Instala Instalações Elétricas. NOTAS DE AULA

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1 Instala Instalações Elétricas. NOTAS DE AULA Aspectos Básicos Definições e conceitos fundamentais Tensões Equipamentos de utilização Estrutura e alimentação Prescrições fundamentais da NBR5410 Tabelas diversas. Influências externas Definições e conceitos fundamentais

2 Componentes (de instalação) Termo geral que se refere a um equipamento, a uma linha elétrica ou a qualquer outro elemento necessário ao funcionamento da instalação. Equipamento (elétrico) Unidade funcional, completa e distinta, que exerce uma ou mais funções elétricas relacionadas com geração, conversão, transmissão, distribuição ou utilização de energia elétrica. Equipamento (elétrico) - termo inclui: - Máquinas - Transformadores - Dispositivos - Aparelhos de medição - Equipamentos de utilização Dispositivo (elétrico): Equipamento destinado a ser ligado a um circuito elétrico, com o objetivo de desempenhar uma ou mais das seguintes funções: proteção, comando, controle, conexão, seccionamento e manobra. Funções Manobra: - Mudança na configuração elétrica de um circuito, feita manual ou automaticamente por dispositivo adequado e destinado a essa finalidade. Comando: - Ação humana ou de dispositivo automático, o qual modifica o estado ou a condição de um circuito. Na prática comando inclui todas as funções que permitem ao Usuário intervir voluntariamente num circuito ou num equipamento com a finalidade de mudar a sua configuração. Proteção: - Ação automática provocada por dispositivos sensíveis a determinadas condições anormais que ocorrem num circuito, no sentido de evitar danos às pessoas e aos animais e/ou evitar danos a um sistema ou equipamento elétrico.

3 Seccionar: - Desligar completamente um dispositivo elétrico ou circuito de outros dispositivos elétricos ou circuitos, provendo afastamentos adequados que assegurem condições de segurança especificadas em relação a quaisquer circuitos vivos. Controle: - Ação intencional sobre um sistema, ou num sistema, para alcançar objetivos especificados. Linha elétrica Conjunto constituído por um ou mais condutores, com os elementos de sua fixação e suporte e, se for o caso, de proteção mecânica, destinado a transportar energia elétrica ou a transmitir sinais elétricos. Numa instalação, equipamentos destinados a: - Alimentação: transformadores, geradores e baterias. - Manobra, comando e proteção: dispositivos (chaves, disjuntores, dispositivos fusíveis). - Utilização (equipamentos de utilização):. Industriais e análogos. Não industriais. De iluminação Aparelhos Equipamentos - Fixos - Estacionários - Portáteis - Manuais Caixa de derivação - Passagem / ligação de condutores - Ligação de dispositivos Tomadas de corrente - Ligação de equipamentos de utilização por plugue - De uso específico - TUE - De uso geral - TUG Equipamentos de utilização fixos - Ligação direta pelos condutores do circuito - Ligação a TUE - Caixa de derivação exclusiva (considerada como TUE) Equipamentos de utilização portáteis / manuais Portáteis: suportados pelas mãos. Manuais: Fácil locomoção. Batedeira elétrica, Liquidificador, etc Quadro de distribuição- QD Equipamento elétrico destinado a receber energia elétrica, através de uma ou mais alimentações, e a distribuí-la a um ou mais circuitos, desempenhando as funções de proteção, seccionamento, controle e/ou medição.

4 Quadro de distribuição terminal-qt Alimenta circuitos terminais. Em instalação de baixa tensão existem 2 tipos: - Circuito terminal - alimenta equipamentos de utilização diretamente através de tomadas - Circuito de distribuição - alimenta um ou mais QDs Potências Potência instalada (de instalação, parte, conjunto de equipamentos) Soma das potências nominais dos equipamentos de utilização existentes e/ou previstos. Correntes, faltas e sobrecorrentes. Falta elétrica Contato ou arco acidental entre partes sob potenciais diferentes ou uma da partes pode ser a massa ou terra - falta para massa ou falta para terra - Impedância desprezível - falta direta Causa de falta - falha de isolamento Sobrecorrente Corrente que excede um valor nominal (para condutores esse valor é a capacidade de condução de corrente ) Nas instalações BT, sobrecorrente por:sobrecarga ou por Falta elétrica. - Corrente de sobrecarga (sem falta) - Corrente de curto-circuito falta direta entre condutores vivos - Corrente de fuga Corrente de condução que devido à isolação imperfeita, percorre caminho diferente do previsto. Corrente de fuga (de instalação) Corrente que, na ausência de falta, flui para a terra ou para elementos condutores estranhos à instalação. Corrente de projeto (IB) - (de circuito) Corrente máxima prevista para ser transportada por um circuito durante seu funcionamento normal. Sobretensões nas instalações De origem atmosférica - transitória, pela rede de distribuição. De manobra - transitória, por equipamentos internos ou externos (rede).

