ENE065 Instalações Elétricas I

Transcrição

1 07/05/2012 ENE065 Instalações Elétricas I Prof.: Ivo Chaves da Silva Junior ivo.junior@ufjf.edu.br

2 Quadro de Distribuição Circuitos Terminais Circuitos Terminais

3 Quadro de Distribuição

4 Quadro de Distribuição O que vem a ser o quadro de distribuição? É o centro de distribuição de energia de toda a instalação elétrica. Este quadro recebe todos os condutores que vem do medidor. É neste quadro que estão os dispositivos de proteção. É deste quadro que partem os circuitos que vão alimentar todos os equipamentos existentes na instalação elétrica.

5 Quadro de Distribuição Componentes - Barramento de Proteção (terra) - Barramento de neutro - Barramento de interligação de Fases - Disjuntores - Termomagnéticos - Diferencial

6 Quadro de Distribuição - Montagem O que deve ser observado na montagem do QD? Acessibilidade a todos os componentes instalados; Identificação dos componentes (Placas e Etiquetas); Independência dos componentes (Interferência prejudicial); Espaço Reserva (Prever aumento da demanda).

7 Quadro de Distribuição Espaço Reserva NBR 5410

8 Quadro de Distribuição Dentro dos Padrões Recomendados

9 Quadro de Distribuição Fora dos Padrões Recomendados

10 Quadro de Distribuição - Advertência

11 Quadro de Distribuição - Advertência

12 Quadro de Distribuição -Quantidade O número de Quadros de Distribuição a ser instalado em um consumidor: 1. Depende do número de centros de carga (sobrados, triplex, etc);

13 Quadro de Distribuição -Quantidade Depende do aspecto econômico; Depende da versatilidade desejada.

14 Quadro de Distribuição - Localização

15 Quadro de Distribuição - Localização Por que? Evita-se gastos com os fios do circuito de distribuição que são os mais grossos de toda a instalação e, portanto, mais caros!!!!

16 Quadro de Distribuição Localização Os quadros terminais e quadros de distribuição deverão ser localizados preferencialmente no Centro de Carga da instalação, que deverá ser definido como o ponto ou região onde se concentram as maiores potências. Por que no Centro de Carga??? Razoável economia nos condutores, uma vez que serão reduzidos os comprimentos dos circuitos terminais, reduzindo-se em conseqüência as quedas de tensão e possivelmente, a bitola dos condutores.

17 Quadro de Distribuição Localização

18 Quadro de Distribuição Localização

19 Quadro de Distribuição Localização Coordenadas X e Y (cargas)

20 Quadro de Distribuição Localização

21 Quadro de Distribuição Localização

22 Quadro de Distribuição Localização

23 Divisão da Instalação em Circuitos Terminais

24 Divisão da Instalação em Circuitos Terminais A instalação elétrica deve ser dividida em circuitos, denominados terminais. Esta divisão é importante porque: Facilita a operação e manutenção dos circuitos; Reduz a interferência entre os diversos pontos de utilização. Os circuitos individualizados tem menor queda de tensão e menor corrente nominal, o que possibilita o dimensionamento de condutores e dispositivos de proteção de menor seção e capacidade nominal.

25 Divisão da Instalação em Circuitos Terminais OBSERVAÇÕES: 1) Deve-se evitar projetar circuitos terminais muito carregados (elevada potência nominal), pois caso isso ocorra, resultará em: Condutores de seção nominal muito grandes (mais caros); Dificuldade na execução da instalação em eletrodutos e as ligações deles aos terminais dos aparelhos de utilização (interruptores, tomadas e luminárias); 2) Cada circuito terminal deve ser ligado a um dispositivo de proteção (disjuntores termomagnéticos ou residuais diferenciais)

26 Divisão da Instalação em Circuitos Terminais RECOMENDAÇÕES Os circuitos devem ser individualizados pela função do equipamento (tomadas de uso geral, específico e alimentação) Devem ser previstos circuitos independentes para TUGs de cozinhas, copas e área de serviço. Equipamentos que absorvam correntes iguais ou superiores a 10A devem possuir circuitos exclusivos para cada TUEs. A potência dos circuitos, com exceção de circuitos exclusivos para TUEs, deve ser limitada a 1270 VA em 127V, ou 2200 VA em 220V. Em instalações com duas ou três fases, as cargas devem ser distribuídas uniformemente entre as fazes de modo a obter-se o maior equilíbrio possível.

