Alguns erros frequentes em cálculos de circuitos BT

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Pedro Espírito Santo Sabrosa
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1 Alguns erros frequentes em cálculos de circuitos B Lisardo Recio Maíllo

2 Cabos termoplásticos (PVC) e cabos termoestáveis (XLPE ou EPR)

3 Cabos termoplásticos (PVC) e cabos termoestáveis (XLPE o EPR)

4 Cabos termoplásticos (PVC) e cabos termoestáveis (XLPE ou EPR)

5 Cabos termoplásticos (PVC) e cabos termoestáveis (XLPE o EPR) Cabos termoplásticos (PVC) Cabos termoestáveis (XLPE o EPR) máx. regime permanente máx curto circuito 70 ºC 160 ºC 90 ºC 250 ºC Um cabo é termoplástico ou termoestável em função da temperatura que pode suportar o seu isolamento e não em função da composição do seu isolamento. e um cabo suporta 70 ºC será termoplástico e procurar-se-á a sua intensidade máxima na tabela correspondente

regime permanente máx curto circuito 70 ºC 160 ºC 90 ºC 250 ºC Um cabo é termoplástico ou termoestável em

6 Cabos termoplásticos (PVC) e cabos termoestáveis (XLPE o EPR) Os cabos termoplásticos (PVC) caracterizam-se pela temperatura máxima que podem alcançar os seus condutores (70 ºC) e não pela sua composição (não tem que ser necessariamente PVC). Por exemplo, os cabos Afumex Plus (H07Z1-K (A)) devem-se procurar como PVC nas tabelas mas, como sabemos, não têm PVC no seu isolamento AFUMEX PLU (A) H07Z1-K

composição (não tem que ser necessariamente PVC).

7 Cabos termoplásticos (PVC) e cabos termoestáveis (XLPE o EPR) Isolamento ermoplástico (tipo PVC) ermoestavel (tipo XLPE ou EPR) máx. em regime permanente 70 ºC 90 ºC máx. em curtocircuito 160 ºC 250 ºC Exemplos mais comuns PVC XLPE Poliolefinas Z1 EPR ilicone Cabos mais usuais H07V-K (Wirepol flexible) RZ1-K (Afumex 1000 V (A)) H05VV-F (Wirepol Gas) XV (Retenax Flam) H07Z1-K (Afumex 750 V (A)) RV-K (Retenax Flex) XAV (Retenax Flam F (armado) LXV (Al Voltalene) LX (Al Polirret) X (Polirret Feriex) Z1-K, RZ1-K mica (Afumex Firs (A+))* * em isolamento de silicone até 25 mm², para secções superiores, o isolamento é de XLPE com fita de vidro-mica

em curtocircuito 160 ºC 250 ºC Exemplos mais comuns PVC XLPE Poliolefinas Z1 EPR ilicone Cabos mais usuais H07V-K (Wirepol flexible) RZ1-K (Afumex 1000 V (A))

8 Que intensidade suporta um cabo?

9 Que intensidade suporta um cabo? Depende sempre do tipo de cabo e das condições de instalação: Cabo termoplástico ou termoestável PVC XLPE ou EPR? Monofásica ou trifásica o istema de instalação Agrupamento com outros circuitos emperatura ambiente Profundidade de soterramento (cabos enterrados) Resistividade térmica do terreno (cabos enterrados)

10 Que intensidade suporta um cabo? Cabo Afumex 1000 V (A) de 3G16 mm² em condições standard Em calha perfurada Afumex 1000 V (A) I máx. = 115 A

11 Que intensidade suporta um cabo? Cabo Afumex 1000 V (A) de 3G16 mm² em condições standard Entubado em parede Afumex 1000 V (A) I máx. = 91 A

12 Aplicação dos coeficientes de correcção (tendências incorrectas)

13 Aplicação de coeficientes de correcção 1.- Não aplicar nenhum coeficiente 2.- Aplicar sempre um 0,8 3.- Fazer cálculos e utilizar a secção superior à obtida

14 Aplicação de coeficientes de correcção Algumas tendencias incorrectas: 3.- Aplicar o coeficiente mais baixo quando a instalação é afectada por varios coeficientes Cabo multipolar XV (Retenax Flam) 5G10 fixado na parede rodeado de outros 2 circuitos e num ambiente De 40 ºC 40 º C

- Aplicar o coeficiente mais baixo quando a instalação é afectada por

15 Aplicação de coeficientes de correcção istema de instalação tipo C

16 Aplicação de coeficientes de correcção XV 5G10 (cobre) I = 71 A O cabo XV (Retenax Flam) de 5G10 suporta 71 A fixado na parede quando não tem circuitos à volta e a amb = 30 ºC

17 Aplicação de coeficientes de correcção Coeficiente por agrupamento K agrup = 0,79

18 Aplicação de coeficientes de correcção Coeficiente por temperatura ambiente 40 º C K amb = 0,91

19 Aplicação de coeficientes de correcção Portanto, ao tratar-se de dois efeitos conjuntos (agrupação e temperatura ambiente) é necessário aplicar ambos os coeficientes e não apenas o mais baixo I = I K agrup K amb = 71 x 0,79 x 0,91 = 51 A 40 º C O cabo XV (Retenax Flam) de 5G10 suporta 51 A fixado à parede com dois circuitos em contacto e a amb = 40 ºC

apenas o mais baixo I = I K agrup K amb = 71 x 0,79 x 0,91 = 51 A 40 º C O cabo XV

