lectra Centro de Formação Profissional Material Didático INSTALAÇÕES ELÉTRICAS WWW.ESCOLAELECTRA.COM.BR
ÍNDICE 1 Introdução - 5 Definição de eletricidade. Causas e efeitos da eletricidade. Geração, transmissão e padrões de distribuição. 2 Principais grandezas elétricas - 6 Tensão. Corrente. Resistência. Energia elétrica. Potência. 3 Etapas para a elaboração de um projeto de instalações elétricas - 9 Informações preliminares. Quantificação do sistema. Desenho das plantas. Dimensionamento de todos os componentes do projeto. Quadros de distribuição. Memorial descritivo. Especificações técnicas e relação de materiais. 4 Classificação dos tipos de fornecimento de energia em ramal secundário - 10 Monofásico, bifásico e trifásico. 5 Simbologia - 11 Simbologia aprovada pela ABNT. Exemplo da utilização numa planta de distribuição. 6 Materiais utilizados - 13 Eletrodutos e acessórios. Eletrocalhas. Caixas de passagem e conduletes. Condutores (fios e cabos). Disjuntores. Fusíveis. Interruptores. Tomadas. Diferencial residual (DR). Lâmpadas (tipos e aplicações). Quadros de distribuição de circuitos. Sensor de presença. Interruptor crespular (fotocélula). 7 Instalações elétricas básicas - 21 Comando simples. Comando para vários pontos acionados por um único ponto de comando. Comando paralelo (three-way). Comando intermediário (four-way). Tomadas de uso geral (TUG s) e específicas (TUE s). 3
8 Divisão em circuitos - 24 9 Determinação da corrente de consumo - 25 Circuitos monofásicos e bifasicos. Circuitos trifásicos. 10 Determinação da bitola dos eletrodutos - 30 11 Escalas - 31 Real Redução Ampliação 12 Levantamentos de materiais - 32 Eletrodutos. Condutores. Caixas e acessórios. 13 Dicas fundamentais - 40 14 Referências bibliográficas - 41 1 Introdução A eletricidade está presente em quase todos os momentos de nossa vida e nem nos damos conta da sua existência. 4
Quando nascemos o nosso corpo já está submetido a uma ddp (diferença de potencial) de aproximadamente 300 V e não notamos porque o nosso corpo se adapta a ela. Na realidade a eletricidade é invisível e o que sentimos são seus efeitos, como: A energia elétrica que chega até as nossas residências é gerada fora do perímetro urbano através das Usinas Geradoras. Existem diversos modelos de geração de energia elétrica utilizando a força das águas (hidrelétrica e maremotriz), o vapor d água (termelétrica e termonuclear), a força dos ventos (eólica) e a luz solar (fotovoltaica). No Brasil, o modelo mais utilizado é a hidrelétrica devido à rica bacia hidrográfica. Depois de gerada essa energia é levada até o perímetro urbano através das Linhas de Transmissão em tensões que variam entre 230 kv e 750 kv. 5
Dentro do perímetro urbano a tensão é reduzida, através das subestações abaixadoras das concessionárias, para tensões de 138 kv, para as grandes indústrias, e 13,8 kv, para os consumidores residenciais, comerciais e indústrias de pequeno porte, chamadas de Rede de Distribuição Primária. Para alimentar os consumidores residenciais e comerciais a tensão é abaixada de 13,8 kv para 127 V/ 220 V ou 220 V/ 380 V, recebendo a denominação de Rede de Distribuição Secundária. 2 Principais grandezas elétricas 2.1 - Tensão Elétrica voltagem - É a força com a qual os elétrons são empurrados através de um condutor elétrico. A diferença de potencial pode ser: 127 V(fase e neutro) / 220 V(entre duas fases) ou 220 V(fase e neutro) / 380 V(entre duas fases). Símbolo = E, U ou V Unidade = Volt, V 2.2 - Corrente Elétrica amperagem - É o movimento ordenado dos elétrons por um condutor elétrico submetido a uma diferença de potencial. 6
Símbolo = I Unidade = Ampère, A 2.3 - Resistência Elétrica - É a oposição à passagem de corrente elétrica em um condutor elétrico. Os bons condutores (ouro, platina, prata, cobre e etc.) apresentam baixa resistência elétrica. Já os isolantes (borracha, papel, plástico, porcelana e etc.) apresentam alta resistência elétrica. Símbolo = R Unidade = Ohm, Ω 2.4 Energia Elétrica - É a capacidade de realizar trabalho; potência num intervalo de tempo. Símbolo = W ou E Unidade = Watt-hora, Wh 2.5 Potência - É a energia instantânea, o consumo em cada instante de um aparelho elétrico, sendo toda transformada em outra fonte de energia. Também pode ser denominada de potência ativa, real ou nominal. Símbolo = P Unidade = Watt, W Fora a potência ativa, temos a potência reativa, que é utilizada para manter os campos magnéticos dos equipamentos indutivos. A unidade é o Var (volt-ampère reativo) 7