27 Divisão da Instalação em Circuitos Terminais TENSÃO DOS CIRCUITOS De acordo com o número de fases e a tensão secundária de fornecimento, devemos observar as seguintes recomendações quanto à determinação da tensão de alimentação dos circuitos terminais: MONOFÁSICA Todos os circuitos terminais terão ligação FASE-NEUTRO, na tensão de fornecimento da concessionária local

28 Divisão da Instalação em Circuitos Terminais BIFÁSICO Circuitos de Iluminação e TUGs devem ser ligados no menor valor de tensão (FASE NEUTRO : MONOFÁSICO) TRIFÁSICO TUEs podem ser ligados no menor valor de tensão (FASE NEUTRO : MONOFÁSICO) ou no maior de tensão (FASE-FASE: BIFÁSICO). Normalmente, utiliza-se circuitos bifásicos para as TUEs de maior potência (chuveiro, torneiras elétricas e aparelhos de ar condicionado)

29 Circuitos Terminais NBR 5410

30 Circuitos Terminais NBR 5410

31 Divisão da Instalação em Circuitos Terminais

32 Divisão da Instalação em Circuitos Terminais

33 Divisão da Instalação em Circuitos Terminais

34 Divisão da Instalação em Circuitos Terminais

35 Divisão da Instalação em Circuitos Terminais

36 Balanceamento das Fases da Instalação Elétrica Em instalações com duas (R e S) ou três (R, S e T) fases, as cargas devem ser distribuídas uniformemente entre as fazes de modo a obter-se o maior equilíbrio possível.

37 Balanceamento das Fases da Instalação Elétrica Extremamente Difícil A maior corrente não deve exceder 10% a menor corrente

38 Divisão da Instalação em Circuitos Terminais Exemplo: Faça a divisão da carga da instalação em circuitos terminais

39 Divisão da Instalação em Circuitos Terminais Carga instalada : 900 (iluminação) (TUG) (TUE) Carga instalada : VA (simplificação FP=1) 14000W

40 Divisão da Instalação em Circuitos Terminais Carga instalada : W APARTAMENTOS BIFÁSICOS F-N 127V F-F 220V

41 Divisão da Instalação em Circuitos Terminais Divisão em circuitos terminais (Demanda de cada Circuito): 1º CIRCUITO: Somente Iluminação (Fase-Neutro) x900W 2º CIRCUITO: 8 TUG (Sala(4)-Quarto(3)-Hall(1)) (Fase-Neutro) x800W 3º CIRCUITO: 2 TUG (Cozinha) (Fase-Neutro) x1200W 4º CIRCUITO: 1 TUG (Cozinha) (Fase-Neutro) --- 1x600 W

42 Divisão da Instalação em Circuitos Terminais 5º CIRCUITO: TUG (BWC) (Fase-Neutro) --- 1x600 W 6º CIRCUITO: TUE (BWC) (Fase-Fase) --- 1x5400W 7º CIRCUITO: TUE (Cozinha) (Fase-Fase) --- 1x1500W 8º CIRCUITO: TUE (Cozinha) (Fase-Fase) --- 1x3000 W

43 Divisão da Instalação em Circuitos Terminais

44 Balanceamento das Fases da Instalação Elétrica 6654 I Fase 1 52, 4A I Fase 2 54, 2A 127 Balanceamento das Fases

45 Condutores Elétricos

46 Condutores Elétricos- Baixa Tensão (BT) Condutor Elétrico Elemento metálico, geralmente de forma cilíndrica, utilizado com a função específica de transportar energia elétrica. Tipos de Condutores Elétricos

47 Condutores Elétricos- Baixa Tensão (BT) Tipos de Isolamento Revestimento PVC (Cloreto de polivinila) Revestimento EPR (Etilenopropileno) Revestimento XLPE (Polietileno reticulado)

48 Condutores Elétricos- BT- Classificação Propagadores de Chama Entram em combustão sob ação direta da chama e a mantém após a retirada da chama. (EPR-etilenopropileno) e (XLPE-polietileno reticulado) Não Propagadores de Chama Removida a ação das chamas, a combustão cessa. (PVC-cloreto de polivinila) Resistentes à Chama A chama não se propaga ao longo do material isolante do cabo. Resistentes ao Fogo Condutores especiais que permitem o funcionamento do circuito mesmo na presença de um incêndio.

