Instalações Elétricas

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1 Instalações Elétricas Condutores Elétricos (Parte 2) Prof. Gilmário Lima

2 SELEÇÃO E DIMENSIONAMENTO DE CONDUTORES Chama-se de dimensionamento técnico de um circuito à aplicação dos diversos itens da NBR 5410 relativos à escolha da seção de um condutor e do seu respectivo dispositivo de proteção. Os principais critérios da norma são: Seção mínima; Capacidade de condução de corrente; Queda de tensão; Sobrecarga. Inicialmente, determina-se as seções dos condutores conforme a Capacidade de Condução de Corrente e o Limite de Queda de Tensão. Posteriormente, quando do dimensionamento dos dispositivos de proteção, verifica-se a capacidade dos condutores com relação às sobrecargas e curto-circuitos.

3 SELEÇÃO E DIMENSIONAMENTO DE CONDUTORES Uma vez determinadas as seções dos condutores pelos critérios da Capacidade de Condução de Corrente e do Limite de Queda de Tensão, adota-se como resultado a MAIOR SEÇÃO, e escolhe-se o condutor padronizado comercilamente, cuja seção nominal seja igual ou superior à seção calculada. OBSERVAÇÃO: Todas as TABELAS desta apresentação estão com a mesma numeração da NBR 5410/2004

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5 Tem por objetivo garantir condições satisfatórias de operação aos condutores e às suas isolações, submetidos aos efeitos térmicos produzidos pela circulação da corrente elétrica. Roteiro para o Dimensionamento pela Capacidade de Corrente Para o Condutor FASE. PASSO 1 Tipo de Isolação Determinará a temperatura máxima a que os condutores poderão estar submetidos em regime contínuo, em sobrecarga ou em condição de curtocircuito.

6 Tabela 35 Temperaturas características dos condutores Fonte Tabela 35 da NBR 5410/04 Em geral, utilizam-se condutores com isolação de PVC em instalações convencionais prediais

7 PASSO 2 Maneira de Instalar Em geral, utilizam-se condutores com isolação de PVC em instalações convencionais prediais Se um determinado circuito apresentar, ao longo de seus diversos trechos, mais de uma maneira de instalação, devemos considerar, para efeito de dimensionamento, aquela que apresente a condição mais desfavorável de troca térmica com o meio ambiente.

8 Tabela 33 Tipos de Linhas Elétricas

9 Tabela 33 Tipos de Linhas Elétricas (continuação)

10 Tabela 33 Tipos de Linhas Elétricas (continuação)

11 Tabela 33 Tipos de Linhas Elétricas (continuação)

12 Tabela 33 Tipos de Linhas Elétricas (continuação)

13 Tabela 33 Tipos de Linhas Elétricas (continuação)

14 Tabela 33 Tipos de Linhas Elétricas (continuação)

15 Tabela 33 Tipos de Linhas Elétricas (continuação)

16 Tabela 33 Tipos de Linhas Elétricas (continuação)

17 Tabela 33 Tipos de Linhas Elétricas (continuação)

18 Tabela 33 Tipos de Linhas Elétricas (continuação)

19 Tabela 33 Tipos de Linhas Elétricas (continuação) Fonte Tabela 33 da NBR 5410/04

20 Tabela 33 Tipos de Linhas Elétricas (continuação)

21 Tabela 33 Tipos de Linhas Elétricas (continuação)

22 Os métodos de referência são os métodos de instalação, indicados na IEC , para os quais a capacidade de condução de corrente foi determinada por ensaio ou por cálculo. São eles: A1: condutores isolados em eletroduto de seção circular embutido em parede termicamente isolante; A2: cabo multipolar em eletroduto de seção circular embutido em parede termicamente isolante; B1: condutores isolados em eletroduto de seção circular sobre parede de madeira; B2: cabo multipolar em eletroduto de seção circular sobre parede de madeira; C: cabos unipolares ou cabo multipolar sobre parede de madeira; D: cabo multipolar em eletroduto enterrado no solo; E: cabo multipolar ao ar livre; F: cabos unipolares justapostos (na horizontal, na vertical ou em trifólio) ao ar livre; G: cabos unipolares espaçados ao ar livre.

23 PASSO 3 Corrente Nominal ou Corrente de Projeto (I P ) Circuito Monofásico (fase e neutro)

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25 PASSO 4 Número de Condutores Considera-se condutor carregado aquele que efetivamente é percorrido pela corrente elétrica no funcionamento normal do circuito. Neste caso, consideram-se os condutores fase e neutro. Os condutores utilizados unicamente como condutores de proteção (PE) não são considerados. Os condutores PEN são considerados como condutores neutros. Tabela 46 Número de condutores carregados a ser considerado, em função do tipo de circuito

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27 PASSO 5 Bitola do Condutor para uma Temperatura Ambiente de 30 ºC (condutores não enterrados no solo) ou para uma Temperatura do Solo de 20 ºC (condutores enterrados no solo) Tendo-se definido os PASSOS anteriores. Entra-se em uma das Tabelas 36 a 39 da NBR 5410/04, e na coluna correspondente aos dados acima, encontraremos a bitola do condutor, que deverá ser aquela que, por excesso, atenda ao valor da corrente nas condições de instalação definidas para o circuito.

