Projetos Elétricos Industriais
PROJETOS ELÉTRICOS INDUSTRIAIS
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FIOS E CABOS
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CONDUTORES ELÉTRICOS
CondutorDenominação genérica de elementos metálicos, geralmente de
forma cilíndrica com a função específica de transmitir energia esinais elétricos.
Fio
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FioProduto metálico de qualquer seção maciça, de comprimento
maior do que a maior dimensão da seção transversal.O fio é um corpo metálico de metal estirado, usualmente de
forma cilíndrica e seção circular, com ou sem isolação.Podem ser usados diretamente como condutores elétricos ou
podem ser produtos semi-acabados para fabricação de cabos.
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CONDUTORES ELÉTRICOS
CaboEste termo serve para designar um conjunto de fios
encordoados, não isolados entre si, com ou sem isolação externa.Sua principal vantagem em relação ao fio é a maior flexibilidade.
Os cabos podem ser
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Os cabos podem ser•Unipolares•Multipolares•Condutores encordoados•Constituído por um conjunto de fios dispostos helicoidalmente,•não isolados entre si.
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CONDUTORES ELÉTRICOSFios e Cabos
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PROPRIEDADESPropriedades físicasA mais importante é a leveza, visando a redução das cargas
mecânicas nos apoios.
Propriedades térmicas
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Capacidade calorífica elevada e boa condutividade térmicapara uma melhor e mais rápida dissipação com o meio ambientedo calor gerado pelo efeito Joule.
Propriedades químicasBoa resistência à ação dos agentes atmosféricos como ar,
água, gases, etc. E aos reagentes químicos Ácidos, bases esais.
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PROPRIEDADESPropriedades mecânicas
Alta resistênciaTraçãoFlexãoChoque
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Deve ser bem dúctil e maleávelPropriedades elétricas
Resistividade, a mais baixa quanto possível para uma reduçãodo efeito joule e da queda de tensão.
É necessário considerar a natureza econômica, o materialdeve apresentar boas condições de oferta comercial.Condutores mais usados: cobre e alumínio e suas respectivasligas com outros metais.
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PROPRIEDADESSeção Nominal
Fios e cabos são caracterizados por sua seção nominal.
Seção do fio corresponde à seção transversal do fio.
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Seção de um cabo formado por n fios corresponde à somadas seções dos fios soma das seções dos fios.
A seção se refere apenas à parte condutora, sem considerarisolação ou camada protetora.
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Seção Nominal
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APRESENTAÇÃO DOS CONDUTORESNusNão possuem qualquer revestimento ou camada protetora de material
isolante.IsoladosPossuem qualquer revestimento ou camada protetora de isolaçãoA isolação é a parte que mais influencia na escolha do tipo de um fio ou
cabo a ser especificado para um sistema elétrico, quer seja pelas suas
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cabo a ser especificado para um sistema elétrico, quer seja pelas suascaracterísticas elétricas, mecânicas e químicas requeridas para o materialdielétrico, quer seja pelas condições de instalação (aéreas, subterrâneas,eletrodutos, etc.), quer seja pelo aspecto econômico.
Os materiais isolantes usados para fios e cabos podem ser:•Dielétricos estratificados•Dielétricos sólidos
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APRESENTAÇÃO DOS CONDUTORESDIELÉTRICOS ESTRATIFICADOS
A palavra “estratificado” deriva do latim e significa “camada”.Dielétricos estratificados são constituídos por fitas de papel ou
de outro material isolante laminado, aplicados firmemente sobre ocondutor, sob a forma de sucessivas camadas.
O papel ou produto laminado é impregnado com óleo isolante
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O papel ou produto laminado é impregnado com óleo isolanteou com outro fluido impregnante adequado e revestido por umacapa de chumbo.
Evita a fuga do fluido isolante.Penetração da umidade.
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APRESENTAÇÃO DOS CONDUTORESDIELÉTRICOS ESTRATIFICADOS
Os cabos assim constituídos são largamente utilizados.Óleo impregnante pode ser aplicado sem ou com pressão.No primeiro caso seu uso é limitado até 25kV e apresenta os
seguintes inconvenientes.
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•São muito pesados e pouco flexíveis•Limitações de uso quanto a desníveis ao longo da rota•Migração do óleo•Custo elevado
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APRESENTAÇÃO DOS CONDUTORESDIELÉTRICOS ESTRATIFICADOS
Para tensões superiores a 25kV e até 350/400kV se usamdispositivos especiais, mantêm o cabo à baixa ou alta pressão doóleo impregnante e também de gases inertes (tais comonitrogênio) no interior do cabo.
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Porém na prática, estescabos são pouco utilizados,ficando restritos a aplicaçõesespecíficas, como poços deperfuração de petróleo.
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APRESENTAÇÃO DOS CONDUTORESDIELÉTRICOS SÓLIDOS
São polímeros aplicados diretamente sobre o condutor ou sobrea blindagem por extrusão.
Classificação em função do comportamento térmico eMecânico.
TermoplásticosQuando submetidos a uma elevação de temperatura amolecem,
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Quando submetidos a uma elevação de temperatura amolecem,perdem suas características mecânicas e retornam ao seu estadode fluidez e plasticidade originais.
