Seminário Online DIMENSIONAMENTO DE CONDUTORES ELÉTRICOS

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Célia Castanho Covalski
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1 Seminário Online DIMENSIONAMENTO DE CONDUTORES ELÉTRICOS Leonel Rodrigues Gerente de Aplicação de Produto Nexans Product Application Dept. Sep

2 Dimensionamento de Condutores Elétricos Dimensionamento técnico baixa tensão Seção mínima Capacidade de corrente Queda de tensão Sobrecarga Curto-circuito Dimensionamento econômico de condutores elétricos Dimensionamento ambiental de condutores elétricos Dimensionamento técnico média tensão SDN Simulação de dimensionamento Nexans Product Application Dept. Sep

de condutores elétricos Dimensionamento ambiental de condutores elétricos Dimensionamento

3 Dimensionamento técnico baixa tensão NBR 5410 Instalações elétricas de baixa tensão (U 1000 V) Dimensionamento técnico de circuitos Seção mínima: Tabela 47 Capacidade de corrente: Queda de tensão: Sobrecarga: Curto-circuito: Nexans Product Application Dept. Sep

mínima: Tabela 47 Capacidade de corrente: 6.2.5 Queda de tensão: 6.2.7 Sobrecarga: 5.

4 Seção mínima Restrições O uso de condutores de Al só é admitido nas condições abaixo: Estabelecimento industrial 16 mm² Estabelecimento comercial 50 mm² Locais BD4 não é permitido, em nenhuma circunstancia, o emprego de condutores de Al. Nexans Product Application Dept. Sep

comercial 50 mm² Locais BD4 não é permitido, em nenhuma circunstancia,

5 Seção mínima Nexans Product Application Dept. Sep

6 Capacidade de corrente I 1 Δt Wd T1 2 R.T R1 λ 1. T T T T 4 4 t = diferença de temperatura entre condutor e o ambiente ( C) I = corrente no condutor (A) R = resistência elétrica do condutor (Ω/cm) Wd = perdas no dielétrico (W/cm) = perdas nas proteções metálicas perdas no condutor T 1 = resistência térmica entre o condutor e a blindagem metálica da isolação ( C.cm/W) T 2-3 = resistência térmica do enchimento, capa interna e cobertura ( C.cm/W) T 1 = resistência térmica entre a superfície do cabo e o meio ambiente ( C.cm/W) Nexans Product Application Dept. Sep

condutor (Ω/cm) Wd = perdas no dielétrico (W/cm) = perdas nas proteções metálicas perdas no condutor T 1 = resistência térmica entre o condutor

7 Capacidade de corrente Objetivo: Garantir condutores e isolações submetidos aos efeitos térmicos produzidos pela circulação de corentes. Utilização das tabelas: Tabela 33: Tipos de linhas elétricas (Métodos de referência A1, A2, B1, B2, C, D, E, F e G). Tabela 35: Temperaturas características dos condutores. Tabelas 36, 37, 38 e 39: Capacidade de condução de corrente para os métodos de referência e diversos tipos de linhas indicados na tabela 33. Nexans Product Application Dept. Sep

Utilização das tabelas: Tabela 33: Tipos de linhas elétricas (Métodos de referência A1, A2, B1, B2, C, D, E, F e G).

8 Capacidade de corrente Exemplo: Condutor de cobre, isolamento PVC, método B1, dois condutores carregados, 41A Nexans Product Application Dept. Sep

9 Capacidade de corrente Fator de correção (temperatura): Os valores de capacidade de condução de corrente fornecidos pelas tabelas 36 a 39 são referidos a uma temperatura ambiente de 30 C para todas as maneiras de instalar, exceto as linhas enterradas, cujas capacidades são referidas a uma temperatura (no solo) de 20 C. Para temperaturas diferentes devemos aplicar os seguintes fatores de correção encontrados na tabela 40. Corrente 41 A, PVC, temperatura ambiente de 40 C: 41 x 0,87 = 35 A Nexans Product Application Dept. Sep

capacidades são referidas a uma temperatura (no solo) de 20 C.