28 Tabela 36 Capacidades de condução de corrente, em ampères, para os métodos de referência A1, A2, B1, B2, C e D Condutores: cobre e alumínio Isolação: PVC Temperatura no condutor: 70 C Temperaturas de referência do ambiente: 30 C (ar), 20 C (solo)

29 Tabela 36 Continuação

30 Tabela 36 Continuação Fonte Tabela 36 da NBR 5410/04

31 Tabela 37 Capacidades de condução de corrente, em ampères, para os métodos de referência A1, A2, B1, B2, C e D Condutores: cobre e alumínio Isolação: EPR ou XLPE Temperatura no condutor: 90 C Temperaturas de referência do ambiente: 30 C (ar), 20 C (solo)

32 Tabela 37 Continuação

33 Tabela 37 Continuação Fonte Tabela 37 da NBR 5410/04

34 Tabela 38 Capacidades de condução de corrente, em ampères, para os métodos de referência E, F e G Condutores: cobre e alumínio Isolação: PVC Temperatura no condutor: 70 C Temperatura ambiente de referência: 30 C

35 Tabela 38 Continuação

36 Tabela 38 Continuação

37 Tabela 38 Continuação

38 Tabela 38 Continuação

39 Tabela 39 Capacidades de condução de corrente, em ampères, para os métodos de referência E, F e G Condutores: cobre e alumínio Isolação: EPR ou XLPE Temperatura no condutor: 90 C Temperatura ambiente de referência: 30 C

40 Tabela 39 Continuação

41 Tabela 39 Continuação

42 Tabela 39 Continuação

43 Tabela 39 Continuação

44 PASSO 6 fator de Correção para Dimensionamento de Cabos Fator de Correção de Temperatura - FCT

45 Tabela 40 Fatores de correção para temperaturas ambientes diferentes de 30ºC para linhas não-subterrâneas e de 20ºC (temperatura do solo) para linhas subterrâneas

46 Tabela 40 Continuação

47 Fator de Correção de Agrupamento - FCA

48 Tabela 42 Fatores de correção aplicáveis a condutores agrupados em feixe (em linhas abertas ou fechadas) e a condutores agrupados num mesmo plano, em camada única

49 Tabela 42 Continuação

50 Tabela 43 Fatores de correção aplicáveis a agrupamentos consistindo em mais de uma camada de condutores Métodos de referência C (tabelas 36 e 37), E e F (tabelas 38 e 39)

51 Tabela 44 Fatores de agrupamento para linhas com cabos diretamente enterrados

52 Tabela 45 enterrados 1) Fatores de agrupamento para linhas em eletrodutos

53 Tabela 45 Continuação

54 PASSO 7 Corrente Corrigida I P Com o valor de I P (Corrente Corrigida), entra-se nas Tabelas 36 a 39 e determina-se a bitola do condutor.

55 EXEMPLO 1 QD -1- P = W

56 EXEMPLO 1 Solução a) Tipo de Isolação: PVC; b) Maneira de Instalar: B1 (Tab. 33 Método 7) ; c) Corrente de Projeto: I P = 4.500/(220x1x1) I P = 20,45 A; d) Número de Condutores Carregados: 2 (Tab. 46); Entrando com este dados na Coluna B, 2cc, da Tabela 36, teremos um valor de 24 A (por excesso) que corresponde ao condutor de cobre de bitola 2,5 mm 2.

57 EXEMPLO 2

58 EXEMPLO 2 Solução a) Tipo de Isolação: XLPE; b) Maneira de Instalar: D (Tab. 37) ; c) Corrente de Projeto: I P = /( x220x0,90x0,92) I P = 114,10 A; d) Número de Condutores Carregados: 3 (Tab. 46); 3 Entrando com este dados na Coluna D, 3cc, da Tabela 37, teremos um valor de 122 A (por excesso) que corresponde ao condutor de cobre de bitola 35 mm 2.

59 EXEMPLO 3

60 EXEMPLO 3 Solução a) Corrente de Projeto: I P = 20,45 A; b) FCT = 1,00 ; c) FCA: 4 circuitos com 2cc cada (8/2 = 4). Então pela Tab. 42 para 4 circuitos contidos em eletroduto FCA = 0,65; d) Corrente Corrigida: I P = 20,45/(1,00x0,65) I P = 31,46 A; e) Bitola do condutor: I P Tab. 36, Coluna B, 2cc 32 A 4 mm 2 ;

61 EXEMPLO 4

62 EXEMPLO 4 Solução a) Corrente de Projeto: I P = 114,10 A; b) FCT: Tab. 40 XLPE e Tamb = 35 o C FCT = 0,96; c) FCA: 15cc (15/3 = 5 circuitos com 3cc). Então pela Tab. 42 FCA = 0,60; d) Corrente Corrigida: I P = 114,10/(0,96x0,60) I P = 198,10 A; e) Bitola do condutor: I P Tab. 37, Coluna D, 3cc 211 A 95 mm 2 ;

