 1) Os resutltados obtidos devem ser avaliados por pessoa Capacitada/Habilitada

Sistema de Distribuição de Energia 1)

Corrente do Secund. Trafo

Ik" 3f = kA final

Ip 3f = kA final

Ik" 2f = kA final

Q0.

1

Q1. 1

Q0.

2

MT

BT

Esforços Provocados Pelas Correntes de Curto-Circuito

1 - Introdução

As correntes de curto-circuito provocam esforços térmicos e eletrodinâmicos nas barras, isoladores e nos

2 - Esforços Eletrodinâmicos desenvolvidos pela Corrente de Curto-Circuito

F = [ kgf / cm] (1)

A indução "B" vale:

B = (2)

Substituindo (2) em (1), tem-se:

F = (3)

Considerando o valor da corrente "i" em kA, temos:

F = (4)

Desta forma, para um determinado comprimento L, obteremos:

F = (5)

Onde: i em kAL em cmd em cm

demais elementos dos circuitos percorridos por essas correntes. O conhecimento desses esforços é essencial para dimensionarmos e selecionarmos os sistemas de barramentos, isoladores, distância entre isoladores, etc.

Na figura abaixo estão representados esquematicamente dois condutores paralelos percorridos por uma corrente "i", a uma distância "d", expressa em centímetros e um comprimento "L" também em centímetros. Sabe-se que entre os condutroes é exercida uma força

B x i10 x 981.000

2 x i10 x d

dL

ii

F = (6)

O Momento de inércia de uma seção retangular vale:(7)

Barras Coletoras (8)

Derivações (9)

A carga admissível "k", vale:

Cobre, k =

Alumínio k =

O momento resistente é (10)

Para que o valor do momento resistente resultante seja correto, a condição abaixo deve ser sempre satisfeita

(11)

Em um sistema trifásico, o cálculo dos esforços desenvolvidos no caso de curto-circuito bipolar não oferece nenhuma dificuldade. Os máximos esforços aparecem quando surge o valor de crista da corrente de curto-circuito (Is) - onde Is = fi x raiz(2) x Ik",

Substituindo-se o valor de "i" na fórmula anterior pela corrente "Is" expressa em kA, e considerando-se o comprimento do condutor em um metro, o esforço eletrodinâmico resultante será:

Quando o curto-circuito é tripolar o cálculo dos esforços eletrodinâmicos tornam-se mais difícil, sendo este o adotado no dimensionamento de barramentos, isoladores, chpas de quadros elétricos, etc. Visto ser o caso mais desfavorável entre os diversos tip

As barras são consideradas como vigas submetidas a uma carga uniformemente distribuída. Segundo a forma que estão montadas na figura acima, o momento de flexão "M" é expresso da seguinte forma:

Se a secção das barras não é retangular, determina-se em cada caso o valor do momento de inércia correspondente.

Com o cálculo mostrado, pode-se determinar, a distância L entre os isoladores (apoios), a secção das barras, etc, adotando previamente uma distância "d" entre os condutores.

Y

Y

X

X

F

b

h

F

b

h

3 - Esforços Térmicos Desenvolvidos pela Corrente de Curto-Circuito

(12)

Fonte: Klockner MoellerEspecificação e Projeto de Quadros Elétricos de B.T.Carlos A. MenzManfred P. Johann

Devido às correntes de curto-circuito, os componentes condutores são solicitados por um esforço térmico adicional, que depende, essencialmente do quadrado da intensidade e da duração do curto-circuito. O esforço térmico também depende das características

S =

Para dimensionar os barramentos é decisivo conhecer a intensidade de corrente que flui para o receptor, bem como o valor de crista da corrente dos possíveis curto circuitos. Normalmente, não é necessário considerar o valor eficaz da corrente de curto-circ

A tabela 1, deverá ser usada para o dimensioamento da secção do barramento de cobre para solicitação de corrente nominal. Uma vez escolhida a secção deverá ser verfificado se esta suporta o valaor de crista da corrente de curto circuito, de acordo com que