5 Surto Onda transitória de tensão, corrente ou potência caracterizada pela elevada taxa de variação e que se propaga ao longo de um sistema elétrico. Sobretensões, surtos e impulsos. Sobretensão Tensão cujo valor de crista é maior do que o valor de crista correspondente à tensão máxima de um sistema ou equipamento Usualmente - surto = sobretensão transitória (surto atmosférico, surto de manobra) Impulso (de corrente / tensão) Transitório produzido em laboratório para efeito de ensaios de componentes de uma instalação Formas padronizadas - mais comum é o impulso triangular. Impulso triangular Curtos-circuitos típicos - Correntes muito elevadas e assimétricas - Valor eficaz da corrente não é constante - Não se pode separar i de t ; deve-se considerá-los em conjunto na integral.

6 Integral de Joule I t 2 é uma ferramenta muito útil no trabalho com correntes elevadas e de curta duração. Choque elétrico Efeito patofisiológico produzido pela passagem de corrente (corrente de choque) pelo corpo (homem/animal) Eletrocussão - Choque elétrico fatal Estudo da proteção contra choques - 3 elementos básicos - Parte viva - Massa - Elemento condutor estranho (à instalação) Parte viva Parte condutora destinada a ser energizadas em condição de uso normal, incluindo o condutor neutro, mas por convenção, não incluindo o condutor PEN. Massa Parte condutora que pode ser tocada e que normalmente não é viva mas pode tornar-se viva em condições de falta Invólucro metálico / carcaça Elemento condutor estranho à instalação Elemento que não faz parte da instalação elétrica, mas que pode nela introduzir um potencial, geralmente o da terra Pisos / Paredes não isolantes, canalizações metálicas, etc...

7 Tipos de choques: Direto / Indireto. Por contato direto contato com partes vivas Por contato indireto contato com massa que ficou sob tensão. Solos - Materiais isolantes (silicatos, óxidos), sais minerais ionizáveis, água e carbono-condução por ionização. Resistividade = função (composição, temperatura, umidade). R=ρ (L / S) Ω ρ= R (S/L) mm². Ω / m. Rca = Rcc (1+ys+yp) m Ω/m (resistência num condutor para corrente alternada. Solos bons condutores ρ= 50 a 100 Ω.m (cobre recozido a 20ºC - ρ= 17,24 x 10-9 Ω.m) - Pantanosos, com resíduos vegetais, em fundos de vales, nas margens de rios Solos maus condutores Arenosos, rochosos, em locais altos sem vegetação. Aterramento Ligação intencional com a terra, escoar as correntes indevidas o mais rapidamente possível para a terra. Eletrodo de aterramento Condutor ou conjuntos de condutores enterrados no solo e eletricamente ligados a terra, para fazer um aterramento. Equipamentos a motor: Características - Corrente de partida >> corrente nominal

8 - Potência absorvida determinada pela potência mecânica no eixo. Estrutura e Alimentação Alimentação de uma Instalação: Rede pública BT Rede pública AT com trafo / subestação da concessionária Rede pública AT com subestação do usuário Gerador próprio, bateria. Conexão Elétrica. Ramal de Ligação Ramal de ligação Ponto de derivação Ponto de entrega Ramal de entrada REDE PÚBLICA AT / BT Proteção e Medição Entrada consumidora Instalação do consumidor Ponto de entrega Ponto em que o sistema da concessionária e do consumidor está ligado

9 Ramal de Ligação

10 Tensão de alimentação - Tensão fase-fase ou fase-neutro no ponto de entrega - Pode ser indicada por faixa de tensão de alimentação Classificação IEC (Tensões de designação) Classificação - Média tensão não é definida pela IEC Sistemas ca com 100 V U 1000 V Tensões de designação U (V), Uo/U (V) Sistemas AC com 100 V U 1000 V Influências Externas: (ver tabelas em anexo) Classificação / Codificação (2 letras e 1 algarismo) - 1a Letra - Categoria geral - A, B ou C.. A - Meio ambiente. B - Utilização. C - Construção das edificações - 2a Letra - Natureza da influência - A, B, C, D,... - Algarismo - Classe da influência - 1, 2, 3,...