Capacidade de corrente Fator de correção (Resistividade térmica do solo): Nas tabelas 36 e 37, as capacidades de condução de corrente indicadas para linhas subterrâneas são válidas para uma

10 Capacidade de corrente Fator de correção (Resistividade térmica do solo): Nas tabelas 36 e 37, as capacidades de condução de corrente indicadas para linhas subterrâneas são válidas para uma resistividade térmica do solo de 2,5 K.m/W. Quando a resistividade térmica do solo for superior a 2,5 K.m/W, caso de solos muito secos, os valores indicados nas tabelas devem ser adequadamente reduzidos. Para valores de resistividade térmica do solo diferentes, devemos aplicar os seguintes fatores de correção encontrados na tabela 41: O valor de 2,5 K.m/W é o recomendado pela IEC quando o tipo de solo e a localização geográfica não são especificados. Nexans Product Application Dept. Sep

m/W, caso de solos muito secos, os valores indicados nas tabelas devem ser adequadamente reduzidos.

Capacidade de corrente Fator de correção (Agrupamento de circuitos): Os valores de capacidade de condução de corrente fornecidos pelas tabelas 36 a 39 são válidos para o número de condutores

11 Capacidade de corrente Fator de correção (Agrupamento de circuitos): Os valores de capacidade de condução de corrente fornecidos pelas tabelas 36 a 39 são válidos para o número de condutores carregados que se encontra indicado em cada uma de suas colunas. Para linhas elétricas contendo um total de condutores superior, a capacidade de condução de corrente dos condutores de cada circuito deve ser corrigida, com a aplicação dos fatores de correção dados nas tabelas 42 a 45. Nexans Product Application Dept. Sep

Para linhas elétricas contendo um total de condutores superior, a capacidade de condução de corrente dos condutores de cada

12 Capacidade de corrente Nexans Product Application Dept. Sep

13 Capacidade de corrente Nexans Product Application Dept. Sep

14 Capacidade de corrente Nexans Product Application Dept. Sep

15 Queda de tensão Limites de Queda de Tensão A- Calculados a partir dos terminais secundários do transformador MT/BT, no caso de transformador de propriedade da(s) unidade(s) consumidora(s); B- Calculados a partir dos terminais secundários do transformador MT/BT da empresa distribuidora de eletricidade, quando o ponto de entrega for aí localizado; C- Calculados a partir do ponto de entrega, nos demais casos de ponto de entrega com fornecimento em tensão secundária de distribuição; D- calculados a partir dos terminais de saída do gerador, no caso de grupo gerador próprio. Notas: 1. Estes limites de queda de tensão são válidos quando a tensão nominal dos equipamentos de utilização previstos for coincidente com a tensão nominal da instalação; 2. Ponto de entrega (definição): ponto de conexão do sistema elétrico da empresa distribuidora de eletricidade com a instalação elétrica da(s) unidade(s) consumidora(s) e que delimita as responsabilidades da distribuidora, definidas pela autoridade reguladora; 3. Nos casos das alíneas A, B e D, quando as linhas principais da instalação tiverem um comprimento superior a 100m, as quedas de tensão podem ser aumentadas de 0,005% por metro de linha superior a 100 m, sem que, no entanto, essa suplementação seja superior a 0,5%; 4. Para circuitos de motores, ver também capítulo específico de motores elétricos (6.5.1) da NBR 5410; 5. Em nenhum caso a queda de tensão nos circuitos terminais pode ser superior a 4%. 7% 7% 5% 7% Nexans Product Application Dept. Sep

nos demais casos de ponto de entrega com fornecimento em tensão secundária de distribuição; D- calculados a partir dos terminais de saída do gerador, no caso de grupo gerador próprio. Notas: 1.

