PROJETOS DE INSTALAÇÕES ELÉTRICAS DE BAIXA TENSÃO 1 Introdução As instalações elétricas de baixa tensão são regidas no Brasil pela norma NBR 5410 (também conhecida por NB-3). Esta norma aplica-se às instalações elétricas com tensão inferior a 1.000 V em corrente alternada ou 1.500 V em corrente contínua, cobrindo: prédios residenciais e industriais; estabelecimentos industriais; estabelecimentos agropecuários e hortigranjeiros; prédios pré-fabricados; trailers, campings, marinas e análogos; canteiro de obras, feiras, locais de exposição e outras instalações temporárias; A norma não se aplica a: equipamentos de tração elétrica; instalações elétricas de veículos automotores; instalações elétricas de navios e aeronaves; instalações de iluminação pública; redes públicas de ; instalações de pára-raios em edificações. 2 - A instalação de baixa tensão As instalações de baixa tensão podem ser alimentadas de várias maneiras: diretamente, por uma rede pública de baixa tensão, através de um ramal de ligação; a partir de uma rede pública de alta tensão, por intermédio de subestação ou transformador exclusivos, de propriedade da concessionária. Caso típico de prédios residenciais ou comerciais de grande porte; a partir de uma rede pública de alta tensão, por intermédio da subestação de propriedade do consumidor. Caso típico das indústrias; por fonte autônoma, em locais distantes da rede elétrica. A entrada de serviço é o conjunto de equipamentos instalados entre o ponto de derivação da rede da concessionária e a proteção e a medição, inclusive. O ponto de entrega é o ponto até o qual a concessionária se obriga pelo serviço de energia elétrica. A entrada consumidora é o conjunto de equipamentos instalados entre o ponto de entrega e a proteção e medição inclusive. O ramal de ligação é o conjunto de equipamentos instalados entre o ponto de derivação da rede da concessionária e o ponto de entrega. O ramal de entrega é o conjunto de equipamentos instalados entre o ponto de entrega e a proteção e medição, inclusive. A Figura 1 apresenta o que foi exposto. Faculdades Integradas de São Paulo - FISP 1
Figura 1: Esquema básico de entrada de serviço. Rede Ramal de ligação Ponto de derivação Ponto de entrega Ramal de entrada Proteção Medição Entrada consumidora Chama-se origem de uma instalação elétrica o ponto de alimentação da instalação a partir do qual se aplicam as prescrições da NBR-5410. Deve-se observar que: quando a instalação é alimentada diretamente por rede pública de baixa tensão, ou por transformador ou subestação da concessionária, a origem corresponde aos terminais de saída do dispositivo geral de comando e proteção; a origem de uma instalação alimentada a partir de transformador ou subestação própria corresponde aos terminais de saída do transformador; em instalações alimentadas por fonte própria, a origem é considerada de forma a incluir a fonte como parte da instalação. A Figura 2 apresenta o esquema típico de uma instalação alimentada por rede pública de baixa tensão, e a Figura 3 uma alimentação por rede pública em alta tensão. Figura 2: Esquema típico de instalação alimentada por rede de baixa tensão. Ponto de entrega Quadro Terminal Ramal de entrada Caixa de medição Circuitos terminais Origem Faculdades Integradas de São Paulo - FISP 2
