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NOTAS de AULA 5 - Instalações Elétricas
NOTAS de AULA 5 - Instalações Elétricas
NOTAS de AULA 5 - Instalações Elétricas
INSTALAÇÕES ELÉTRICAS
Parte II
( Notas de aula )
ITABUNA – BAHIA
FEV 2016
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CONTEÚDO PROGRAMÁTICO
1- INTRODUÇÃO
2- SIMBOLOGIA
3- ILUMINAÇÃO
6- CONDUTORES UTILIZADOS
1- INTRODUÇÃO
1- PROJETO:
5
2- QUADRO DE LUZ:
5- MEMÓRIA DE CÁLCULO
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2- SIMBOLOGIA
- Com o objetivo de facilitar a execução do projeto, melhorando o entendimento do
eletricista executor, é identificado os diversos pontos de utilização através de
símbolos gráficos.
- Esta simbologia é normalizada pelas pela ABNT, embora o projetista possa, a seu
critério adotar outras representações desde que bem explícitas em legendas do
projeto. Ex: Luz incandescente de parede
- Os símbolos gráficos usados nos diagramas unifilar são definidos pela norma
NBR5444, para serem usados em planta baixa (arquitetônica) do imóvel. Neste tipo
de planta é indicados a localização exata dos circuitos de luz, de força, de telefone e
seus respectivos aparelhos.
3- ILUMINAÇÃO
EXEMPLO:
Obter a potencia que deve ser instalada para iluminação numa área de 80m²
OBS:
• No caso de varandas, quando não for possível a instalação de tomada no próprio
local, esta deverá ser instalada próxima ao seu acesso.
• Em banheiros, cozinhas, copas-cozinhas, lavanderias e análogos deve-se prever
no mínimo 1 e no máximo 3 tomadas de 600VA, sendo 100VA para os
excedentes.
• Nos demais cômodos somente 100VA por tomada
• São chamadas tomadas de uso específicos, as tomas com potência igual a
potência nominal do equipamento instalado. Devem ser instalados a no máximo
1,5m do local de instalação do equipamento.
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3- Em geral ficam instalados em locais pouco visíveis, mas de fácil acesso. P. ex.
atrás da porte de entrada da A.S. ou cozinha.
6- CONDUTORES UTILIZADOS:
- Condutor elétrico é um corpo constituído de material bom condutor destinado a
transmissão de eletricidade. Em geral é de cobre eletrolítico ou de alumínio.
- Fio é um condutor sólido maciço, em geral de seção circular com ou sem
isolamento.
- Cabo é um conjunto de fios encordoados, não isolados entre si. Pode ser isolado ou
não em função do uso a qual se destina. São mais flexíveis que o fio de mesma
capacidade de carga.
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- O dimensionamento dos fios e cabos são dados por seções nominais S, geralmente
em mm², que representa a área da secção transversal do fio condutor ou soma das
secções dos fios condutores componentes que constituem um cabo. Não se leva em
conta a parte isolante do cabo ou fio.
- Os condutores utilizados por tipo de instalação são:
• Instalações residenciais: Só condutores de cobre.
• Instalações comerciais: Permitido o emprego de condutores de
alumínio para seções iguais ou superiores a 50mm²
• Instalações industriais: A utilização de condutores de alumínio deve
obedecer as seguintes condições:
1- Seção nominal dos condutores ≥ 10mm²
2- Potência instalada ≥ 50KW
- Os valores da seção mínima dos condutores para fase e neutro são mostrados na
tabela abaixo. (tabela 4.1.0 e 4.1.1 p97 Niskier)
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Num circuito trifásico com neutro e cujos condutores de fase tenham uma seção
superior a 25 mm², a seção do condutor neutro pode ser inferior à dos condutores de
fase, sem ser inferior aos valores indicados na tabela abaixo, em função da seção dos
condutores de fase, quando as três condições seguintes forem simultaneamente
atendidas:
a) o circuito for presumivelmente equilibrado, em serviço normal;
b) a corrente das fases não contiver uma taxa de terceira harmônica e múltiplos superior
a 15%; e
c) o condutor neutro for protegido contra sobrecorrentes.
8. Duas lâmpadas acesas por um interruptor de duas secções, pelo qual chega
a alimentação.
- Lâmpada apagada :
- Lâmpada acesa:
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- Tensões de fornecimento :
• Compete à concessionária estabelecer e informar ao interessado a tensão
de fornecimento, alternada na freqüência de 60 Hz, padronizada pela
ANEEL e disponível para as edificações da localidade.
• Para determinação do tipo de ligação da unidade consumidora, deve-se
considerar a sua carga instalada ou demanda máxima, a existência de
motores, máquinas de solda ou outras cargas especiais e a tensão de
fornecimento secundária da localidade.