49 Condutores Elétricos- BT -Classes

50 Condutores Elétricos Vídeo

51 Condutores Elétricos- BT-Tabela Fabricante

52 Condutores Elétricos- BT-Identificação Padrão de cores utilizado para identificação dos condutores (NBR 5410:2004) PROTEÇÃO FASE NEUTRO RETORNO

53 Condutores Elétricos- BT- Simbologia Simbologia

54 Condutores Elétricos- Baixa Tensão (BT) OBSERVAÇÕES NBR 5410 Recomenda o uso somente de condutores de cobre em instalações elétricas residenciais; Condutores de alumínio são mais apropriados para a utilização de linhas longas e com poucas emendas e derivações;

55 Dimensionamento de Condutores Elétricos

56 Dimensionamento de Condutores Elétricos Dimensionar é definir a seção (área) mínima dos condutores, de modo a garantir que eles suportem satisfatoriamente e simultaneamente as condições de: 1. Limite de Temperatura, determinado pela Capacidade de Corrente 2. Limite de Queda Tensão 3. Capacidade dos Dispositivos de Proteção contra SobreCargas 4. Capacidade de Condução de Corrente de Curto-Circuito por tempo limitado

57 Dimensionamento de Condutores Elétricos ROTEIRO BÁSICO (BAIXA TENSÃO) Determina-se as seções dos condutores conforme a Capacidade de Corrente; Determina-se as seções dos condutores pelo Limite de Queda de Tensão; Determina-se as seções dos condutores pela seção mínima; Para os condutores de proteção verifica-se a capacidade dos mesmos em relação às sobrecargas e curtos-circuitos. Determinadas as seções dos condutores pelos critérios da Capacidade de Corrente, Queda de Tensão e Seção Mínima, adota-se como resultado a de maior seção, e escolhe-se o condutor comercial cuja seção seja maior ou igual à calculada.

58 Dimensionamento de Condutores Elétricos Dimensionamento dos Condutores Ampacidade mm² Queda de Tensão mm² Seção Mínima mm² Escolhe-se Maior seção (área) entre os três métodos

59 Dimensionamento de Condutores Elétricos Ampacidade Esse critério tem por objetivo garantir condições satisfatórias de operação aos condutores e às suas isolações, submetidos aos efeitos térmicos produzidos pela circulação da corrente elétrica de forma a evitar dano ao condutor. Roteiro para Dimensionamento pela Capacidade de Corrente O roteiro descrito a seguir, determinará a seção nominal dos condutores Fase. O condutor Neutro e o condutor de Proteção (PE) serão determinados em função dos condutores Fase.

60 Dimensionamento de Condutores Elétricos Roteiro para Dimensionamento pela Capacidade de Corrente 1º-Passo: TIPO DE ISOLAÇÃO Devemos inicialmente escolher o tipo de isolação dos condutores. O tipo de isolação determinará a temperatura máxima a que os condutores poderão estar submetidos em regime contínuo, em sobrecarga ou em condição de curto-circuito. NBR-5410 PVC mais comuns em instalações prediais e residenciais.

61 Dimensionamento de Condutores Elétricos Roteiro para Dimensionamento pela Capacidade de Corrente 2º-Passo: INSTALAÇÃO DOS CONDUTORES A maneira como os condutores estarão instalados (eletrodutos embutidos ou aparentes, em canaletas ou bandejas, subterrâneos, diretamente enterrados ou ao ar livre, em cabos unipolares ou multipolares, etc.) influenciará na capacidade de troca térmica entre os condutores e o ambiente, e em conseqüência, na capacidade de condução de corrente elétrica dos mesmos. A Tabela 33 da NBR5410, disponível no site da disciplina,define as diversas maneiras de instalação dos condutores, codificando-as em letras e números (Referências Ref).

62 Dimensionamento de Condutores Elétricos

63 Dimensionamento de Condutores Elétricos Roteiro para Dimensionamento pela Capacidade de Corrente 3º-Passo: NÚMERO DE CONDUTORES CARREGADOS Condutor carregado é aquele efetivamente percorrido por corrente elétrica no funcionamento normal do circuito. Neste caso, consideram-se os condutores Fase e Neutro. O condutor de proteção equipotencial, PE, não é considerado condutor carregado. Desta forma, têm-se:

64 Dimensionamento de Condutores Elétricos Roteiro para Dimensionamento pela Capacidade de Corrente NBR-5410

65 Dimensionamento de Condutores Elétricos Roteiro para Dimensionamento pela Capacidade de Corrente 4º-Passo: CALCULO DA CORRENTE DE PROJETO OU NOMINAL

66 Dimensionamento de Condutores Elétricos

67 Dimensionamento de Condutores Elétricos Roteiro para Dimensionamento pela Capacidade de Corrente 5º-Passo: DETERMINAÇÃO DA SEÇÃO DO CONDUTOR Tendo-se definido o Tipo de Isolação dos Condutores, a Maneira de Instalar do Circuito, a Corrente de Projeto e o Número de Condutores carregados do Circuito, deve-se verificar em Tabelas (NBR5410), qual será a bitola do condutor. Tabelas 36 à 39 da NBR5410, disponíveis no site da disciplina.

