CAPÍTULO 3 SELEÇÃO DE CONDUTORES

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Carla Cunha Felgueiras
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2 INTRODUÇÃO Um correto dimensionamento dos condutores é tão importante quanto o próprio condutor utilizado. Realizar o cálculo e a seleção do condutor é necessário quando são instalados circuitos elétricos novos ou são redimensionados pelo aumento das cargas.

3 OBJETIVOS Mostrar os métodos de cálculo tomando como referência os fatores de correção por efeito de temperatura e agrupamento de condutores. Descrever a seleção de condutores para diferentes configurações de carga.

4 CAPACIDADE DE CONDUÇÃO DE CORRENTE DOS CONDUTORES Principais efeitos de um mau uso ou de um mau dimensionamento dos condutores em uma instalação elétrica: Super-aquecimento das linhas. Quedas de tensão. Curtos-circuitos. Falhas de isolamento à terra. Cortes de fornecimento. Riscos de incêndio. Perdas de energia.

5 CAPACIDADE DE CORRENTE ADMISSÍVEL PARA CONDUTORES DE COBRE (mm 2 ) SEÇÃO (mm 2 ) TEMPERATURA DE SERVIÇO: 70 C TEMPERATURA AMBIENTE: 30 C GRUPO1 GRUPO2 GRUPO ,5 15, GRUPO 1: 2 condutores isolados em PVC instalados em eletroduto embutido. GRUPO 2: 3 condutores isolados em PVC instalados em eletroduto embutido. GRUPO 3: : 3 condutores isolados instalados sobre isoladores. Capacidades de corrente conforme tabelas 36 e 38 da NBR 5410:2004

6 FATORES DE CORREÇÃO PARA A CAPACIDADE DE CORRENTE A capacidade de corrente dos condutores Define-se a capacidade dos condutores para dissipar o calor no meio que os rodeia a fim de que os isolantes não ultrapassem a sua temperatura de serviço. As tabelas de condutores da NBR 5410:2004 consignam o seguinte: Temperatura ambiente = 30 C Número de condutores por duto = 2 e 3

7 CAPACIDADE DE CORRENTE DOS CONDUTORES A capacidade de corrente dos condutores é determinada pela seguinte expressão: I ad = f n * f t * I t (A) Onde: I ad : Corrente admissível corrigida (A). f n : Fator de correção por agrupamento de circuitos. f t : Fator de correção por temperatura. I t : Corrente admissível, conforme as tabelas da norma.

8 FATORES DE CORREÇÃO POR AGRUPAMENTO DE CIRCUITOS (fn) Tabela 42 da NBR 5410:2004

9 FATORES DE CORREÇÃO POR TEMPERATURA AMBIENTE (f t ) Tabela 40 da NBR 5410:2004

10 EXEMPLO 1 Verificar a capacidade de um condutor com as seguintes condições: Sc = 2,5 mm 2 2 condutores isolados em PVC T amb = 40 ºC Nº de circuitos / eletroduto = 5 Das tabelas: I t = 24 A, f n = 0,6 f t = 0,87 Logo: I ad = f n * f t * I t I ad = 0,6 * 0,87 * 24 I ad = 12,5 A

11 CÁLCULO POR QUEDA DE TENSÃO Ao circular uma corrente elétrica através dos condutores produz-se uma queda de tensão que é calculada pela seguinte expressão: U P = I * R C U P : Queda de tensão (V). I : Corrente de carga (A). R C : Resistência dos condutores (Ω).

12 A resistência de um condutor elétrico é dada pela seguinte expressão: L RESISTÊNCIA DE UM CONDUTOR R = k * r * L ρ : Resistividade específica do condutor r Cu = 0,0178 (Ω * mm 2 / m). : Comprimento do condutor (m). S : Seção de condutor (mm 2 ). k : Monofásico (2); trifásico ( 3 ). S

13 CÁLCULO POR QUEDA DE TENSÃO Finalmente, a expressão para determinar a seção do condutor (S) em função de U fica assim: k * r * L S = * I (mm 2 ) U P A queda de tensão total máxima da origem da instalação até o ponto de utilização mais afastado não deve ultrapassar um valor igual a 5% da tensão nominal quando a instalação é alimentada pela rede pública ou a 7% quando possuir transformador ou gerador próprio.