63 CRITÉRIO DO LIMITE DE QUEDA DE TENSÃO

64 CRITÉRIO DO LIMITE DE QUEDA DE TENSÃO

65 CRITÉRIO DO LIMITE DE QUEDA DE TENSÃO Tabela A.1 - Faixas de tensão

66 CRITÉRIO DO LIMITE DE QUEDA DE TENSÃO Limite de Quedas de Tensão Em qualquer ponto de utilização da instalação, a queda de tensão verificada não deve ser superior aos seguintes valores, dados em relação ao valor da tensão nominal da instalação: a) 7%, calculados a partir dos terminais secundários do transformador MT/BT, no caso de transformador de propriedade da(s) unidade(s) consumidora(s); b) 7%, calculados a partir dos terminais secundários do transformador MT/BT da empresa distribuidora de eletricidade, quando o ponto de entrega for aí localizado; c) 5%, calculados a partir do ponto de entrega, nos demais casos de ponto de entrega com fornecimento em tensão secundária de distribuição; d) 7%, calculados a partir dos terminais de saída do gerador, no caso de grupo gerador próprio.

67 CRITÉRIO DO LIMITE DE QUEDA DE TENSÃO Limite de Quedas de Tensão

68 CRITÉRIO DO LIMITE DE QUEDA DE TENSÃO Roteiro para Dimensionamento pela Queda de Tensão PASSO 1:

69 CRITÉRIO DO LIMITE DE QUEDA DE TENSÃO PASSO 2: Cálculo da Queda de Tensão Unitária

70 CRITÉRIO DO LIMITE DE QUEDA DE TENSÃO PASSO 3: Escolha do Condutor IMPORTANTE: a chamada queda de tensão unitária, dada em V/A.km e Tabelada PELOS FABRICANTES DE CABOS para diversos tipos de circuitos e diversos valores do fator de potência.

71 CRITÉRIO DO LIMITE DE QUEDA DE TENSÃO Tabela A Queda de Tensão em V/A.km

72 CRITÉRIO DO LIMITE DE QUEDA DE TENSÃO Tabela A Continuação

73 CRITÉRIO DO LIMITE DE QUEDA DE TENSÃO Tabela A Continuação

74 CRITÉRIO DO LIMITE DE QUEDA DE TENSÃO Tabela A Continuação

75 CRITÉRIO DO LIMITE DE QUEDA DE TENSÃO PASSO 4: Cálculo da Queda de Tensão pelo Método do Watts x metro

76 CRITÉRIO DO LIMITE DE QUEDA DE TENSÃO

77 CRITÉRIO DO LIMITE DE QUEDA DE TENSÃO Tabela B (P(W) x l(m)) v = 110 volts

78 CRITÉRIO DO LIMITE DE QUEDA DE TENSÃO Tabela C (P(W) x l(m)) v = 220 volts

79 SEÇÕES MÍNIMAS DOS CONDUTORES

80 SEÇÕES MÍNIMAS DOS CONDUTORES Tabela 47 Seção mínima dos condutores 1) fase, em CA e vivos, em CC

81 SEÇÕES MÍNIMAS DOS CONDUTORES Condutor neutro O condutor neutro não pode ser comum a mais de um circuito. O condutor neutro de um circuito monofásico deve ter a mesma seção do condutor de fase. Quando, num circuito trifásico com neutro, a taxa de terceira harmônica e seus múltiplos for superior a 15%, a seção do condutor neutro não deve ser inferior à dos condutores de fase, podendo ser igual à dos condutores de fase se essa taxa não for superior a 33%. NOTAS 1- Tais níveis de correntes harmônicas são encontrados, por exemplo, em circuitos que alimentam luminárias com lâmpadas de descarga, incluindo as fluorescentes.

82 SEÇÕES MÍNIMAS DOS CONDUTORES Tabela 48 Seção reduzida do condutor neutro 1)

83 SEÇÕES MÍNIMAS DOS CONDUTORES Seção do Condutor de Proteção (PE) IMPORTANTE: A Tabela 58 é valida apenas se o condutor de proteção for constituído do mesmo metal que os condutores de fase. Quando este não for o caso, ver IEC

84 SEÇÕES MÍNIMAS DOS CONDUTORES Tabela 58 Seção mínima do condutor de proteção A seção de qualquer condutor de proteção que não faça parte do mesmo cabo ou não esteja contido no mesmo conduto fechado que os condutores de fase não deve ser inferior a: a) 2,5 mm 2 em cobre/16 mm 2 em alumínio, se for provida proteção contra danos mecânicos; b) 4 mm 2 em cobre/16 mm 2 em alumínio, se não for provida proteção contra danos mecânicos.

85 SEÇÕES MÍNIMAS DOS CONDUTORES Eletrodos de Aterramento

86 Referências: - NBR 5410/2004 FIM - CAVALIN, G., CERVELIN, S. Instalações Elétricas Prediais, 12ª Edição, ÉRICA. - CREDER, H. Instalações Elétricas, 14ª Edição, LTC. - LIMA, G. Notas de Aula, CEFET-PE.