Tabela 1 - Tabela para dimensionamento do barramento de cobre para B.T. conforme DIN 43671

Bitola Área Peso

Instalações BlindadasSem Pintura Com Pintura

Polegada - mm mm2 kg/m A A A A A A1/8" x 3/4" 60 0.534 205 351 - 238 3973 x 20 59.5 0.529 204 348 - 237 3941/8" x 1" 80 0.712 263 442 - 308 5043 x 25 74.5 0.663 245 412 - 287 4701/4" x 1" 160 1.42 421 756 - 495 8545 x 25 124 1.11 327 586 - 384 6623/16" x 1 1/4" 150 1.34 381 676 - 450 7655 x 30 149 1.33 379 672 - 447 7603/16" x 1 1/2" 180 1.6 436 756 986 518 861 10315 x 40 199 1.77 482 836 1090 573 952 10403/8" x 1 1/2" 362 3.22 648 1170 1605 771 1333 181410 x 40 399 3.55 715 1290 1770 850 1470 20003/8" x 2" 483 4.3 824 1461 1974 987 1665 224610 x 50 499 4.44 852 1510 2040 1020 1720 23201/4" x 1 1/4" 200 1.78 484 840 - 576 956 -5 x 60 299 2.66 688 1150 1440 826 1330 15103/8" x 2 1/2" 604 5.37 993 1734 2319 1190 1976 263110 x 60 599 5.33 985 1720 2300 1180 1960 26103/8" x 3" 725 6.45 1125 1915 2531 1361 2187 287610 x 80 799 7.11 1240 2110 2790 1500 2410 31703/8" x 4" 967 8.61 1442 2400 3155 1752 2758 360010 x 100 999 8.89 1490 2480 3260 1810 2850 37203/8" x 5" 1209 10.8 1753 2881 3768 2115 3305 430210 x 120 1200 10.7 1740 2860 3740 2110 3280 42703/8" x 6" 1451 12.9 1995 3255 4244 2448 3745 486010 x 160 1600 14.2 2220 3590 4680 2700 4130 53603/8" x 8" 1935 17.2 2602 4170 5428 3183 4808 822110 x 200 2000 17.8 2690 4310 5610 3290 4970 6430

Observações

1) Para o neutro a barra de aterramento poderá ser previsto 1/2 da seção do barramento principal.

2) As barras de cobre deverão ter os cantos arredondados, conforme norma DIN 46.433

3) Os valores da tabela acima, correspondem a uma temperatura ambiente de 35 oC e temperatura final de 65 oC.

Cálculo para barras retangulares Disposição-1 Disposição-2

Efeito Eletrodinâmico

Dados:

h = 50 mm

b = 10 mm

d = 10 cm

L = 100 cm

Ik" = 15 kA

Is = 42.4 kA

k = 1,000 kgf / cm2(cobre)

Resultado

F = 367 kgf (Força Exercida )

M = 2295 kgf x cm (Momento de Flexão)

W = 2.30 cm3 (Momento Resistente)

Wi = 0.83 cm3 (Momento de Inércia da barra)

Condição necessária W < Wi não satisfeita, optar por uma das três soluções abaixo:

1) Aumentar a distância entre os condutores 'd', assim a força F será menor

2) Diminuir a distância entre os apoios ' L', assim o momento de flexão será menor

3) Aumentar a secção da barra, assim o momento de inércia será menor

Efeito Térmico

Dados:

t = 0.5 s ( tempo de atuação da proteção)

Ik" = 30 kA

T1 = 40 o C

Tf 1,083 o C

Resultado Utilizado

S = 25 mm2 ( Cobre ) 500 mm2 ( Cobre )

120.0 mm2 ( Alumínio )

1) Os resultdados obtidos devem ser avaliados por pessoa capacitada/habilitada.

Cálculo dos Esforços Provocados Pelas Correntes de Curto-Circuito 1)

L

d

d

b

h

b

h