• As tensões de fornecimento e os tipos de ligação para unidades
consumidoras de baixa tensão na área de concessão da Coelba devem ser
conforme seguinte tabela:
- Potência Demandada:
Por não ocorrer em geral o funcionamento ao mesmo tempo de todos os pontos de
consumo e como seria anti-econômico dimensionar o circuito pela soma de todas
potências nominais instaladas, defini-se a potência demandada como o produto da
potência instalada por um fator de demanda FD aplicável para instalações cuja a
potência instalada seja superior a 8,8KW. Abaixo deste valor considera-se FD=1 e,
portanto, a potência instalada igual à potência demandada.
A demanda das edificações (De), deve ser calculada pelo método da carga instalada,
utilizando-se a seguinte metodologia:
De = a + b + c + d + e + f + g
Onde as parcelas a,b,c,d,e,f e g são obtidas pela multiplicação da potência instalada (P)
e seus respectivos fatores de demanda (FD), conforme segue:
- A segunda parcela (b) pode ser obtida pela expressão: b = b1+b2+b3+b4+b5 que
ONDE:
b1- chuveiros, torneiras e cafeteiras elétricas;
b2- aquecedores de água por acumulação ou por passagem;
b3- fornos, fogões e aparelhos tipo Grill;
b4- máquinas de lavar e secar roupas, máquinas de lavar louça e ferro;
b5- demais aparelhos (TV, conjunto de som, ventilador, geladeira, freezer, torradeira,
liqüidificador,batedeira, exaustor, ebulidor, etc.
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Notas:
1. Fator de potência e rendimento são valores médios, referidos a 3600 rpm;
2. Para cálculo da demanda os motores devem ser agrupados em 3 (três) classes:
− Pequenos motores M ≤5 Cv;
− Médios motores 5 Cv < M ≤ 10Cv;
− Grandes Motores 10 Cv < M.
3. Aplica-se a tabela para os dois primeiros grupos separadamente e somam-se as
parcelas;
4. Calcula a demanda dos grandes motores de modo semelhante às máquinas de solda à
transformador e acrescenta-se as demandas dos grandes motores ao subtotal já
calculado.
EXEMPLOS:
1- Calcular a Carga instalada e demanda para uma residência de 180m² de área útil com
as seguintes cargas:
- Iluminação e tomadas : 7.200W
- 2 chuveiros de 3200W
- 1 motor de ½ CV
- 2 ar condicionados : 12.000 BTUs
2- Calcular a demanda para uma escola com 1.500m² de área útil, tendo as seguintes
cargas instaladas:
- Iluminação e tomadas: 47.000W
- 5 chuveiros de 2.500W
- 6 aparelhos de ar condicionado de 7000BTU
- 2 motores de 5CV
- 3 motores para elevadores de 10CV
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PN
IN =
KxVxcosфxη
Onde,
PN – Potência nominal do equipamento em W
V – Tensão fase neutro (K=1 atendimento monofásico e K=3 atendimento trifásico)
Tensão fase-fase (K=1,73)
Cosф – Fator de potência (FP)
Tabela 3.4 p62 Niskier
η – Rendimento do equipamento
2- Por circuito:
O valor da corrente nominal para cada circuito e geral do projeto pode ser obtido a partir
da potência demandada PD do circuito (em W) como:
PD
IP =
KxVxcosф
EXEMPLO:
Calcular a corrente total para considerando a demanda de entrada para a residência e
escola do exemplo anterior para uma tensão de entrada de 127V Fase-neutro.
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OBS:
- Em instalações residenciais geralmente é suficiente a escolha do condutor baseado
somente no critério de capacidade de corrente.
- Já em instalações industriais/comerciais/escritórios deve-se adotar os dois critérios.
- Entre os fatores que devem ser levados em conta na determinação da seção do fio
ou cabo tem-se:
• Tipo de isolação e de cobertura do condutor:
PVC (Cloreto de polivinila): São os mais utilizados por serem
não propagadores de chama.
EPR ou XLPE (Etileno propileno ou polietileno reticulado): São
do tipo propagadores de chama.
• Nº de condutores carregados, ou seja, percorridos por corrente elétrica. Para
cada circuito tem-se:
2 condutores carregados: F-N ou F-F
3 condutores carregados 2F-N ou 3F
4 condutores carregados 3F-N
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–Niskier).