14 CÁLCULO DE ALIMENTADORES Para determinar a seção dos condutores que alimentam um conjunto de cargas (alimentadores), procede-se conforme a seguinte situação: Alimentadores com carga concentrada. Alimentadores com carga distribuída.

15 ALIMENTADORES COM CARGA CONCENTRADA Nos alimentadores com carga concentrada, o centro de carga situa-se a uma certa distância específica do quadro: r = 0,018 W mm 2 /m U P = 5,5 V 20 A 50 m

16 SEÇÃO DO CONDUTOR A expressão para determinar a seção do condutor é a seguinte: k * r * L S = * I (mm 2 ) U P k = 2 k = 3 (Alimentadores monofásicos). (Alimentadores trifásicos).

17 Há um alimentador trifásico com carga concentrada que apresenta as seguintes características: L = 50 m. r = 0,018 (Ω * mm 2 / m). I = 20 A. U P = 5,5 V. EXEMPLO 2 k*r*l*i 3 * 0,018 * 50 * 20 S = = = 5,7 mm 2 6 mm 2 Up 5,5

18 ALIMENTADORES COM CARGA DISTRIBUÍDA No caso em que as cargas se encontram distribuídas ao longo da linha, apresentam-se dois critérios para o dimensionamento de condutores: I 1 I 2 I 3 I 4 I 5 a) Critério de seção constante. b) Critério de seção variável.

19 CRITÉRIO DE SEÇÃO CONSTANTE A seção do alimentador é constante em toda a sua extensão. I 1 I 2 I 3 L 1 L 2 I 1, I 2, I 3 : Corrente de cada ramal associada ao alimentador (A). L 1, L 2, L 3 : Comprimento de cada trecho do alimentador (m). L 3

20 CRITÉRIO DE SEÇÃO CONSTANTE A expressão de cálculo é a seguinte: k * r S = * (L 1 * I 1 + U P L 2 * I 2 + L 3 * I 3 ) mm 2 k = 2 (Alimentadores monofásicos). k = 3 (Alimentadores trifásicos).

21 EXEMPLO 3 Tem-se um alimentador trifásico com carga distribuída que apresenta as seguintes características: 10 A 20 A 50 A 30 m 80 m r = 0,018 Ω mm 2 / m 180 m Up = 5,5 V S = (k * r / Up ) * (L 1 * I 1 + L 2 * I 2 + L 3 * I 3 ) S = ( 3 *0,018/5,5) * ( 30* * *50 ) = 61,79 mm 2 70 mm 2

22 CRITÉRIO DE SEÇÃO VARIÁVEL A seção do condutor diminui ao longo do alimentador. I 1 I 2 I 3 i 1 i 2 i 3 I 1 = L 1 i 1 + i 2 + i 3 I 2 = i 2 + i 3 I 3 = i 3 (A) L 2 L 3 (A) (A)

23 CRITÉRIO DE SEÇÃO VARIÁVEL A seção do alimentador determina-se através da densidade de corrente (d) constante. Up d = (A/mm 2 ) k * r * L T L T = L 1 + L 2 + L 3 (m). k = 2 (Alimentadores monofásicos). k = 3 (Alimentadores trifásicos).

24 CRITÉRIO DE SEÇÃO CÔNICA I 1 S 1 = (mm 2 ) d I 2 S 2 = (mm 2 ) d I 3 S 3 = (mm 2 ) d

25 EXEMPLO 4 Tem-se um alimentador com carga distribuída que apresenta as seguintes características: 80 A 70 A 50 A 10 A 20 A 50 A 180 m r = 0,018 (Ω mm 2 / m) Up = 5,5 V Up 5,5 d = = = 0,98 (A/mm 2 ) k * r * L T 3 * 0,018 *180

26 CRITÉRIO DE SEÇÃO VARIÁVEL I 1 80 S 1 = d = 0,98 = 81,63 95 mm 2 I 2 70 S 2 = d = 0,98 = 71,43 70 mm 2 I 3 50 S 3 = d = 0,98 = 51,02 50 mm 2

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