20 Aplicação de coeficientes de correcção 5.- Não aplicar coeficiente por agrupamentos em circuitos com vários condutores por fase R R R R Um único circuito (as fases estão ligadas a extremos comuns) Quatro ternos de condutores afectando-se termicamente Portanto precisam de coeficiente de correcção por agrupamento

por fase R R R R Um único circuito (as fases estão ligadas a extremos comuns)

21 Aplicação de coeficientes de correcção e tivessemos um circuito com 4 cabos por fase tipo LXV 1x240 em calha não perfurada com os ternos em contacto 30 ºC R R R R

22 Aplicação de coeficientes de correcção Um terno de cables LXV 1x240 em calha não perfurada A 30 ºC pode suportar 382 A

23 Aplicação de coeficientes de correcção

24 Aplicação de coeficientes de correcção A intensidade máxima admissivel que pode recorrer cada um dos condutores do circuito é I = 382 x 0,75 = 286,5 A R R R R 25 % inferior ao que suportariam os condutores se se tratasse de um só terno E a intensidade total máxima admissivel do circuito será I total = 286,5 x 4 = 1146 A

25 Aplicação de coeficientes de correcção 6.- Juntar cabos em canalização existentes e não ter em conta as novas condições térmicas Novos circuitos Circuitos preexistentes na canalização É necessário ter em conta o novo agrupamento para os novos circuitos e para os já existentes e aplicar o factor de correcção por agrupamento adequado

26 Aplicação de coeficientes de correcção 7.- Não considerar a variação do sistema de instalação ao longo da linha Aplicar-se-ão logicamente as condições do sistema de instalação mais restritivo

27 A condutividade nos cálculos de queda de tensão

28 A condutividade nos cálculos de queda de tensão A condutividade do cobre (γ) a 20 ºC tem um valor de 56 m/(ω mm²) mas varia com a temperatura do condutor. γ γ θ = 1 / ρ θ ρ θ = ρ 20 [1 + α (θ - 20)] ρ θ resistividade do condutor à temperatura θ en Ω mm²/m. ρ 20 resistividade do condutor a 20 oc en Ω mm²/m (= 1/56 para Cu e 1/35 para Al). α coeficiente de variação de resistencia específica por temperatura do condutor em ºC -1 (0,00392 para Cu e 0,00403 para Al).

29 A condutividade nos cálculos de queda de tensão ermoplásticos ermoestáveis

30 A condutividade nos cálculos de queda de tensão Exemplo de cálculo de secção por queda de tensão Cabo Afumex 1000 V Monofásica com U = 230 V Intensidade de corrente: I = 70 A cosφ = 0,9 Comprimento da linha: 48 m Máxima queda de tensão admitida: 5 % 11,5 V 2 L I cosϕ 2x48x70x0,9 = = = γ ΔU 56x11,5 9,39mm 2 10 mm² 2x48x70x0,9 = = 11,95mm 44x11, mm²

31 A reactância nos cálculos de queda de tensão

32 A reactância nos cálculos de queda de tensão Norma francesa UE C Com carácter geral para cabos de B sem blindagem: Para todas as secções Para Cu ou Al Para todas as disposições de instalação Para todos os sistemas de instalação X 0,08 Ω/km

33 A reactância nos cálculos de queda de tensão e observarmos a fórmula geral de cálculo da queda de tensão veremos que tendo em conta que em geral o cos φ é elevado se R é elevado o efeito de X é desprezível ΔU = I (R cosφ + X senφ) [V] R X desprezível ΔU I R cosφ Esta aproximação pode ser válida para cabos até 95 mm²

34 A reactância nos cálculos de queda de tensão R (95 mm ² cobre a 90 ºC) = 0,264 Ω/km R (95 mm² aluminio a 90 ºC) = 0,411 Ω/km e tivessemos um cosφ relativamente baixo de 0,8 senφ = 0,6 na fórmula ΔU 95 Cu = I (R cosφ + X senφ) = I (0,264 x 0,8 + 0,08 x 0,6) = I (0, ,048) 0,2112 I [V/km] ΔU 95 Al = I (R cosφ + X senφ) = I (0,411 x 0,8 + 0,08 x 0,6) = I (0, ,048) 0,3288 I [V/km]

35 A reactância nos cálculos de queda de tensão As fórmulas gerais para cálculo de queda de tensão em B são portanto: γ ( ΔU 2 L I cosϕ = x L I senϕ) Monofásica γ ( ΔU 3 L I cosϕ = 3 1, x L I senϕ) rifásica x: reactância do condutor em Ω/km ΔU: máxima queda de tensão em V NOA: e x se iguala a zero obtemos as expressões gerais sem influência da reactância (secções 95 mm²

36 Colocação de condutores quando são necessários vários por fase

37 Colocação de condutores quando são necessários vários por fase e necessitamos utilizar mais que um condutor por fase, nunca se devem agrupar os condutores da mesma fase R R R R

38 Colocação de condutores quando são necessários vários por fase Colocação em trevo R R R R Colocação na horizontal R R R R

39 Colocação de condutores quando são necessários vários por fase Colocação vários niveis Em trevo Colocação vários niveis Na horizontal R R R R R R R

40 Colocação de condutores quando são necessários varios por fase Colocação de neutros Em trevo N R R N N R R N Na horizontal N R R N N R R N

41 Grato pela sua atenção

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