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39
-
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Fator K2
Fator K3
- Assim a corrente a ser utilizada para a obtenção da secção ou bitola dos condutores
pelas tabelas anteriores na coluna de 3 condutores carregados será:
IP
IPcorrig =
K1xK2xK3
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EXEMPLO:
Uma instalação, atendida por um circuito bifásico com neutro (3 fios), alimenta um
circuito de iluminação com 30 lâmpadas de 100W cada, 20 tomadas de 100W, 5 de
600W e 3 de 1.200W, cada. Sabendo que a tensão entre fases é 220V o fator de potência
médio da instalação é 0,92, qual a seção mínima (em mm²) do cabo de PVC capaz de
atender estas cargas considerando a tabela abaixo de capacidade de corrente, para
maneira B1(Condutores isolados ou cabos unipolares em eletroduto de seção circular
embutido em alvenaria) com temperatura ambiente de 30º.
OBS:
- Não há necessidade de aplicar o fator de correção quando a soma das áreas totais
dos condutores contidos no eletroduto não ultrapasse 1/3 da área do mesmo.
- Deve-se observar se a bitola encontrada não é inferior a mínima especificada em
normas.
- Deve-se fazer a seguir uma verificação se condutor encontrado pelo critério de
capacidade de corrente satisfaz o critério de queda de tensão admissível
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2%
SE QGD QL L/T
4%
QF M
7%
Vent – Vcarga
∆V% = x100
Vent
Sabendo que:
Vent-Vcarga = ∆V = 2ΣRI;
R = ρl/S;
I = P/Vent
CHEGA-SE A:
2xρx100
S = ∆V% x (V )² x Σ (Pxl) em mm²
ent
Onde:
EXEMPLO:
Dimensionar o alimentador e os circuitos terminais na tensão de 127V, conforme
disposição das cargas abaixo. Dado: ρ = 1/58 (Ωmm²/m)
Q Circuito 1
U 5m 8m 2m
A
27m D
MEDIDOR 100W 60W 600W
R
O
6m 5m 10m 4m Circuito 2
D
I
40W 100W 130W 600W
S
T.
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P/ 220V
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10 –ATERRAMENTO
- Ligação de equipamento ou sistema a terra por motivo de proteção ou exigência
quanto ao funcionamento do mesmo.
Esquema TN
Esquema TT
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Esquema IT
No esquema IT todas as partes vivas são isoladas da terra ou um ponto da alimentação é
aterrado através de impedância. As massas da instalação são aterradas, verificando-se as
seguintes possibilidades:
1- Massas aterradas no mesmo eletrodo de aterramento da alimentação, se existente;
2- Massas aterradas em eletrodo(s) de aterramento próprio(s), seja porque não há
eletrodo de aterramento da alimentação, seja porque o eletrodo de aterramento das
massas é independente do eletrodo de aterramento da alimentação.
A = sem aterramento da
alimentação;
B = alimentação aterrada
através de impedância;
até 16 mm² S
11 – DIMENSIONAMENTO DA PROTEÇÃO
- O tempo máximo necessário t para que uma corrente de curto circuito, de duração
maior que 5 segundos eleve a temperatura dos condutores até a temperatura limite
para sua isolação pode ser dada por:
K² x S²
t≤
I²
Onde:
t – Duração da corrente de curto circuito em segundos
I – Corrente de curto circuito (A)
S – Seção do condutor (mm²)
K – Constante que varia com o tipo de isolamento (tabela abaixo)
EXEMPLO:
Qual o tempo máximo para abertura de um circuito com seção de 10mm² que sofre um
curto circuito de 10KA, considerando o condutor do circuito como de cobre e alumínio
e a isolação de PVC e EPR. Obter o tempo também em nº de ciclos de 60hz.
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Fusíveis:
Quanto a características construtivas os tipos mais comuns são rolha
(NH), cartucho, faca ou diazed.
Ia ≤ Ikmin
onde:
Ia é a corrente correspondente à intersecção das curvas C e F da figura 10
Ikmin é a corrente de curto-circuito mínima presumida.
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Disjuntores:
São equipamentos de proteção e manobra utilizados também em BT, neste caso
conhecidos como “quick lag” em geral termomagnéticos, ou seja, possuem lâminas de
metais que aquecidas por uma corrente de sobrecarga moderada de longa duração, faz
interromper a passagem da corrente no circuito.
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a) Ia ≤ Ikmin;
b) Ib ≥ Ik.
onde:
Ia é a corrente correspondente à interseção das curvas C e D1 da figura 11;
Ikmin é a corrente de curto-circuito mínima presumida;
Ib é a corrente correspondente à interseção das curvas C' e D2 da figura 12; e
Ik é a corrente de curto-circuito máxima presumida no ponto de instalação do disjuntor.
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DISJUNTOR DR
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DIMENSIONAMENTO DO ELETRODUTO
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60