11 Categoria Descrição Indicaçã o Meio ambiente Temperatura ambiente AA Altitude AC Presença de água AD Presença de corpos sólidos AE Presença de substâncias corrosivas ou poluentes AF Solicitações mecânicas: - Choques mecânicos AG - Vibrações AH Presença de flora e mofo AK Presença de fauna AL Influências eletromagnéticas, eletroestáticas ou AM ionizantes Radiações solares NA Raios AQ Utilizações Competência das pessoas Resistência elétrica do corpo humano Contato das pessoas com o potencial local Condições e fuga das pessoas em emergência Natureza das matérias processadas ou armazenadas BA BB BC BD BE Tabela da NBR (a) 6 (b) Construção das edificações Materiais de construção Estrutura das edificações CA CB Proteção contra contatos diretos - Isolação das partes vivas - Barreiras / Invólucros - Obstáculos - Colocação fora de alcance - Dispositivo DR/AS Tensões de contato limite (UL) Natureza da corrente Situação 1 Situação 2 Alternada, 15Hz Hz Contínua sem ondulação 2)

12 Aterramento: Terra de referência - potencial zero em todos os pontos Resistência de aterramento (do eletrodo) - RT = U / I Condutor Tabelas em anexo. Produto metálico, geralmente de forma cilíndrica, em forma de tubo ou com seção perfilada, de comprimento muito maior do que a maior dimensão transversal, utilizado para transportar energia elétrica ou transmitir sinais elétricos. Condutores isolados, cabos uni/multipolares. Temperaturas definidas para um condutor elétrico: Isolação PCV, EPR,XLPE.

13 Temperatura máxima para serviço contínuo - θz Temperatura de sobrecarga - θs Temperatura de curto-circuito - θk Condutores em cobre e alumínio: Alumínio: uso em linhas de transmissão. Iz - Função de: corrente nominal dos condutores elétricos, função: - Material (Cu, Al) - Seção nominal - Isolação (θz) - Temperatura ambiente (θa) - Maneira de instalar (tipo de linha, agrupamento)

14 Restrições ao uso dos condutores em alumínio. Estabelecimentos industriais Estabelecimentos comerciais S 16 mm 2 S 50 mm 2 Alimentação por trafo Locais exclusivamente ou gerador próprios BD1 Instalação e manutenção por pessoal BA5 Critério da Capacidade de Condução de Corrente. Maneiras de instalar. 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 triófilo) ao ar livre; G - cabos unipolares espaçados ao ar livre.

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16 Critério de dimensionamento para circuitos trifásicos a 4 condutores com cargas não lineares - condições preliminares - Apenas harmônicas de 3a ordem - Circuitos razoavelmente equilibrados (deseq. < 50%) - SN = SF - 4 condutores carregados

17 Critério da Queda de Tensão (V/AxKm) Iluminação adotar V% = 2% Proteção contra sobrecorrentes Aspectos gerais Integral de Joule Critérios gerais da proteção Proteção contra correntes de sobrecarga Proteção contra correntes de curto-circuito Proteção de condutores em paralelo

18 Aspectos Gerais Causas principais das correntes de sobrecarga - Má avaliação da simultaneidade de funcionamento dos equipamentos de setor de instalação. - Substituição / inclusão de equipamentos em circuitos - Motores com sobrecarga Causas principais das correntes de curto-circuito - Faltas diretas - Faltas não-diretas (evoluem para faltas diretas) - Erros de ligação - Ligação de equipamentos em curto Integral Joule

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20 Critérios Gerais da Proteção

21 Dispositivos - Correntes de sobrecarga e de curto-circuito. Disjuntores (NBR IEC 947-2, NBR IEC 898, NBR 5361). Dispositivos fusíveis com fusíveis tipo gg (NBR 11840). Disjuntores associados a dispositivos fusíveis (NBRIEC 947-2, NBR IEC 898) Dispositivos - Correntes de curto-circuito. Disjuntores (NBR IEC 947-2, NBR IEC 898, NBR 5361).. Dispositivos fusíveis com fusíveis Tipo gg, gm e am Dispositivos - Correntes de curto-circuito. Disjuntores (NBR IEC 947-2, NBR IEC 898, NBR 5361).. Dispositivos fusíveis com fusíveis Tipo gg, gm e am

22 Proteção contra correntes de sobrecarga

23 Omissão da proteção possível - Linha a jusante de troca de seção de natureza, de maneira de instalar ou de constituição protegida por DP a montante. - Linha não susceptível de ser percorrida por correntes de sobrecarga, sem derivação / tomada. Omissão da proteção recomendada - Circuitos de excitação de máquinas rotativas - Circuitos de eletroímãs de levantamento - Circuitos secundários de TCs - Circuitos de bombas de incêndio Proteção contra correntes de curto-circuito

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25 Corrente de curto mínima presumida - Expressões de Ikmin válidas para S 95mm2 - Fatores de multiplicação (considerando a reatância X). 0,90 para 120mm2. 0,85 para 150mm2. 0,80 para 185mm2. 0,75 para 240mm2 CONDIÇÕES DE PROTEÇÃO Bibliografia: NBR Instalações Elétricas Ademaro Cotrim CPFL MTE Instalações Elétricas Hélio Creder. Material de Apoio disciplinas: 1. Materiais Elétricos 2. Eletrotécnica 3. Instalações Elétricas Prof. J.R ABBUD