68 Passo 1 Passo 2 Passo 3 Passo 5 (mm²) Passo 4 (corrente)

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76 Dimensionamento de Condutores Elétricos Roteiro para Dimensionamento pela Capacidade de Corrente 6º-Passo: FATORES DE CORREÇÃO Para o dimensionamento de condutores será necessário efetuar eventuais correções de modo a adequar cada caso específico às condições de instalação. Existem dois fatores de correção: -Correção Temperatura FCT -(Tabela 40 da NBR5410 disponível no site da disciplina) -Correção devido ao Agrupamento de Condutores FCA (Tabelas 42 à 45 da NBR5410 disponível no site da disciplina)

77 Dimensionamento de Condutores Elétricos Correção da Temperatura (FCT) NBR5410

78 Dimensionamento de Condutores Elétricos Correção devido ao Agrupamento de Condutores (FCA) Aplicável para circuitos que estejam instalados em conjunto com outros circuitos em: Um mesmo eletroduto, calha, bloco alveolado, bandeja; Uma superfície; Eletrodutos enterrados ou cabos diretamente enterrados no solo.

79 Dimensionamento de Condutores Elétricos Correção Agrupamentos FCA - NBR5410

80 Dimensionamento de Condutores Elétricos Correção Agrupamentos FCA - NBR5410

81 Dimensionamento de Condutores Elétricos Correção Agrupamentos FCA - NBR5410

82 Dimensionamento de Condutores Elétricos Correção Agrupamentos FCA - NBR5410

83 Dimensionamento de Condutores Elétricos Correção Agrupamentos FCA - NBR5410

84 Dimensionamento de Condutores Elétricos Roteiro para Dimensionamento pela Capacidade de Corrente 7º-Passo: CORREÇÃO DA CORRENTE É um valor aproximado da corrente do circuito, obtida pela aplicação dos fatores de correção FCT e FCA à corrente de projeto. I ' p I p FCT. FCA Como o valor da corrente corrigida calculado pela expressão abaixo, entramos nas tabelas de dimensionamento para determinar a bitola do condutor (Passo 5).

85 Dimensionamento de Condutores Elétricos Exemplo: Dimensionar, pela capacidade de corrente, os condutores de cobre para um circuito (Fase-Fase) de um chuveiro elétrico, com potência de 4500VA, Tensão de 220V, isolação tipo PVC, eletroduto PVC embutido em alvenaria e temperatura ambiente de 30 C.

86 Dimensionamento de Condutores Elétricos Roteiro: 1. Tipo de Isolação 2. Maneira de Instalar 3. Corrente de Projeto 4. Número de Condutores 5. Determinação da seção do condutor 6. Fatores de Correção

87 Dimensionamento de Condutores Elétricos 1.Tipo de Isolação: Condutores de Isolação PVC; 2. Maneira de Instalar: Embutido em alvenaria. Referência B1 Método 5; 3. Corrente de projeto: Circuito Bifásico (220V/4500W). Ip = 4500/220 = 20,45 A

88 Dimensionamento de Condutores Elétricos 4. Número de Condutores Carregados: Circuito com duas fases sem neutro. Pela Tabela, dois condutores carregados.

89 Dimensionamento de Condutores Elétricos 5. Determinação da seção do condutor: Condutor de Cobre, Método B1 de Instalação, Dois condutores carregados, e Corrente de Projeto 20,45A. Condutor de 2,5 mm².

90 Dimensionamento de Condutores Elétricos 6. Fatores de Correção: Fatores de Correção de Temperatura (FCT) Como temperatura 30 C FCT=1; Fatores de Correção de Agrupamento (FCA) Condutores embutidos referentes a um único circuito FCA=1;

91 Dimensionamento de Condutores Elétricos I ' p 20,45 I p 20, 45A FCT FCA 1 1 Resultado Final: Condutores Fase de 2,5 mm².

92 Exercícios- Ampacidade Quadro Negro Entrega Grupos Seminários