Figura 3: Esquema típico de instalação alimentada por rede de alta tensão. Ponto de entrega Ramal de entrada (AT) Transformador Origem Medição principal Quadro de divisionário Quadro terminal Circuitos terminais Quadro de Através das Figuras 2 e 3, percebe-se que os circuitos podem ser divididos em circuitos de e circuitos terminais. Um circuito de é um circuito que alimenta um ou mais quadros de, enquanto um circuito terminal é aquele ligado diretamente a equipamentos de utilização e/ou tomadas de corrente. Um quadro de é um equipamento elétrico destinado a receber energia elétrica de uma ou mais alimentação e distribui-lá a um ou mais circuitos, podendo também desempenhar tarefas de proteção, seccionamento e medição. Um quadro terminal é aquele destinado a alimentar exlcusivamente circuitos terminais. Uma instalação elétrica deve ser dividida em vários circuitos, pois: limita as consequências de uma falta, pois haverá apenas o seccionamento do circuito atingido; facilita as verificações, os ensaios e a manutenção; evita os perigos que podem resultar das falhas de um circuito único. A Figura 4 mostra uma instalação elétrica com divisão de circuitos. Faculdades Integradas de São Paulo - FISP 3
Figura 4: Divisão de circuitos de uma instalação elétrica Origem da instalação principal Circuitos terminais O projeto de uma instalação elétrica, para qualquer tipo de prédio (residencial, comercial, industrial) ou local, consiste, essencialmente, em selecionar, dimensionar e localizar, de maneira racional, os condutores e outros equipamentos necessários a fim de proporcionar, de modo seguro e efetivo, a transferência de energia elétrica desde uma fonte até os pontos de utilização. 3 - Determinação da potência instalada A determinação da potência do ponto de consumo de energia elétrica é função do equipamento que será ligado neste ponto. Quando as tomadas são destinadas a um só aparelho, basta conhecer a potência deste aparelho e especificar o ponto para este valor. Quando o ponto for de uso comum, isto é, não é destinado especialmente a um aparelho, toma-se como valor base para efeito de cômputo de carga 100 VA. Os aparelhos com potência superior a 1500 VA deverão ter tomadas específicas e devem ser previstos circuitos independentes. Além das tomadas devem ser especificadas os pontos de iluminação, através de projeto específico de luminotécnica (para ambientes comerciais ou industriais) ou seguindo as recomendações da NBR5410 (residências). 3.1 - Requisitos de potência para locais destinados a moradias. Para locais destinados a moradias (residências, hotéis, motéis e similares), deve ser previsto as seguintes cargas: a) iluminação mínima função da área (S) de cada recinto): para S 6 m 2 adota-se 100 VA; para S > 6 m 2 adota-se 100 VA para os primeiros 6 m 2, adicionando-se 60 VA para cada 4 m 2 inteiros; b) para as tomadas de uso geral, a quantidade e a potência mínima são: subsolos, sótãos, garagens e varandas 1 tomada com 100 VA; cozinhas, copas e copas-cozinhas n tomadas, sendo 1 para cada 3,5 m de perímetro ou fração, sendo que acima de cada bancada com largura mínima de 30 cm deve ser prevista, pelo menos, 1 tomada; 3 tomadas com 600 VA e (n 3) com 100 VA; banheiros 1 tomada com 600 VA; demais locais: Faculdades Integradas de São Paulo - FISP 4