Potência aparente que é o somatório vetorial das potências ativa e reativa, sendo obtida pela multiplicação da Tensão aplicada pela Corrente consumida. A unidade é o VA (volt-ampère). Em projetos de instalação elétrica residencial os cálculos efetuados são baseados na potência aparente e potência ativa. Portanto, é importante conhecer a relação entre elas para que se entenda o que é Fator de Potência. Sendo a potência ativa uma parcela da potência aparente, pode-se dizer que ela representa uma porcentagem da potência aparente que é transformada em potência mecânica, térmica ou luminosa. Nos projetos elétricos residenciais, desejando-se saber o quanto da potência aparente foi transformado em potência ativa, aplicam-se os seguintes valores de fator de potência: 1,0 Quando o fator de potência é igual a 1, significa que toda potência aparente é transformada em potência ativa. Isto acontece nos equipamentos que só possuem resistência, tais como: chuveiro elétrico, torneira elétrica, lâmpadas incandescentes, fogão elétrico, etc. 8
FORMULÁRIO E = R x I I = E/ R R = E / I W = E x I x t W = R x I² x t W = (V² / R) x t P = W / t P = E x I P = R x I² P = E² / R E Diferença de potencial em Volt (V) R Resistência em Ohm (Ω) I Corrente Elétrica em Ampère (A) W Trabalho Elétrico ou Energia Consumida (Wh) t Tempo em hora (h) P Potência Elétrica em watt (W) 3 - Etapas da elaboração de um projeto de instalação elétrica 3.1 - Informações preliminares Plantas de situação Projeto arquitetônico Projetos complementares Informações obtidas do proprietário 3.2 - Quantificação do sistema Levantamento da previsão de cargas (quantidade e potência nominal dos pontos de utilização tomadas, iluminação, elevadores, bombas, ar-condicionado, etc) 3.3 - Desenho das plantas Desenho dos pontos de utilização Localização dos Quadros de Distribuição de Luz (QLs) Localização dos Quadros de Força (QFs) Divisão das cargas em circuitos terminais Desenho das tubulações de circuitos terminais Localização das Caixas de Passagem dos pavimentos e da prumada Localização do Quadro Geral de Baixa Tensão (QGBT), Centros de Medidores, Caixa Seccionadora, Ramal Alimentador e Ponto de Entrega Desenho das tubulações dos circuitos alimentadores Desenho do Esquema Vertical (prumada) Traçado da fiação dos circuitos alimentadores 3.4 - Dimensionamento de todos os componentes do projeto. Dimensionamento dos condutores Dimensionamento das tubulações Dimensionamento dos dispositivos de proteção Dimensionamento dos quadros 3.5 - Quadros de distribuição Quadros de distribuição de carga (tabelas) Diagramas unifilares dos QLs Diagramas de força e comando de motores (QFs) Diagrama unifilar geral 3.6 - Memorial descritivo: descreve o projeto sucintamente, incluindo dados e documentação do projeto, Memorial de cálculo, contendo os principais cálculos e dimensionamentos. Cálculo das previsões de cargas 9
Determinação da demanda provável Dimensionamento de condutores, eletrodutos e dispositivos de proteção. 3.7 - Especificações técnicas e lista de materiais 4 Classificações dos tipos de fornecimento de energia em ramal secundário (Baixa Tensão) Limites de fornecimento: Unidades consumidoras com potência instalada < 75kVA, podendo, em alguns casos chegar até 225 kva (Light) ou 150 kva (Ampla). Tensão padronizada: 220 V/127 V ou 380 V/220 V. Classificação dos tipos de fornecimento: Em função da potência instalada declarada, o fornecimento de energia elétrica à unidade consumidora será feito de acordo com a classificação a seguir: Monofásico: fornecimento a 2 fios (fase e neutro) 127V ou 220V até 8 kw. Trifásico: fornecimento a 4 fios (3 fases e neutro) 220 V/127 V ou 380 V/220 V. A energia chega até nossas residências através do ramal de baixa tensão da concessionária, conforme figura a seguir. 10
Ramal em BT da Concessionária Ramal de alimentação Ponto de entrega QDL Medidor Aterramento 5 Simbologia Todos os elementos arquitetônicos, hidráulicos, sanitários, elétricos e etc., têm suas representações gráficas padronizadas pela ABNT (Associação Brasileira de Normas Técnicas). A seguir, transcrevemos algumas simbologias mais utilizadas em instalações elétricas. Quando se deseja representar um elemento que se deseja diferenciar da simbologia aprovada, ou não existir tal representação, pode criar um símbolo próprio, desde que venha indicada na planta a convenção utilizada. LUMINÁRIA FLUORESCENTE NO TETO PONTO DE LUZ INCANDESCENTE NO TETO LUMINÁRIA TIPO ARANDELA COM LÂMPADA INCANDESCENTE TOMADA BAIXA TOMADA À MEIA ALTURA TOMADA ALTA 11