Polietileno linear (PE), cloreto de polivinila (PVC).TermofixosMantêm-se estáveis a temperaturas mais elevadasA temperaturas acima do limite admissível se carboniza sem
sofrer amolecimento. Polietileno reticulado (XLPE), borrachaetileno-propileno (EPR).
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ASPECTOS CONSTRUTIVOS DOSCABOS DE FORÇA
•Condutor•Primeira camada semicondutora(Blindagem do condutor)•Isolação•Segunda camada semicondutora
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•Segunda camada semicondutora(Blindagem da isolação)•Blindagem de cobre•Armação•Cobertura
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ASPECTOS CONSTRUTIVOS DOSCABOS DE FORÇA
Blindagem dos condutoresNos casos dos cabos de média e alta tensão o condutor central
é revestido com uma camada de material condutor não metálico(também chamado de primeira camada semicondutora)
Principais finalidades
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Principais finalidades•Dar uma forma perfeitamente cilíndrica ao condutor•Prover uma distribuição radial e simétrica do campo•Eliminar os espaços vazios entre o condutor e a isolação•Evitar a criação de arcos-voltaicos devido ao campo elétrico docondutor.
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ASPECTOS CONSTRUTIVOS DOSCABOS DE FORÇA
Blindagem da isolaçãoIgualmente nos cabos de média e alta tensão, se aplica sobre aisolação uma blindagem.
Principais finalidades
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Principais finalidades•Prover uma distribuição radial e simétrica do campo elétrico.•Proporcionar uma capacitância uniforme entre o condutor e o•Terra.•Escoamento de correntes de fuga, induzidas e de curto-circuito.
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ASPECTOS CONSTRUTIVOS DOSCABOS DE FORÇA
CoberturaTem função de dar proteção ao núcleo do cabo durante
instalação e vida útilDeve ser mecânica e quimicamente compatível com as
condições ambientais do local onde o cabo será instalado.Requisitos
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Requisitos•Impermeabilidade•Resistência à abrasão e ao impacto•Estabilidade térmica•Flexibilidade•Resistência aos ataques dos agentes químicos e atmosféricos
Principais materiaisPVC, polietileno linear (PE), neoprene.
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Fabricação
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CABOS DE CONTROLEOs cabos de controle
são empregados noscircuitos de comando,controle e sinalização deequipamentos elétricos
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em geral
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FIOS MAGNÉTICOSSão utilizados nos enrolamentos das máquinas elétricas
rotativas, transformadores, relés, etc.O condutor mais utilizado é o cobre eletrolítico recozido.Isolação de papel, impregnado com verniz ou óleo mineral
isolante, ou uma combinação dos três elementos, dependendo datensão envolvida.
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tensão envolvida.Isolação de seda ou tecidos sintéticos compostos
(polímero/mica) impregnados ou esmaltados.
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CABOS NUS - COBRECabos nus de cobre são muito utilizados em aterramentos
elétricos.Podem ser utilizados em outras instalações onde não há risco
de choque elétrico, em instalações com extra-baixa tensão, porexemplo.
Também podem ser utilizados em subestações, onde a mesma
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Também podem ser utilizados em subestações, onde a mesmajá é construída visando a segurança.
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CABOS NUS - ALUMÍNIONas linhas aéreas se utilizam cabos nus de cobre duro ou de
alumínio reforçado com alma de aço (tipo CAA ou ACSR), sendoeste último o mais largamente empregado.AAC – All AluminiumAlloy ConductorACSR – Aluminium Conductor Steel Reinforced
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CABOS NUS - ALUMÍNIO
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NOVAS TECNOLOGIASCabos Bimetálicos de Aço Cobre
•Excelente desempenho elétrico e mecânico;•Até 50 % mais barato no preço por metro;•Mesmas dimensões;•Desestimula o furto;
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•Desestimula o furto;•10% mais leve
APLICAÇÕES
Aterramentos e malhas para subestações, equipamentos einstalações elétricas residenciais e prediais em geral.
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NOVAS TECNOLOGIASCabo Bimetálico de Aço/AlumínioBasicamente utilizado em redes de distribuição como uma
melhoria no condutor de neutro, que pode pode vir a ser utilizadocom suporte dos demais cabos ou em grandes vãos.
Tecnologia relativamente nova, podendo haver novas funções.
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NOVAS TECNOLOGIASCabos de Silicone
- Temperatura de trabalho -70ºC a 300ºC.- Flexíveis a temperaturas inferiores a 0ºC (até -70ºC).-O silicone propicia boa resistência a ácidos, graxas e umidade.
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DIMENSIONAMENTO DE CABOS -RESUMO
O dimensionamento dos condutores é feito com base nacorrente que irá passar por estes e outros fatores como fator deagrupamento, queda de tensão permitida, tipo de acionamento, tipode duto, ventilação, temperatura, frequência e tipo de cabo queserá utilizado como condutor.
Desta forma é necessário calcular a corrente de cada circuito e
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Desta forma é necessário calcular a corrente de cada circuito emais uma série de considerações devem ser feitas para ter a bitolaexata do condutor a ser utilizado.
Muitas tabelas pré-definidas podem ser usadas paradimensionamento de condutores, não necessariamente as daNR5410, mas também de qualquer fabricante de cabos, bem comocabos específicos que não se encontram na norma, como cabos desilicone e outros.
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