para S 6 m 2 1 tomada com 100 ou 600 VA, no caso de áreas de serviço ou lavanderias; para S > 6 m 2 1 tomada para cada 6 m de perímetro ou fração; 100 VA por tomada ou, no caso de áreas de serviço ou lavanderias, 3 com 600 VA e (n 3) com 100 VA. As tomadas de uso específico devem ser dimensionadas para a potência do aparelho a ser instalado e devem ser instaladas, no máximo, a 1,5 m do local previsto para o equipamento a ser alimentado. A Tabelas 1 e 2 resumem o exposto. Tabela 1: Valores mínimos para potência de iluminação. Área (S) do recinto Potência de iluminação S < 6,0 m 2 100 VA S 6,0 m 2 100 VA para os primeiros 6 m 2 + 60 VA para cada 4 m 2 inteiros Recintos Subsolos, sótãos, garagens e varandas Banheiros Cozinhas, copas e copascozinhas Salas, quartos, corredores, e Tabela 2: Valores mínimos para potência de TUGs Potência das TUGs 1 ponto de 100 VA 1 ponto de 600 VA n tomadas, sendo 1 para 3,5 m, ou fração, do perímetro. 3 tomadas de 600 VA e (n 3) tomadas de 100 VA S 6,0 m 2 S > 6,0 m 2 similares 1 tomada de 100 VA 1 tomada (de 100 VA) para cada 6m, ou fração, de perímetro Áreas de serviço ou lavanderias S 6,0 m 2 S > 6,0 m 2 1 tomada de 600 VA 1 tomada para cada 6m, ou fração, de perímetro. 3 tomadas de 600 VA e (n 3) tomadas de 100 VA. 3.2 - Requisitos de potência para locais não destinados a moradias. A Norma NBR 5410 não estipula nenhuma condição sobre as cargas instaladas em ambientes não residenciais. Porém, podem ser adotadas algumas recomendações práticas: a) para iluminação, é sempre recomendável a elaboração de projeto específico; b) tomadas de uso geral: escritórios comerciais ou locais análogos com área igual ou inferior a 40 m 2, a quantidade mínima de tomadas de uso geral deve ser calculada por um dos seguintes critérios (adota-se o que resultar em um maior número de tomadas): uma tomada para cada 3 m, ou fração, de perímetro; uma tomada para cada 4 m 2, ou fração, de área; escritórios comerciais ou locais análogos com área superior a 40 m 2, a quantidade mínima de tomadas de uso geral deve ser calculada através do seguinte critério: 10 tomadas para os primeiros 40 m 2 e uma tomada para cada 10 m 2, ou fração, da área restante; em lojas e locais análogos devem ser previstas tomadas de uso geral em quantidade nunca inferior a uma tomada para cada 30 m 2, ou fração, não Faculdades Integradas de São Paulo - FISP 5
computadas as tomadas destinadas à ligação de lâmpadas, tomadas de vitrines e as destinadas à demonstração de aparelhos; a potência a ser atribuída a tomadas de uso geral em escritórios comerciais, lojas e locais análogos não deverá ser inferior a 200 VA por tomada. 3.3 - Determinação da potência instalada. A potência instalada é determinada pela soma de todas as cargas da instalação, incluindo as cargas de iluminação, as tomadas de uso geral e as tomadas específicas. A potência instalada pode ser determinada para toda a instalação ou para partes específicas. P instalada = P iluminação + P tug + P tespecíficas Sendo: P iluminação = potência do sistema de iluminação; P tug = potência das tomadas de uso geral; P tespecíficas = potência das tomadas para uso específico. Exemplo 1: Determinar a potência de iluminação, potência de tomadas de uso geral e potência instalada de um apartamento com as características seguintes: hall de entrada 2 x 2 (m); salas (conjugadas) 5 x 8 m; varanda 1,5 x 8 m; lavabo 1,5 x 1,5 m; corredor 2 x 5,5 m; dormitório I 4,5 x 4 m; banheiro I 2,5 x 2 m; dormitório II 3,5 x 4 m; banheiro II 2 x 2 m; dormitório III 4,5 x 4,5 m; copa-cozinha 4,5 x 5,5 m; área de serviço 3 x 5,5 m; quarto de empregada 2 x 2,5 m; Estão previstos os seguintes aparelhos que necessitam de tomadas de uso específico: 2 chuveiros de 5000 W cada; forno