16 Queda de tensão Up.u. U(%)U x LI x x100 U Up.u. x LI x U = queda de tensão (V) U p.u. = queda de tensão unitária (V/A.km) U (%) = limite de queda de tensão em A, B, C ou D tabela slide anterior U = tensão nominal fase-fase (V) L = comprimento do circuito (km) I = corrente a ser transportada por condutor (A) Nexans Product Application Dept. Sep

nominal fase-fase (V) L = comprimento do circuito (km) I = corrente a ser transportada

17 Sobrecarga I = corrente a ser transportada por condutor (A) Para que a proteção dos condutores contra sobrecargas fique assegurada, as características de atuação do dispositivo destinado a provê-la devem ser tais que: a) I B I n I z ; e b) I 2 1,45 I z Onde: I B é a corrente de projeto do circuito; I n é a corrente nominal do dispositivo de proteção (ou corrente de ajuste, para dispositivos ajustáveis), nas condições previstas para sua instalação; I z é a capacidade de condução de corrente dos condutores, nas condições previstas para sua instalação; I 2 é a corrente convencional de atuação, para disjuntores, ou corrente convencional de fusão, para fusíveis. Nexans Product Application Dept. Sep

(ou corrente de ajuste, para dispositivos ajustáveis), nas condições previstas para sua instalação; I z é a capacidade de condução de corrente dos condutores, nas condições

18 Sobrecarga Aplicável quando for possível assumir que a temperatura limite de sobrecarga dos condutores não venha a ser mantida por um tempo superior a 100 h durante 12 meses consecutivos, ou por 500 h ao longo da vida útil do condutor. Nexans Product Application Dept. Sep

tempo superior a 100 h durante 12 meses consecutivos, ou por 500 h ao

19 Curto-circuito Condutor Fórmula Cobre I S 2 t log T2 T Alumínio I S 2 t log T2 T I = Corrente de curto-circuito (A) S = Seção transversal (mm²) t = tempo de duração do curto-circuito (s) T 1 = Máxima temperatura admissível no condutor em operação normal ( C) T 2 = Máxima temperatura admissível para o condutor no curto-circuito ( C) Nexans Product Application Dept. Sep

do curto-circuito (s) T 1 = Máxima temperatura admissível no condutor em operação normal ( C) T 2 =

20 Dimensionamento econômico de condutores elétricos Aspecto Econômico: Quanto menor a seção nominal de um condutor elétrico, menor é o seu custo inicial de aquisição e instalação e maior é o seu custo operacional (perda joule) durante a sua vida útil. $ Custo Total Custo Inicial Custo de Operação S T S E mm² Para a determinação da seção econômica de um condutor para um dado circuito, seja ele em baixa ou média tensão, deve-se utilizar a norma ABNT NBR Nexans Product Application Dept. Sep

$ Custo Total Custo Inicial Custo de Operação S T S E mm² Para a determinação da seção econômica de um condutor para um dado

21 Dimensionamento ambiental de condutores elétricos Quando em operação, devido à sua resistência ôhmica, os condutores elétricos aquecem (efeito joule) e dissipam uma parte da energia transportada, de modo que essa perda resulta na geração de uma energia adicional que contribuirá para o acréscimo da emissão de gases de efeito estufa na atmosfera, notadamente o dióxido de carbono (CO 2 ). Como resultado, é possível então reduzir as perdas nos cabos elétricos e as suas emissões de CO 2 através do aumento da seção nominal dos condutores elétricos. Aumentar a seção dos condutores elétricos contribui para a redução da emissão de CO 2 na atmosfera. Nexans Product Application Dept. Sep

22 Dimensionamento técnico média tensão NBR Instalações elétricas de média tensão de 1,0 kv a 36,2 kv Dimensionamento técnico de circuitos Capacidade de corrente: Queda de tensão: Sobrecarga: Tabela 27 Curto-circuito: Nexans Product Application Dept. Sep

23 SDN WEB: Nexans Product Application Dept. Sep

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