de microondas de 2200 VA (cos φ = 0,8) na cozinha; lavadora de pratos de 2800 VA (cos φ = 0,8) na cozinha; torneira elétrica de 4000 W na cozinha; lavadora de roupas de 2500 VA (cos φ = 0,8) na área de serviço; secadora de roupas de 5000 W na área de serviço; 3 condicionadores de ar de 1400 W cada, um por dormitório. Solução a) determinação da potência dos pontos de iluminação (valores mínimos): área do hall = 4 m 2 < 6 m 2 1 ponto de 100 VA; salas área das salas = 40 m 2 6 m 2 6 + 4 x 8 +2 = 1 ponto de 100 VA + 8 pontos de 60 VA = 580 VA; varanda (área de 7,5 m 2 6 m 2 ) = 6 + 1,5 = 1 ponto de 100 VA; lavabo (área de 2,25 m 2 < 6 m 2 ) = 1 ponto de 100 VA; Faculdades Integradas de São Paulo - FISP 6
corredor (área de 11 m 2 6 m 2 ) 6 + 4 + 3 = 1 ponto com 100 VA + 1 ponto com 60 VA = 160 VA; dormitório I (área de 18 m 2 6 m 2 ) 6 + 3 x 4 = 1 ponto de 100 VA mais 3 pontos de 60 VA = 280 VA; banheiro I (área de 5 m 2 < 6 m 2 ) = 1 ponto de 100 VA; dormitório II (área de 14 m 2 6 m 2 ) 6 + 2 x 4 1 ponto de 100 VA + 2 pontos de 60 VA = 220 VA banheiro II (área de 4 m 2 < 6 m 2 ) = 1 ponto de 100 VA; dormitório III (área de 20,25 m 2 6 m 2 ) 6 + 3 x 4 + 3,25 1 ponto de 100 VA + 3 pontos de 60 VA = 280 VA; copa-cozinha (área de 24,75 m 2 6 m 2 ) 6 + 4 x 4 + 2,75 1 ponto de 100 VA + 4 pontos de 60 VA = 340 VA área de serviço (área de 16,5 m 2 6 m 2 ) 6 + 2 x 4 + 2,5 = 1 ponto de 100 VA + 2 pontos de 60 VA = 220 VA. quarto de empregada (área de 5 m 2 < 6 m 2 ) = 1 ponto de 100 VA; total da potência aparente do sistema de iluminação 2.680 VA; Potência ativa total do sistema de iluminação 2.680 x 1,0 = 2.680 W. b) determinação da potência das tomadas de uso geral área do hall = 4 m 2 < 6 m 2 1 tomada de 100 VA; salas área das salas = 40 m 2 6 m 2 perímetro = 26 m 26/6 = 4,3 = 5 tomadas de 100 VA = 500 VA; varanda 1 tomada de 100 VA; lavabo (área de 2,25 m 2 ) 1 tomada com 100 VA; corredor (área de 11 m 2 6 m 2 ) 11/6 = 1, 83 = 2 tomadas de 100 VA = 200 VA; dormitório I (área de 18 m 2 6 m 2 ) 18/6 = 3 tomadas de 100 VA = 300 VA; banheiro I 1 tomada de 600 VA; dormitório II (área de 14 m 2 6 m 2 ) 14/6 = 2,33 3 tomadas de 100 VA = 300 VA; banheiro II 1 tomada de 600 VA; dormitório III (área de 20,25 m 2 6 m 2 ) 20,25/6 = 3,35 4 tomadas de 100 VA = 300 VA; copa-cozinha (perímetro de 20 m) 20/3,5 = 5,71 = 6 tomadas, sendo 3 tomadas de 100 VA e 3 tomadas de 600 VA = 2100 VA; área de serviço (área de 16,5 m 2 perímetro de 17 m) 17/6 = 2,83 3 tomadas de 600 VA = 1800 VA. quarto de empregada (área de 5 m 2 ) 1 tomada de 100 VA; total da potência aparente das tomadas de uso geral 7100 VA; Potência ativa total das tomadas de uso geral 7100 x 0,8 = 5680 W. c) determinação da potência ativa total das tomadas específicas. 2 chuveiros de 5000 W cada = 10.000 W forno de microondas de 2200 VA (cos φ = 0,8) na cozinha = 2.220 x 0,8 = 1.760 W lavadora de pratos de 2800 VA (cos φ = 0,8) na cozinha = 2.800 x 0,8 = 2.240 W torneira elétrica de 4000 W na cozinha = 4.000 W lavadora de roupas de 2500 VA (cos φ = 0,8) na área de serviço = 2.500 x 0,8 = 2.000 W secadora de roupas de 5000 W na área de serviço = 5.000 W; 3 condicionadores de ar de 1400 W cada, um por dormitório = 3 x 1.400 = 4.200 W. Potência ativa total das tomadas específicas 29.200 W. Logo: P instalada = P iluminação + P tug + P tespecíficas P instalada = 2.680 + 5.680 + 29.200 P instalada = 37.560 W Faculdades Integradas de São Paulo - FISP 7